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 0 500.1 ANTECDENTES Y EVOLUCION DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.0 250.4 243.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. con ciertas relaciones agua / cemento.VOLUMEN DE CONCRETO EN CARRETERAS 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. 6 .250. Durabilidad Una de las ventajas más significativas de los pavimentos de concreto hidráulico es la durabilidad del concreto.500. Se deben de realizar los proporcionamientos de mezcla adecuados.0 18. 1.496. Figura 1.3 1993 1994 1995 1996 Año 1997 543.0 1.4 750.192..1 – 3 Introducción – Evolución – Volumen de Concreto en Carreteras d).3 1. 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.9 1998 1999 Nota: el volumen de 1999 incluye tramos terminados.0 1. en ejecución y licitados.000.0 Miles de m3 1.8 293.2 908. 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. 1.1 ANTECDENTES Y EVOLUCION DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 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. sin embargo es muy importante que el mismo se provea en tiempo y forma adecuados para garantizar las propiedades del pavimento.Otro aspecto importante para lograr esta durabilidad tiene que ver con los materiales que forman la estructura de soporte. 4. El mantenimiento que requieren los pavimentos rígidos es mínimo. Esto normalmente se puede visualizar al realizar una análisis del costo ciclo de vida que puede ser comparado con algunas otras alternativas de pavimentación. como se menciona en el punto anterior se puede lograr un alto grado de planicidad o un índice de perfil muy bueno. Altos Indices de Servicio Los pavimentos de concreto hidráulico permiten ser construidos con altos índices de servicio. El análisis del costo ciclo de vida es una herramienta que nos ayuda para soportar la toma de decisiones. adicionalmente siguiendo las recomendaciones de construcción adecuadas se puede proveer al pavimento de una superficie altamente antiderrapante. 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. 2. 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. 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. 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. 3. 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. 7 . 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. e). de tal modo que cada vez son mas las entidades gubernamentales responsables de la construcción.EXPERIENCIA INTERNACIONAL 1. estas experiencias han ido mostrando las ventajas de este tipo de soluciones. reparación y mantenimiento que se deben de seguir en los pavimentos rígidos para aprovechar de mejor forma todas sus ventajas. mejores niveles de servicio del camino.. 8 . 1. La distribución uniforme de las cargas permite que los esfuerzos máximos que se transmiten al cuerpo de soporte sean significativamente menores en magnitud.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. gracias a las ventajas que ofrecen para el desarrollo económico de los países del tercer mundo” a).. 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. mayor vida útil y consecuentemente economía de los recursos. es el de dar a conocer a los especificadores y constructores los métodos de rehabilitación. en el que estamos trabajando a pesar de que son mínimas las necesidades. 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.TRABAJO CONTINUO Poco a poco se ha ido logrando tener una mayor experiencia en el diseño. lo que permite una mejor condición y menor deterioro de los suelos de soporte. Podemos afirmar que la alternativa de pavimentación con concreto hidráulico es una realidad en nuestro país y el siguiente paso. 5.2 MARCO DE REFERENCIA PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. evitando la presencia de escalonamientos en las losas sobretodo en tramos donde el tráfico es significativamente pesado.La utilización de pasajuntas permite mantener estos índices de servicio. especificación y construcción de pavimentos de concreto hidráulico en México. Uruguay. 9 .. 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. han empezado a utilizar ampliamente estas nuevas tecnologías en el desarrollo de sus Carreteras. sin embargo las tecnologías de diseño y construcción utilizadas normalmente no habían sido las más actualizadas. Como puede observarse. Chile. Guatemala. Canadá. b). Alemania. Posteriormente algunos otros países empezaron a utilizar estas tecnologías tanto en especificaciones como en procedimientos constructivos. En menor escala pero con una fuerte tendencia de crecimiento lo están haciendo países como Venezuela.2 MARCO DE REFERENCIA PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 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. Países como: Brasil. Italia.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. así mismo se ha evolucionado en las técnicas de construcción y de evaluación de los pavimentos de concreto hidráulico. 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. así como el número de kilómetros construidos por país con estas nuevas tecnologías en Carreteras y Autopistas. Etc. sin embargo el desarrollo más importante se ha dado durante la última década. la de los noventas. sin embargo está tendencia parece estar ampliándose a todos los países de América Latina. Francia. 1. 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.CASO DE LATINOAMERICA En los países de América Latina se han utilizado los pavimentos de concreto principalmente para vialidades urbanas. Autopistas y Vialidades Urbanas. Bulgaria. El Salvador y Bolivia. Argentina. el crecimiento es importante y el potencial de desarrollo es aún mayor. España. México. tal es el caso de Estados Unidos. 2 – 1 Introducción – Marco de Referencia – Porcentaje de la Red en Concreto Hidráulico 1.4.600 3.000 1. Guatemala * Colombia * Datos aproximados Figura 1.275 2.5% 0.4% 0.500 500 Colombia 94 19 México 27 El Salvador Venezuela Argentina Bolivia * Fuente: 2do Foro Interamericano de Pavimentos de Concreto. Brasil agosto de 1999.0% 20.468 .045 3.2 – 1 Introducción – Marco de Referencia – Km de Concreto en Carreteras 25.9% 2. Brasil agosto de 1999.450 2.3% 23.0% 10.3% 1.000 2.0% % de Red en Concreto 15.1% 0.0% 0.000 1. Figura 1.500 234 250 3.3% México 0.0% 2.5% Venezuela Argentina Bolivia * El Salvador Panamá * Fuente: 2do Foro Interamericano de Pavimentos de Concreto.000 Km en Concreto 3.0% Guatemala * Panamá * * Datos aproximados 5.5% 21.0% 1. 10 Uruguay Chile Brasil 2.2 MARCO DE REFERENCIA PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.9% Uruguay Chile Brasil 251 1.500 2. 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. a). diseño aplican íntegramente a este tipo de pavimentos. Así como lo referente a la propia estructura de concreto hidráulico y sus características.2. DISEÑO 2. Pavimentos Convencionales b). Sobrecarpetas de Concreto (Whitetopping) Dentro de la gama de pavimentos disponibles para ciertas aplicaciones de tráfico ligero. Los métodos de .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). se encuentran las sobrecarpetas de concreto ultradelgado (whitetopping ultradelgado). Los métodos presentados en este manual no son aplicables al diseño de este tipo de soluciones especificas. Superficie de Asfalto Existente . 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. Sobrecarpetas de Concreto (Whitetopping) Los pavimentos denominados Whitetopping. corresponden a rehabilitaciones de pavimentos asfálticos deteriorados. 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. 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. base y asfalto. Los métodos de diseño toman en cuenta esta solución.b). considerando las características de soporte de la estructura existente que normalmente tiene capa de sub-base. 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. Huecos o baches abiertos Cavidades o depresiones producidas por desprendimiento de la carpeta asfáltica y de capas granulares. • Medios : Comprometen parte o la totalidad de la carpeta asfáltica y su profundidad oscila entre 3 y 10 cm. b). en áreas aisladas o en forma generalizada y son el producto del desgaste de las partículas superficiales o el . Se consideran 3 tipos de fisuras : • • • Longitudinales Transversales En bloque c). Se consideran 3 tipos de huecos : • Superficiales : solo comprometen la capa de rodadura y su profundidad es menor a 3 cm. sino que se presentan en forma aislada o continua y son producidas por deficiencia en las juntas de construcción. por contracción de la mezcla o desplazamiento de los bordes. Fisuras longitudinales y transversales Son agrietamientos longitudinales y/o transversales que no constituyen una malla. • Profundos : Profundidad superior a 10 cm. con expulsión de material y compromiso de la base granular. El desgaste se clasifica en : • Ligero : Perdida de textura uniforme. 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. Posteriormente estas fisuras se ensanchan y profundizan ocasionando desprendimientos. • Severo : Cuando las deformaciones son grandes y se presenta perdida del material asfáltico y se presenta aparición del material de base. las grietas que los separan son mayores de 1 cm. • 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. • Severo : Desintegración superficial de la carpeta. No existe deformación superficial.desprendimiento de alguna de ellas por acción del tránsito o inclemencias del tiempo. 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. con desprendimientos evidentes y partículas sueltas sobre la vía. 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. d). que presentan fracturamientos progresivos en forma de piel de cocodrilo. e). Reparación de Fallas Para garantizar la uniformidad en el soporte de la estructura asfáltica. fatiga en bloque. De acuerdo con los daños encontrados en la vía. se consideran desde la etapa de diseño algunas actividades correctivas. 2. 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. por efecto de asentamientos del terraplén o por levantamientos causados por las raíces de arboles. se deben realizar correcciones en los sitios en donde se presenten las siguientes irregularidades. así como la capacidad estructural residual del pavimento. Ondulaciones Son deformaciones grandes y notorias de la plataforma de la vía. que alteran su perfil longitudinal. transversales y longitudinales REPARACION REQUERIDA Ninguna Fresado o Nivelación Fresado Reparar Remoción y preparación Ninguna . Exudación Degradación superficial Ninguna Ninguna . hasta cierto límite. 40. Limite Plástico (LP) y Limite de Contracción (LC) y mediante ellos se puede conocer el tipo de suelo en estudio. Estos límites son: Limite Líquido (LL).2 SUELOS En el diseño de pavimentos. Las arcillas presentan esta propiedad en grado variable. Plasticidad La plasticidad es la propiedad que presentan los suelos de poder deformarse. es fundamental conocer algunas propiedades de los suelos que nos permiten conocer sus características generales y sus comportamientos. sin romperse.2. Límite Liquido. Por medio de ella se mide el comportamiento de los suelos en todas las épocas. Algunas de estas propiedades se obtienen mediante las pruebas que se describen a continuación: a). 1. . La diferencia entre los valores del límite líquido y del límite plástico da como resultado el índice plástico (IP) del suelo. Para conocer la plasticidad de un suelo se hace el uso de los límites de Atterberg. Todos los limites de consistencia se determinan empleando suelo que pasa por la malla No. comprendido entre 6 y 35 golpes. f) Se repiten los pasos del 2 al 5. dos grupos de dos a tres contenidos de humedad. Si no se cierra entre los 6 y 35 golpes. 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. con el cual el suelo cambia del estado líquido al plástico. contado el número de golpes necesarios para que la parte inferior del talud de la ranura hecha se cierre precisamente a 1. teniendo el suelo otros contenidos de humedad. se repite el ensaye hasta que tres ensayes consecutivos den una conveniente serie de números. se recoge el material y se le añade agua y se vuelve a mezclar. De esta forma. e) Cuando se ha obtenido un valor consistente del número de golpes. uno entre los 25 y 35 golpes y otro entre los 6 y los 10 golpes con el fin de .27 cm (1/2”). d) Se acciona la copa a razón de dos golpes por segundo. formando una masa alisada de un espesor de 1 cm en la parte de máxima profundidad. los suelos plásticos tienen en el límite líquido una resistencia muy pequeña al esfuerzo de corte y según Atterberg es de 25 g/cm2.El límite líquido se define como el contenido de humedad expresado en porciento con respecto al peso seco de la muestra. b) Se coloca una poca de esta mezcla en la copa de Casagrande. utilizando un ranurador. c) El suelo colocado en la copa de Casagrande se divide en la parte media en dos porciones. se toman 10 g aproximadamente de suelo de la zona próxima a la ranura cerrada y se determina el contenido de agua de inmediato. por lo menos. se colocan en una cápsula de porcelana y con una espátula se hace una mezcla pastosa. Para determinar el límite líquido de un suelo se hace el siguiente procedimiento. De este modo se deben tener. homogénea y de consistencia suave agregándole una pequeña cantidad de agua durante el mezclado. a) Se toman unos 100 g de material que pasa la malla No 40. Límite Plástico. L. vuelven a pesarse ya secos y se determina la humedad correspondiente al límite plástico. 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. h) Se conectan los puntos medios con una línea recta que se llama curva de fluidez. 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.que la curva de fluidez no se salga del intervalo en que puede considerarse recta. Se forma una pequeña bola que deberá rodillarse enseguida aplicando la suficiente presión a efecto de formar filamentos.17 mm (1/8”) sin romperse. para el cual los suelos cohesivos pasan de un estado semisólido a un estado plástico. según lo indica Casagrande. 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 . Cuando el diámetro del filamento resultante sea de 3.P. se pesan. Es el contenido de humedad. expresado en porciento con respecto al peso seco de la muestra secada al horno. Se repite para los dos o tres puntos dentro del intervalo de 25 a 35 golpes.Ps X 100 . 2. 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. o que cuando mucho tengan un retenido de 10 % en esta malla. = Humedad correspondiente al límite plástico en % Ph Ps = Peso de los filamentos húmedos en gramos = Peso de los filamentos secos en gramos.Ps L. pero que pase dicho retenido totalmente por la malla 3/8”. arenas de minas. relacionando el peso volumétrico obtenido en el lugar con el peso volumétrico máximo Proctor.P. Su objetivo es: Determinar el peso volumétrico seco máximo γmáx que puede alcanzar un material. tezontles arenosos y en general en todos aquellos materiales que carezcan de cementación. así como la humedad optima wo que deberá hacerse la compactación. También debe efectuarse la prueba Porter estándar en arenas de río. 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. Determinar el grado de compactación alcanzado por el material durante la construcción o cuando ya se encuentran construidos los caminos. . La prueba Proctor está limitada a los suelos que pasen totalmente la malla No 4. 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. b). arenas producto de trituración. 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. 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.Procedimiento: Se obtienen 3 kg de material previamente secado al sol. . El material que contiene ya la humedad necesaria para iniciar la prueba se tamiza por la malla No 4. Deberán de darse 30 golpes repartidos uniformemente para apisonar cada capa. 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. continuándose este proceso hasta que las partículas que se retengan en la malla no se puedan disgregar. y los grumos que se hayan retenido se disgregan perfectamente y se vuelve a tamizar por la misma malla. 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. Se tamiza por la malla No 10. El pisón metálico de 2. se añaden 60 cc (2% en peso de agua) y se repite el procedimiento descrito.5 kg se deja caer desde una altura de 30 cm. 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. La muestra que ha sido removida del molde cilíndrico se desmenuza hasta que pasa la malla No 4. se mezcla para homogeneizarlo y se compacta en el molde cilíndrico en tres capas aproximadamente iguales. 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 .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. en gramos. w = Contenido de la humedad en porcentaje Pw = Peso de la muestra húmeda. en g/cm3 γh = Peso volumétrico húmedo.humedad. en gramos γs = Peso volumétrico seco. . en g/cm3 Los peso volumétrico secos y las humedades correspondientes se utilizan para trazar la curva peso volumétrico seco . Esta curva representa la humedad para cualquier peso volumétrico. En la misma gráfica se dibuja la curva de saturación teórica. en gramos Ps = Peso de la muestra seca. 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. marcando en el eje de las abscisas los contenidos de humedad. que sería necesaria para que todos los vacíos que dejan entre sí las partículas sólidas estuvieran llenos de agua. 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. . 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. incrementar su humedad. o bien.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. en el estado en que se encuentra en el lugar.La curva de saturación teórica sirve para determinar si un suelo. Así. 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 .5%. . sin variar su peso volumétrico seco. el suelo se encuentra en condiciones de adquirir un peso volumétrico mayor con la humedad que contiene. es susceptible de adquirir mayor humedad o mayor peso volumétrico fácilmente. 6 kg/cm2 en un tiempo de 5 minutos. cuyo volumen se anota. 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. Si al llegar a la carga máxima no se humedece la base del molde. Prueba Porter Estándar. 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. Cuando se ha logrado la disgregación de los grumos se tamiza la muestra por la malla ¾”. y una vez lograda la distribución homogénea de la humedad se coloca en tres capas dentro del molde de prueba. Se le incorpora cierta cantidad de agua. 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.6 kg/cm2.c). Esta prueba sirve también para determinar la calidad de los suelos en cuanto a valor de soporte se refiere. midiendo la resistencia a la penetración del suelo compactado y sujeto a un determinado periodo de saturación. Si al aplicar la . la humedad de la muestra es inferior a la óptima. la que debe mantenerse durante 1 minuto. disgregado y cuarteado. Al terminar la colocación de la última capa se compacta el material aplicando cargas uniformes y lentamente procurando alcanzar la presión de 140. y cada una de ellas se les da 25 golpes con la varilla metálica. 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. se le resta el peso del molde y se calcula el peso volumétrico. Se deja enfriar el material y se pesa y se calcula la humedad y el peso volumétrico seco máximo. en g/cm3 o kg/m3 Ph = Peso del material húmedo compactado dentro del cilindro Porter. el material muestra una humedad ligeramente mayor que la óptima de Porter. Se pesa el espécimen con el molde de compactación. y con este dato se calcula el volumen del espécimen.carga máxima se observa que se humedece la base del molde. 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. w = Ph –Ps Ps X 100 . 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. 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. siendo esta la más adecuada para su compactación. 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. lo que implica elasticidad del suelo. y se expresa como el tanto porciento de la carga necesaria para introducir un pistón de sección circular en una muestra de suelo. compacidad. si P2 es la carga en kg necesaria para hacer penetrar el pistón en el suelo en estudio. y Px=1360 kg. Por lo tanto. el valor Relativo de Soporte del suelo es de VRS = (P2/1360) * 100 e). Valor Relativo de Soporte Es un índice de resistencia al esfuerzo cortante en condiciones determinadas de compactación y humedad. humedad y otros factores que afectan la resistencia del suelo. Su valor numérico depende de la textura. La determinación de k se hace . la precisa para penetrar la misma cantidad en la muestra tipo de piedra triturada.γ s= γh 1+ w 100 d). 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. CARTA DE PLASTICIDAD Para la Clasificación de Suelos en Partículas Finas en el Lab.P. = Turbo. = 0. Arenas bien graduadas.L. limos orgánicos de media plasticidad OL LÍNEA “A” CH I.mediante una placa circular de 30” de diámetro bajo una presión tal que produzca una deformación del suelo de 0. limos micaceos ó diatomaceos. mayor que 7 Arriba de la "línea A" y con I. arcillas francas. inluyendo su identificación y descripción. 200) son aproximadamente. S = Arenas. mezclas arenas y arcilla. Standard * La subdivisión de los grupos GM y SM en subdivisiones d.S.074 mm de diámetro (la malla No. 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. El sufijo u es usado cuando el L. P = Mal graduados. arenas con gravas con poco ó nada de finos ARENAS Más de la mitad de la fracción gruesa pasa por la malla No. las más pequeñas a simple vista) PARA CLASIFICACIÓN VISUAL PUEDE USARSE 1/2 CM COMO EQUIVALENTE A LA ABERTURA DE LA MALLA No.P. arcillas arenosas. M = Limo.P. H = Alta compresibilidad. L = Baja compresibilidad. DEPENDIENDO DEL PORCENTAJE DE FINOS (Fracción que pasa por la malla No.** Coeficiente de uniformidad Cu: mayor de 4. es mayor que 28 FIGURA 2. W = Bien graduados. 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. . mezcla de arena y grava bien graduadas con cementante arcilloso.L. y u. 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. ~ Todos los tamaños de las mallas en esta carta son los U. arcillas limosas. limos arenosos ó arcillosos ligeramente plásticos EQUIVALENCIA DE SÍMBOLOS G = Gravas.P. arena y arcilla.P. mezclas de grava. 200) LOS SUELOS GRUESOS SE CLASIFICAN COMO SIGUE: Menos del 5%: GW.L. Límites de Atterberg abajo de la "línea A" ó I. P.127 cm (0.P. arena y limo. Más de 12%: Casos de frontera que requieren el uso de símbolos dobles.05”).P. 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. arcillas pobres Limos inorgánicos y arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad Limos inorgánicos. SW. C = Arcilla. arcillas con grava. entre 4 y 7 son casos de frontera que requieren el uso de símbolos dobles. arenas con gravas con poco ó nada de finos Arenas mal graduadas. Son para caminos y aeropuertos únicamente. menor que 4 Límites de Atterberg arriba de la "línea A" ó I. mezclas de grava y arena con poco ó nada de finos Gravas mal graduadas.I. es de 28 ó menos y el I. Arenas arcillosas. Arcillas orgánicas ó alta plasticidad. Mas adelante se hace referencia a esta propiedad tan importante para el diseño de pavimentos. mayor que 7 Arriba de la "línea A" y con I.P. mezclas de grava. SP. mezclas de arenas y limo. polvo de roca. 4) GP P GM GC d u Gravas limosas. O = Suelos orgánicos. Gravas arcillosas. es de 6 ó menos.2-1 Sistema unificado de clasificación de suelos (SUCS). Las partículas de 0. El sufijo d se usa cuando L. limos elásticos Arcillas inorgánicas de alta plasticidad. Coeficiente de curvatura Cc: entre 1 y 3.73 (L. 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. 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. 60 50 ÍNDICE PLÁSTICO CL Arcillas inorgánicas de baja a media plasticidad. – 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. GO. entre 4 y 7 son casos de frontera que requieren el uso de símbolos dobles. la subdivisión esta basada en los límites de Atterberg. menor que 4 Límites de Atterberg arriba de la "línea A" ó I. Por ejemplo GW-GC. sus redes. con el fin de proveer la movilización de personas y mercancías de una manera segura. bien con volúmenes de . Volumen de Tránsito Al proyectar una calle ó carretera. y por el proyecto de su sección transversal. confortable. sus sistemas y sus modos. terminales. conveniente. ya se tengan las bases y sea más fácil las consultas en publicaciones especializadas en el tema. la física y la geometría. ocasionará que la carretera o calle funcione durante el periodo de proyecto. las intersecciones. de su variación. y a su vez el Proyecto Geométrico es una etapa de la Ingeniería de Tránsito. rápida.3 TRÁFICO.2. El Proyecto Geométrico de calles y carreteras. los accesos y los servicios. No se trata de realizar una presentación exhaustiva del transporte. la selección del tipo de vialidad. es el proceso de correlación entre sus elementos físicos y las características de operación de los vehículos. de su tasa de crecimiento y de su composición. Es decir que la Ingeniería de Tránsito es un subconjunto de la Ingeniería de Transporte. mediante el uso de las matemáticas. Los errores que se cometan en la determinación de estos datos. En este sentido. al proyecto funcional. a la operación y a la administración de las diversas partes de cualquier modo de transporte. a). el proyecto geométrico y la operación del tránsito por calles y carreteras. b). pero sí conceptuar de una manera muy general y clara sobre algunos de los aspectos de su estructura básica. 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. Ingeniería de Tránsito: Es aquella fase de la ingeniería de transporte que tiene que ver con la planeación. 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. 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. dependen fundamentalmente del volumen de tránsito o demanda que circulará durante un intervalo de tiempo dado. vialidad queda definida geométricamente por el proyecto de su eje en planta (alineamiento horizontal) y en perfil (alineamiento vertical). económica y compatible con el medio ambiente. tierras adyacentes y su relación con otros modos de transporte. Es el número total de vehículos que pasan durante una semana. durante un periodo determinado y se expresa como: N Q= T Donde: Q = Vehículos que pasan por unidad de tiempo (Vehículos / periodo). Es el número total de vehículos que pasan durante el lapso de tiempo determinado.Tasa de flujo ó flujo (q). . . en esta caso T < 1 hora. en este caso T = 1 día. Estos datos de volúmenes de tránsito son expresados con respecto al tiempo. en este caso T = 1 semana. de un carril ó de una calzada. en este caso T = 1 hora. . . . N = Número total de vehículos que pasan (vehículos) T = Período determinado (unidades de tiempo) 1 VOLÚMENES DE TRÁNSITO ABSOLUTOS Ó TOTALES.Tránsito semanal (TS).Tránsito diario (TD). se tienen los siguientes volúmenes de tránsito totales ó absolutos: . dependiendo de la duración del lapso de tiempo determinado. Es el número total de vehículos que pasan durante una hora. Es el número total de vehículos que pasan durante un período inferior a una hora. Es el número total de vehículos que pasan durante un día.tránsito muy inferiores a aquellos para los que se proyectó.Tránsito mensual (TM). y de su conocimiento se hace posible el desarrollo de estimaciones razonables de la calidad de servicio prestado a los usuarios.Tránsito horario (TH).Tránsito anual (TA). . Es el número total de vehículos que pasan durante un mes. 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 un año. en este caso T = 1 mes. Se define como volumen de tránsito al número de vehículos que pasan por un punto ó sección transversal dados. en este caso T = 1 año. ó mal con problemas de congestionamiento por volúmenes de tránsito altos muy superiores a los proyectados. Tránsito promedio diario mensual (TPDM) TPDM = TM 30 . se presentan los siguientes volúmenes de tránsito promedio diarios. en las horas de día. De acuerdo al número de días de este período. es fundamental. así como las de conservación. Sin embargo. dividido entre el número de días del periodo. y prever con la debida anticipación la actuación de las fuerzas dedicadas al control del tránsito y labor preventiva. Tratándose de tres o más carriles de operación en un sentido. el flujo se asemeja a una corriente hidráulica. debido a que sus variaciones son generalmente rítmicas y repetitivas. al medir los volúmenes de tránsito por carril. 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. en la planeación y operación de la circulación vehicular. Distribución y composición del volumen de tránsito. dados en vehículos por día: . Se define el volumen de tránsito promedio diario (TPD). relacionar volúmenes en un tiempo y lugar con volúmenes de otro tiempo y lugar. en zona urbana. Así. para así programar aforos. por lo que solamente son precisos para el periodo de duración de los aforos. La distribución de los volúmenes de tránsito por carriles debe ser considerada. también es importante conocer las variaciones de los volúmenes de tránsito en función de su distribución por carriles. conocer las variaciones periódicas de los volúmenes de tránsito dentro de las horas de máxima demanda. su distribución direccional y su composición. la mayor velocidad y . es importante tener un conocimiento de sus características. tanto en el proyecto como en la operación de calles y carreteras. Los volúmenes de tránsito siempre deben ser considerados como dinámicos. Por lo tanto. en los días de la semana y en los meses del año.Tránsito promedio diario anual (TPDA) TA TPDA = 365 .2 VOLÚMENES DE TRÁNSITO PROMEDIO DIARIOS.Tránsito promedio diario semanal (TPDS) TPDM = TS 7 3 CARACTERISTICAS DE LOS VOLUMENES DE TRÁNSITO. Aún más. debido a que durante estos días por estas carreteras circula una alta demanda de usuarios de tipo turístico y recreacional. como en las de la tarde. con variaciones de ± 10%. 10% autobuses y 30% camiones. Variación diaria del volumen de tránsito. dependiendo del tipo de carretera. en su tramo entre el Viaducto y Naucalpan. con un mayor grado de motorización. los porcentajes de autobuses y camiones en los volúmenes de tránsito son bajos. Así. a volúmenes bajos y medios suele ocurrir lo contrario. En cuanto a la distribución direccional. por lo que se reserva el carril cerca de la faja separadora central para vehículos más rápidos y para rebases. a nivel rural. para carreteras principales de lunes a viernes los volúmenes son muy estables los máximos. Por ejemplo. el porcentaje de estos vehículos grandes y lentos es mayor. porcentaje de automóviles. ya sea el sábado o el domingo. la hora del día y el día de la semana. sin embargo. En autopistas de tres carriles con altos volúmenes de tránsito. Se han estudiado cuáles son los días de la semana que llevan los volúmenes normales de tránsito. de autobuses y de camiones. como paradas de autobuses y taxis y las vueltas izquierdas y derechas causan un flujo más lento en los carriles extremos. En las calles de la ciudad. en las calles que comunican el centro de la ciudad con la periferia de la misma. En cambio. rurales o urbanas. por lo general hay mayores volúmenes en el carril inmediato a la faja separadora central. En carreteras secundarias de tipo agrícola. En nuestro medio. En los países más adelantados. ciertas arterias urbanas que comunican centros de gravedad importantes. En los estudios de volúmenes de tránsito es muy útil conocer la composición y variación de los distintos tipos de vehículos. generalmente se logran en el carril del medio. llevando el menor volumen el carril cercano a la acera. en países con menor grado de desarrollo. los más altos volúmenes ocurren el viernes. Este fenómeno se presenta especialmente en arterias del tipo radial. Un ejemplo de éstos puede citarse en el caso del Anillo Periférico de la Ciudad de México. es muy común encontrar porcentajes típicos o medios del orden de 60% automóviles. las fricciones laterales. También vale . y se presentan mayores volúmenes en el carril inmediato al acotamiento. como es el caso de México. no hay mucha diferencia entre los volúmenes en uno u otro sentido. es decir. 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. los máximos volúmenes se presentan entre semana. tanto en las horas de máxima demanda de la mañana. esto es que están más o menos distribuidos en los días laborales.capacidad. En cambio. la variación de los volúmenes de tránsito diario no es muy pronunciada entre semana. 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. generalmente se registran durante el fin de semana. no registran variaciones direccionales muy marcadas en los volúmenes de tránsito. En carretera. La composición vehicular se mide en términos de porcentajes sobre el volumen total. para obtener el tránsito promedio diario anual. En estos casos. Hay meses que las calles y carreteras llevan mayores volúmenes que. antes de que los resultados se puedan generalizar. 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. en cierta manera. en los usos de la tierra. No obstante. Por razón los volúmenes de tránsito promedio diarios que caracterizan cada mes son diferentes. anual y semanal. la media poblacional o tránsito promedio diario anual. competencias deportivas nacionales e internacionales. fin de año. que ésta se puede aplicar a otro número de casos no incluidos. Por lo anterior. según la siguiente expresión: TPDA = TPDS ± A Donde: A = Máxima diferencia entre el TPDA y el TPDS . Sin embargo. se debe analizar la variabilidad de la muestra para así estar seguros. En este caso. mediante aforos continuos a lo largo de todo el año. o se construyan nuevas calles o carreteras que funcionen como alternas. 4 VOLÚMENES A FUTURO. Con respecto a volúmenes de tránsito. El comportamiento de cualquier fenómeno ó suceso estará naturalmente mucho mejor caracterizado cuando se analiza todo su universo. al menos en todas las vialidades por los costos que ello implica. TPDS. TPDA. semanales ó mensuales. y que forman parte de las características de la población. Variación mensual del volumen de tránsito. ya sea en periodos horarios.la pena mencionar. dependiendo también. que se presentan máximos en aquellos días de eventos especiales como Semana Santa. Relación entre los volúmenes de tránsito promedio diario. se estima con base en la media muestral ó tránsito promedio diario semanal. Los más altos volúmenes de tránsito se registran en Semana Santa. a menos que ocurran cambios importantes en suelo. Navidad. en las vacaciones escolares y a fin de año por las fiestas y vacaciones navideñas del mes de diciembre. con referencia a la variación diaria de los volúmenes de tránsito tanto a nivel urbano como rural. etc. TPDA. es necesario disponer del número total de vehículos que pasan durante el año por el punto de referencia. de la categoría y del tipo de servicio que presten las calles y carreteras. diarios. en el análisis de volúmenes de tránsito. 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. con cierto nivel de confiabilidad. muestras de los datos sujetas a las mismas técnicas de análisis permiten generalizar el comportamiento de la población. Muchas veces esta información anual es díficil de obtener. presentando variaciones notables. tomadas de la misma población. se distribuyen normalmente alrededor de la media poblacional con una desviación estándar equivalente al error estándar. define el intervalo de confianza dentro del cuál se encuentra el TPDA.El valor de A. 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. Para un determinado nivel de confianza. se calcula como: n ½ ( Tdi – TPDS) 2 n-1 S= Σ i=1 Donde: TDi = Volumen de tránsito del día i. La desviación estándar muestral. S. el valor de A es: A=KE Donde: K = Número de desviaciones estándar correspondiente al nivel de confiabilidad deseado. Finalmente la relación entre los volúmenes de tránsito promedio diario anual y semanal es: TPDA = TPDS ± A . E = error estándar de la media Estadísticamente se ha demostrado que las medias de diferentes muestras. sumado ó restado del TPDS. N = Tamaño de la población en número de días del año. n = Tamaño de la muestra en número de días del aforo. de los orígenes y destinos vehiculares y del grado de atracción de todas las vialidades comprendidas. en el mejoramiento de una carretera existente o en la construcción de una nueva carretera. Incremento del tránsito. 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. ni su modo de viaje. el tránsito actual se compone completamente de tránsito atraído. Como no se cambia su modo de viaje. En áreas rurales cuando no se dispone de estudios de origen y destino ni datos de tipo económico. la cantidad de tránsito atraído depende de la capacidad y de los volúmenes de las carreteras existentes. no cambian ni su origen. pero la eligen motivados por una mejora en los tiempos de recorrido. así por ejemplo. El Pronóstico del volumen de tránsito futuro. El tránsito actual (TA) se puede establecer a partir de aforos vehiculares sobre las vialidades de la región que influyan en la nueva carretera. A su vez. ni su destino. 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. más el tránsito atraído (TAt) a ella de otras carreteras una vez finalizada su reconstrucción total. . Tránsito actual. En el mejoramiento de una carretera existente. ó utilizando parámetros socioeconómicos que se identifiquen plenamente con la economía de la zona. componentes del tránsito atraído a una nueva carretera.TPDA = TPDS ± K E TPDA = TPDS ± K σ’ Pronóstico del volumen de tránsito futuro. estudios de origen y destino. sino también en los incrementos del tránsito que se espera utilicen la nueva carretera. en la distancia. 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. por ejemplo el TPDA del año de proyecto. si están saturadas ó congestionadas. 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 del tránsito existente (TE) antes de la mejora. la atracción será mucho más grande. De esta manera. deberá basarse no solamente en los volúmenes normales actuales. En el caso de la apertura de una nueva carretera. Este incremento se compone del crecimiento normal del tránsito (CNT) del tránsito generado (TG) y del tránsito desarrollado (TD). en las características geométricas. Los usuarios. en la comodidad y en la seguridad. a este volumen de tránsito también se le denomina tránsito desviado. y el tránsito trasladado. ya que no necesariamente reflejan las tasas de crecimiento en el área local bajo estudio. para efectos de proyecto se derivan a partir del tránsito actual (TA) y del incremento del tránsito (IT).El crecimiento normal del tránsito (CNT) es el incremento del volumen de tránsito debido al aumento normal en el uso de los vehículos. El deseo de las personas por movilizarse. esperado al final del periodo ó año meta seleccionado. atribuibles a la atracción de la nueva carretera y no al cambio en el uso del suelo. Pero la experiencia indica que en carreteras construidas con altas especificaciones. Al tránsito generado se le asignan tasas de incremento entre el 5 y el 25 % del tránsito actual. avión o barco. hacen que esta componente del tránsito siga aumentando. el tránsito desarrollado continua actuando por mucho años después que la nueva carretera ha sido puesta al servicio. El incremento del tránsito (IT) se expresa así: IT = CNT + TG + TD Tránsito a futuro. El tránsito desarrollado (TD) es el incremento del volumen de tránsito debido a las mejoras en el suelo adyacente a la carretera. éste no se considera como una parte del tránsito desarrollado. De acuerdo a esto. aunque se ha comprobado que existe cierta correlación entre el crecimiento del parque vehicular y el crecimiento del TPDA. El tránsito generado (TG) consta de aquellos viajes vehiculares. por lo tanto. que no se realizarían si no se construye la nueva carretera. Los volúmenes de tránsito futuro (TF). autobús. Sin embargo. consistente en viajes previamente hechos a destinos completamente diferentes. y que por razón de la nueva carretera se harían en vehículos particulares. deberá tenerse gran cuidado en la utilización de los indicadores del crecimiento del parque vehicular nacional para propósitos de proyecto. generando valores del orden del 5 % del tránsito actual. El tránsito generado se compone de tres categorías: el tránsito inducido. A diferencia del tránsito generado. distintos a los del transporte público. o nuevos viajes no realizados previamente por ningún modo de transporte. o nuevos viajes que previamente se hacían masivamente en taxi. tren. se puede plantear la siguiente expresión: TF = TA + IT Sustituyendo en la ecuación del tránsito futuro (TF). encontramos que: TF = TA + IT TF = (TE + TAt) + (CNT + TG + TD) . el tránsito convertido. con un periodo de generación de uno ó dos años después de que la carretera ha sido abierta al servicio. el suelo lateral tiende a desarrollarse más rápidamente de lo normal. El incremento del tránsito debido al desarrollo normal del suelo adyacente forma parte del crecimiento normal del tránsito. la flexibilidad ofrecida por el vehículo y la producción industrial de más vehículos cada día. 3-1 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. AÑO FUTURO AÑOS TA Tránsito Actual (TA) = Existente (TE) + Atraído (TAt) TE + TAt TF .En la figura 2.3-1 se presenta de manera gráfica los componentes del volumen de tránsito futuro. de diferente magnitud y disposición. En los Circuitos de 3 al 6 se realizaron aplicaciones de carga con camiones pesados. El sitio cerca de Ottawa. o bien para determinar las relaciones significativas entre un número de repeticiones de ejes con cargas. 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. conformados con bases y sub-bases.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. tiene condiciones climáticas y de suelo típicas de algunas áreas de Estados Unidos y Canadá.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. bajo cargas móviles de magnitudes y frecuencias conocidas y bajo el efecto del medio ambiente. Los circuitos 5 y 6 tuvieron idénticas configuraciones y combinaciones de carga. Se realizaron 6 circuitos de prueba. 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. las secciones de prueba de los pavimentos estaban localizadas en las rectas o tangentes de cada circuito. la planeación empezó en 1951.ANTECEDENTES – PRUEBA AASHO La prueba de pavimentación que en su momento se conoció como AASHO.” a). El Circuito 1 se dejo sin cargas para evaluar el impacto del Medio Ambiente en los pavimentos.. 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. Illinois. y el comportamiento de diferente espesores de pavimentos. la construcción del proyecto comenzó en 1956 muy cerca de Ottawa. El Circuito 2 se utilizó con aplicaciones de cargas de camiones ligero. Fue formulada por el consejo de investigación de carreteras de la academia nacional de ciencias – consejo nacional para la investigación. todos eran tramos de dos carriles y tenían la mitad del tramo en pavimento de concreto y la otra en pavimento flexible. colocados en suelos de características conocidas. EL tráfico controlado de la prueba se aplicó de octubre de 1958 a noviembre de 1960. durante más de dos años. 1 . Cada circuito consistía de dos largas carreteras paralelas conectadas en los extremos por retornos. o sea. Los pavimentos se construyeron en circuitos a lo largo de una sección de 8 millas de una futura autopista interestatal. seleccionado para la prueba. Esto hace que la aplicabilidad del método deba utilizarse con criterio para otras partes del mundo. 000 Repeticiones de Carga Normal . estaba perfectamente controlado. se iniciaron las repeticiones de carga en noviembre de 1958. Las secciones de prueba tanto de flexible como de pavimento rígido fueron construidas sobre idénticos terraplenes.18 horas 40 minutos .4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.Corresponiendo aproximandamente a 6. También se examinaron bajo las mismas condiciones climáticas. 36 m en pavimentos de concreto simple y 80 m en pavimentos continuamente reforzados.posteriormente se aumento a 10 vehículos por carril (en enero 1960) El tiempo de Operación de los vehículos fue de: .inicialmente 6 vehículos por carril . por el mismo número de cargas aplicadas.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.114.1. En total se examinaron 368 secciones de pavimento rígido y 468 secciones de pavimento flexible. 2 . el mismo tráfico y velocidades de operación.6 días de la semana En Total se aplicaron: . de la siguiente manera: En los circuitos de camiones pesados.2 millones de ESAL´s 2. El tráfico que se utilizó en la prueba. Circuitos 3-6: . 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 2.20 m . Cada circuito de tráfico contenia algunas secciones que no formaban parte de los principales experimentos sobre pavimentos.Profundidad promedio de las roderas medida con regla de 1.Mediciones de la aspereza del pavimento en la dirección del movimiento.b). 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. que una sección de cualquiera de los diseños. La réplica garantizó que varios de los diseños aparecieran en dos secciones en el mismo para verificar la Confiabilidad.Medidas de Agrietamientos severos .Variaciones en el perfil longitudinal . 3 . Las secciones de prueba de los pavimentos de varios espesores fueron sometidas a tráfico controlado.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. Las posiciones de los cuatro circuitos de prueba más importantes se localizaron al azar. 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. Los factores que tuvieron mayor peso en la determinación de la capacidad de servicio fueron: . 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..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. 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. Estas secciones se incluyeron para estudios especiales tales como los efectos de acotamientos pavimentados y bases estabilizadas en el comportamiento del pavimento. Las secciones examinadas representaban todas las combinaciones de los factores de diseño para concreto y asfalto. . El nivel requerido de servicio de un pavimento depende de la función que requiera dársele al pavimento.CONCLUSIONES OBTENIDAS DE LA PRUEBA Los principales experimentos sobre pavimentos fueron diseñados de modo que los resultados de las pruebas fueran estadísticamente significativas. 7 3.6 3” 104 Se muestran las diferentes secciones probadas tanto de concreto como de asfalto con las diferentes combinaciones de sub-base.1 SIMPLE 4.4 3.7 87 0” 552 70 3.2 2” 74 3. base y carpeta.8 Carril 1 2.1 4. Secciones que llegaron a la falla.3 555 4.1 4.0 4.4 3. el número interior corresponde al índice de servicio al final de la prueba.0 3.5” Carril 2 ESPESOR DE CONCRETO 4.0 3” REFORZADO 4. Secciones que permanecieron en regulares condiciones. 4 .2 840 SIMPLE 4.5 3.1 Circuito CONCRETO ASFALTO 2 BASE SUB-BASE 0” 52 2 645 0” 4” 80 2 1.6 4.4 3.2 469 4.2 4.8 250 3” 4” 2.5 582 3.SUB-BASE SIMPLE 2000 2000 6000 0” REFORZADO 4.4 4.5” 3.8 106 6” 4” 3.5 73 0” 2.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.3 4. A continuación se muestran los resultados de los otros circuitos: 2.2 570 2000 2000 6000 Carril 1 1” Carril 2 ESPESOR DE ASFALTO 3.4 2.8 710 3.2 4. Las secciones de la parte superior corresponden al concreto y las de la parte inferior corresponden al asfalto.1 6” REFORZADO 4.1 4. La nomenclatura utilizada es la siguiente: Secciones que permanecieron en buenas condiciones. el número interior corresponde al índice de servicio al final de la prueba.3 5” 4. el número interior corresponde al numero de aplicaciones de carga con el que llegaron a la falla.3 4.6 3.0 4.5 4.8 2.1 4.6 3.7 4.9 4.6 3.6 4.3 106 3.1 4.2 4.9 3.1 3.0 4.5 3. 1 4.1 SIMPLE 289 210 3.3 627 3.2 4.3 Carril 1 24000 24000 315 3.7 5” 705 4.0 4.8 4.4 4.2 4.4 4.3 4.5” 4.7 771 4.0 4.2 9” REFORZADO 324 294 3.Circuito 3 – Cargas Pesadas SUB-BASE 12000 12000 3” SIMPLE REFORZADO 278 278 2.3 4.6 614 3” 72 78 78 80 109 88 80 88 109 100 611 588 178 175 2.4 4.3 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 1.2 4.5” Carril 2 ESPESOR DE CONCRETO 318 3.4 4.3 4.8 1100 4.3 4” 72 2.3 793 4.2 4.3 4.1 4.1 4.6 3.3 6” REFORZADO 273 295 725 631 SIMPLE 289 297 3.0 6.5 2. 5 .1 4.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 4 4.3 SIMPLE 291 289 3. 6 .5 4.1 4.0 Circuito 9.5” 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” 1.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.1 4.8 2.4 3.0 4.4 796 4.3 2.0 722 4.2 4.0 4.1 4” 83 88 119 126 676 850 125 151 589 752 592 2.9 2.6 3.0 1.4 4.4 8” 4.3 4.8 1036 4.2 6” REFORZADO 325 175 3.6 618 18000 Carril 1 32000 32000 3” Carril 2 ESPESOR DE ASFALTO 12 78 107 102 1110 796 90 120 1.8 4.2 9” REFORZADO 592 408 1.7 5” 102 2.Circuito 4 – Cargas Pesadas SUB-BASE 18000 18000 3” SIMPLE REFORZADO 415 304 3.4 4.3 4.2 641 734 3.1 4.2 4.5” 687 4.2 4.5 4.9 3.8 6.6 2.0 SIMPLE 353 328 4.9 4.4 4.7 3.2 Carril 1 32000 32000 716 5” Carril 2 ESPESOR DE CONCRETO 343 3. 4 9.5” Carril 2 ESPESOR DE CONCRETO 335 4.1 4.4 624 627 2.7 3.1 4.2 1111 898 4.3 4.9 101 113 652 1.0 4” 66 78 103 129 756 1.2 4.0 2. 7 .4 4.0 4.1 4.5” 4.Circuito 5 – Cargas Pesadas SUB-BASE 22400 22400 3” SIMPLE REFORZADO 898 705 1104 915 4.2 5” 90 2.4 4.2 8” 4.5 3.7 4.4 4.3 SIMPLE 898 369 4.2 3.0 901 4.3 SIMPLE 705 698 9” REFORZADO 708 618 4.5 4.3 4.5 3.5 6” REFORZADO 369 305 4.4 4.6 3.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.9 2.4 3.9 655 22400 Carril 1 40000 40000 3” Carril 2 605 549 102 111 490 401 2.8 4.6 3.7 2.3 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” 2.3 4.6 4.4 Carril 1 40000 40000 760 6.5 4.5 4. 2 4.1 4.2 4.4 1.Circuito 6 – Cargas Pesadas SUB-BASE 30000 30000 3” SIMPLE REFORZADO 782 618 4.0 4.4 4.5 4.6 9.6 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.3 4.2 6” REFORZADO 974 415 4.9 4.3 4.6 2. 8 .3 4.4 4.7 3.0 4.8 809 595 624 719 722 3.5 4.3 4.6 2.3 9” REFORZADO 768 624 2.2 3.2 Circuito 12.4 SIMPLE 3.4 SIMPLE 3.3 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” 2.4 1114 4.3 4.5 5” 103 141 113 485 627 2.3 4.4 4.3 3.2 30000 Carril 1 48000 48000 4” Carril 2 1.1 4.9 624 2.2 4.0 3.8 2.1 4.5” CONCRETO ASFALTO 30000 6 4.5” 3.2 912 4.2 Carril 1 48000 48000 878 8” Carril 2 ESPESOR DE CONCRETO 1.1 4.0 4.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 2.6 3.2 4.4 11” 4.2 4.8 3.2 4.3 4.0 3.0 4. 4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.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 .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. Comportamiento General del Circuito 5 Circuito 5 5 Muy bueno Indice de servicio 4 Bueno 3 Regular 2 Malo 1.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.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 1.5 0 250 500 750 1000 1250 Aplicaciones de carga (miles) 2. 10 . Pavimentos de Espesor Intermedio 100 Pavimentos de Espesor Mayor 5 80 4 Indice de Servicio 3. Para 1981 se hizo una Revisión al Capítulo III.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”. c). Posteriormente para 1972 se realizó una revisión y se publicó como la “Guía AASHTO para Diseño de Estructuras de Pavimento – 1972”.. 2.5 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.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. correspondiente al Diseño de Pavimentos de Concreto con Cemento Portland. Por lo anterior no es recomendable la utilización de acero de refuerzo en los pavimentos de concreto hidráulico. 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.Otra de las conclusiones que se obtuvieron durante la prueba de pavimentos es con referencia a los pavimentos con acero de refuerzo. 11 . Como se muestra a continuación. el acero de refuerzo en los pavimentos de concreto prácticamente no incrementa su capacidad portante.9 3. 63 x J D 0. con el espesor supuesto calcular los Ejes Equivalentes y posteriormente evaluar todos los factores adicionales de diseño.75 0. Para 1998 se publicó un método alternativo para diseño de pavimentos.22.Para 1986 se publicó una revisión de la “Guía para el Diseño de Estructuras de Pavimento”.32 x pt) x log10 pt) S´c x Cd x ( D -1.0. 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. si se cumple el equilibrio en la ecuación el espesor supuesto es resultado del problema.132) 215.5-1. que corresponde a un “Suplemento a la guía de diseño de estructuras de pavimento”.46 Zr x So + 7.0.FORMULACION La formula general a la que llegó al AASHTO para el diseño de pavimetos rígidos.06 + log10 ( E18 ) = Tráfico Serviciabilidad Final Módulo de Ruptura Coeficiente de Drenaje 1. En 1993 se realizó una Revisión del Diseño de Sobrecarpetas de pavimento.75 18. en caso de no haber equilibrio en la ecuación se deberán seguir haciendo tanteos para tomando como valor semilla el resultado del tanteo anterior.. La convergencia del método es muy rápida.35 x log10 (D+1).5 (D+1) 8.42 (Ec/k) Ec/k) 0. 2.25 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.624 x 10 7 + (4. El procedimiento de diseño normal es suponer un espesor de pavimento e iniciar a realizar tanteos.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 12 . d). Capacidad Original Serviciabilidad ∆ PSI Capacidad de falla ESALS 2.Serviciabilidad . Espesor El espesor del pavimento de concreto es la variable que pretendemos determinar al realizar un diseño.Tráfico . mayor será la capacidad de carga del pavimento antes de fallar.Drenaje . Es importante especificar lo que se diseña. Serviciabilidad El procedimiento de Diseño AASHTO predice el porcentaje de pérdida de serviciabilidad (∆ PSI) para varios niveles de tráfico y cargas de ejes.Variables de diseño de Pavimentos Rígidos .Confiabilidad 1. 2.Espesor . Entre mayor sea el ∆ PSI. ya que a partir de espesores regulares una pequeña variación en el espesor puede significar una variación importante en la vida útil.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.Resistencia de la Subrasante .Transferencia de Carga . el resultado del espesor se ve afectado por todas las demás variables que intervienen en los cálculos.Propiedades del Concreto . 13 . o bien. como se muestra a continuación: Po = 4. Serviciabilidad Inicial (Po)./milla) Pt Rehabilitación Requerida Vida Util (Tráfico Acumulado) 2. sin embargo la tendencia es poder definirla con parámetros medibles como los son: el índice de perfil.Para pavimento de Concreto = 4. – Es la condición que tiene un pavimento inmediatamente después de la construcción del mismo. distancias de frenado.Para pavimento de Asfalto = 4. visibilidad. mientras mejor índice de serviciabilidad inicial tenga mayor será su vida útil. coeficiente de fricción./milla) Po Indice de Servicio Po = 4.8 Mientras mejor se construya inicialmente un pavimento.2 Usando buenas técnicas de construcción.5 .4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. La serviciabilidad es una medida subjetiva de la calificación del pavimento.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.8 (3 pulg. índice de rugosidad internacional. 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. 14 ./milla) Po = 4. el pavimento de concreto puede tener una serviciabilidad Po = 4.7 ó 4.3 (12pulg.5 (7 pulg. esto es debido a que las curvas de deterioro se comportan de manera paralela o con el mismo gradiente para unas condiciones determinadas. etc. Los valores recomendados por AASHTO para este parámetro son: . es decir.0 . Lo conducente es realizar los cálculos para el carril de diseño.Para Carreteras 2. Los pavimentos de concreto el AASHTO los diseña por fatiga.Para Zonas Industriales 1.2 Ton) también conocidos como ESAL’s.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.Serviciabilidad Final (Pt).Para Autopistas 2. Es importante hacer notar que debemos contar con la información más precisa posible del tráfico para el diseño. En realidad al establecer una vida útil de diseño. del mejoramiento de las características del pavimento se puede generar tráfico atraído e igualmente se debe considerar la capacidad de tráfico de la vía.5 3. el número de repeticiones de carga a las que estará sometido el pavimento. Existen algunos factores que nos ayudan a determinar con precisión el tráfico que circulará por el carril de diseño. es común realizar diseños para 30. Adicionalmente se deberá contemplar el crecimiento del tráfico durante su vida útil.La serviciabilidad final tiene que ver con la calificación que esperamos tenga el pavimento al final de su vida útil. debemos transformar los Ejes de Pesos Normales de los vehículos que circularán por el camino. seleccionado para estos fines por ser el que mejor representa las condiciones críticas de servicio de la calle o camino. 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.social de la zona en cuestión. .Pavimentos Urbanos Secundarios 1. El método AASHTO utiliza en su formulación el número de repeticiones esperadas de carga de Ejes Equivalentes. La vida útil mínima con la que se debe diseñar un pavimento rígido es de 20 años. Los valores recomendados de Serviciabilidad Final Pt para el caso de México. en realidad lo que estamos haciendo es tratar de estimar. ya que de no ser así podríamos tener diseños inseguros o con un grado importante de sobre diseño. que depende en gran medida del desarrollo económico .8 . 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.8 . 2. 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.5 .Pavimentos Urbanos Principales 1. en Ejes Sencillos Equivalentes de 18 kips (8. 40 ó más de 50 años. son: . 15 . en un período de tiempo. 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.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.social. la capacidad de la vía. tales como el desarrollo económico . ( 1 + g )n . A medida que un camino se va congestionando de tráfico su crecimiento se va haciendo mas lento. para considerar las variaciones en el crecimiento durante la vida útil. Es conveniente preever este crecimiento del tráfico.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. sin embargo estos pueden variar según el caso. etc. este efecto debemos considerarlo pudiendo estimar una Tasa de Crecimiento Equivalente. Es normal que el tráfico vehicular vaya aumentando con el paso del tiempo. 16 . Es importante investigar adecuadamente la tasa de crecimiento apropiada para el caso en particular que se este considerando. tomando en consideración una tasa de crecimiento anual con la que se calcula un factor de crecimiento del tráfico. A continuación se muestran algunos valores típicos de tasas de crecimiento. La tasa de crecimiento pudiera variar de acuerdo a los tipos de vehículos.1 g donde: g = Tasa de Crecimiento n = Años de Vida Util FCT = 2. pueden crecer más unos tipos que otros.Tvu = Tpa x FCT donde: Tvu = Tráfico en la vida útil Tpa = Tráfico durante el primer año FCT = Factor de crecimiento del tráfico. hasta que llega a un punto tal de saturación en el que el tráfico se mantiene prácticamente sin crecer.. que depende de la Tasa de Crecimiento Anual y de la Vida Util Tasa de Crecimiento Annual Dependiendo de muchos factores. Pt 4.75 Nota: estos se asemejan más a los de carreteras Factor de Equivalencia del Tráfico.Un sentido de Circulación 1. . Número de Carriles 1 2 3 4 Factor de Carril 1.46 ( L2 ) 3.Factor de Sentido.00 0.62 Log (18+1) .Las fórmulas que permiten convertir el número de ejes de pesos normales a ejes equivalentes dependen del espesor del pavimento. .0 .20 ( D + 1 ) 8.62 Log (Lx + L2) + 3. de la carga del eje. El AASHTO recomienda algunos valores.80 0.52 En Donde: Wtx = # Aplicaciones de carga definida al final del tiempo t Wt18 = # Aplicaciones de carga equivalente al final del tiempo t 2.4.5 .4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.80 a 1. dependiendo del tipo de camino: carretero ó urbano. A continuación se muestran dichas fórmulas: Fec = Wtx Wt18 Wt18 Wtx = 4. obviamente el 100% del tráfico circulará por ese carril que al mismo tiempo será nuestro carril de diseño. pueda ser que sobre el carril de diseño circule entre un 50% a un 80% del tráfico en ese sentido.5 .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.Doble sentido de Circulación 2.50 a 0. sin embargo no necesariamente deben utilizarse. Una vía con dos carriles en el sentido de diseño..0 Factor de Carril. esto se realiza mediante la introducción del Factor de Sentido. cuyos valores recomendados son: . En una vía de un solo carril en el sentido de circulación de diseño.1. y de que tan saturada esté la vía.Del total del tráfico que se estima para el diseño del pavimento deberá determinarse el correspondiente a cada sentido de circulación. 17 .28 Log (L2) + Gt βx Gt β18 Log Gt = Log 4.00 0.60 a 0.63 (Lx + L2) 5.5 βx = 1 + 3. del tipo de eje y de la serviciabilidad final que pretendemos para el pavimento. La utilización de pasajuntas es la manera mas conveniente de lograr la efectividad en la transferencia de cargas.Cantidad de Tráfico . 18 . Cuando se multiplica el tráfico por las diferentes factores de equivalencias. mientras mejor sea la transferencia de cargas mejor será el comportamiento de las losas del pavimento. Como ejemplo podemos mencionar que el daño que produce una sola aplicación de carga de un camión semi-remolque de 36 Ton. con el objeto de minimizar las deformaciones y los esfuerzos en la estructura del pavimento.523 repeticiones de carga de un vehículo tipo automóvil. Otro factor importante a considerar es la sobrecarga. Utilizar pasajuntas cuando: 2. ya que las sobrecargas generan un daño muy importante al pavimento y su crecimiento es de orden exponencial. se obtienen los ESAL’s (Ejes Sencillos Equivalentes). sin embargo esta forma de transferir carga solamente se recomienda para vías con tráfico ligero. El tráfico pesado es el que mayor daño produce a los pavimentos por lo que deberá estimarse con la mayor precisión posible. debemos conocer con la mayor certeza posible los pesos de los ejes de los vehículos que estarán circulando sobre el pavimento que estamos diseñando.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. La efectividad de la Transferencia de Carga entre losas adyacentes depende de varios factores: . los investigadores recomiendan evaluar dos criterios para determinar la conveniencia de utilizar pasajuntas.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.Utilización de Pasajuntas . El método AASHTO considera la transferencia de cargas mediante el factor de transferencia de cargas J. equivale al daño que producen 9. 4.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. Transferencia de Cargas La transferencia de carga es la capacidad que tiene una losa del pavimento de transmitir fuerzas cortantes con sus losas adyacentes. Un pavimento de concreto puede considerarse lateralmente soportado cuando tenga algunas de las siguientes características en su sección: Carril Ancho >= 4.El confinamiento que produce el soporte lateral contribuye a reducir los esfuerzos máximos que se generan en el concreto por efecto de las cargas. 19 .0 m 0.a) El tráfico pesado sea mayor al 25% del tráfico total.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.0 millones de Esal's. . 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 .5 m 0. El Coeficiente de Transferencia de Carga considera el esfuerzo de transferencia a través de la junta o grieta.5 m 3.Confinamiento con Guarniciones o Banquetas Guarnición o Bordillo 2.5 m 3. b) El número de Ejes Equivalentes de diseño sea mayor de 5.5 m . ... 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.Barra de acero redondo liso fy = 4. que se le conoce como resistencia a la flexión por tensión (S'c) o Módulo de Ruptura (MR) normalmente especificada a los 28días. 20 .200 kg/cm2 la cual no se debe de adherir al concreto permitiendo el libre movimiento de losas longitudinalmente. Se colocan perfectamente alineadas a la mitad del espesor de la losa. pero si debe de transferir verticalmente parte de la carga aplicada en una losa a la adyacente.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.Con Acotamientos Laterales Acotamientos Pasajuntas.Resistencia a la tensión por flexión (S´c) ó Módulo de Ruptura (MR) . El diámetro.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: . por eso el diseño considera la resistencia del concreto trabjando a flexión. longitud y separación de las pasajuntas esta en función de el espesor de las losas principalmente.Módulo de Elasticidad del Concreto (Ec) Módulo de Ruptura (MR) . Estos resultados dependen de las condiciones de control y calidad que tenga el fabricante del concreto en sus procesos. En todos los casos se recomienda que sea Concreto Premezclado Profesionalmente.7 682. 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 42.El módulo de ruptura se mide mediante ensayos de vigas de concreto aplicándoles cargas en los tercios de su claro de apoyo. 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.0 45.1 640.4 Módulo de Ruptura Promedio La metodología de diseño de AASHTO permite utilizar la resistencia a la flexión promedio. MR promedio = MR especificado + Zr x ( Desviación Estándar* del MR ) 2. Esta prueba esta normalizada por la ASTM C78.0 48.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 21 . Módulo de Ruptura Recomendado Tipo de Pavimento Autopistas Carreteras Zonas Industriales Urbanas Principales Urbanas Secundarias MR recomendado Kg/cm2 psi 48. que se haya obtenido del resultado de ensayos a flexión de las mezclas diseñadas para cumplir la resistencia especificada del proyecto.7 640.0 682.0 45. sin embargo el diseñador deberá elegir de acuerdo a un buen criterio.1 597. En seguida se muestran valores recomendados. Ec = 6. Existen varios criterios con los que se puede estimar el Módulo de Elasticidad a partir del Módulo de Ruptura. el método AASHTO recomienda utilizar el valor promedio de los módulos K para el diseño estructural. El valor del módulo de reacción (K) se puede obtener directamente del terreno mediante la prueba de placa ASTM D1195 y D1196.5% Módulo de Elasticidad. Los dos más utilizados son: .0% 7.750 * MR . 22 .Ec = 26. El módulo de reacción de suelo corresponde a la capacidad portante que tiene el terreno natural en donde se soportará el cuerpo del pavimento. 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.El Módulo de Elasticidad del concreto esta íntimamente relacionado con su Módulo de Ruptura y se determina mediante la norma ASTM C469.* Valores típicos de la Desviación Estándar Concreto Premezclado 6% a 12% Mezclado Central 5% a 10% Promedio 9. 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 2.454 * MR ^ 0. . 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.77 Estas formulas aplican con unidades inglesas.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. Cuando se diseña un pavimento es probable que se tengan diferentes valores de K a lo largo del tramo por diseñar. 23 .4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.K (PCI) Correlación 2 con SUCS y VRS 2. Diferentes autores han publicado sus resultados y en general no difieren notablemente.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 .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. Correlación 1 con SUCS y VRS CALIFORNIA BEARING RATIO . 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 4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. el espesor encontrado es de 8.542 Ejes Sencillos Equivalentes de 18 kips en el periodo de diseño y para ese número de ESAL’S. 2.52” (aproximadamente 22 centímetros). 29 .Con los datos y parámetros de diseño establecidos se encontró un total de 24’860. mientras que los otros 2 métodos muestran la resistencia en un solo punto. El alabeo del pavimento de concreto bajo las cargas del tráfico provoca esfuerzos tanto de compresión como de flexión. Por este motivo los esfuerzos y la resistencia a la flexión son los empleados para el diseño de espesores.Resistencia a la Flexión del Concreto. que controla el agrietamiento del pavimento bajo la repetición de cargas. 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. a) FACTORES DE DISEÑO. . 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.2.5 MÉTODO DE LA ASOCIACION DEL CEMENTO PORTLAND (PCA). 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. realizada en vigas de 6x6x30 pulgadas.. 1. punto medio ó en 3 puntos. El módulo de ruptura puede encontrase aplicando la carga en cantiliver. A continuación se describen los lineamientos generales del método del Portland Cement Association (PCA). La resistencia a la flexión del concreto es determinada por la prueba del modulo de ruptura.5. los valores de la prueba aplicando ala carga en el punto central serán de aproximadamente 75 psi más altos. 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. como lo muestra la figura 2. y si se aplica la carga en cantiliver los valores serán de aproximadamente 160 psi más altos que aplicando la carga en 3 puntos. 28 y 90 días. El diseñador no aplica directamente estos efectos. sino que simplemente ingresa el valor de la resistencia 1 Para una viga estándar de 30”. 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. 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. 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.5-1. 14. pruebas de vigas curadas en campo y secciones de concreto tomadas de pavimentos en servicio. 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. .El valor determinado por el método de aplicación de carga de 3 puntos (American Society for Testing and Materials. 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. Sabemos que el concreto continua ganando resistencia con el paso del tiempo. No se recomienda usar estos valores altos para propósitos de diseño. 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. .Terreno de Apoyo ó Base. que en nuestro país se recomienda como mínimo 41 kg/cm2 (583 psi) y como máximo 50 kg/cm2 (711 psi)..promedio a los 28 días.5-1 Curva de desarrollo de resistencia a la flexión a través del tiempo. 2. % 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. 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 2.2 nos muestra una ilustración de la prueba de placa regulada por la norma ASTM D1195 y D1196.El soporte dado a los pavimentos de concreto por la base y la sub-base. por libras por pulgada cúbica (pci). 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 . El resultado es válido por que no se requiere una exacta determinación del valor k. es el segundo factor en el diseño de espesores. Los valores de k son expresados como libras por pulgada cuadrada por pulgada (psi / in) ó más comúnmente. Dado que la prueba de placa lleva tiempo y dinero.5. La figura 2. El terreno de apoyo esta definido en términos del módulo de reacción de la subrasante de Westergaard (k).5. los valores de k son usualmente estimados mediante una correlación a pruebas más simples como la del VRS (valor Relativo de Soporte). 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.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 .5-1. lo valores recomendables como valores promedio son los de verano u otoño.significativamente los requerimientos del espesor del pavimento. Para evitar métodos tediosos que requieren de diseño para las variaciones de k en las épocas del año.5-3 es correcta para estos propósitos. La relación mostrada en la figura 2. Se construyen con materiales granulares . El contar con una sub-base permite incrementar en parte el valor de k del suelo que deberá usarse en el diseño de espesor. 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. 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. 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.subbase en losas de prueba completas. el período de diseño de 20 años es el comúnmente empleado en el procedimiento de diseño de pavimentos. 3. Dado que el tráfico muy probablemente no puede ser supuesto con precisión por un período muy largo. El término de período de diseño es algunas veces considerado sinónimo del término período de análisis de tráfico. 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.Descongelación y Mojado .como los tipos de suelos AASHTO A-1. A-2-4. 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 contenido de cemento es determinado mediante las pruebas de Congelación .5-2.Secado y el criterio de pérdidas admisibles de la PCA.Período de Diseño. A-2-5 y A-3. . A-2-7 A-5 A-4 A-6 A-7-5. Tabla 2. A-2-5 A-3 RESISTANCE VALUE .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 .5-3 Relación aproximada entre las clasificaciones del suelo y sus valores de resistencia.R 5 10 20 30 40 50 60 70 MODULUS OF SUBGRADE REACTION . 100 150 200 250 300 400 500 600 700 Figura 2. según el espesor de una base granular k Suelo .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-2-6.5-1 Incremento en el valor de k del suelo.CALIFORNIA BEARING RATIO .K PSI PER IN. A-7-6 A-1-d A-1-b A-2-4. según el espesor de una base granular cementada. el factor de carril y el período de diseño. k Suelo . el factor de crecimiento del tráfico.5-2 Incremento en el valor de k del suelo. Re = TPDA x %Te x FS x FC x Pd x FCA x 365 Donde: TPDA = Tránsito Promedio Diario Anual. Repeticiones Esperadas.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.Numero de repeticiones esperadas para cada eje.Tabla 2. el % que representa cada tipo de eje en el TPDA. 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. 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. 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. = Período de Diseño.% Te = % del TPDA para cada tipo de eje. FS FC Pd FCA 365 = Factor de Sentido. El método de diseño de la PCA recomienda que considera únicamente el tráfico pesado. (TPDA) El TPDA puede obtenerse de aforos especializados ó de algún organismo relacionado con el transporte. = Factor de Carril. = días de un año.5-3 que presenta . es decir que se desprecie todo el tráfico ligero como automóviles y pick-ups de 4 llantas. = Factor de Crecimiento Anual. Con estos datos podemos saber el factor de crecimiento de manera rápida con la ayuda de la tabla 2. 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. Lo importante es que se especifique la composición de este tráfico. 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. es decir que se detalle el tráfico por tipo de vehículo. estatal ó federal. Tránsito promedio diario anual. 0 2.1 FC = (g)(n) donde: FC = Factor de Crecimiento Anual.7 1.9 3.4 1.5 1. se puede obtener a partir de la siguiente formula: (1+g)n .relaciones entre tasas de crecimiento anual y factores de crecimiento anual para períodos de diseño de 20 y 40 años.2 1.5-3 Factores de Crecimiento Anual.4 2.2 .6 1. según la tasa de crecimiento anual.1 1.2 1.2 1.3 1.5 1. Si se desea obtener el factor de crecimiento anual del tráfico (FCA) de manera más exacta.7 2. TASAS DE CRECIMIENTO ANUAL DE TRAFICO Y SUS CORRESPONDIENTES FACTORES DE CRECIMIENTO TASA DE FACTOR DE CRECIMIENTO ANUAL CRECIMIENTO ANUAL DEL TRAFICO. en % Tabla 2. % PARA 20 AÑOS FACTOR DE PROYECCIÓN ANUAL PARA 40 AÑOS 1 1½ 2 2½ 3 3½ 4 4½ 5 5½ 6 1.8 1.3 1. n = Vida útil en años.3 1.8 2. g = Tasa de crecimiento anual.6 1.2 2.6 1. El crecimiento normal provocado por el incremento del número de vehículos.3 a factores de crecimiento del tráfico de 1. diseñando a 20 años. .8. Tráfico generado. Los siguientes factores influyen en las tasas de crecimiento anual y proyecciones de tráfico: 1. El incremento provocado por cambios en el uso del suelo debido a la construcción de la nueva facilidad. Crecimiento normal de tráfico. 3. Tráfico por desarrollo. 2. 4. Los efectos combinados provocan tasas de crecimiento anual de 2 al 6%. El incremento provocado por los vehículos que no circularían por la vía si la nueva facilidad no se hubiese construido.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. Estas tasas corresponden como se muestra en la tabla 2.2 a 1.5. El tráfico atraído ó desviado. El incremento del tráfico existente debido a la rehabilitación de algún camino existente. 5 y para vialidades en un solo sentido un factor de 1. la PCA recomienda emplear la figura 2.0 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. que es el carril con más tráfico. Si éste es el caso. Después de verse afectado el tráfico por el factor de sentido. 100 80 60 40 20 10 8 6 4 3 carriles en una dirección 2 carriles en una dirección TPDA (En una dirección).Factor de Sentido. se deberá hacer el ajuste apropiado y tomar en cuenta el sentido con mayor tráfico. de manera que para vialidades en doble sentido se utiliza un factor de sentido de 0. El factor de carril nos va a dar el porcentaje de vehículos que circulan por el carril de la derecha. Factor de Carril.5. en miles . El factor de sentido se emplea para diferenciar las vialidades de un sentido de las de doble sentido.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. Sin embargo esto puede no aplicar en algunos casos especiales en que muchos de los camiones viajan cargados en una dirección y regresan vacíos.5). Para esto. también debemos de analizar el número de carriles por sentido mediante el factor de carril. 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. 0 43. DE LA SUBRASANTE: MÓDULO DE RUPTURA.5.870 124.000 4.59 Análisis de Fatiga Carga del eje.000 27.000.000 11.000 77.100.410 106.79 920.1 13.9 1.1 1.7) 6 10.3 2.4 57.0 0.2 PASAJUNTAS: SI ____ NO _____ APOYO LATERAL: SI ____ NO _____ PERÍODO DE DISEÑO(AÑOS): 20 COMENTARIOS: 4" de base cementada Análisis de Erosión Repeticiones permisibles (FIG 2. Factor de Erosion 2.320 42.8 14.656.0 .2 28.95 2.000 984.6 ó 2.8 26.310 14.000 2.228 1.3 48.0 19.000. ESPESOR INICIAL: MÓDULO DE REACCION K.900 1.1 9.4 0.000 1.3 3.9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6.000 1.7 0.0 21. en kips 1 Multiplicada por LSF 2 8.500.140 64. LSF: 9.200 422.356.8 24.0 8.000 1.000 9. Factor de relación de esfuerzo Ejes Tandem 52 48 44 40 36 32 28 24 20 16 62.000 1.9 0 21.000.9 5.2 14.200.1 5.9 1.000 ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado 148 0.000. Factor de Erosion 0.500 586.500.0 1.5) 4 206 0.837.6 31.000 ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado 192 0.000 ilimitado TOTAL 62. Factor de relación de esfuerzo Ejes Sencillos 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 36.100 1.4 33.2.000 24.4 11.500.900 1.200.5.000 92. Factor de relación de esfuerzo Ejes Tridem 18 21.690 30.000 230. Factor de Erosion % de Daño 7 2.000 5.900 372.800 301.700.2 38.500.6 52. Esfuerzo equivalente 15.0 33.000 ilimitado ilimitado ilimitado 13.4 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.500.000 3. MR: FACTOR DE SEGURIDAD DE CARGA.000 64.5 in 130 pci 650 psi 1.600.6 19.000.8 48.6 28.000 23.000 TOTAL 9.900 235.800 930.4 19.000 ilimitado ilimitado ilimitado 16.4 0 0 0 0 0 0 Repeticiones Esperadas 3 Repeticiones Permisible (FIG.900 885.2 16.5.5 0 0 0 2.295 23.8 0 0 0 2.Tabla 2.900.5.4 24.317 % de Fatiga 5 1. Esfuerzo equivalente 9. Esfuerzo equivalente 12.000 2.6 250.227. . 5 14.5 Esfuerzo Equivalente para Pavimentos Sin Apoyo Lateral. 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 9.5 5.0 k de la subrasante. (pulgadas) 4.0 11.0 6. Esfuerzo equivalente .5 10.5 7.0 7.0 5.5 13.Sin Apoyo Lateral Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa.0 10.5 8.5.5 12.5 11.0 4.0 13.0 8.5 6.5 9.0 12.Tabla 2. 0 8.0 k de la subrasante.0 12.5 14.0 6.0 11.5 10.5 11.5 13.5 12.Tabla 2.5.5 5.0 7.5 6.0 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 .0 13.6 Esfuerzo Equivalente para Pavimentos Con Apoyo Lateral. Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa.0 5.5 8.5 7.5 9.0 10. Esfuerzo equivalente . (pulgadas) 4.0 9.Con Apoyo Lateral. con ó sin apoyo lateral).90 1.000 8 6 4 2 50 CARGAS DE EJES SENCILLOS.25 40 38 36 34 32 80 0.20 FACTOR DE RELACIÓN DE ESFUERZO 8 6 4 0. REPETICIONES PERMISIBLES 90 100.50 2 20 18 16 14 12 40 0.000.30 70 2 10.70 1000 8 6 4 30 0.000.000 4 6 2 1. Análisis de fatiga (Repeticiones permisibles basadas en el factor de relación de esfuerzo.80 0.000 .15 110 10.5.60 0.5. EN KIPS 0.000 8 6 4 30 28 26 24 22 60 0 40 50 0. EN KIPS 48 46 44 42 100 CARGAS DE EJES TANDEM.60 58 56 54 52 120 0.00 2 10 8 20 16 1.50 100 FIGURA 2. 59 2.27 2.82 3.49 2.64 2.61 2.50 2.85 2.03 2.23 2.78 2.37 3.09 2.49 2.56 3.23 2.47 3.64 2.47 2.15 2.58 3.44 2.78 3.91 2.54 3.44 2.44 3.56 2.75 2.11 3.02 2.73 3.0 k de la subrasante.30 2.90 2.61 2.62 2.09 3.36 2.72 3.5 5.48 2.70 2.16 3.0 9.97 2.26 2.69 3.68 2.68 2.96 2.23 2.45 3.17 3.58 2.13 100 Tri 3.95 2.67 3.87 2.49 2.54 2.70 3.68 3.91 2.34 3.70 3.92 2.81 2.30 3.73 2.58 2.75 2.94 2.58 2.72 2.06 3.48 3.22 3.42 3.70 3.39 2.5 6.89 3.86 2.61 3.68 2.5.59 2.5 7.16 3.0 10.23 2.0 12.54 Sen 3.15 3.53 3.63 2.42 2.70 2.86 2.68 2.46 700 Tri 3.90 2.5 9.27 3.73 3.10 3.62 2.89 2.81 2.79 3.35 2.33 3.35 2.28 3.50 3.28 2.65 2.75 3.98 2.33 2.44 2.28 2.25 2.5 11.03 2.74 2.47 2.06 2.14 2.79 2.38 Tán 3. 2.14 3.41 3.68 3.64 2.0 4.64 2.83 3.03 Tán 3.18 3.68 2.42 2.38 3.38 2.99 2.5 13.86 2.59 2.70 2.71 2.58 2.70 3.60 2.25 3.42 3.72 2.71 2.40 2.74 2.45 2.80 2.41 2.03 2.5 12.40 3.82 2.36 2.86 2.08 3.53 500 Tri 3.76 2.30 2.09 2.19 2.82 2.97 2.93 2.67 2.82 2.5 14.78 2.36 3.53 2.97 2.39 2.08 Tán 3.48 2.62 2.68 2.31 3.20 3.Factores de Erosión.17 3.81 2.51 2.44 2.85 2.76 2.74 3.98 2.88 2.54 2.0 8.39 2.05 Tán 3.13 2.99 2.71 2. pci 50 Sen 3.31 3.46 2.Sin Apoyo Lateral Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa.90 2.35 2.56 2.21 3.12 3.58 3.59 3.38 3.53 3.18 2.55 2.77 2.49 2.51 2.20 2.69 2.54 2.54 2.38 2.73 2.99 2.86 2.93 2.45 2.50 3.45 2.31 3.72 2.23 3.01 2.54 2.08 2.40 3.26 3.50 2.33 3.78 200 Tri 3.57 2.41 2.33 2.58 3.14 3.65 2.29 2.04 2.56 2.22 3.07 Tán 3.26 2.80 2.67 2.94 2.16 2.55 3.01 2.52 3.87 2.84 2.08 3.77 2.41 3.00 2.40 3.44 3.26 3.09 3.43 3.84 2.26 3.94 2.21 3.76 2.76 2.32 2.40 3.07 2.68 2.90 2.05 2.45 3.49 3.Con Pasajuntas .57 3.87 2.50 2.0 7.29 Sen 3.65 3.83 2.96 2.26 3.28 3.14 3.0 13.14 3.43 Sen 3.91 2.36 3.18 2.0 6.54 2.79 2.36 2.02 2.Tabla No.78 2.31 3.00 2.32 .87 2.68 2.11 3.16 3.46 3.61 3.74 2.84 2.05 2.06 2.55 3.30 3.47 2.54 2.63 2.31 2.63 2.36 2.29 3.26 3.0 11.81 2.59 3.32 2.19 3.07 2.56 2. Factores de Erosión .15 3.79 2.11 Tán 3.13 3.18 3.10 3.18 2. (pulgadas) 4.97 2.19 Tri 3.55 2.63 2.51 3.60 2.41 2.57 3.5 10.29 3.7.85 2.11 2.33 3.37 2.34 Sen 3.0 5.50 2.93 2.75 3.21 2.93 2.63 2.65 30 Tri 3.52 3.20 3.76 2.44 2.93 2.23 3.04 2.40 3.51 2.82 2.72 2.5 8.60 2. para Pavimentos con Pasajuntas y Sin Apoyo Lateral.07 3.71 3.97 2.67 2.25 2.23 Sen 3.42 2.20 3.62 3.30 2.40 2.13 2.56 2. 32 3.13 3.81 30 Tri 3.92 2.86 2.40 3.22 3.94 3.68 3.91 3.44 3.80 2.95 2.71 3.96 2.26 3.32 3.87 2.60 3.71 2.43 3.8.78 2.40 2.79 2.36 Tán 3.20 3.96 2.10 3.05 2. para Pavimentos sin Pasajuntas y Sin Apoyo Lateral.83 2.91 3.87 2.80 2.67 2.03 2.86 3.44 3.11 3.84 2.34 3.46 2.51 2.73 2.09 3.99 2.00 2.81 2.11 3. pci 50 Sen 3.94 2.Sin Apoyo Lateral Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa.72 2.21 3.0 9.76 2.76 2.96 2.14 3.40 3.91 2.25 3.5 12.69 500 Tri 3.52 3.74 2.27 3.40 3.25 3.75 2.83 2.75 3.5 13.37 3.0 k de la subrasante.5 11.57 2.27 3.77 Sen 3.21 3.43 3.60 2.44 3.5 9.63 2.30 3.84 2.10 3.24 3.69 2.83 3.5 8.81 3.35 3.26 3.37 3.95 3.60 2.28 Tán 3.06 3.32 3.52 3.49 .56 2.46 3.56 3.39 2.71 2.51 3.13 3.34 3.11 3.68 2.48 2.82 3.14 3.62 3.89 2.14 3.49 3.43 3.93 2.72 3.54 Tán 4.Sin Pasajuntas .31 3.86 2.22 3. (pulgadas) 4.73 2.53 2.98 2.61 3.20 3.32 3.86 2.34 2.49 2.68 2.30 3.46 3.58 3.84 2.66 3.04 2.26 3.62 2.54 2.65 Sen 3.5 5.36 3.30 3.58 2.51 3.48 3.49 3.Factores de Erosión.66 2.14 3.60 3.48 2.64 2.97 3.91 2.95 2.71 2.03 2.55 2.07 3.17 3.04 3.03 2.98 2.40 3.98 2.85 2.07 2.77 2.64 2.33 3.40 2.0 12.85 3.18 3.29 3.13 3.76 2.36 2.13 3.58 3.90 Sen 3.68 2.98 2.55 3.66 3.09 3.21 3.98 2.90 2.61 2.0 10.44 Tri 3.65 2.85 2.76 2.22 3.17 3.73 2.31 3.22 3.68 3.93 2.50 2.51 2.15 3.88 2.99 2.09 3.64 3.64 2.91 2.32 2.74 3.02 2.94 2. Factores de Erosión .72 3.93 2.85 2.74 2.69 2.95 2.37 3.5.91 2.80 2.99 2.41 3.08 3.04 2.25 3.0 6.94 200 Tri 3.60 2.50 3.10 3.88 3.44 Tán 3.60 2.50 Sen 3.35 3.02 2.64 3.76 3.67 3. 2.60 3.89 3.95 3.16 3.17 3.04 2.59 2.01 2.42 3.59 2.48 3.68 2.76 3.81 2.58 2.11 3.46 3.0 8.07 3.00 2.72 2.88 2.99 2.76 3.52 2.91 2.92 2.72 2.85 3.06 3.5 10.60 2.06 3.81 2.82 2.55 2.68 2.41 2.47 2.65 3.64 3.5 6.86 2.86 3.45 2.84 2.18 3.0 5.63 2.55 3.72 2.44 2.65 2.51 2.58 Sen 3.82 3.81 2.90 2.79 2.5 14.48 3.42 3.67 2.80 3.10 3.29 3.16 3.53 100 Tri 4.77 3.21 3.34 3.0 13.27 3.01 2.10 3.63 2.56 2.87 2.66 3.36 2.63 700 Tri 3.95 2.80 2.56 3.15 3.94 2.89 2.00 2.02 2.56 3.97 2.Tabla No.68 2.70 3.44 2.54 3.93 2.90 2.72 3.06 3.25 Tán 3.03 3.0 7.37 3.65 2.68 2.63 3.54 3.87 2.27 3.88 3.0 11.20 3.75 2.79 3.06 2.30 2.05 3.77 2.80 2.15 3.66 2.20 3.39 3.82 3.53 3.55 2.81 2.73 3.43 3.53 2.26 3.75 3.52 3.03 3.63 3.5 7.72 2.79 2.18 3.53 3.76 2.37 3.20 3.32 Tán 3.0 4.77 2.01 2.97 2.68 3.76 2.56 2.61 2. 0 4 40 35 100.000 10 9 20 18 16 4 8 6 8 2 REPETICINES DE CARGA PERMISIBLES 30 CARGAS DE EJES SENCILLOS.000.000.000.6 2 10.8 4.8 1.000 8 6 16 30 14 12 25 2 10. EN KIPS 8 FACTOR DE EROSIÓN 25 3.000 8 6 4 50 100 90 2.000 8 6 4 2 40 80 70 CARGAS DE EJES TANDEM.2 2. EN KIPS 60 2.6 3.000 .0 2.2 6 4 50 2 20 18 3.0 3.60 120 110 100.4 2.4 3. Figura 2. . sin apoyo lateral).5.6 Análisis de Erosión. (Repeticiones permisibles basadas en el factor de erosión. 86 1.73 2.41 2.77 1.95 1.26 2. (pulgadas) 4.36 2.03 Sen 3.51 2.30 2.62 2.85 1.86 1.0 4.12 2.50 2.52 2.85 2.08 2.03 2.79 2.79 2.19 2.81 2.42 2.27 2.83 1.70 2.0 8.87 1.36 2.48 2.74 Tri 3.47 2.08 2.96 1.33 2.0 11.80 Tri 3.82 2.24 3.27 2.58 2.74 2.5 6.5 12.32 2.68 2.71 2.10 2.01 2.76 2.89 1.5.24 2.12 2.92 2.27 2.53 2.94 2.77 2.88 Tri 3.01 2.05 2.05 2.13 2.5 8.68 2.05 2.20 2.13 2.09 2.93 2.95 1.80 2.94 1.54 2.22 2.56 2.91 1.39 2.68 2. pci Sen 3.93 1.05 2.29 2.99 1.19 3.84 1.11 2.51 2.5 14.13 2.65 2.0 10.44 2.42 2.87 2.02 1.15 3.65 2.18 2.84 2.63 2.38 2.99 2.24 3.79 1.02 1.93 1.28 2.30 2.90 2.43 Sen 3.20 2.47 2.44 2.16 2.64 2.57 2.49 2.01 2.66 2.20 2.01 1.43 2.89 2.20 3.0 5.15 2.11 2.81 1.22 2.67 2.07 2.56 2.05 2.50 2.61 700 Tán 3.38 2.01 2.86 1.30 2.00 2.0 13.99 1.12 Sen 3.20 2.38 2.09 2.23 2.91 1.5 5.46 2.08 2.08 2.25 2.13 3.34 2.16 3.91 1.77 1.59 2.Con Apoyo Lateral Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa.91 2.91 Sen 3.08 2.29 2.64 500 Tán 3.68 1.22 2.38 2.Con Pasajuntas .71 2.35 2.27 2.30 2.62 2.79 2.13 3.5 13.97 2.32 2.07 2.33 3.09 2.39 2.55 2.51 2.34 2.16 2.95 Tri 3.98 2.26 2.18 2.14 2.5 9.89 2.83 2.95 2.45 2.31 2.98 1.79 2.46 2.91 1.95 1.85 2.97 1.93 2.36 2.97 2. para Pavimentos con Pasajuntas y Con Apoyo Lateral.75 2.73 2.93 2.64 2.35 2.11 2.04 2.13 2.95 1.06 Tri 3.43 2.88 1.56 2.59 2.10 3.29 2.60 2.20 3.53 2.Tabla No.04 2.0 k de la subrasante.51 2.61 2.65 1.0 12.71 200 Tán 3.44 2.74 1.79 2.20 2.70 2.26 2.82 1.43 2.67 2.31 2.83 2.23 2.79 2.50 2.76 2.06 2.09 2.67 30 Tán 3.98 2.75 1.56 2.32 2.87 2. 2.98 1.96 2.03 1.09 3.65 2.58 2.30 3.5 10.16 2.67 2.24 2.04 1.01 1.87 2.81 1.48 2.48 2.04 1.01 1.54 2.20 2.05 2.28 Sen 3.72 1.79 2.32 2.97 1.18 2.41 2.00 1.15 2.99 1.84 1.87 1.55 2.0 6.43 2.72 2.93 1.33 2.09 2.79 1.82 2.89 1.26 2.52 2.61 2.87 2.17 2.80 1.36 2.41 2.23 2.85 1.75 2.24 2.19 3.97 1.09 2.9.10 2.27 2.47 2.09 2.03 1.68 2.Factores de Erosión.54 2.0 9.37 2.35 2.76 1.14 2.57 2.21 3.45 2.70 1.46 2.75 2.10 2.58 2.72 1.32 2.00 2.83 .73 2.92 1.89 1.13 2.13 2.25 2.14 2.89 2.20 2.15 2.01 1.63 2.05 2.45 2.99 1.57 2.75 2.65 2.0 7.5 7.95 1.09 2.07 2.86 2.39 2.16 2. Factores de Erosión .10 2.46 2.91 2.34 2.90 1.37 2.16 2.5 11.15 2.82 50 Tán 3.39 2.76 100 Tán 3.52 2.94 1.74 2.31 2.62 2.39 2.42 2.90 2.88 1.21 2.84 1.23 2.20 2.00 1.61 2.28 3.09 3.50 2.17 Tri 3.19 2.67 2. 39 2.07 2. (pulgadas) 4.5 14.57 2.Sin Pasajuntas .29 3.43 2.59 2.45 2.17 2.24 2.42 2.24 700 Tri 3.48 2.48 2.11 2.60 2.62 2.26 3.16 3.79 2.63 2.38 3.99 2.62 2.44 2.73 2.13 3.10 2.94 2.Tabla No.93 2.31 2.5 7.00 1.41 2.24 2.53 2.77 2.21 2.57 2.61 2.51 2.30 2.16 2.95 2.0 12.90 2.96 2.54 2.86 2.22 2.67 2.50 2.29 2.30 3.28 2.91 2.10 3.94 2. Factores de Erosión .49 2.19 3.46 2.61 2.08 2.12 Tán 3.55 2.05 2.15 3.28 2.74 2.40 2.32 3.15 2.5 5.26 3.33 500 Tri 3.28 2.05 3.31 2.21 3.5 8. para Pavimentos sin Pasajuntas y Con Apoyo Lateral.68 2.93 2.56 2.43 2.09 2.54 2.57 2.99 2.78 2.00 Tri 3.65 2.97 2.04 2.33 2.49 3.38 2.33 2.05 .61 2.73 2.68 2.26 2.02 2.01 2.5 12.22 3.75 2.84 2.45 2.33 2.61 2.20 3.83 2.79 2.65 2.0 10.96 2.72 2.09 3.29 2.45 2.20 2.51 2.18 3.79 2.43 2.19 2.15 2.0 13.49 2.83 2.85 2.68 2.51 Sen 3.97 Tán 3.50 3.5 13.48 2.48 2.20 3.10 2.04 2.77 2.95 2.34 2.51 2.43 2.01 2.07 2.0 k de la subrasante.76 2.72 2.70 200 Tri 3.86 2.15 3.39 3.34 2.32 3.38 2.20 2.63 2.04 2.02 1.30 2.59 2.84 2.10.74 2.57 2.38 2.0 7.87 2.39 2.46 2.91 1.91 2.89 2.19 2.97 2.44 2.51 30 Tri 3.38 3.77 2.89 Tán 3.23 2.0 6.76 2.66 2.00 2.24 3.25 3.99 1.28 2.53 2.19 3.0 8.70 2.95 1.05 2.32 3.79 2.09 2.83 2.24 2.86 2.66 2.15 2.03 2.59 2.28 2.18 3.41 2.57 2.11 2.42 2.97 2.79 2.50 2.51 2.65 2.67 2.16 2.04 Tán 3.02 2.09 3.12 2.16 3.27 2.86 2.35 2.70 2.Con Apoyo Lateral Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa.05 2.08 3.53 2.52 2.46 2.5 11.49 2.28 3.0 5.5 10.54 2.28 3.42 2.13 2.41 3.31 2.5 6.46 3.44 2.38 2.00 2.20 2.55 2.74 2.90 2.48 2.87 Tán 3.56 2.93 Tán 3.25 2.10 2.92 2.73 2.74 2.83 2.00 2.15 Sen 3.38 2.39 2.54 2.0 4.22 3.36 3.79 2.24 3.18 2.10 2.69 2.51 2.19 2.14 2.11 3.40 3.92 2.81 2.80 2.45 2.62 2.55 2.42 3.5.32 2.70 2.19 2.08 2.04 1.06 Sen 3.70 2.80 2.62 2.36 2.32 2.06 2.53 2.65 2.48 2.16 3.39 3.85 2.86 2.36 2.70 2.24 2.83 2.22 2.36 2.30 3.93 1.65 2.88 2.62 2.92 2.94 2.22 2.42 2.58 2.00 2.98 1.88 2.12 3.97 1.0 11.26 2.80 2.19 3.32 3.72 2.03 2.23 Sen 3.36 2.12 3.0 9.28 3.72 2.75 2.27 2.87 2.17 2.67 2.24 2.76 2.97 2.33 2.58 2.16 2. 2. pci 50 Sen 3.81 2.33 2.38 2.08 3.14 2.38 2.13 2.19 2.72 2.13 2.01 1.36 Sen 3.43 2.5 9.10 3.65 2.09 2.67 2.78 2.05 2.65 2.16 2.40 2.30 2.24 2.21 2.60 2.58 2.59 2.06 2.54 2.36 2.34 2.27 2.73 2.26 2.26 2.13 100 Tri 3.34 2.88 2.39 2.28 3.09 2.53 2.Factores de Erosión.90 2. 000.4 3.8 2.6 1.000 8 10 9 8 20 18 6 4 16 REPETICIONES DE CARGA PERMISIBLES 40 CARGAS DE EJE SENCILLO.0 2. EN KIPS 80 .000 6 4 2 1.000 4 2 50 100 90 10.4 FACTOR DE EROSION 2.6 2 6 8 20 18 16 40 35 30 4 14 25 12 10.60 120 110 1.000 6 8 70 30 4 60 2 25 50 2.8 100.2 3.0 3.6 100.000.2 CARGAS DE EJES TANDEM. EN KIPS 2.000 3.000. .Figura 2. EJEMPLO DE DISEÑO POR EL METODO DE LA PCA. (Repeticiones permisibles basadas en el factor de erosión. con apoyo lateral).5.7 Análisis de Erosión. 9% 1. Sin Apoyo Lateral.2% 2. resultando un tránsito promedio diario anual (TPDA) de 2.1% 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 1.5% 0.1% 100.0% 19.DATOS: Vialidad Urbana de 2 sentidos y de 2 carriles por sentido.315 433 168 52 202 25 4 56 10 2 2. con la siguiente composición: Tabla 2.0% CARGADOS 100% 100% 60% 60% 60% 60% 60% 60% 60% 60% VACIOS 0% 0% 40% 40% 40% 40% 40% 40% 40% 40% .1 Datos del Tráfico: Período de diseño: 20 años 3.5.267 % DEL TPDA 58.3% 8.0 % 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. 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 1.1% 7.267 vehículos en una sola dirección.4% 2.4% 0. Análisis del tráfico para conocer el número de repeticiones esperadas para cada eje.5-4 entrando con el TPDA de 2. es decir un factor de carril de 0.267 vehículos (incluyendo los ligeros) hasta encontrar la línea de 2 carriles en una dirección. de manera que obtenemos un 94% vehículos circulando por el carril de la derecha. El método de la PCA descarta el tráfico ligero como los vehículos A’ y A’2. 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. 1. entonces el factor de sentido a emplear será de 1. aún sabiendo que su impacto es mínimo.b) Factor de Sentido: Dado que los datos del aforo son en un solo sentido.94 . sin embargo para efectos de este ejemplo si los vamos a considerar en el diseño. En los datos generales del proyecto se menciona que la vialidad cuenta con 2 carriles por sentido.a) Tránsito Pesado Promedio Diario Anual.c) Factor de Carril. 1.00.. 1. en miles 60 40 20 10 8 6 4 2 carriles en una dirección 3 carriles en una dirección 2.100 80 TPDA (En una dirección).267 vehículos 1 0.5.80 0.50 0. 1. 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%.3435 .70 0.00 PROPORCION DE VEHICULOS EN EL CARRIL DE LA DERECHA 2 0.90 1. resultando un factor de crecimiento anual de 1.d) Factor de Crecimiento Anual.60 0.8 Cálculo del factor de carril para el ejemplo de diseño PCA.94 Factor de Carril Figura 2. Esperadas = 202 x 0.94 x 365 Rep. tándem ó tridem. El eje sencillo de 6. es decir para cada peso de eje (recordar que tenemos unos cargados y otros vacíos) y para cada tipo como lo son ejes sencillos.03 ) ( 20 ) = 1.6 kips únicamente interviene en el conjunto de ejes traseros del camión de 2 ejes (C2).40 x 1. Diarias del eje) x (% Cargado ó Vacío) x (Factor de Sentido) x (Factor de Carril) x (365) Rep. cuando este circula vacío.3435 1.e) Repeticiones esperadas para cada tipo de eje. Dado que conocemos los tipos de vehículos y la cantidad de ellos (repeticiones esperadas) que van a circular sobre el pavimento.0 x 0. Para efectos del ejemplo únicamente analizaremos un tipo de eje y presentaremos más adelante los resultados de todos los tipos de ejes. Esperadas = (Rep.03 ) 20 . lo que se hace a continuación es separar la repetición para cada tipo de eje. Esperadas = 27. Esperadas = (Rep. por lo que las repeticiones esperadas de este tipo de eje será: En el primer año: Rep. 1er año) x (Período de diseño) x .722.( 1 + 0.1 FCA = ( 0.48 En toda la vida útil: Rep. 5.(Factor de Crecimiento Anual) Rep.246.428 .749 192.244 96.656 90.00 7.300 148.562 27.419 37.056 76.917 355.40 22.48 x 20 x 1.80 39.563 3.562 13.164 10.400 2.70 8.722.739 7.50 288 17.60 30.523 2.067.746 32.871 2.950 288 288 24.991.691 1.04 7.20 3.80 12.353 148.903 1.26 REPETICIONES REPETICIONES AL AÑO EN LA VIDA ÚTIL 902.746 7.917 744.499 288.164 10.581.739 Tridem Tridem 7.74 6.723 51.075 23.714 192. Esperadas = 744. Los resultados de las repeticiones esperadas para todos los tipos de ejes que intervienen en nuestro proyecto se presenta en la siguiente tabla: Tabla 2.100 7.00 *49.80 9.36 8.571 619.739 471.450 3.903 De igual manera de como se calculó las repeticiones permisibles para el eje sencillo de 6.378.675 7.60 7.70 8.90 11.3435 Rep.6 kips.60 *11.991.499 288.11 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. Esperadas = 27.553 3.40 17.376 7.00 15.619 56.749 878. se deberá analizar todos los tipos de ejes derivados de la composición vehicular del tránsito promedio diario anual.10 15. El valor de k = 100 pci es del terreno natural y como tenemos una base granular de 20 cms.5.5. de acuerdo a la siguiente tabla: Tabla 2. la k se modifica . 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.. 2.* El peso por eje de los ejes tridem. 2.33 pci (=150 pci para simplificar el ejemplo).6 y 2.5.5. resultando la k del conjunto suelo .Cálculo del Modulo de sub-reacción (k) de diseño.12 Cálculo de la k de conjunto suelo-subbase para el ejemplo de diseño PCA k Suelo .5.subbase a un valor de 153.7).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 . .5 12.12 Cálculo del esfuerzo equivalente para los ejes sencillos. entramos a la siguiente tabla para encontrar los esfuerzos equivalentes para los ejes sencillo. 208 y 158 respectivamente.0 11.0 7.5 6.5 5.5" y una k de diseño de 150 pci.5 8.5 9.0 12. Tabla 2.Sin Apoyo Lateral Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa.0 9.5 11.0 6. resultando de 234.0 10. tándem y tridem.0 8. Con los datos de un espesor inicial de 8.0 4.5 7.3. (pulgadas) 4.0 k de la subrasante. Esfuerzo equivalente .0 5. tandem y tridem en el ejemplo de diseño PCA.5.5 10.5 13.Esfuerzo Equivalente. 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 . por lo que la relación de esfuerzos para los ejes sencillos será de 0..32 y finalmente para los ejes tridem de 0.Análisis por Fatiga.Relación de Esfuerzos.4.24 5. La relación de esfuerzos se calcula dividiendo el esfuerzo equivalente entre el módulo de ruptura. para los ejes tándem será de 0. ..36. EN KIPS 1.5.000.80 30 28 26 24 22 18 16 14 12 10.000 de repeticiones permisibles para eje en específico. 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 2.000 60 8 6 4 2 24.9. se une con el valor de relación de esfuerzo de 0.000 80 8 6 4 2 0. A continuación se detalla de manera gráfica las repeticiones permisibles para un solo tipo de eje (el eje 60 12 sencillo de 24. EN KIPS 58 56 repeticiones 54 52 110 10 0.2 kips.5.70 0.36. es decir que la carga en el eje será de 24. CARGAS DE EJES TANDEM. se entra a la figura con la carga ya multiplicada por su factor de seguridad.Para calcular las repeticiones permisibles para cada tipo de eje por el análisis por fatiga se emplea un nomograma.60 0.000.000 resto de los15 presentan los resultados de 6 4 2 8 6 4 permisibles en la columna 4 de la figura 2.30 70 0.36 0.90 20 16 1. de manera que uniendo los dos puntos con una línea recta y extendiéndola hasta la escala de repeticiones permisibles.50 0. El CARGAS DE EJES SENCILLOS. el peso y tipo del eje.40 0.2 0kips).000 0. así como su relación de esfuerzos.9. encontramos el valor de 3’000.00 2 100 10 8 REPETICIONES PERMISIBLES 2 .25 REL A CI O N D E ES F UE RZ O S 40 38 36 34 32 100.2 20 50 40 1000 8 6 4 30 0.20 3’000.000 50 48 46 44 42 100 90 0. En el caso del eje sencillo de 22 kips. ejes ya se . .5. en el ejemplo de diseño PCA. 2. usando su correspondiente factor de esfuerzo equivalente.9 Repeticiones esperadas para el eje sencillo de 24. 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.Figura No. En el caso de los ejes tridem.2 kips. 0 10.97 2.59 2.90 para los ejes tándem y 3.70 2.16 3.0 9.55 3.13 los valores de factor de erosión de 2.79 3.82 2.68 2.04 2.31Eje Tándem 3.68 3.76 2.04 2.52 Sen 3.54 Sen 3.42 2.06 200 Tri 3.27 3.97 2.05 2.56 3.79 2.30 3.46 3.56 2. En este ejemplo se utiliza la tabla 2.34 3.83 3.71 2.78 3.78 2.82 2.5.81 3.62 2.23 3.94 2.55 2.51 Tán 3.65 3.69 3.39 Tridem 4 .85 Sen 3.05 2.08 3.26 3.72 3.50 3.67 3.63 2.45 3.47 2. Esto se hace expresando como porcentaje la relación entre las repeticiones esperadas y las repeticiones permisibles.60 2.02 Eje Sencillo 2.40 3.54 3.26 3.56 2.35 Tán 3.59 3.68 2.73 3.01 2.31 3.49 Sen 3.85 2. pci 50 Sen 3.76 2.38 3. por lo que el % de daño de ese eje equivale a un 68.98 2.44 3.79 2.95 2. Con los datos de espesor igual a 8.58 3.7 2.28 3.43 Tán 3. Factores de Erosión .26 3.90 3.78 Interpolado Eje 2.52 3.91 2.86 Interpolado Interpolado 2.83 500 Tri 3.69 2.18 3.42 3.58 2.70 2.36 3.30 3.82 3.15 3.58 30 Tri 3.74 3. se procede a calcular el % de daño por fatiga.44 3.06 2.11 3.2 kips tenemos 2’067.71 2.5” y un k = 150 encontramos como se muestra en la tabla 2.74 2.53 3.42 2.81 2.16 3.58 3.22 3.62 3.75 3.67 2.93 2.07 2.97 2.93 2.11 3.57 3. tandem y tridem).20 3.76 2.68 700 Tri 3.14 3.5 6.87 2.53 3.20 3.80 2.76 2.22 3.31 3.87 2.99 2.54 2.0 8.38 3.47 2.40 3.82 2.14 3.41 3.26 3.63 2.38 Tán 3.00 2.98 2.88 2.33 3.09 2.29 3.5 10.93 2.50 3.73 2.68 Sen 3.51 3.75 2.45 3.36 3.67 3.76 2. encontrandose un factor de erosión para cada tipo de eje (sencillo.68 3.14 3.97 2.99 2.99 2.61 2.5 9.Sin Apoyo Lateral Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa.51 2.0 k de la subrasante.58 2..78 2.93 2.45 2.68 2.86 2.90 2.37 3.63 2.03 2.90 2.62 2.84 2.65 2.5 11.0 7.58 2.44 100 Tri 3.86 2.97 2.17 3.07 3.5 7.33 3.47 3.86 2.48 2.36 Tán 3.77 2.63 2.49 3.45 Tri 3.20 3.07 2.54 3.71 3.18 3.675 repeticiones esperadas contra un total de 3’000.5 5.74 2.29 3.28 3.Una vez calculadas todas las repeticiones permisibles.54 2.25 3.96 2.85 2.7 que le corresponde a los pavimentos con pasajuntas y sin apoyo lateral.59 Tán 3.Con Pasajuntas .41 2.5.44 2.19 3.77 2.73 2.03 2.10 3.57 3.13 3.33 3.40 3.21 3.75 3.72 2.26 3.89 2.64 2. 6.48 3.5 8.56 2.87 2.91 2.0 5.70 3.50 2.0 6. de 2.90 2.93 2.000 de repeticiones permisibles.40 2.59 2.59 3.68 2. (pulgadas) 4.89 3.02 2.71 2.09 3. por ejemplo para el caso del eje sencillo de 24.54 3.64 2.09 3.06 2.17 3.70 3.0 4.73 3.50 2.00 2.42 3.65 2.03 para los ejes tridem.92 2.9% de daño por fatiga.12 3.70 3.80 2.70 3.14 3.96 2.61 3.31 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.73 para los ejes sencillos.15 3.Análisis por Erosión.01 2.90 2.08 3.16 3.21 3.40 3.86 2.03 2.72 2.94 2.61 3.23 3.10 3.41 3.81 2.55 3.84 2. En el análisis por erosión se calcula primero el factor de erosión. .13 Cálculo del factor de erosión para un pavimento con pasajuntas y sin apoyo lateral.Tabla 2. 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. 5. únicamente se explicará el caso del eje sencillo de 24. para pavimentos sin apoyo lateral) se deberán determinar las repeticiones esperadas para el resto de los ejes.8 3.000 como podemos ver en la figura 2.73.4 3.0 3. obtiene un número de repeticiones esperadas igual 7'500.000.6 3.6 2.73 2.000.000 8 6 4 2 1. EN KIPS CARGAS DE EJES SENCILLOS.4 7'500.0 24.2 kips y con su correspondiente factor de erosión de 2.10 Empleando la misma figura (figura 2.2 kips 20 18 16 14 12 40 35 30 25 10 20 9 8 18 16 1000 2 .000 8 6 4 8 considera en la gráfica.2 3. en la escala de los ejes sencillos. 2. la carga total del eje se deberá dividir entre 3. después 60 50 120 100.Para efectos del ejemplo. recordando que en el caso de los ejes tridem.000 8 6 4 2 10.000 REPETICIONES PERMISIBLES FACTOR DE EROSION 30 60 25 50 2.8 4.000 8 6 4 2 100.000 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 10.5.6 para el cálculo de las repeticiones permisibles por el análisis de erosión.0 CARGAS DE EJES TANDEM. EN KIPS 40 2.000.2 2. 10 Cálculo de las repeticiones permisibles por erosión para el eje sencillo de 24. para el ejemplo de diseño del método PCA. se muestran a continuación: Tabla 2.5..Figura 2.5" de espesor de pavimento.RESULTADOS.14 Resultados del tanteo con 8. 7.5.2 kips en el ejemplo de diseño de la PCA. . Los resultados de todas las repeticiones permisibles de todos los tipos de ejes y los totales de daño tanto por fatiga como por erosión. 90 7. Factor de Erosion ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas 7.739 ilimitadas ilimitadas 471.991.35 TOTAL EROSIÓN .656 ilimitadas 90.5) 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. Factor de relación de esfuerzo Ejes Tridem = 11.1 3.571 15.73 Carga del eje.9 43.2 3.8 9.749 ilimitadas 192.7 8.2 2.04 7.000 0 0 0 0 0 0 0 0 12. Esfuerzo equivalente 234 9.419 Sub Total Ejes Tandem 158 0.500.500.523 22 24.8 9.5 in 150 pci 650 psi 1.7 8.6 7.1 16.499 ilimitadas 288.92 68. Factor de relación de esfuerzo 0.6 30.4 17.55 14.2. Factor de relación de esfuerzo Ejes Tandem 7.581.00 2.36 9.00 68.739 ilimitadas 7. en kips 1 Multiplicada por LSF 2 Repeticiones Esperadas 3 8. Esfuerzo equivalente 15.5 9.917 8.74 4.6 7.5.92 13.067.917 ilimitadas 6.450 8.10 37.300.0 18.9 12.7 10.000.428 ilimitadas Sub Total Ejes Tridem TOTAL FATIGA 0 0 0.0 8.2 37.7 ilimitadas 355.320 0 0 0 0 0 0 0 0 68.619 ilimitadas 56.000 0 1.65 2. MR: FACTOR DE SEGURIDAD DE CARGA.871 12.378.9 19.00 / 3 = 49.714 ilimitadas 192.360 Ejes Sencillos 2.499 ilimitadas 288.000.6 208 0.000.55 25.57 27.243 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.749 ilimitadas 878.739 ilimitadas 7.000 0 0 0 0 0 0 0 0 27.4 24.675 Sub Total Ejes Sencillos 11. Esfuerzo equivalente 12.13 1.2 ilimitadas 3.9 ilimitadas 619.CALCULO DE ESPESOR DEL PAVIMENTO PROYECTO: Ejemplo de Diseño PCA ESPESOR INICIAL: MÓDULO DE REACCION K.991.5 / 3 4.3 ilimitadas 2.5 ilimitadas 1. LSF: 8.8 39.9 ilimitadas 5.57 2.7 8.563 ilimitadas 3. DE LA SUBRASANTE: MÓDULO DE RUPTURA.903 ilimitadas 7.3 744. Factor de Erosion ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas 2.000 3.5.4 16. Factor de Erosion % de Daño 7 2.13 66.246.4 33.26 7.1 13.6) 6 10.00 16.1 Análisis de Fatiga Repeticiones % de Permisible Fatiga (FIG.9 11 15. el diseño es adecuado. siendo el adecuado aquél espesor que provoque daños lo más cercano posible al 100% sin rebasarlo.Dado que los daños totales por fatiga y por erosión son ambos inferiores al 100%. 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%. El criterio del esfuerzo de fátiga reconoce que el pavimento pueda fallar. colocación variable de las cargas por eje y el modelaje de la transferencia de carga en las juntas transversales ó grietas. que es ahora tomado en cuenta. El método de diseño de la PCA incluye un aspecto novedoso en el procedimiento de diseño. esquinas y bordes del pavimento. por un programa de computadora de elemento finito. presentando agrietamiento derivado de excesivas repeticiones de carga. c) DESARROLLO DEL PROCEDIMIENTO DE DISEÑO. el criterio de erosión. El análisis consideró losas con dimensiones finitas. El procedimiento de diseño esta basado en un minucioso análisis de esfuerzos en el concreto y deformaciones en las juntas. Análisis de pavimentos de concreto. . 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.5" es correcto.Se realizó otro tanteo con un espesor de 8" y se pudo conocer que con tal espesor los daños son superiores al 100%. El criterio de erosión reconoce que el pavimento puede fallar por un excesivo bombeo. por lo que el espesor de 8. junto con el criterio de fátiga. erosión del terreno de soporte y diferencias de elevaciones en las juntas. la magnitud de los esfuerzos críticos se ve considerablemente reducida. 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. .Después de analizar diferentes posiciones de los ejes en la losa. 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. con las siguientes conclusiones: 1. En esta situación.5. 2.11 inciso b)2. En el procedimiento de diseño. el espaciamiento de las juntas transversales y el tipo de transferencia de carga tienen muy poco efecto en la magnitud de los esfuerzos. especialmente cuando se tiene un alto volumen de tráfico pesado. 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. debido a eso.11). se ha encontrado la posición crítica y se muestra en la figura 2.5.5. 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. 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.11. Cuando el pavimento central se apoya lateralmente en un carril de acotamiento. 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. .tener apoyo lateral también reduce considerablemente las deformaciones en las esquinas de las losas.11 Posición crítica de las cargas del eje.5. 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. Ancho de Carril Figura 2. a) Ubicación de las cargas de eje críticas para los esfuerzos a flexión. sobre ó mas allá del borde del pavimento. Al incrementar la distancia hacia el interior del pavimento. la condición más severa es supuesta con un 6 % de camiones en el borde3. Sí esta ubicación del camión la movemos unas cuantas pulgadas al interior del pavimento. . Para el procedimiento de diseño de este método. 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. la frecuencia de las repeticiones de carga aumenta mientras que disminuye la magnitud de los esfuerzos y las deformaciones. es definido como el porcentaje total de camiones circulando con el exterior del área de contacto de la llanta exterior. el efecto decrece substancialmente. esto para estar del lado de la seguridad. Solamente una pequeña fracción de todos los camiones circulan con sus llantas exteriores sobre los bordes del pavimento.Ubicación de las cargas. 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. Las cargas de los camiones ubicados en el borde exterior del pavimento provoca las condiciones más severas que cualquier otra ubicación de las cargas. 95 0. las distribuciones fueron analizadas y se prepararon técnicas de fácil aplicación para propósitos de diseño.5. para diferentes distribuciones de ubicación del camión.70 0 1 2 3 4 5 6 7 8 PORCENTAJE DE CAMIONES EN EL BORDE .85 0.) La condición más severa de 6% de intromisión de los camiones ha sido incorporada en las tablas de diseño.90 0. 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.75 0.diseño. obteniéndose los factores de esfuerzo de borde equivalente como se muestra en la figura 2. Para análisis de esfuerzo por fatiga. VALOR DE ESFURZO DE BORDE PARA LA MISMA FATIGA 0. Como resultado de esto.80 0. la fatiga fue calculada en incrementos de fracciones de pulgadas hacia el interior desde el borde de la losa.12 (Este factor. 0. los efectos de (C/Ni) se encuentran en las figuras 2.5.6 y 2.5. Para ahorrar un paso en el cálculo del diseño. nomogramas y tablas de diseño. al reducir en un 15% el módulo de ruptura del concreto.5.7 a la 2. las cargas en las esquinas (6% de los camiones) son críticas. Cuando no existe apoyo lateral. el caso más severo (6% de camiones sobre el borde) es nuevamente supuesto. y cuando no se cuenta con apoyo lateral. C = 0.7 y las tablas 2. Ni = número permitido de repeticiones de carga para cada grupo de ejes i.12 Factores de esfuerzo de borde equivalentes dependiendo del porcentaje de camiones en el borde. 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.5.5. el mayor número de cargas hacia el interior de la esquina del pavimento (94% de los camiones) son críticas.Figura 2.10 Variación en la resistencia del concreto.06 para pavimentos sin apoyo lateral. Es importante aclarar . El procedimiento de diseño reconoce que puede haber variaciones en la resistencia del concreto y así lo manifiesta en sus ecuaciones. Para el análisis de erosión que involucra las deformaciones en la esquina de la losa.94 para pavimentos con apoyo lateral. las losas de concreto también están sometidas a alabeos. ya que el método automáticamente lo considera. Sin embargo. 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. Esta modificación esta basada en un análisis que. Durante la noche. El alabeo de las losas de concreto por variaciones de temperatura se manifiesta durante el día. desarrollando esfuerzos de tensión en la parte inferior de la losa.que el diseñador no aplica esta reducción directamente al módulo de ruptura. cuando la superficie está más caliente que la parte inferior. La resistencia a los 28 días (modulo de ruptura) es usada como la resistencia de diseño. la resistencia incrementada y las repeticiones de carga mes por mes por 20 y 40 años de periodos de diseño. Desarrollo de la resistencia a través del tiempo. la distribución de . 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. Alabeo del concreto por gradientes de temperatura y humedad. este procedimiento de diseño incorpora el efecto de la resistencia del concreto ganado a después de 28 días. Además de las cargas del tráfico. Debido a que el pandeo es un fenómeno a largo plazo. sus efectos avanzan lentamente. dado que los efectos combinados de los alabeos por variaciones de temperatura y de humedad son muy difícil de medir ó evaluar. Eje estandar sencillo de 18 kips de carga del eje (llantas dual). Ancho finita de la losa. 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. no se incorporan en este método de diseño. Los parámetros básicos de entrada asumidos son: Módulo de elasticidad de la losa. W = 144 pulgadas. 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. Esfuerzo Equivalente: En el procedimiento de diseño de la PCA.72”).15 Longitud finita de la losa.la temperatura se revierte y los esfuerzos de tensión se desarrollan en la parte superior de la losa. así como también se usó un eje . Sin embargo. además que la distribución de la temperatura no es lineal y cambia constantemente. L = 180 pulgadas.000 psi Módulo de Poisson µ = 0. llanta con área de contacto de 7*10 in2 (radio de carga equivalente de 4. E = 4’000. con una carga por llanta de 4.500 lbs. para estimar el soporte proporcionado por la subrasante.69*l – 0.447) .6*log(l) + 53.8742 + 0. 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. para una losa sin apoyo lateral. En los casos que se asumió un acotamiento de concreto.9*log(l) + 99.8742 + 0. La PCA incorporó además los resultados de un programa de computadora llamado “MATS”.0632*l2 Me= Eje Sencillo con Apoyo Lateral (SA/WS): (-970.000 psi.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. se supuso una trabazón de agregado de 25.204*l2 Eje Tandem sin Apoyo Lateral (TA/NS): 3029 – 2966.8*log(l) + 133.008*l) * (0. extendiéndose más allá de los bordes de la losa.87*l) * (0. Lo anterior junto con otros factores de ajuste.01088 * k0.4 – 1980. desarrollado para el análisis y diseño de losas de cimentación.01088 * k0.42*l + 0.4 + 1202.447) Eje Tandem con Apoyo Lateral (TA/WS): (2005. 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.894 para un 6 % de camiones en el borde de la losa f4 = 1 / [1. lo que resulta un f3 = 0. f2 = Factor de ajuste para una losa sin apoyo lateral.71 – h2/3000 Con Apoyo Lateral 1 f3 = 0. en kips.953) y de las cargas por eje sencillo (SAL) y tándem (TAL). basado en los resultados del programa de computadora MATS. Análisis de Fatiga.235*(1 .CV)] Donde: σeq= Esfuerzo equivalente f1 = Factor de ajuste debido al efecto de las cargas del eje y áreas de contacto. además de una reducción de la resistencia por un coeficiente de variación (CV).892 + h/85. (la PCA usa un CV = 15%. f4 = 0. .06 * (SAL/36) f2 = Sin Apoyo Lateral: 0.06 * (SAL/18) f1= Eje Tándem: (48/TAL) 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.Eje Sencillo: (24/SAL)0. que la resistencia a la fatiga no consumida por la repetición de una carga está disponible para las repeticiones de otras cargas.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. es decir.55 Log Nf = 11. para después determinar el número máximo de repeticiones permisibles (Nf). calcule la relación de esfuerzos. Posteriormente se sumarizan los daños .737 – 12.268 Para 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.55 4. dependiendo del rango de relación de esfuerzos.077 * (σeq / MR) Para 0.0. 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. el procedimiento de diseño de la PCA permite que el diseñador eliga un espesor inicial.4325 3.2577 Nf = (σeq / MR) . Para σeq / MR ≥ 0. Basándose en la hipótesis de Miner.45 < σeq / MR > 0. 11 inciso b.provocados por cada tipo de eje y el daño total por fatiga deberá ser inferior al 100 %. 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. dependiendo del espesor de la losa y un poco en el módulo de reacción del suelo. 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. 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.5. 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. Análisis de Erosión Las fallas del pavimento tales como bombeo. dividido por la longitud de la cavidad de la deflección. Sin embargo no se pudieron obtener correlaciones confiables entre las deflecciones de la esquina de la losa y el comportamiento de estos pavimentos. Las siguientes ecuaciones fueron desarrolladas para calcular el número permisible de repeticiones de carga: . 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. 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. la cuál es función del valor de rígidez relativa (l). definido por la siguiente ecuación: p2 P = 268. igual a k*w para una cimentación líquida y sus unidades son psi. 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: .Log N = 14.0 C1 = Factor de ajuste con valor de 1.0 para bases granulares y de 0.0)0.103 Donde: N = Numero de repeticiones permisibles de carga basadas en un índice de serviciabilidad presente de 3.9 para bases mejoradas con cemento P = Trabajo.524 – 6.73 Donde: p = Presión en la base.7 h * k0. bajo la esquina de la losa. h = Espesor de la losa en pulgadas.777 (C1P – 9. Con apoyo lateral. Ni = Repeticiones permisibles para el eje i. .94 para pavimentos 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. 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 %.06 para pavimentos sin apoyo lateral y 0.C2 = 0. ni = Repeticiones esperadas para el eje i. se debe basar en la resistencia total de la barra.2. pero que en todo diseño de pavimentos estamos obligados también a estudiar para complementar el proyecto de un pavimento. La longitud de la barra. Son aspectos complementarios al diseño de un pavimento.6 ASPECTOS COMPLEMENTARIOS AL DISEÑO. Si las barras de amarre se usan en las tres juntas longitudinales de una carretera de 4 carriles. En esta sección detallaremos algunos aspectos que hemos llamado complementarios al diseño. L´ es igual al ancho del carril para las dos juntas exteriores y el doble del ancho para la junta interna. con la finalidad de que se mantengan juntas y de que se asegure que la carga se transfiera a través de la junta. A1 = Área transversal de una barra. que normalmente se considera de 1. µ = Esfuerzo permisible. Σo = Perímetro de la barra. L´ es el ancho del carril. el diseño de las pasajuntas y la modulación de losas. está controlada por el esfuerzo de adhesión permitido. t = 2 (A1*fs / µ*Σo) Donde: t = Longitud de la barra de amarre.5 fs= Esfuerzo permisible en el acero. Para autopistas de 2 o 3 carriles. El esfuerzo de adhesión permitido para barras corrugadas se puede asumir en 350 psi. 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. L´= Distancia desde la junta longitudinal hasta el borde libre donde no existe barra de amarre. por no estar directamente en el rubro del diseño de espesores. La longitud de la barra de amarre. Las barras de amarre se colocan a lo largo de la junta longitudinal para amarrar dos losas. . el diseño de las barras de amarre. a) BARRAS DE AMARRE. fa= Coeficiente promedio de fricción entre la losa y el terreno de soporte. γc= Peso volumétrico del concreto h= Espesor del pavimento. 1 20.27 x 79 1. .000= 0.4 26.2 16.27 x 61 1.6-1 Recomendaciones de Espaciamiento máximo. t = 19. La separación de la barra será = 0. 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 2.2 in2 (129 mm2). el área transversal de una barra es de 0. Solución: L´ = 24/2 = 12 ft = 144 in (3.5 / 27.1 25.6.3 + 3 22. 18.66 m) As = 0.3 in (usar 24 in o 610 mm).8 19.5 in de diámetro por 36 in de longitud y separación de 30 a 40 in son las que comúnmente se usan.1 Suponer para el acero un fs = 27.3 in (353 mm) después de sumarle las 3 in (76 mm).7 27.Para un diámetro de barra d.59 x 89 1.000 x 0. A1= π d2/ 4 y Σo = π d. Varios organismos usan el diseño estándar de barras de amarre para simplificar la construcción.1: Un pavimento de 2 carriles.9 29.0868 pci (23.5 17. separación y longitud requerido de las barras de amarre. por desalineamiento.5 1. con una junta longitudinal al centro.5 x 27.6. como se muestra en la figura 2.6 22.59 x 91 Distancia al extremo libre. Las barras de 0.27 x 69 1.27 x 71 1.27 x 74 1.59 x 84 1. Determinar el diámetro.3 21.27 x 66 1.0 15.00556 in2 /in.000 psi y para el concreto un γc = 0.3 metros de largo y 7.7 14.00556 = 36 in (914 mm).59 x 76 1.59 x 81 1.59 x 86 1. Tabla 2.9 24. 8 “ de espesor. así que la ecuación anterior se simplifica a: t = ½ [ (fs*d) / µ] La longitud "t" se debe incrementar en 3 in.2 mm).3 metros (24 pies) de ancho. Espesor Tamaño Pavimento de varilla (cm) (cm) 12.27 x 64 1.5 in o 1.6 kN/m3) y un esfuerzo permisible µ= 350psi (24 Mpa). Si se usan barras del No 4 (0.2 30.5/350 = 19.59 x 79 1.2/0.0868 X 8 X 144 X 1.27 x 76 1. t = 0. En una edición reciente de diseño de juntas.6-2 Diámetros y longitudes recomendadas en pasajuntas.5 in para pavimentos con espesores mayores a 10 in. El uso de pasajuntas puede minimizar las fallas de bombeo y de diferencia de elevación de juntas. El diseño de pasajuntas se basa mucho en la experiencia. Tabla 2.6. El tamaño de las pasajuntas depende del espesor de la losa. las cuales han sido considerados por la PCA como factores importantes en el diseño de espesor.4. Se necesitan pasajuntas con un diámetro mínimo de 1. se controla por el esfuerzo de carga entre el concreto y la pasajunta.1 Esfuerzo de carga permisible. Debido a que el concreto es más débil que el acero. El esfuerzo de carga permitido se determina de la siguiente manera: . aunque algunos métodos teóricos sobre el diseño de pasajuntas están disponibles.25 in de diámetro para pavimentos de autopistas con espesores menores a 10 in y pasajuntas de diámetro de 1.5 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. 2. Se puede apreciar que el diámetro de las pasajuntas es igual a un octavo del espesor de la losa.h = 8 in Var No. 61 cm long. La tabla 2.6-1 muestra el diámetro y longitud de las pasajuntas para diferentes espesores de losa como lo recomienda la PCA (1975).25 a 1. 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.6.1 b) PASAJUNTAS.b. @ 91 cm 24 ft Figura 2. el tamaño y separación que se requiere de pasajuntas. la PCA (1991) recomienda el uso de pasajuntas de 1. Si el esfuerzo de carga es mayor al permisible. Cuando una carga W se aplica en una losa cerca de la junta como se muestra en la figura 2. el grado de la falla se puede reducir a un límite permisible.6. Basado en la solución original de Timoshenko.000 pci d= es el diámetro de la pasajunta. 2. Si la eficiencia de las pasajuntas es del 100%.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. 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. Nótese que Id = 1/64 π d4 Y Β= Dónde: K= Módulo de soporte de la pasajunta.500. el esfuerzo máximo de carga se puede determinar teóricamente asumiendo que las pasajuntas sea una viga y que el concreto sea una cimentación Winkler. Si la carga que se aplica en la pasajuntas se conoce.2 Esfuerzo de carga en un pasajuntas. 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. ambas losas se deflexionan la misma cantidad y las fuerzas debajo de las losas serán las mismas. el cual varía de 300. Cada una siendo 4 Kd / 4 Ed Id .b. Estudios recientes han demostrado que el esfuerzo de carga se relaciona a la falla de la losa.6. Si se limita el esfuerzo de carga.000 a 1.3 parte de la carga se transfiere a la losa adyacente a través de las pasajuntas. entonces se deben de usar pasajuntas más grandes o separaciones más pequeñas. 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. el uso de 0.5 x 106 pci.5W.8 L desde la carga donde L es el radio de rigidez relativa. Las pasajuntas son de 1 in de diámetro y 14 in sobre los centros.6.125 in.6. Frierberg (1940) encontró que el momento máximo negativo.6.3 Transferencia de carga de las pasajuntas Ejemplo 2.2: La figura 2. Una carga de 12000 lb se aplica sobre la pasajunta exterior a una distancia de 6 in desde el borde.2 Deformación de la pasajunta debido a una carga Figura 2.8 L= 66 in . tanto para cargas internas o externas ocurre a una distacia de 1. la cual es también el total de la fuerza cortante que se transfiere mediante las pasajuntas.5W para el diseño de pasajuntas es más conservativo. Basado en la solución de Westergard. las fuerzas que reaccionan bajo la losa serán menores a 0. Cuando el momento es máximo.5w. como en el caso para pavimentos viejos donde algunas pasajuntas se desprenden. Por lo tanto.6. Figura 2. 1200 lb 6 in 8 in 1. Por lo tanto. Como resultado. la fuerza cortante es igual a cero.4 muestra un pavimento de concreto de 8 in de espesor. siendo el máximo para la pasajunta debajo o cerca al punto de la carga y cero a una distancia de 1. el total del esfuerzo cortante sobre las pasajuntas es menor a 05W. Si la eficiencia de las pasajuntas es menor de 100%. un módulo de reacción de la subrasante de 100 pci y un módulo de soporte de la pasajunta de 1.8L. Determinar el esfuerzo máximo de carga entre la pasajuntas y el concreto.de 0. es razonable asumir que el cortante en cada pasajunta se reduce inversamente con la distancia de la pasajunta desde el punto de carga. teniendo un ancho de junta de 0. por lo tanto.25 µ=.0. En este ejemplo. L=1. Si la losa fuera más resistente y con mayor espesor. la cual debe ser igual a la mitad de la carga aplicada basándose en una eficiencia de un 100% de las juntas.86 = 2097 lb Id = 1/64 π d4 Id = π (1)4 /64 = 0.1) x 4000/3 = 4000 psi.86Pt Solución: L = [Eh3 / 12k(1-µ2)].6.7163 in σb = k y0 = KPt (2 + β z) 4 β3 Ed Id σb = [1. 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.86 Pt.35= 66 in se puede determinar asumiendo una variación lineal como se muestra en la figura 4. .15)2) x 100)]0. o Pt = 6000 / 2.25= 36.5 x 106 x 1 / (4 x 29 x106 x 0.8L.125))] / (4 x (. Debido a que el esfuerzo actual es menor que el permisible.71637 x .36 Pt 0.35 in Si la pasajunta está directamente debajo de la carga. las fuerzas sobre las pasajuntas dentro de una distancia de 1. La suma de las fuerzas sobre todas las pasajuntas es de 2.8 L.0491 in4 β = ( Kd / 4 Ed Id).57 Pt 0.25 = 0. sólo la carga de la llanta izquierda cerca del borde es considerada.25 β = [1.8 x 36. la llanta derecha no tiene efecto en la fuerza máxima Pt sobre la pasajuntas cerca del borde del pavimento. La carga de la llanta derecha esta cuando menos a 6 ft de la carga de la llanta izquierda. está sujeta a una carga cortante Pt. el diseño es satisfactorio. la cual es más que 1.0491) = 3138psi Para un concreto de 4000 Psi el esfuerzo de carga permisible es de fb = (4 .24.4 Sum= 2.71637)3 x29 x 106 x .5 x 106 x 2097 (2 + (.78 Pt 0.15 Pt Pt Figura 2.0491)]0.15 L= [4 x 106 x (8)3 / (12 x (1-(0. 7.6.5 muestra una losa de 10 in sobre una cimentación con k = 60 pci.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. La figura 2.6. Se puede notar que las pasajuntas en el otro lado de la junta longitudinal no se consideran efectivas en soportar la carga. Figura 2.08 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.18 pasajuntas efectivas.18 = 2153 lb. Solución: L = [4 x106 x (10)3 / (12 x 0.6.6. Determinar la carga máxima sobre una de las pasajuntas. La suma de estos factores resulta en 7. La carga soportada por la pasajuntas B es de 9000/7. los factores de carga en las otras pasajuntas se pueden determinar por triángulos similares. Las cargas soportadas por las otras pasajuntas se pueden determinar por proporción.0 L por lo que la carga soportada por la pasajunta crítica debe ser mayor que las que se muestran en los ejemplos.25 = 49 in Por lo tanto 1.6.18 x 9000/7. El resultado de la suma de estos factores es de 4. los factores de carga en las otras pasajuntas se pueden determinar mediante una distribución triangular como se muestra en la figura 2. Los ejemplos anteriores se basan en la suposición de que el momento máximo negativo ocurra a una distancia de 1.8L= 88 in Primero. Si la pasajunta en el punto B tiene un factor de carga de 1.Ejemplo 2. Si la pasajunta sobre el punto A tiene un factor de carga de 1. Dos cargas de 18000 lb se aplican en los puntos A y B.8L desde la carga. La carga soportada por esta pasajunta se puede determinar directamente pro Pt = 9000/4. por lo tanto la carga soportada por la pasajunta en A es de 9000/4.08 = 2381 lb. considerar la carga de 18000 lb sobre A.9775 x 60)]0.08 = 1271 lb y las soportadas por las otras pasajuntas se pueden determinar por proporción.5 Localización de las cargas y de las pasajuntas .3 La figura 2. Estudios recientes por Heinrichs et al (1989) han demostrado que el momento máximo negativo ocurre a 1.6.18 +0.6. Lo siguiente es considerar la carga de 18000 lb sobre el punto B. como se muestra en la figura 2. 6. a la separación entre juntas tanto transversales como longitudinales.5 m) D = Espesor del Pavimento . sin necesidad de colocar acero de refuerzo continuo: SJT = (21 a 24) D Donde: SJT = Separación de Juntas Transversales (<= 5.Figura 2. o dicho de otra forma. Esta forma se da en base a las dimensiones de tableros.6.6.6 Fuerzas de las pasajuntas debido a la carga A Figura 2.7 Fuerzas en las pasajuntas debido a la carga B Figura 2. Existe una regla práctica que nos permite dimensionar los tableros de losas para inducir el agrietamiento controlado bajo los cortes de losas.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. La modulación de losas va a estar regida por la separación de las juntas transversales que a su vez depende del espesor del pavimento. 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. como en el caso de sub-bases granulares.Normalmente se utiliza el 21 cuando tenemos mayor fricción entre la sub-base y el pavimento de concreto. 0.4 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.71 a 1. . sin embargo no siempre es posible y conveniente tener las losas perfectamente cuadradas. La separación de juntas transversales que arroja esta fórmula no debe ser mayor de 5. como en los casos en donde tenemos bases estabilizadas. Esta junta deberá llevar pasajuntas.8 m La otra dimensión que tiene que ver con la modulación de losas es la separación de juntas longitudinales. sin embargo esta está referenciada a la forma de los tableros de losas.5 m. La relación entre largo y ancho de un tablero de losas no deberá estar fuera de estos límites: 0. La forma ideal de un tablero de losa es la cuadrada. en tal caso deberá limitarse a este valor de 5. bases con textura muy cerrada o whitetopping. se procederá a construir una junta transversal de emergencia con la que se suspenderá el colado hasta que sea posible reiniciarlo.4. El valor de 24 se utiliza cuando la fricción entre la sub-base y el pavimento corresponde valores normales.5 m.71 < x / y < 1. por lo que nos vemos obligados a considerar un cierto grado de rectangularidad. cualquiera de estos procedimientos deberá garantizar la limpieza total de la junta. e) Pozos de Visita y Alcantarillas Se deberá realizar un estudio de escurrimientos y drenaje existente. construidas para captar los escurrimientos pluviales. Será conveniente aislar de la estructura del pavimento los pozos de visita y alcantarillas. Para esto se construirán anillos perimetrales de concreto de 20 cm de espesor. Se colocará un material aislante alrededor de los anillos. Se deberán detectar a su vez los pozos de visita y bocas de tormenta que será necesario renivelar.Las ranuras aserradas deberán inspeccionarse para asegurar que el corte se haya efectuado hasta la profundidad deseada. con una tolerancia de diez (10) centímetros en más o menos. 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. La longitud de las losas en el sentido longitudinal estará marcado en la secciones Tipo correspondientes. Toda materia extraña que se encuentre dentro de cualquier tipo de junta deberá extraerse mediante aire. a fin de garantizar que el agua de las lluvias será desalojada oportunamente a la red de alcantarillado. agua o arena a presión. 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 . con la finalidad de absorber los movimientos de la losa y de los pozos de visita. con una profundidad igual al espesor de la losa del pavimento. sin embargo. Estos elementos deberán apegarse a las Normas de Construcción vigentes de la Entidad Especificadora. Estas actividades pueden corresponder tanto para un pavimento nuevo como para una sobrecarpeta de concreto. compactada al 100% de su PVSM. PROCESO CONSTRUCTIVO Las nuevas tecnologías de construcción de pavimentos rígidos. a). 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. . se han desarrollado para cubrir diferentes necesidades de pavimentación y mejorar sustancialmente el comportamiento y confort de los caminos. es mas común que las Autopistas. y según indiquen los planos del proyecto se podrá construir una capa de base estabilizada del espesor indicado en planos. 3. El porcentaje de cemento portland será como mínimo 4% en peso del PVSM del material pétreo. 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. Base Estabilizada con Cemento Sobre la capa subrasante debidamente terminada.3. b). A continuación se describen de manera breve algunas de las actividades previas a la colocación del pavimento de concreto.1 PRELIMINARES En la construcción de pavimentos de concreto se requieren de algunas actividades previas que son necesarias para el desarrollo del proyecto. 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. 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. c). se aplicará en todo el ancho de la corona y en los taludes del material que forme dicha capa. superficialmente seca y barrida. los cuales deberán ser cargados en camiones cubriéndolos con lonas u otros protectores adecuados. Riego de Impregnación Sobre la base estabilizada debidamente terminada. Si la superficie expuesta corresponde a una subrasante o una sub-base granular. un riego de imprimación con emulsión asfáltica catiónica de rompimiento lento o super estable a razón de 1. e). Los materiales deberán disponerse de manera que cumplan todas las reglamentaciones legales vigentes al respecto. respectivamente. Bacheo de Caja Para la ejecución del trabajo se requieren taladros neumáticos. vehículos de transporte de materiales.0 lts/m2 aproximadamente. la exigencia se incrementará al cien por ciento (100%). revenimiento y espesor especificada en planos. La colocación de la base se hace directamente del camión revolvedor sobre la subrasante ayudando a su colocación con herramientas manuales. así mismo no requiere de curado. su fondo deberá ser plano. picos. tiempo de apertura. El fondo de la excavación deberá ser compactado en un espesor no menor de 15 cm. Deberán retirarse todos los materiales inadecuados. El producto asfáltico deberá cumplir con las Normas de Calidad establecidas por la Entidad Especificadora. de acuerdo con los niveles de compactación que se indican a continuación. sus caras longitudinales y transversales deberán ser paralelas y perpendiculares al eje de la vía. La excavación deberá tener bordes verticales bien definidos. en especial las referentes a la protección del medio ambiente. 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. En Rellenos Fluidos convencionales la apertura al tráfico se deberá dar hasta después de 24 horas de haberlo colocado. d). cargador. no deberá ser vibrado para evitar que salga el aire incluido que tiene la mezcla. . Cuando se trate de una capa de base granular. elementos adecuados para la compactación del fondo de la excavación y herramientas menores. 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. uniforme y firme. no requiere ser compactado con medios mecánicos ya que es auto compactable al 100%. debidamente asegurados a la carrocería y transportados a los sitios de disposición indicados en los documento del proyectos o definidos por el Especificador. escarificador de motoconformadora u otro equipo apropiado para remover las capas de la estructura existente. Dependiendo del revenimiento especificado se requerirán cimbras para darle la forma especificada. excavación y retiro del material de base. alrededor del bache Demolición y retiro de la carpeta asfáltica. El relleno fluido se podrá colocar en una sola capa. 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. Paso 1 Paso 2 Demarcación y corte Paso 3 Demolición. mediante su fresado en frío. El bacheo se debe realizar en los sitios en donde existen huecos que comprometan la integridad de la base. Compactación de la base remanente Colocación de Relleno Fluido hasta el nivel superior de la carpeta asfáltica.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 Paso 4 Compactación de la base Paso 5 Colocación Relleno Fluido f). El procedimiento es el siguiente : Identificación de la falla Demarcación de la caja. de acuerdo con los alineamientos y dimensiones indicados en los documentos del proyecto y las . Fresado de Pavimento Asfáltico Este trabajo consiste en la obtención de un nuevo perfil longitudinal y transversal de un pavimento asfáltico existente. hasta encontar material sano. deberá evitarse su contaminación con suelos u otros materiales extraños. En caso de requerirse el fresado en proximidades de guarniciones y en otros sitios inaccesibles al equipo de fresado. 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. la superficie de pavimento deberá encontrarse limpia y. el pavimento deberá removerse empleando otros métodos que den lugar a una superficie apropiada. por lo tanto. Inmediatamente antes de las operaciones de fresado. ordenará su inmediata reparación o reemplazo. potencia y capacidad productiva garanticen el correcto cumplimiento del plan de trabajo. para lograr la colocación de un espesor de pavimento constante que es más fácil de cuantificar. El equipo para la ejecución de los trabajos deberá ser una máquina fresadora cuyo estado. . deberán adelantarse las operaciones de barrido y/o soplado que se requieran para lograr tal condición.instrucciones de el Especificador. El fresado se efectuará sobre el área que determine el Especificador. 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. Durante la manipulación del material fresado. Si durante el transcurso de los trabajos el Supervisor observa deficiencias o mal funcionamiento de la máquina. 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. 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. 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. la alta temperatura alcanzada por el aceite en el interior de un vibrador defectuoso provoca cambios en el aspecto externo. Un vibrador en mal estado definitivamente debe cambiarse. 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. 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.2. De igual forma se deben identificar fugas de aceite en sus mangueras o uniones. no se debe permitir pavimentar con vibradores defectuosos. Los vibradores deben estar correctamente localizados. La apariencia de un vibrador en mal estado es diferente a la de sus vecinos. deben activarse sus sistemas hidráulicos tanto motrices como de transporte. 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. el ajuste se hace liberando cada tuerca de . 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. aunque no todos los proyectos lo requieran. 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. 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. esto ultimo solo influirá de acuerdo a la experiencia del operario o el constructor con mezclas similares. En la sección de la placa o molde de extrusado (profile-pan). Es muy importante conocer que el perfil de la vía obtenido por la pavimentadora será el definitivo para el proyecto. Otros vibradores presentes en la pavimentadora son los vibradores de piso. 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. Los sensores de altura están localizados adelante y atrás de la maquina y haciendo contacto en cada extremo con la línea guia. Normalmente las pavimentadoras usan cuatro sensores de altura. esta alineación se puede hacer mediante un ajuste hidráulico que poseen algunas máquinas o manualmente si no se cuenta con él. aunque algunas solo usan dos. En cuanto a la texturizadora se debe probar la respuesta de los sensores a las variaciones de la línea guía. otros elementos deben ser ajustados para dar la forma. esta distancia normalmente debe ser entre 20 y 25 cm. 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. Posteriormente se encuentra el final finisher o llana metálica de la pavimentadora. La separación de los pines de la línea guía no debe corresponder a la separación entre sensores. 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. 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. con cuatro se puede tener un mayor control del espesor de la losa. finalmente se asegura todo el sistema Se debe recordar que en caso de coronas o bombeos de la losa. Este es un elemento que da un buen acabado siempre que se encuentre en perfecto estado siempre que el concreto sea muy homogéneo. esto con el fin de reducir los movimientos bruscos y continuos del sensor y de la maquina. 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. La presión de la varilla a la línea guía se podrá ajustar cuando sea necesario durante la pavimentación. sin embargo con dos sensores y un excelente trabajo de topografía y perfilado de la rasante. su revisión se hace en cuanto a la calidad del movimiento en zigzag y el estado de la superficie. En cuanto a los sensores. Cada tipo de sensor debe ser usado e instalado de acuerdo a las recomendaciones del fabricante y contando con personal de experiencia. 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.fijación de las planchas de extrusado y alineándolas de acuerdo a la pendiente o pendientes transversales requeridas para una sección. se corre riesgo de una variación fuerte del espesor de la losa. 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. entre estos se encuentran los vibradores y el tornillo repartidor. este último no tiene ajuste pero se recortan la longitud de los pasos centrales. hay que tener en cuenta que existen muchos tipos de sensores y aunque los mas usados en pavimentos son los hidráulicos existen también eléctricos. láser y sónicos. 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 . y alineando con la ayuda de un hilo o lamina metálica recta. se pueden lograr muy buenos resultados. 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. . . 4. las bases con falta de agua pueden absorber agua del concreto y reducir la hidratación del cemento ocasionando bajas resistencias.Disponibilidad de materiales tanto en volumen como en calidad.Revisar el pronostico del tiempo.Equipo y agua suficiente para humedecer la rasante. Inicio de los Trabajos.de las espreas o aspersores de membrana de curado.Equipos de ensayo en buen estado y con personal disponible . Para iniciar se deberán revisar los siguientes puntos: .Herramientas necesarias para la colocación del concreto: . y perfilado ó extrusado. 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. . . . .Que se cuenta con una distancia aceptable de tramo a pavimentar. así como el estado del deposito de membrana y de los tubos conductores.Verificar la junta fría y la correcta colocación de las pasajuntas. . 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. este trabajo es complementado posteriormente por el “tamper bar”.Comunicación por radio entre el frente de trabajo y planta. vibrado y compactación.Colocación de la línea guía. 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. Es importante tener la base o rasante saturada para recibir el concreto. este se puede dividir en recepción y acomodamiento. . . 3. . Otros equipos que deben ser probados son las cortadoras de discos para el concreto y los reflectores de emergencia.Reservas en almacén y obra.Revisión de todo el equipo involucrado en la pavimentación.flotadores manuales. Pavimentación con cimbra deslizante: Las pavimentadoras modernas cuentan con un mecanismo para manejo del concreto. . .vibradores manuales.aspersores. Algunas pavimentadoras cuentan con un receptáculo entre el gusano y el panel o plancha de cimbrado y que contiene los vibradores.000 VPM.Las distancias entre la cabeza y el punto de aseguramiento al tubo soporte . esta velocidad se mide en VPM y se controla desde el puesto de mando de la pavimentadora. bombeo o corona.La calidad del montaje aislado del vibrador . consolida el concreto y hacerlo fluido para que pase por el molde o caja extrusora. quedando el otro extremo o cabeza libre. esto es la movilización de las partículas del concreto. los primeros o internos se localizan en la caja de vibradores o de lechada. Con la variación de la energía transmitida por el vibrador varia la zona de influencia. 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. Otras variables que afectan esta zona de influencia son: .La velocidad de la pavimentadora . En las zonas adyacentes a los vibradores excéntricos internos o zona de influencia de los vibradores se produce la energizaciòn del concreto. facilitando su entrada al panel de extrusado.000 y 9. La energía transmitida por el vibrador (fuerza centrifuga) es directamente proporcional a el peso de la cabeza y a la velocidad de rotación. En las pavimentadoras de cimbra deslizante encontramos dos tipos de vibradores. El strike-off debe ser ajustado a las condiciones de pendiente transversal de la vía. los segundos o vibradores de piso se usan para mejorar el acabado. En general la energía requerida varia entre 7. la velocidad es la única variable que se puede controlar y se hace variando la velocidad de giro del motor del vibrador. Un vibrador es un émbolo que gira en el interior de un tubo o cubierta. Importante. Esta caja esta cerrada frontalmente por el strike-off y eventualmente la viga estructural o chasis de la maquina. esta frecuencia es diferente para cada tamaño de partícula y diferente para cada gradación en particular y del diseño de la mezcla. que se denomina caja de vibradores o de lechada. Los vibradores tienen dos funciones. las burbujas de agua y aire suben a la superficie explotan y el volumen de la mezcla se reduce. 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. el giro libre de la cabeza (envuelto en aceite) produce la vibración. 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 este caso debe apoyarse en vibradores manuales y ampliando la zona de influencia de los adyacentes.La separación de los vibradores debe hacerse de tal forma que haya un pequeño traslape de las zonas de influencia. 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. . no traslapar implica segregar la mezcla. En este mismo receptáculo se encuentra el tamper-bar. 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. libre de abolladuras o deformaciones que incidan en el perfil. Finalmente encontramos la placa extrusora del concreto (Profile pan). barra o cuchilla compactadora. 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. Cualquier falla en un vibrador se manifestará inmediatamente en el aspecto de la losa de concreto. característico solo de algunas pavimentadoras. que se usa para profundizar fragmentos de grava que hayan quedado expuestos superficialmente. Debe tenerse especial cuidado con el vibrado en el borde de la losa. 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. misma que los elementos superiores confina al concreto. 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. La primera normalmente va siendo arrastrada sobre la base o puede ser de altura variable según la variación del perfil del suelo. El vibrado no es la solución para todos los problemas de la mezcla e incluso pueden ser causa de problemas en la mezcla. en esta sección es importante el perfecto alineamiento de las planchas que la conforman y el perfecto estado. La distancia de traslape entre las zonas de influencia es normalmente de 50 a 75 mm. 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. Se puede dividir en dos secciones. poca vibración causara un mal acabado y un volumen alto de vacíos reduciendo su resistencia. por insignificantes que parezcan. en la cual el concreto toma la forma de la losa. excesiva vibración causara segregación y reducción del contenido de aire. procedimiento de descarga (orden de entrada. Las operaciones de pavimentación del día se deben iniciar con la producción de dos o tres bachadas. 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). 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. también se pueden usar ganchos metálicos o laminas y clavos. 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 seguridad se impondrá en todo momento. Cuando se tiene tirada y posicionada la línea guia en una longitud importante al frente de la pavimentadora. se continua produciendo concreto y enviándolo al frente de pavimentación. la losa no tendrá la libertad para moverse longitudinalmente. contenido de aire y peso volumétrico para ser enviados a la obra. corresponden a dos o tres camiones. ó pueden insertarse mediante elementos mecánicos que aseguren su correcta posición. diesel o pintura para evitar que se adhieran al concreto. 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. reduciendo costos al eliminar el esqueleto de la canasta y evitando el riesgo de movimiento de la canasta por la presión de la pavimentadora. esto con el fin de lograr una buena repartición del concreto y un movimiento mínimo de las canastas pasajuntas. lo puede ocasionar fisuramientos y fracturas de los bordes de la misma. 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. Los pasajuntas deben haber sido bañados con grasa. todo esto para facilitar la entrada y salida de los camiones al tramo. En esta tarea juega un papel muy importante la labor de los coordinadores de descarga y de colocación de canastas. es decir. que por el tipo de equipos usados en estos proyectos. Es importante la labor de dirección del jefe de pavimentación y su continua comunicación con el operador de la pavimentadora. si la canasta se mueve al momento de colocar el concreto. . Es importante garantizar la correcta fijación de la canasta y evitar su movimiento ante la presión de la máquina. El concreto de estos camiones debe ser revisado por el laboratorio con las pruebas de revenimiento. en este momento se inicia la labor de pavimentación propiamente dicha.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. Mantener la relación Agua / Cemento de diseño . debe ser revisado. 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.Controlar la trabajabilidad de la mezcla . si no se cumple la uniformidad en todas las fases.Evaluar la calidad de la superficie dejada por la pavimentadora .Iniciar la rutina de calculo de rendimiento Las barras de amarre prácticamente se instalan en todas las juntas longitudinales. La uniformidad es el factor mas importante para obtener un buen trabajo. la altura de colocación es a la mitad del espesor de la losa incluso en las juntas machimbradas. y lograr una carga hidrostática dentro de la máquina. cuando el insertador esta en el centro de la losa y el pavimento tiene bombeo. esta placa flotante debe tener la forma para no dañar el ángulo o del bombeo. La distancia de la planta de producción al sitio de colocación es un factor que determina una entrega oportuna de concreto a la pavimentadora. 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. deberán ser revisados por el laboratorio. es conveniente contar con una cargador o retroexcavadora para introducir y repartir el concreto frente al gusano de la pavimentadora. Es práctica común que los primeros viajes de concreto. una vez descargados.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) . y de ser así. .Ajustar los volúmenes suministrados en cada viaje .Verificar el espesor colocado . 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. 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. este se envíe ligeramente alto en revenimiento para después ir reduciendolo. se dificultará obtener un buen perfil.El concreto una vez que llega al frente de pavimentación. primeramente por el jefe de pavimentación para determinar rápidamente si se puede descargar. Los puntos a cuidar en esta etapa son: . Como los dos o tres primeros viajes normalmente no son suficientes para llenar las cimbras y cajas de la pavimentadora. 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. Los insertadores automáticos de barras de amarre vienen acondicionados en la parte posterior de la pavimentadora. requieren entonces de una placa flotante que borre la huella de la inserción. en montaje independiente y guiadas con la línea guía de la pavimentadora o manuales. También se pueden colocar estas barras manualmente a la salida de la pavimentadora. se conocen como llanas canal o aviones si su dimensión es importante. 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. homogénea. el clima reinante y la velocidad y condición del concreto dejada por la máquina. ocasionalmente es necesario adicionar algún elemento metálico a la llana para incrementar su peso y obtener un mayor efecto. mediante técnicas sencillas y de rápida ejecución y usando las herramientas adecuadas Primero se realiza el afine. es probable que al proponer esta practica el calculista solicite una longitud mayor de anclaje de la barra 5. 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. por esto no se recomienda incluir mangos de materiales distintos al incluido en su diseño. resistente a la fricción del trafico y sin afectar la geometría dejada por el extrusado. Las llanas metálicas mas comúnmente usadas son las tipo perfil acanalado y tratadas con tungsteno o material similar. también se recuerda que obtener un buen acabado en el borde contrario al usado por el operario o finishero es difícil. obviamente previniendo al personal de posibles accidentes con las barras laterales. 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. el éxito en el intento de obtener un buen acabado radica en buena parte en el criterio de elección del equipo mas adecuado. segura y durable. con el afine se busca conseguir una superficie adecuada para obtener un buen texturizado. se acostumbra colocar las barras dobladas para ser enderezadas una vez el concreto este endurecido y ya no entorpezca las labores. Para lograr un buen acabado existen en el mercado multitud de herramientas montadas en la pavimentadora. 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. si el ancho de la losa es importante. las variables mas comunes son el tipo de concreto. por esto se recomienda un finishero a cada lado como mínimo.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. Acabado superficial del pavimento Es el acabado de la superficie del concreto al proceso de obtener una textura acorde a las especificaciones del proyecto. Sin embargo es muy importante aclarar que su diseño incluye un peso adecuado para obtener un acabado acorde con su uso. adquiere un tono mate que indica el momento del texturizado. El agua se puede aplicar. 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. El exceso de humedad se percibe con la presencia de burbujas de agua detrás del paso de la manta. El tiempo de aplicación debe ser al cambio de tono del concreto de brillante a mate. El proceso experimentado superficialmente por el concreto una vez que sale de la pavimentadora. Las texturizadoras vienen equipadas con soportes y ganchos para colgar la tela. 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. rociando con la ayuda de una bomba manual.concreto. Normalmente la primera pasada de la llana abre poros y permite salida de pequeñas cantidades de agua y aire presente cerca a la superficie. el tiempo de aplicación y la velocidad de aplicación. 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 . el exceso de vibrado creara superficies con exceso de mortero lo que a su vez ocasiona baja resistencia a la fricción. 6. Microtexturizado Longitudinal Buena parte de la seguridad que una carretera nos pueda ofrecer esta dada por la correcta ejecución de esta etapa. es la liberación del agua de sangrado y posteriormente seca esta superficie. 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. 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. 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 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 el contrario la falta de humedad causa levantamiento de concreto. Las variables a controlar son: la humedad de la tela. . el soporte puede bajar para que entre en contacto con la superficie y subir cuando se realiza otra actividad. la segunda pasada o el uso de otra herramienta busca cerrar los poros abiertos y sacar a la superficie granos de arena. la velocidad debe ser suficiente para no levantar concreto. 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.Alternativamente se puede utilizar pasto sintético o cuero para realizar esta actividad en sustitución de la tela de yute. Los depósitos de las texturizadoras algunas veces cuentan con agitadores de aire o agitadores de paletas. Los compuestos curadores mas adecuados tienen un pigmento de color blanco. si el equipo no tiene estos accesorios deben agitarse manual y continuamente. la profundidad del texturizado y la separación de las cerdas. 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 . 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). El proceso constructivo se logra mediante el uso de una texturizadora. Es importante utilizar peines de texturizado en buen estado. Macrotexturizado Transversal El macrotexturizado o texturizado transversal que normalmente se realiza con peine metálico. La variables a tener en cuenta son el tiempo de aplicación. limpios y bien alineados a fin de no producir un efecto irregular. 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. 7. para obtener un espesor uniforme de aproximadamente un milímetro (1 mm). 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. 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. 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. El compuesto curador se aplica inmediatamente después de efectuarse el texturizado transversal. pero de tal forma que el agregado grueso no se levante o se mueva y no se marque en exceso. con todos sus dientes. permitiendo el contacto entre los neumáticos de los vehículos a alta velocidad y el pavimento y evitando el peligroso acuaplaneo. permite la rápida evacuación de agua de la superficie del pavimento. 8. 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. 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. esto para evitar taponamientos de los conductos y las espreas. se puede hacer en dos etapas aplicando la primera antes del microtexturizado y la segunda después de el texturizado transversal. El espesor de la membrana podrá reducirse si de acuerdo con las características del producto que se use se puede garantizar su integridad. 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. Siempre que sea posible se deberá de tratar de hacer coincidir la junta fría con una junta de contracción. 10. Corte de Juntas en el Concreto: El corte de las losas de concreto es una generalidad de todos los pavimentos de concreto. se deben utilizar canastas de barras pasajuntas para garantizar la transferencia de cargas entre las losas. de herramientas o del paso del equipo o seres vivos. para mantener la uniformidad en el pavimento y evitar desperdicios o faltantes de concreto. La alineación de las pasajuntas y su correcta instalación dependen en gran medida de la cimbra utilizada para formar la junta. deberá protegerse la superficie de las losas contra acciones accidentales de origen climático. 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. 11. cubrimiento de la losa y duración de acuerdo con las especificaciones del fabricante de la membrana de curado. Juntas Frías Es necesario realizar una planeación adecuada de juntas frías. continuo y principalmente que permita que se alcance a cortar toda el área pavimentada en una jornada. 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. en pavimentos construidos con cimbra deslizante se debe hacer énfasis en el estado. En proyectos carreteros las cortadoras . 9. Durante el tiempo de endurecimiento del concreto.sol y vientos fuertes rasantes. La clasificación de las cortadoras se hace normalmente por la potencia de su motor en kW y es conveniente que sean autopropulsadas. La junta fría se debe construir en todo el ancho de colado. Es importante realizar la aplicación de la membrana también sobre los bordes verticales de la losa. el tipo y el numero de equipos necesarios para garantizar un trabajo de buena calidad. Las pavimentadoras equipadas con insertador automático de pasajuntas (DBI) tienen un dispositivo que marca la ubicación de la pasajuntas con pintura. Bomba de silicón para la aplicación del material de sello . 13. 12. así como de la mezcla de concreto. Este tiempo depende de las condiciones de humedad y clima en la zona. 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. Las actividades generales de esta etapa son: . La profundidad del corte es de un tercio del espesor de la losa.Compresor para limpieza y aplicación del material de sello . Deberán realizarse primero los cortes transversales y posteriormente los longitudinales. Es importante iniciar el corte en el momento adecuado.Rod .Aplicación del material de sello Los equipos requeridos para estas actividades son: . 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 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.Secado con aire a presión. 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. o sea que el disco de corte es enfriado continuamente por agua.Limpieza de la junta o rasqueteo .Herramientas para limpieza y para insertar el cordón o baker-rod .Tanque de agua con bomba para suministrar agua a presión . 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.deben ser con potencias del orden de los 50 a 60 kW.Inserción de la Cintilla de Respaldo o Backer. ya que de empezar a cortar antes de tiempo podemos generar despostillamientos de las losas. autopropulsadas y diseñadas para hacer corte en húmedo. . 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. El factor de forma especificado para cada proyecto debe ser incluido en las especificaciones constructivas. 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.Lavado de la junta con agua 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. .El trabajo de corte esta a cargo del jefe de corte.Operador de Texturizadora – Curadora..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. lo mas importante de su trabajo es conocer el momento en el cual debe iniciar su labor. 14. Responde por todas las actividades ejecutadas en el tramo y en ellas se incluyen las previas al inicio de la pavimentación. 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. 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. Sobre esto hay que tener en cuenta que contamos con variables como la dureza de los . hasta la apertura al trafico de la vía.Jefe de Pavimentación.Jefe de Línea. el cual se hace acompañar de un grupo de operarios y equipos de corte al igual que un continuo suministro de agua.. 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. su función es de vital importancia. 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. como revisión de los datos topográficos. El jefe de finishers debe coordinar al personal de herramientas de acabado. . Jefe de Corte y Sello.Jefe de Finishers ó Jefe de Terminado.Responde por la obtención de un buen acabado superficial de la losa antes de iniciar su texturizado. Personal Especializado Necesario . . – Es el responsable de la colocación del concreto y de todas las etapas siguientes en la obra.La bomba de silicón es un equipo de pistón que se introduce dentro del deposito de material de sello. 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.Interactúa continuamente con el operador de planta de concreto.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. del texturizado transversal y de la aplicación de la membrana de curado. la texturizadora debe ser guiada por el mismo tendido de la línea guía que uso la pavimentadora. Este grupo igualmente le reporta al jefe de pavimentación. no solo para obtener un buen acabado sino para producir un pavimento de concreto durable y respetar la geometría del proyecto.Operador de Pavimentadora. . . . . la potencia de los equipos y el suficiente suministro de agua. la limpieza y aplicación del sello. .agregados. la calidad de los discos. En las responsabilidades del jefe de corte esta el ensanche de la junta. Colado del Pavimento El concreto se que se mezcla en ollas revolvedoras se vacía sobre la sub-base. La cimbra deberá realizarse en franjas previamente establecidas para mantener las condiciones de igualdad superficial entre losa y losa. se esparce a lo todo lo ancho del pavimento a paleo manual. El Revenimiento apropiado para colocación del concreto con cimbra fija es: . en donde la producción del concreto se realiza en las plantas dosificadoras que se tienen instaladas en las ciudades. 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. 10 ± 2 cm . a). se sujetan con troqueles de varilla #3 a #5 cuya longitud mínima es igual al doble del espesor del pavimento y se colocan @ 1. Cimbrado del Pavimento El cimbrado consiste en colocar Montenes metálicos calibre 10 cuyo peralte corresponda con el espesor del pavimento. se recomienda que entre el tendido de una olla mezcladora y otra no transcurran más 25 minutos. 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.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. Deberá limpiarse y .0 m aproximadamente. apoyados con rodillos y reglas vibratorias para su ejecución. Es conveniente revisar los niveles de la cimbra con topógrafo después de colocada la misma para garantizar un buen perfil longitudinal del pavimento. aunque de preferencia este tiempo deberá ser menor.3. el procedimiento de construcción de pavimentos que comúnmente se utiliza es el de cimbra fija. b). Se deberá de contar con una cantidad suficiente de tramos de cimbra para alcanzar avances significativos de colado continuo durante varias jornadas de trabajo. La colocación de la cimbra deberá ir siguiendo el alineamiento y niveles que nos indique la brigada de topografía.3 CIMBRA FIJA En proyectos de tamaños menores tal como los proyectos denominados urbanos. c). Estos deberán ser reforzados con soleras @ 30 cm para darle rigidez. estás se colocarán perfectamente alineadas al sentido longitudinal del pavimento y a la mitad del espesor del mismo. con ayuda de un escantillón para colocarlas exactamente a la mitad del espesor. Las barras serán corrugadas. Se deberán colar franjas longitudinales de longitud correspondiente a un día de pavimentación.En el caso de que el proyecto considere la colocación de barras pasajuntas en las juntas de contracción transversales. 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. Vibrado y Perfilado Una vez colocado el concreto se deberá acomodar en las orillas cercanas a la cimbra utilizando un vibrador manual. sin embargo deberán colocarse en todas las juntas transversales de construcción para garantizar la transferencia de cargas entre colados de días distintos. d). Las barras de amarre se colocan en las juntas longitudinales. si en el proyecto se especificaron barras de amarre estas deberán colocarse inmediatamente antes de que pase la regla ó el rodillo. el diámetro. La función de estas barras es la de garantizar una efectiva transferencia de fuerzas cortantes en losas adyacentes. mediante el arrastre de tela de yute húmeda o pasto sintético en sentido longitudinal del pavimento.En las juntas que muestre el proyecto y/o en los sitios que indique el Supervisor del proyecto se colocarán barras de amarre. Barras de Amarre.. de acero estructural con un límite de fluencia (Fy) de cuatro mil doscientos (4200) kilogramos por centímetro cuadrado. longitud y separación serán los mostrados en el proyecto. de acero estructural con un límite de fluencia (Fy) de cuatro mil doscientos (4200) kilogramos por centímetro cuadrado. posteriormente se pasa la regla o el rodillo vibratorio que le dan el vibrado final a la masa del concreto.humedecerse previamente la superficie que recibe al concreto para evitar que se absorba el agua de la mezcla. Las barras serán lisas. independientemente de si son juntas frías o de corte. Las barras pasajuntas se colocan en las juntas transversales de contracción cuando así están especificadas y consideradas en el diseño. Después de pasado el rodillo deberá utilizarse una flotadora de aluminio o magnesio en sentido transversal para dar el perfilado definitivo al pavimento. Microtexturizado Longitudinal El acabado superficial longitudinal del concreto recién colado podrá proporcionarse después de la aplicación de las flotadoras mecánicas. con el propósito de evitar el corrimiento o desplazamiento de las franjas de losas. permitiendo el libre movimiento de las franjas de losas en el sentido longitudinal. Este proceso se . e). en los lugares especificados en proyecto. debiendo quedar ahogadas en las losas a la mitad del espesor y en la posición indicada en el proyecto. Pasajuntas. debiendo estar engrasadas en toda su longitud para evitar que se adhieran al concreto.. deberá protegerse la superficie de las losas contra acciones accidentales de origen climático. El espesor de la membrana se fijará de acuerdo con las características del producto que se utilice y deberá garantizar su integridad. un espesor uniforme. con una profundidad entre los 3. g).puede realizar para este tipo de pavimentos de manera muy sencilla y en forma prácticamente manual. ya que un como todo concreto. con una separación entre dientes de acuerdo con la especificación del proyecto. Esta condición se efectúa aplicando en la superficie una membrana de curado en la cantidad adecuada para el correcto curado. se fija perfectamente la tela de yute a un tubo o solera que mida un poco más que el ancho de pavimentación. Formación de Juntas El concreto durante su etapa de fraguado se contrae y por estar apoyado en toda sobre una superficie fija. de herramientas y/o del paso de equipo o seres vivos. Aplicación de Membrana de Curado El curado deberá hacerse inmediatamente después del texturizado transversal cuando el concreto empiece a perder su brillo superficial.0 mm y los 6. que deje una membrana impermeable y consistente y que evite la evaporación del agua que contiene la mezcla de concreto fresco. 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. se humedece y se arrastra en sentido longitudinal con el apoyo de 2 personas. obteniendo así. cubrimiento de la losa y cumplimiento de las especificaciones del fabricante de la membrana de curado. El proceso de curado es importantísimo para la obtención de resistencias. si no se cura adecuadamente puede dejar de ganar hasta el 50% de la resistencia especificada. Macrotexturizado Transversal Posteriormente se realiza el texturizado transversal mediante un peine que tiene una rastra de alambre en forma de peine. La función de realizar juntas de contracción cortadas con disco es para . uno a cada lado del pavimento. 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. Su aplicación deberá hacerse preferentemente con aspersores manuales con irrigadores a presión.0 mm a todo lo ancho de la superficie pavimentada. h). se generan esfuerzos de tensión que a su vez producen agrietamientos. Durante el tiempo de endurecimiento del concreto. Esta operación se realizará. f). Después del curado de las losas se procederá al corte de las juntas transversales y longitudinales con discos con punta de diamante. 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. 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. Posteriormente se deberá hacer el ensanche de las juntas a 6 mm (1/4 de pulgada) utilizando para esto dos discos de .indicarle al concreto la ruta que deben de seguir sus agrietamientos por contracción y evitar que las grietas se propaguen en cualquier dirección. 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.0 a 1. No debe cortarse toda la profundidad de la losa ó todo su espesor. aproximadamente).4. Las juntas deberán ajustarse a las dimensiones y características mostradas en el proyecto. aproximadamente). d/3 d La relación de Largo / Ancho de las losas debe estar entre los límites de 1.4 x Deberá realizarse un primer corte para garantizar la inducción adecuada de las grietas de contracción. relaciones mayores originan que se generen grietas en la mitad de las losas. Este corte deberá realizarse cuando el concreto presente características de endurecimiento propicias para su ejecución y antes de que se produzcan agrietamientos no controlados. 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. 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. y x/y = 1 a 1. 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. una vez seca la junta y perfectamente libre de polvo en sus paredes. 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. posteriormente se realizará el secado de la junta con aire a presión. con propiedades adherentes al concreto y que permita las dilataciones y contracciones que se presenten en las losas. i). 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. sin agrietarse. Es importante que el sellador sea un material autonivelante de un solo componente.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 . elástico. 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. los cuales deberán solidificarse a temperatura ambiente. resistente a los efectos de combustibles y aceites automotrices. debiéndose emplear productos que cumplan con lo anteriormente expuesto.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. 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. requiere dos aplicaciones. niveles. Proceda a la apertura de las latas de colorante endurecedor mismas que tienen un peso aproximado de 60 lbs. Preliminares El Especificador deberá garantizar la calidad de los materiales químicos necesarios para el pavimento estampado.4 PAVIMENTOS DE CONCRETO ESTAMPADO a).Endurecedor. colores y desmoldante elegidos según la especificación. Instalación del Pavimento Estampado 1. si hay alguna dificultad en correr - . Asegúrese de que las áreas adyacentes se encuentren protegidas. etc. Será conveniente realizar muestras de las figuras. magnesio y aluminio) y despegue todos bordes que se pegan a la formaleta con una ribeteadora o volteador. El primer 80% se efectúa después de que el concreto está alisado y uniformizado con la llana. Deberá seguirse de acuerdo a las especificaciones generales mencionadas en este manual y deberán responder a las pruebas de control de calidad. luego emplee el siguiente procedimiento: Vacíe el concreto con el espesor especificado en el proyecto estructural. espaciamiento y tipo de juntas. Utilice las herramientas de terminado adecuadas (llanas de fierro.endurecedor. la distribución deberá ser de manera uniforme. aceptación y supervisión. vibre y garantice su perfecta colocación. Pase la llana nuevamente esta vez cuidando que la llana pase una sola vez por cada parte de la superficie y deslícela suavemente. rápida y eficiente. Las actividades preliminares a la colocación del pavimento estampado tales como el diseño y especificaciones de construcción de la estructura soporte. espesores. las cuales se deberán autorizar por el Supervisor para poder proceder con la ejecución. calidades y tipo de concreto hidráulico. 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. Una vez garantizado lo anterior se podrá proceder a la iniciación de las actividades propias del pavimento estampado. después disperse el otro 20 % para cubrir las partes donde la primer aplicación no cubrió lo suficiente. realizadas por la entidad responsable según los alcances establecidos. b). Aplicación de Colorante . Una vez que el agua ha desaparecido de la superficie es el tiempo preciso para espolvorear el color . debiendo emplear más color lo cual va en contra de los rendimientos y trabajo. en caso contrario se corre el riesgo de perder el color.3. esto puede ayudarlo a correr la llana. No aplique el desmoldante hasta que el agua de la superficie haya desaparecido. y otros factores como el viento u otras condiciones. El rendimiento usual de 60 lbs.endurecedor y también evita que los moldes ó la piel de textura del estampado se adhieran a la superficie del concreto. luego coloque todos los moldes para el estampado en fila a lo ancho de al losa con los lados abiertos coincidiendo con los cerrados. requiere mas colorante endurecedor. d) Estampe el primer molde. cuando retire el molde sople el . pues ésta superficie absorbe el color hacia abajo desapareciéndolo de la superficie. se usa aproximadamente una caja de 20 lbs. El desmoldante es muy volátil. 3. de colorante – endurecedor es para 9. teniendo precaución de obtener un buen estampado y textura en los bordes y en los perímetros. para asegurarse de ésta quede bien hecha. Nunca utilice agua para integrar el color. c) Siempre revise que los límites de la losa estén a escuadra y en el peor de los casos.0 m2 de superficie. Cuando se aplica en forma apropiada. no use excesivo material que deje cúmulos en la superficie. a) Después que se ha tomado la decisión de donde comenzar a aplicar el concreto. Una vez que el color está en la superficie de la losa. Equipo y Procedimiento. Siempre aplique el desmoldante justo y el necesario para evitar que los moldes se peguen al concreto. el desmoldante deja una película uniforme. e) Verifique la profundidad del estampado y textura adquirida en la superficie. b) Coloque el lado abierto de los moldes con la figura de textura hacia la superficie de la losa. ponga un peso en la llana. por cada 90 m2 de superficie. El desmoldante (Release) muchas veces resalta u oculta visualmente una impresión. como conocer el proceso y herramientas para el estampado dado que estas actividades están muy relacionadas entre si. intégrelo lo antes posible. El desmoldante es un material especialmente formulado. debe distribuirse manualmente con un movimiento de remolino. para dar un efecto de contraste con el color . Desmoldante de color (Release). puede disminuir con algunos colores claros. se debe de decidir donde comenzar a estampar. Es de vital importancia tener tanto el equipo de trabajo que aplica en el concreto. por lo que se recomienda establecer un monitoreo al consumo. Cuando el concreto está muy blando por exceso de agua.la llana para homogeneizar el enlucido con el color. Es conveniente que se comience a estampar por el mismo lado por donde se comenzó a aplicar el concreto. fije su propia escuadra. 2. por lo que es recomendable aplicarlo a la vez. La colocación del desmoldante. dos filas o líneas de moldes adelante. Espere hasta que la losa este en estado plástico y lisa para flotar antes de estampar. 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. o donde aparece el color endurecedor. e) Previa a la aplicación del sellador. 5. g) Posteriormente tome el último molde y colóquelo alineado junto al siguiente. es recomendable procurar que éstas coincidan con el molde. En juntas frías. y con la herramienta “S“ borre o aplane todos los residuos dejados por las marcas entre los moldes. según especificaciones. La manera . es recomendable soplar la superficie con compresor. d) 4. Asegure también que las líneas de textura sean continuas en todos los bordes. con el fin de incrementar la calidad del trabajo. c) Cuide no dejar ningún área obscura que pueda desmerecer el aspecto final del trabajo. pues se busca una apariencia natural y luego enjuague cuidadosamente con abundante agua. por lo tanto es vital que el último molde sea puesto junto a este para lograr una perfecta alineación. Este trabajo podrá realizarse con un esmeril convencional. Escobille bien la superficie. Regrese al sitio de donde lo sacó. presione con la “piel de textura” y con la herramienta “S” haga las líneas. Haga las juntas de control por tipo y espaciamiento. h) Continúe el proceso hasta que haya finalizado de estampar la losa. Corte de juntas de control. 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. de juntas de control (pasa juntas. con la finalidad de eliminar el polvo que pudiera haber en el piso. f) Coloque cada molde en forma consecutiva. Asegúrese que el lado cerrado del primer molde mire y esté alineado con el lado abierto del molde siguiente. de esta manera se asegura una profundidad de impresión pareja. cuidando no retirar el desmoldante de las boquillas. Asegúrese también que la altura de los moldes adyacentes sea la misma. 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). Ante eso es necesario colocar más desmoldante y volver a colocar el molde. También puede ocurrir que al retirar el molde se observen áreas húmedas. Considere que en algunos casos en el proceso de colado podrá y deberá colocar elementos de refuerzo especificados. Pula y afile las líneas de concreto excedente producto del movimiento de moldes. En el caso de que la textura o las líneas se pierdan.desmoldante inicial para observar la calidad de la textura. y/o barras de amarre). a) Lave el exceso de desmoldante y retire el plástico empleado para proteger las estructuras adyacentes. y blanco de el otro. Recuerde que el primer molde es cuadrado. 4. Tome el último molde y colóquelo justo junto del primero. Siempre debe coincidir negro de un lado. Sellado de juntas de control. Asegúrese de que no queden marcas del rodillo. 6. Es recomendable la utilización de éstos en el sello de juntas para conservar la apariencia natural del pavimento estampado. . Una vez que la superficie esté seca por lo menos 48 Hrs.. 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. 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.f) más eficiente de aplicar el sellador. debe aplicarse el sellador transparente (clear seal). Por tratarse de un pavimento de concreto hidráulico. así como de sellar la mayor superficie posible de una sola vez con el fin de evitar diferencias visibles en tono. es hacerlo con rodillo. Existen productos base silicón los cuales tienen pigmentos similares a los elegidos en el pavimento de concreto. la aplicación de las cargas del tráfico. así como de mantener la capacidad estructural del pavimento y su calidad de servicio en los más altos niveles al menor costo anual. el tipo y el tamaño de las barras influyen en el diseño de juntas. entre los que podemos mencionar la contracción por secado del concreto. Además las juntas tienen funciones más específicas. 4. Este agrietamiento se presenta por la combinación de varios efectos. las restricciones de la subrasante ó terreno de apoyo y también por ciertas características de los materiales empleados. Cuando se empleen barras de amarre ó pasajuntas. 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.4. resultando en concentraciones de esfuerzos y en alabeos. así como las cargas del tráfico. canalización y la predominancia de cargas en el borde influyen en los requerimientos de transferencia de carga para el comportamiento a largo plazo. los cambios de humedad y de temperatura..1. Una construcción adecuada y a tiempo.CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO 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. Los materiales seleccionados para el concreto determinan las contracciones de la losa. Tráfico. • Darle forma al depósito para el sellado de la junta.. son elementos claves para el buen comportamiento del sistema de juntas. Su clasificación. • • Espesor de losa: El espesor del pavimento afecta los esfuerzos de alabeo y las deflexiones para la transferencia de carga. Características del concreto: Los componentes de los materiales afectan la resistencia del concreto y los requerimientos de juntas. 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. sin embargo la cantidad requerida de transferencia de carga varía para cada tipo de junta. por ejemplo • • . Transferencia de carga: La transferencia de carga es necesaria a lo largo de cualquier junta del pavimento. 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. El tráfico es un factor extremadamente importante para 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. así como un diseño apropiado de las juntas incluyendo un efectivo sellado. • Proveer una adecuada transferencia de carga. Apoyo lateral: El tipo de acotamiento (de concreto y amarrado.del agregado grueso influye en el coeficiente térmico del concreto. Experiencia pasada: Los datos locales del comportamiento de los pavimentos son una excelente fuente para establecer un diseño de juntas. 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. sin embargo las mejoras a los diseños del pasado con la tecnología actual puede mejorar significativamente su comportamiento. 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. El concreto para aplicaciones de caminos requiere de mayor cantidad de agua de mezcla que la requerida para hidratar el cemento. En muchas ocasiones el despostillamiento es resultado de concentraciones de materiales malos a lo largo de las juntas. loa cuáles de no ser considerados pueden provocar grietas transversales como las mostradas en la figura 4. Otras consideraciones.Agrietamiento. 4. Otro factor que contribuye a la contracción inicial es la reducción de volumen a causa de la pérdida de agua en la mezcla. 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. 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. en adición a esto los agregados finos tienen una influencia perjudicial en el comportamiento de las juntas. • 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. de asfalto. tales como adecuados factores de forma y costos ciclos de vida también afecta la selección del sellador. esta agua extra ayuda a conseguir una adecuada trabajabilidad para la colocación y para las trabajos de terminado. 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.2-1. .2. de material granular) afecta el soporte de la orilla del pavimento y la habilidad de las juntas centrales para realizar la transferencia de carga.a. • • • 4. 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. Características del sellador: El espaciamiento de las juntas influye en la selección del tipo de sellador.Contracción. 4.b. es decir que se presentan esfuerzos de tensión hacia la parte superior de la losa y esfuerzos de compresión hacia el fondo del pavimento. Este pandeo por humedad es provocado por un diferencial de humedad desde la parte superior hasta el fondo de la losa. 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. . por ejemplo. por lo que al tener una separación mayor en las grietas iniciales se puede anticipar una mayor abertura y movimiento para cada grieta.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.2. la diferencia es que estos esfuerzos ocurren generalmente después de fraguado el concreto. El espaciamiento de las grietas iniciales del pavimento varían entre 1. fricción de la base y de las condiciones climáticas durante y después de la colocación. la porción superior de la losa se expande más que en el fondo provocando una tendencia a pandearse. Los esfuerzos provocados por gradientes de temperatura y de humedad en el interior del pavimento también pueden contribuir al agrietamiento. 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. 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. La parte superior se encuentra más seca que el fondo de la losa y un decremento en el contenido de humedad provoca una contracción.00 metros y dependen de las propiedades del concreto. De noche el patrón de esfuerzos se presenta de manera inversa.Figura 4.20 y 5. La cara superior del pavimento (expuesta a la superficie) experimenta diariamente grandes variaciones en temperatura y en contenido de humedad. mientras que un incremento provoca una expansión. mientras que la separación de las grietas será mucho mayor para pavimentos sobre bases granulares.Gradientes. Estos gradientes de temperatura varían con las condiciones del clima y la hora del día. El alabeo por humedad es un factor que intenta contrarrestar el alabeo por gradientes de temperatura de día. 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). El alabeo de las losas es principalmente el resultado del gradiente de temperatura a través de la profundidad de la estructura del pavimento. espesor. 3b) provee una serie de juntas espaciadas para controlar (ubicación y geometría) la formación de estas grietas. La figura 4.2.3a muestra el resultado de un padrón natural de agrietamiento. . (a) (b) Figura 4.2. 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. 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. mientras que un adecuado sistema de juntas (figura 4.TENSION Peso Propio de la Losa ALABEO DIURNO COMPRESION Peso Propio de la Losa ALABEO NOCTURNO Figura 4.2-2 Alabeo de las losas de los pavimentos de concreto. 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.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. 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.EFICIENCIA DE LA JUNTA. mientras que un 0% de efectividad significa que ninguna parte de la carga es transferida a través de la junta. 2 ∆U ∆L + ∆U 100 . De manera que conociendo las deflexiones en las 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. 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.3.3-1 Eficiencia de las juntas. 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”.4. Una junta es 100 % efectiva si logra transferir la mitad de la carga aplicada al otro lado de la junta. 5 metros. como lo son las diferencias de elevación.4. Para un medio ambiente con clima seco. sin embargo si se requerirá una corta separación de las juntas. Para incrementar la trabazón de agregados y minimizar la diferencia de elevación en las juntas.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.2 ton) ó con un tráfico inferior a los 80 ó 120 vehículos pesados diarios. 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. se recomienda usar las barras pasajuntas y dejar la transferencia de carga en las juntas a medios mecánicos como lo son las barras . se recomienda: • Losas con espesores grandes. principalmente en los proyectos carreteros donde se tienen altos volúmenes de tráfico pesado.4. ya que una mayor área para trabazón de agregado provee una mejor transferencia de carga. • Poca separación de juntas. menor a 4. • Mejoras al drenaje. La trabazón de agregados depende de la resistencia al cortante entre las partículas del agregado en las caras de la junta. 4. 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.a. 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. mediante drenes colectores y subrasantes permeables. 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. debajo del corte inducido en la junta. El agregado en sí es también importante para 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. es decir que no empatan ambos lados de la junta.FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LA TRANSFERENCIA DE CARGA. • Apoyo lateral mediante acotamientos de concreto. Por lo que en caso inverso a las cantidades de tráfico mencionadas para la trabazón de agregados.Trabazón de agregados. • Subrasantes con suelos de agregado grueso (drenaje). ya que se ha encontrado con la experiencia que un tráfico mayor a este ya produce molestas fallas en las juntas.4. • Bases rígidas (estabilizadas) con valores altos de módulo de subreacción del suelo (k).4.b. 4. 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. mejoran y mantienen la efectividad de la junta bajo la repetición de las cargas del tráfico. Las pasajuntas reducen las deflexiones y los esfuerzos en las losas de concreto.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).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). sección 2. La figura 4.6 de aspectos complementarios al diseño. Además son una muy estable y suave plataforma de apoyo para los trabajos de pavimentación. bombeo (expulsión de finos a través de las juntas) y rupturas en las esquinas. Esto se detalla en el capitulo 2. en donde se explican como calcular y se dan recomendaciones de diámetros de acero. Las bases estabilizadas reducen las deflexiones en las juntas. 4.4.Bases estabilizadas. EFICIENCIA DE LA JUNTA Estabilizada ó de concreto pobre Tipo de Subrasante Eficiencia Final Granular Eficiencia Inicial T. Natural 0 20 40 60 80 100 120 % de Eficiencia Figura 4. El diseño de las barras pasajuntas forma parte de un capitulo especial de este manual. Además mantienen a las losas alineadas horizontal y verticalmente. longitud de la barra. 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.c. 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. .c. así como la separación entre cada pasajunta. así como el potencial de diferencias de elevación en las juntas.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. Dado que las pasajuntas llegan de un lado a otro de la junta.4. Junta Longitudinal de Contracción: carriles e tránsito y controlan el agrietamiento donde van a ser colados en una sola franja dos ó más carriles. 4.) ó el mismo pavimento. Su espaciamiento. Junta Transversal de Expansión/Aislamiento: en donde se permita el movimiento del pavimento sin dañar estructuras adyacentes (puentes. 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. 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). Estas juntas son colocadas 3.4. 5. profundidad del corte y el . Son las juntas que dividen los 4. estructuras de drenaje. Junta Longitudinal de Construcción: Estas juntas unen adyacentes cuando van a ser pavimentados en tiempos diferentes. 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 4.5-1 Croquis de los tipos de juntas en un pavimento de concreto. Las juntas transversales de contracción principalmente controlan el agrietamiento natural de los pavimentos de concreto.a. etc. 2.5.Junta Transversal de Contracción.5 TIPOS DE JUNTAS Los tipos de juntas más comunes en los pavimentos de concreto son: 1. La otra dimensión que tiene que ver con la modulación de losas es la separación de juntas longitudinales. La modulación de losas va a estar regida por la separación de las juntas transversales que a su vez depende del espesor del pavimento.0 m. Espaciamiento.71 a 1. bases con textura muy cerrada o whitetopping.tiempo en que se deba realizar son factores críticos para el comportamiento de las juntas. Existe una regla práctica que nos permite dimensionar los tableros de losas para inducir el agrietamiento controlado bajo los cortes de losas.0 m. La separación de juntas transversales que arroja esta fórmula no debe ser mayor de 5.71 < x / y < 1. en tal caso deberá limitarse a este valor de 5. 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 Normalmente se utiliza el 21 cuando tenemos mayor fricción entre la sub-base y el pavimento de concreto.4. sin embargo esta está referenciada a la forma de los tableros de losas. 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. por lo que nos vemos obligados a considerar un cierto grado de rectangularidad. como en los casos en donde tenemos bases estabilizadas. La relación entre largo y ancho de un tablero de losas no deberá estar fuera de estos límites: 0. El valor de 24 se utiliza cuando la fricción entre la sub-base y el pavimento corresponde valores normales. como en el caso de sub-bases granulares. 0. sin embargo no siempre es posible y conveniente tener las losas perfectamente cuadradas. 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. La forma ideal de un tablero de losa es la cuadrada. 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.4 . En los pavimentos de concreto. 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. Las condiciones ambientales como lo son la temperatura ambiente. Elegir bien el momento para entrar a realizar este corte es crítico. Formación de la junta de contracción.5-2 Relación Largo – Ancho de losa. por ejemplo mezclas con agregados suaves requieren menos desarrollo de resistencia para realizar el corte que los agregados más duros.5. . El corte se iniciará tan pronto como el concreto haya desarrollado la suficiente resistencia para resistir los desmoronamientos en los bordes de la junta. que en nuestro país esto sucede de 6 a 8 horas después de colocado el concreto. ya que un corte temprano ó prematuro provoca despostillamientos y desmoronamientos a lo largo de la cara de la junta. 4.b. 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). 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 cambio ó gradiente de temperatura. 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. el viento. 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. 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.Junta Transversal de Construcción. mientras que un corte tardío provoca agrietamientos en otras partes de la losa. 4. este corte inicial proporciona un plano de debilidad donde se iniciará el agrietamiento. 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. Además el diseño de la mezcla de concreto también influye.y x Fig. con la excepción de que las juntas transversales de construcción no requieren de un corte inicial.2-1. por lo que se recomienda un cuidado especial a los trabajos de terminado en esta zona para asegurarnos de tener una superficie suave.5.5-3 Sección de una junta transversal de contracción con y sin pasajuntas. Las juntas longitudinales evitan la formación del agrietamiento longitudinal que de lo contrario se presentarían como se muestra en la figura 4. 4. Antes de reanudar los trabajos de pavimentación se deberá quitar la cimbra cabezera. Para junta de construcción de emergencia (endientada y amarrada) se realiza y se sella un corte de 1”(25mm). 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. mientras que si la interrupción no planeada se presenta en los dos primeros tercios de la separación normal de las juntas. El método más común de construir una junta transversal de construcción es terminando los trabajos de pavimentación en una cimbra cabezera.c. la junta deberá ser endientada con barras de amarre (barras de acero corrugado). Formación de la junta de construcción. con el objeto de prevenir que la junta no agriete la losa adyacente. se recomienda que la junta se empalme a tope con pasajuntas. esto puede provocar que en esa zona la superficie del pavimento quede un poco más áspera. Sin embargo como la colocación de esta cimbra requerirá de mano de obra. 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.Juntas Longitudinales. 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. 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. 5-4 Secciones de juntas longitudinales. guarniciones y cunetas. Esta junta tambien aplica para carriles adyacentes. para cuando se pavimenta por franjas y a todo lo ancho del área.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. .0 metros tiene un propósito doble. PAVIMENTACIÓN POR FRANJAS Barra de Amarre (opcional) Barra de Amarre (opcional) A TODO LO ANCHO DEL ÁREA POR PAVIMENTAR Figura 4. su capacidad estructural y su serviciabilidad. 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. En la parte superior de la figura se muestra una junta longitudinal usada cuando se pavimenta de franja en franja (ó carril). La junta podrá ó no estar edientada dependiendo del espesor de la losa y de los volúmenes del tráfico. Estas juntas dependen de la barra de amarre para mantener la trabazón de agregado . En las pavimentaciones de proyectos de dos ó más carriles un espaciamiento de 3 a 4.5-5. acotamientos. Los dos tipos de juntas longitudinales que se pueden presentar en un pavimento de concreto. la junta longitudinal en el eje central del camino ó en la junta que divide los carriles de circulación. se presentan en la figura 4. el del control del agrietamiento y la delineación de los carriles. aceite ó cualquier otro material que impida la liga con el concreto. de una manera muy similar al caso de las juntas transversales de contracción. 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. las cuáles son en forma de un medio círculo y en forma trapezoidal con las dimensiones mostradas.5-5 Secciones Endientadas Estandar para Juntas Longirudinales. 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. Pendiente 1:4 0.6 de Aspectos complementarios al diseño.2 del Espesor 0. sin embargo. Las formas más comunes del endientado en la junta se muestran en la figura 4.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. 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. las cuáles no deberán ser cubiertas con grasa. longitud y separación de las barras de amarre. 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.5-5. Formación de las juntas longitudinales. .1 del Espesor TRAPEZOIDAL MEDIO CIRCULO Figura 4.2 del Espesor 0. En el capitulo 2 de Diseño. se detalla el calculo del diámetro. sección 2. Las juntas longitudinales de contracción cortando con disco en el concreto endurecido ó formando una ranura en el concreto fresco. en calles que no tengan restricciones de movimiento lateral. dimensiones y profundidad adecuada. 5-6 El ancho de las juntas de aislamiento se recomienda entre ½” a 1” (12 a 25 mm). se deberá tener mucho cuidado en el proceso de diseño y aunque con frecuencia los términos se intercambien frecuentemente. rampas. alcantarillas. 4. Este relleno es un material no absorvente ni reactivo. que normalmente es celotex. intersecciones asimétricas y en rampas no deberán tener pasajuntas debido a que se debe permitir el movimiento horizontal sin dañar el pavimento colindante. bajo ciertas condiciones. las juntas de aislamiento no son iguales que las juntas de expansión. 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. intersecciones “T” ó asimétricas. Juntas de Aislamiento. Las juntas de aislamiento incluyen las juntas a toda la profundidad y a todo lo ancho sobre los apoyos ó estribos del puente. En el caso de las juntas de aislamiento sin pasajuntas son construidas generalmente con ensanchamiento de bordes (figura 4. se pueden presentar agrietamientos longitudinales más temprano. alcantarillas y estructuras del alumbrado público. así como también para juntas alrededor de estructuras en el interior del pavimento como pozos de visita. Las juntas de aislamiento usadas en pozos de visita. por lo que es una buena práctica el realizar el corte tan pronto como sea pueda hacer. ya que con anchos superiores se pueden presentar movimientos excesivos. otra área pavimentada ó cualquier objeto inamovible. Su objetivo principal es aislar el pavimento de una estructura.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.5 metros de la junta y el material de filtro en la junta deberá extenderse completamente por todo el borde ensanchado de la losa. . Sin embargo.Juntas de Aislamiento y de Expansión. 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.d. como una fuerte caída en la temperatura ambiente durante la primera ó segunda noche. Se usa un material prefabricado como relleno de la abertura entre las losas. 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.5. Los bordes colindantes de ambos pavimentos son ensanchados en un 20% iniciando a una distancia 1. Ver figura 4. entre pavimentos existentes y pavimentos nuevos.5-6 inciso b) para reducir los esfuerzos desarrollados al fondo de la losa. 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. Las juntas de aislamiento en intersecciones “T”. construcción y mantenimiento de las juntas de construcción ha prácticamente eliminado la necesidad de las juntas de expansión. Los materiales usados en el pavimento han mostrado con experiencias pasadas. 3. bajo condiciones normales de trabajo estas condiciones no aplican. 2. normalmente no es necesaria la utilización de las juntas de expansión. En los pavimentos de concreto. infiltración en las juntas y en general al buen comportamiento de los pavimentos. estructuras del alumbrado. a la apertura de las juntas de contracción adyacentes. a las falla en el sellado de las juntas. Figura 4. pozos de visita. perdida de la trabazón de agregado. Un buen diseño. Sello de la Junta Celotex h 1 /2” Estructuras de drenaje. solo son necesarias las juntas de expansión cuando: 1. .Sello de la Junta Celotex h 2” 3 /4” Casquillo h /2 1 /2” Pasajunta (Acero liso redondo) Engrasar este extremo de la pasajunta. 1.2 h 1 1 /2” /8” h 5” (B) JUNTA DE AISLAMIENTO CON ENSANCHAMIENTO DE BORDES.5-6 Secciones de Juntas de Aislamiento. notorias características expansivas. Las juntas de contracción permiten la infiltración de materiales incompresibles. excepto en algunos casos especiales y un uso incorrecto de las juntas de expansión trae consigo altos costos de construcción y de mantenimiento. Sin embargo. (C) JUNTA DE AISLAMIENTO SIN PASAJUNTAS. El pavimento es construido a temperatura ambiente inferior a los 4 °C. Juntas de Expansión. @ 30cms (A) JUNTA DE AISLAMIENTO CON PASAJUNTAS. 5-7 Pozos de Visita. 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 .5-8 Alcantarillas.Figura 4. Junta Transversal Junta Longitudinal Figura 4. 4. La limpieza de las caras de la junta afecta directamente la adherencia del sellante al concreto.0 metros. ya que losas angostas y largas tienden a agrietarse en mayor cantidad que las cuadradas.4. etc… resultando una progresiva perdida de apoyo del pavimento. 3. la abertura de la junta deberá ser limpiada a fondo de compuestos de curado. el relleno deberá ser a toda la profundidad y extenderse por la guarnición. Mientras el agua es expulsada. 7. Limpieza Previa Previo al sellado. 6. La separación máxima entre juntas transversales deberá ser de 24 veces el espesor ó 5. 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. la que sea menor. Otra de las características que deben satisfacer las juntas selladas es la capacidad de resistir las repeticiones de contracción y expansión. Los materiales contaminantes incompresibles causan presiones de apoyo puntuales. se lleva partículas de grava.e. desplazando ó inclinando algunas juntas para que coincidan con los pozos de visita ó alcantarillas mejoran el comportamiento del pavimento. Las siguientes recomendaciones de hacen para un correcto diseño de juntas: 1. 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. En las juntas de aislamiento. residuos. 2. las juntas longitudinales deberán amarrarse con barras de amarre. natas y cualquier otro material ajeno. El problema que puede presentarse con la infiltración de agua al interior del pavimento es el efecto conocido como “bombeo”. al contraer y expanderse el pavimento debido a los cambios de temperatura y humedad.6 SELLADO DE JUNTAS. 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. Cuando el área pavimentada cuenta con estructuras de drenaje. Ajustes menores en la ubicación de las juntas. Evite losas de forma irregular. 5.5. 8.RECOMENDACIONES. arcilla. El bombeo es la expulsión de material por agua a través de las juntas. Una limpieza pobre . coloque si le es posible las juntas de manera que coincidan con las estructuras. Si no se cuenta con guarniciones. que pueden llevar a despostillamientos y desprendimientos. arena. Mantenga losas tan cuadradas como sea posible. 4. Una correcta instalación del sello a compresión depende exclusivamente de la recuperación de la compresión del sellador. Estos sellos requieren de un lubricante que aunque cuenta con algunas propiedades adhesivas. La figura 4. lo que reduce significativamente la efectividad del sellador. su principal función es lubricar durante la instalación. con un solo componente. 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. si el sello le queda chico. 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%. A diferencia de los sellos líquidos que sufren tanto de compresión como de tensión. . el ancho del sello pre-moldeado puede ser de aproximadamente el doble del ancho del depósito. toman la forma del depósito y dependen en gran parte de la adhesión de las caras de la junta para un sellado satisfactorio. Existen muchos materiales aceptados para el sellado de juntas en los pavimentos de concreto. Sellos líquidos. los sellos pre-moldeados ó a compresión son diseñados para estar a tensión durante toda su vida. La limpieza se puede hacer con sand-blast. La profundidad del depósito debe exceder de la profundidad del sello a compresión. agua. La clasificación más simple los divide como líquidos (ó moldeados en el campo) y los pre-moldeados (compresión).6-1 muestra una sección de este tipo de selladores. El mejor comportamiento de sellos pre-moldeados es con aquellos que cuentan con al menos 5 celdas. aire a presión. Tipos de Selladores. pero no se relaciona directamente con el ancho del depósito. Los sellantes pre-moldeados son moldeados durante su fabricación y dependen en gran parte de la recuperación de la compresión para un sellado satisfactorio. la apertura puede ser muy ancha y se perderá la compresión. esto dependiendo de las condiciones de la junta y las recomendaciones del fabricante del sellador. Los sellantes líquidos pueden ser colocados en frío. En general. cepillado de alambre ó de varias otras maneras. autonivelables. Sellos a compresión. ya que impide que el sello líquido fluya hasta el fondo de la junta. además la cintilla de respaldo sirve para definir el factor de forma y optimizar la cantidad de sellador empleado. mediante una herramienta que presiona a la cintilla a la profundidad requerida para obtener el factor de forma deseado. Su diámetro deberá ser un 25% más grande que el ancho del depósito para asegurar que entre ajustado. 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. Debido a que la sección del sello de las juntas cambia durante la expansión y contracción del pavimento de concreto.Ancho Profundidad SELLO A COMPRESIÓN DE 5 CELDAS EN ESTADO RELAJADO Ancho Profundidad SELLO A COMPRESIÓN DE 5 CELDAS UNA VEZ INSTALADO. El factor de forma es crítico para el buen comportamiento a largo plazo de un sellador. Se instalan en el depósito de la junta antes que se coloque el sello líquido. evitando la adhesión del sello con el fondo del depósito de la junta. Depósito para el sello de la junta. La cintilla de respaldo es un componente muy importante en la instalación de los sellos líquidos.6-1 Sección de un sellador a compresión de cinco celdas. . Estos esfuerzos pueden ser excesivos si el factor de forma no es el apropiado para el material de sello. Cintilla de Respaldo. Figura 4. 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.La figura 4. con el objeto de evitar futuros problemas con la extrusión del sello. 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.6-2 Factores de Forma Comunes en el Sellado de juntas.6-2 muestra factores de forma comunes para sellos líquidos y para sellos a compresión. el sello se deberá hacer de 6mm antes del nivel del pavimento. . 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. 0 mm D/ 3 3 mm.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 . Sello d e p lá stic o no a d herente d e p o lietileno (9 mm d e d iá metro + . Fig 4.6-3 Corte y sellado de junta de contracción longitudinal (Con barra de amarre) .CROQUIS No. 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 . 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. o el d esp o stilla miento .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 p érd id a d e a g reg a d o s en la junta . 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 debiendo el contratista prever las características en el almacén y los tratamientos necesarios para su ulterior utilización.MATERIALES PETREOS Estos materiales se sujetarán al tratamiento o tratamientos necesarios para cumplir con los requisitos de calidad que se indican en cada caso. GRAVA El agregado grueso será grava triturada totalmente con tamaño máximo de treinta y ocho (38) milímetros. antes de ser utilizados en la mezcla. y con la secuencia granulométrica que se indica a continuación: Tabla 4.00 mm 9.3 Especificaciones – Materiales . medido según norma ASTM D-1293. expresado como SO4=. 4 50.500 El pH. 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..Sustancias Perjudiciales en Grava SUBSTANCIAS PERJUDICIALES Partículas Deleznables 4. 1. El manejo y/o almacenamiento subsecuente de los agregados. no podrá exceder de seis gramos por litro (6 g/l). 2 . Su determinación se hará de acuerdo con la norma ASTM D-516.00 mm 37. determinado según norma ASTM D-512.50 mm 19.Materiales – Granulometría de la Grava MALLA 2” 1 1/2” 3/4” 3/8” Núm.50 mm 4. El contenido de sulfatos.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. no podrá ser inferior a cinco (5). Su contenido de ión cloro.000 Materia Orgánica (óxido consumido en medio ácido) 50 Turbiedad y/o lignito 1. c).2 – 2 Especificaciones . no podrá ser mayor de un gramo por litro (1g/l). resistencia superior a la resistencia del concreto señalada en el proyecto.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX % 0.25 PÁG.SUBSTANCIAS PERJUDICIALES ppm Máximo Sulfatos (convertidos a Na2SO4) 1.2 .000 Cloruros (convertidos a NaCI) 1. En el caso de que se tengan dudas acerca de la calidad del agregado grueso.51 mm) con la secuencia granulométrica que se indica a continuación: Tabla 4. ARENA El agregado fino o arena deberá tener un tamaño máximo de nueve punto cincuenta y un milímetros (9. 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. así como pruebas en la muestra constituida por ambos materiales. 50 Núm. 30 Núm.00 El agregado grueso además. 8 Núm. que los resultados de las pruebas realizados a estos concretos sean satisfactorios. separando el material sano del material alterado o de diferente origen. en el entendido que el cumplimiento de esta característica no excluye las mencionadas anteriormente. la cual no deberá se mayor de doce por ciento (12%). 3 .50 mm 4. 4.00 1. en este caso. 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. 200 9. los agregados se pueden usar siempre que se haga el ajuste apropiado al proporcionamiento del concreto.36 mm 1. en el concreto elaborado con ellos. el Especificador podrá ordenar se efectúen pruebas de desgaste de los Angeles. 2. a juicio del Supervisor se llevará a cabo la determinación de la pérdida por intemperismo acelerado.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.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 100 Núm.2 – 4 Especificaciones – Materiales – Granulometría de la Arena MALLA 3/8” Núm.00 1.Partículas Suaves Pedernal como impureza Carbón mineral y/o lignito 5. 16 Núm. En ninguno de los casos mencionados se deberán obtener desgastes mayores que cuarenta por ciento (40%).75 mm 2. 4 Núm. o bien. para compensar las deficiencias en la granulometría. 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: 4.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 0 6.5 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 0.10 máximo ° Intemperismo Acelerado 10% máximo (Empleando sul.00 4.0 11.0 5.0 9. 5 . además.0 6.0 La arena no deberá tener un retenido mayor de cuarenta y cinco por ciento (45%). no deberá exceder los porcentajes máximos siguientes: Tabla 4.2 .2 .0 1.075 (#200).2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.0 8.0 2.6 Especificaciones – Materiales – Sustancias Perjudiciales de la Arena SUBSTANCIAS PERJUDICIALES Partículas Deleznables Carbón mineral y/o lignito % Máximo 1.0 15.0 1.0 9.00 1. entre dos (2) mallas consecutivas.0 1. en porcentaje. El contenido de substancias perjudiciales en la arena. 18.0 16.Tabla 4.0 14. deberá cumplir con los siguientes requisitos de calidad: ° Equivalente de arena** 80% máximo ° Módulo de finura 2.0 1.0 4.30 mínimo y 3.0 16. 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 8.0 4. también se utilizara un agente inclusor de aire. 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. es conveniente que el suministro se realice por proveedores profesionales de concreto. utilizando los agregados provenientes de los bancos ya tratados. Los aditivos deberán ser certificados por la casa productora. con los requisitos que señala la norma ASTM C 260. Para asegurar la trabajabilidad de la mezcla.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. se verificará en especímenes moldeados durante el colado del concreto.CONCRETO El diseño de la mezcla. la cual no deberá ser mayor de 10%. en el entendido de que esta condición no excluye las mencionadas anteriormente. 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. a juicio de la Secretaría se llevará a cabo la determinación de la pérdida por intemperismo acelerado. compactando el concreto por vibro compresión y una vez curados 4. correspondientes a vigas estándar de quince por quince por cincuenta (15 x 15 x 50) centímetros. e). d). 1. 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. Durante la construcción. 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.. 6 ..En el caso de que se tengan dudas acerca de la calidad del agregado fino. RESISTENCIA La resistencia de diseño especificada a la tensión por flexión (S’c) o Módulo de Ruptura (MR) a los 28 días. 3..2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. así como las características adecuadas para lograr los acabados del pavimento. . 7 .2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.00 45.Para Tendido con Cimbra Deslizante deberá ser de cinco centímetros (5 cm) mas – menos uno punto cinco centímetros (1.00 2. 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 Colados con Cimbra Fija debera ser de diez centímetros (10 cm) mas – menos dos centímetros (2 cm) ) al momento de su colocación. El procedimiento seguido para el muestreo del concreto deberá cumplir con la norma ASTM C 172.5. En el caso de la determinación del módulo de ruptura. resistencia a la compresión.2 – 7 Especificaciones – Materiales – Resistencia de Concreto Recomenda TIPO DE PROYECTO Autopistas y Carreteras Zonas Industriales y Urbanos Principales Urbanos Secundarios MR Kg/cm2 48.5 cm) al momento de su colocación. Las mezclas que no cumplan con este requisito deberán ser destinadas a otras obras de concreto como cunetas y drenajes. 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. con ayuda de un consultor capacitado. 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.00 42. 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. 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. se ensayará un espécimen por cada prueba a los 3 y 7 días de colado. se ensayarán a los 3. Tabla 4. se ensayarán dos especímenes a los 3 y 7 días de colado. y los otros dos restantes a los 28 días. En caso de ser necesario. y no se permitirá su colocación para la losa de concreto. y el restante a los 28 días de transcurrido el colado. 4. 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. 7 y 28 días aplicando las cargas en los tercios del claro. (ASTM C 78). 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. con las dimensiones y en la posición indicada en el proyecto.200 kg/cm2). ya sea como pasadores de cortante ó pasajuntas o como barras de amarre para mantener los cuerpos del pavimento unidos. BARRAS DE AMARRE En la juntas que muestre el proyecto y/o en los sitios que indique el Especificador del proyecto. Clase A. El pigmento blanco refleja los rayos solares ayudando a mantener la superficie más fresca y prevenir la acumulación de calor. previamente aprobado. 4..10. AASHTO M 148. con límite de fluencia (fy) de cuatro mil doscientos kilogramos por centímetro cuadrado (4. Tipo 2. Tipo 2. Deberá aplicarse apropiadamente para proveer un sello impermeable que optimiza la retención del agua de la mezcla. así como el que no presente una apariencia pastosa. el que deberá cumplir con los requisitos de calidad que se describen en la normas ASTM C171.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. f). 1. FAA Item P-610-2. de acero estructural.El concreto deberá de ser uniformemente plástico. debiendo quedar ahogadas en las losas. e). cohesivo y manejable.ACERO DE REFUERZO El acero de refuerzo necesario para la construcción del pavimento se utiliza en las juntas. se colocarán barras de amarre con el propósito de evitar el corrimiento o desplazamiento de las losas en el sentido perpendicular al de circulación. Este tipo de membranas evitan que se tapen las espreas de los equipos de rociado. 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. Estas barras siempre deberán estar colocadas a la mitad del espesor del pavimento. Clase A. 8 . Las barras de amarre serán de varilla corrugada. ASTM C309..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. 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. Estas barras deberán estar perfectamente alineadas con el sentido longitudinal del pavimento y con su plano horizontal. en las juntas de construcción. 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. o bien por medio de la instalación de canastas metálicas de sujeción. 9 .200 kg/cm2).2. BARRAS PASAJUNTAS En las juntas transversales de contracción. parafina. El acero deberá cumplir con la norma ASTM A 615 Grado 60 (fy=4. 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. 4. Ambos extremos de las pasajuntas deberán ser lisos y estar libres de rebabas cortantes. Las pasajuntas podrán ser instaladas en la posición indicada en el proyecto por medios mecánicos. colocándose a la mitad del espesor de la losa. mas no deberán impedir el movimiento longitudinal de la misma.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. grasa o cualquier otro medio que impida efectivamente la adherencia del acero con el concreto y que sea aprobado por el Especificador del proyecto. 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.B 4.A ANCHO DE CANASTA ( 3.CANASTAS PASAJUNTAS EN JUNTAS TRANSVERSALES DE CONTRACCION ANCHO DE CANASTILLA ( 3.4 cm 15 cm CORTE B .2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 10 . . Este sellador deberá ser un compuesto de un solo componente sin requerir la adición de un catalizador para su curado. debiéndose emplear productos a base de silicona. los cuales deberán ser autonivelantes. En ningún caso se podrá emplear algún material sellador no autorizado por el Especificador. de un solo componente y solidificarse a temperatura ambiente.g).asfalto o similares. con propiedades adherentes con el concreto y que permita las dilataciones y contracciones que se presenten en las losas de concreto sin degradarse. 11 .SELLADOR PARA JUNTAS El material sellante para las juntas transversales y longitudinales deberá ser elástico.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. El sellador deberá presentar fluidez suficiente para autonivelarse y no requerir de formado adicional. 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. poliuretano . Para todas las juntas de la losa de concreto se deberá emplear un sellador de silicón o similar de bajo módulo autonivelable. resistente a los efectos de combustibles y aceites automotrices. El sellador de silicón de bajo módulo deberá cumplir con los siguientes requisitos y especificaciones de calidad: 4. 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. el material para el sellado de juntas deberá de cumplir con los requerimientos aquí indicados. A menos de que se especifique lo contrario. 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. Extensión de 100% a 18°C después de 7 días de curado al aire a 25°C±5°C.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.2 kg/cm2 max. seguido por 7 días en agua a 25°C± 5°C. Elongación después de 21 días de curado a 25°C± 5°C. Menor de 75 minutos. 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.2 . y 45% a 55% de humedad relativa). pérdida de adherencia o superficies polvosas por desintegración. METODO DE ENSAYE ASTM D 412 REQUISITO 3. Fraguado al tacto a 25°C±5°C. 4.200 % Menos de 75 minutos 6 meses mínimo 3. y 45% a 55% de humedad relativa. La tirilla de respaldo deberá ser de espuma de polietileno y de las dimensiones indicadas en los documentos de construcción.5 kg/cm2 Ninguna falla por adhesión o cohesión después de5 ciclos. Adhesión a bloques de mortero Capacidad de movimiento y adhesión.01 a 1. Vida en el contenedor a partir del día de embarque.51 10 a 25 No agrietamiento. 12 . 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.Tabla 4. y 45% a 55% de humedad relativa.000 horas de exposición continua Superficie seca a 25°C± 5°C. 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.8 Especificaciones – Materiales – Especificaciones del Silicón ESPECIFICACION Esfuerzo de tensión a 150% de elongación (7 días de curado a 25° C ± 5° C. 1. 75-250 gms/min 1. y 45 % a 55% de humedad relativa. 2.4. Esquinas Cuadradas No CC-801 Tamaño 42 “ X 8” No Esquinas Redondeadas Tamaño 48” X 8” CC-803 .3 HERRAMIENTAS A continuación se recomiendan las herramientas que se utilizan en la construcción de pavimentos de concretos. Las claves de los productos son con base al catálogo de productos.3-1 Foto general de las herramientas a). Fig. 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. Se pueden encontrar en dos formas con ángulos a 90° ó con ángulos redondeados para evitar que se clave en el concreto. No CC-289s CC-289 CC-292 Tamaño 6´ ahusado 6´ con inserto 12´ .CC-802 48” X 8” Fig 2. 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.3-2 Flotas de Magnesio b). 2. 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.Fig.3-3Flota tipo canal c). Fig. No C-290 . Acepta entrada de 1” – ¾” y 3/8”. 2. controlando dicho ángulo sólo con un giro en el tubo de extensión.3-4 Llana tipo fresno d). 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. 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. No Tamaño Calibre 14 12 CC-105 CC-902 20” X 4” 20” X 4” f).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. .Fig 2. No CC-196 CC-198 CC-199 CC-200 Tamaño 36” 48” 60” Alambres de repuesto Fig. 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. de ½” y ¾”.3-7 Cepillo texturizador de alambre . Estos cepillos se fabrican con dos diferentes espaciamientos. 2.Fig.3-6 Cepillo de microtexturizado de cerdas g). 2. Cepillo texturizador de cerdas Da la textura tipo cepillado al concreto inmediatamente después del flotado Fig. Reglas de magnesio.3-8 Cepillo texturizador de cerdas i). 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´ .h). Se usan para rellenar las juntas frías de inicio y terminación del pavimento. 2. Equipo para aspersión Estos se usan para aplicar compuestos de curado y membranas.21 mts de longitud. 2. 24” de extensión y boquilla de ½ galón por minuto. Fig.Fig. manguera de 1. 2.5” para permitir el rápido llenado y limpieza.3-10 Equipo de Aspersión .3-98 Regla de Magnesio j). Con las siguientes características: • Bomba de latón sólido. • Cabeza de abertura de 4. Fig.k). 2. Esta herramienta se usa en pavimentos urbanos. Texturizador de yute Esta herramienta se utiliza para dar el texturizado longitudinal al concreto inmediatamente después del flotado.3-11 Texturizador de yute . 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. 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. 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. Las especificaciones y características generales de este tipo de plantas son las siguientes: - Producción promedio de 150 m3/hr a 250 m3/hr.a). Plantas de Mezclado Central Las plantas de Mezclado Central son plantas que permiten la elaboración de concreto con altos rendimientos y capacidades de producción. 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) . sino que se apoyan en camiones revolvedores que son los que hacen el mezclado de los materiales convirtiéndolos en concreto. b). permiten tener un control adecuado de las cantidades de materiales que se van a utilizar para la mezcla.A continuación se muestran algunos ejemplos de Plantas de Mezclado Central y de sus componentes principales. Plantas Dosificadoras de Concreto Las plantas dosificadoras de concreto. . sin embargo estas plantas no realizan el mezclado del concreto. Estaciones Ambientales Portátil . c). 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.Las especificaciones siguientes: y características generales de este tipo de plantas son las - Producción promedio de 30 m3/hr a 70 m3/hr. 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. - 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). Los aspectos relevantes de las estaciones ambientales son: - Que sea Portátil Que permita medir las condiciones climáticas + Temperatura + Humedad + Velocidad del Viento + Etc. 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. 02 m + Longitud 8.46 m + Altura Total 3.54 m + Ancho Total 2.4 Ton Motor de 305 HP a 335 HP a 2.100 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 . Camiones de Volteo - Chasis – Cabina 6 x 4 (opcional) + Distancia entre ejes 5.9 Ton Peso Vehicular 8. 1. sin embargo en el caso de las plantas dosificadoras únicamente se podrán utilizar los camiones revolvedores.Dependiendo de el tipo de planta a utilizar se podrán utilizar diferentes tipos de transporte para el concreto.38 m - Peso Vehicular Bruto 29. Camiones Tipo “Flow-Boy” - Dimensiones aproximadas + Distancia entre ejes 7.2 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 .43 m + Altura Total 3.40 m - Peso Vehicular 7.12 m + Longitud 9.9 m + Ancho Total 2.2. - Posibilidad de levantar uno o varios ejes (opcional) Capacidad 15 m3 + Camiones Revolvedores . Pavimentadoras de Carreteras Pavimentadora de 4 Tracks (Tipo SF-550 con DBI) . así como las que se utilizan normalmente en proyectos carreteros y urbanos. dentro de estas especificaciones mostraremos las pavimentadoras que se diferencian por su tamaño y habilidades. 1.e). 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. 100 rpm Transmisión hidráulica hacia adelante y atrás Velocidad de pavimentación hasta 9.5 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 3.14 metros por minuto Velocidad de transportación hasta 18.15 m .0 cm Altura de pavimentadora 4.3 metros por minuto Dirigida por sensores Ancho de pavimentación variable de 5.5 m hasta 15.42 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 10.000 rpm Ajustable a pendiente transversal en uno o dos sentidos Con Flotadora Oscilante Final Peso aproximado 65.2 m Espesor máximo de pavimento 61.- Apoyada en 4 Orugas Motor de 400 HP a 2. 2 m + Altura 2. Este equipo se puede trabajar en dos modalidades: automático y manual. 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“. 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). en éste momento son descargadas las barras sobre el concreto.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.+ Largo 22. Para accionar el DBI deberán encenderse los interruptores de la caja principal del DBI. . Cuando la máquina se desplaza y el insertador queda colocado sobre las barras el “PLC “ envía la señal para que el insertador baje. En su recorrido descendente el insertador acciona el interruptor de los vibradores para facilitar la inserción. en ése momento la válvula de alivio de desplazamiento longitudinal es accionada para que el insertador se detenga . del alimentador de barras y del insertador. La secuencia de operación es como sigue : - Se detecta “mark joint“ en la línea que corre al centro del alimentador de varillas.El insertador baja la posición que previamente fue ajustada en los interruptores límite inferiores. Funcionamiento manual : Todos los pasos anteriores se pueden realizar de manera manual colocando los interruptores de “MANUAL . el alimentador realiza un ciclo alimentando un juego de barras para una junta. En su recorrido ascendente el insertador acciona el interruptor que detiene los vibradores. Se depositan el número de barras sobre la superficie del concreto.AUTO “ en posición manual y accionando los interruptores para cada función. en este caso 40 piezas. En ése momento es accionada la válvula hidráulica que sube el insertador. El insertador DBI es el encargado de insertar las varillas que sustituyen a las canastas usadas en otros modelos de pavimentadoras. Mientras que el insertador hace su trabajo. . 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. como se tiene en el caso en el que se utiliza las canastillas. para que cargue las siguientes 40 barras. Cada barra se detecta y cuenta por medio del sensor de conteo.Los pasos anteriores se realizan en cada “ mark joint “. 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 momento de empezar a bajar el insertador se encienden también los vibradores del insertador y se liberan los cilindros de recuperación del insertador. En ése momento se apagan los vibradores y se accionan los cilindros de recuperación para regresar el insertador a su posición de origen. - Se accionan los cilindros para subir el insertador hasta que es detectado por ambos sensores de posición de “alta“ .- La máquina sigue avanzando hasta que el insertador queda sobre las varillas. Nota. 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 accionan los cilindros que bajan el insertador y este desciende hasta que es detectado por ambos sensores de posición “baja“ del insertador. Ventajas que Presenta La Pavimentadora Con DBI Se minimizan desperdicios de material. - Al tiempo que se descargan las varillas (paso 1) se arranca el alimentador nuevamente si es que éste está en automático. Debido a su sistema de incado. se asegura el movimiento longitudinal libre de la barra durante su funcionamiento. 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. - 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. que se tienen que cambiar en el mismo momento perdiendo tiempo y rendimientos importantes. haciendo mas productivo el proceso.- 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 en ocasiones doblan las canastillas. - Se elimina el impacto del concreto sobre canastillas al momento de la descarga. 5 Ton Tanque de combustible de 700 lts Tanque de Aceite Hidráulico 238 lts .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 10.0 cm Altura de pavimentadora 3.0 m Espesor máximo de pavimento 61.5 m hasta 12.100 rpm Transmisión hidráulica hacia adelante y atrás Velocidad de pavimentación hasta 9.14 metros por minuto Velocidad de transportación hasta 18.3 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.Pavimentadora de 4 Tracks (Tipo SF-450 ó SF-6004) - Apoyada en 4 Orugas Motor de 325 HP a 2. 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 3.800 rpm Transmisión hidráulica hacia adelante y atrás .05 m + Largo 15.- Aceite de Motor 34 lts Anticongelante del motor 83 lts Dimensiones durante el transporte + Ancho 3. 5 m hasta 9.2 lts Anticongelante del motor 35 lts Dimensiones durante el transporte + Ancho 3.26 m + Altura 2.9 metros por minuto Dirigida por sensores Ancho de pavimentación variable de 3.0 m Espesor máximo de pavimento 40.0 cm Altura de pavimentadora 3.- Velocidad de pavimentación hasta 13.65 m + Largo 9.4 Ton Tanque de combustible de 303 lts Tanque de Aceite Hidráulico 284 lts Aceite de Motor 13.000 rpm Ajustable a pendiente transversal en uno o dos sentidos Con Flotadora Oscilante Final Peso aproximado 31.7 metros por minuto Velocidad de transportación hasta 25.99 m .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. 2. Pavimentadoras de Proyectos Urbanos . 54 m Sistema Hidráulico Operación Manual ó Automática Con Gusano Frontal para movilización de cargas de concreto Con vibradores de inmersión Peso aproximado 13.500 rpm Transmisión hidráulica hacia adelante y atrás Velocidad de pavimentación hasta 8.4 m hasta 5.5 metros por minuto Dirigida por sensores Ancho de pavimentación variable de 2.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 2.49 m Espesor máximo de pavimento 25.44 m .5 Ton Tanque de combustible de 265 lts Tanque de Aceite Hidráulico 144 lts Dimensiones durante el transporte + Ancho 2.0 cm Altura de pavimentadora 2. + Largo 6.48 m + Altura 2.54 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) . 0 m con 3 orugas y 5.1 Ton Dimensiones durante el transporte + Ancho 2.92 m + Altura 2.0 m con 4 orugas Altura de pavimentadora 2.59 m + Largo 6.83 m de altura (opcional) Motor de 160 HP 118 kW a 2.3 Ton a 18.74 m Sistema Hidráulico Operación Manual ó Automática Con vibradores de inmersión Peso aproximado 11.74 m .- Colado de Barrera Central hasta 1.500 rpm Transmisión hidráulica hacia adelante y atrás Dirigida por sensores Ancho de pavimentación variable hasta 3. 500 rpm Transmisión hidráulica hacia adelante y atrás hasta 15 metros por minuto Dirigida por sensores Ancho de pavimentación variable hasta 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 1.22 m (opcional) Motor de 83 HP 63 kW a 2.5 m Sistema Hidráulico Operación Manual ó Automática Con vibradores de inmersión Peso aproximado 9.4 m .0 Ton Capacidad del tanque 114 lts Dimensiones + Ancho 2. 60 m .+ Altura 2. 2 m Sistema Hidráulico Sistema de aspersión para membrana de curado Operación Manual ó Automática .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. Texturizadora – Curadora Equipo que provee el texturizado longitudinal y transversal.f). 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. 85 m + Altura 2.- Peso aproximado 5.9 Ton Dimensiones variables .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 12.9 Ton Dimensiones durante el transporte + Ancho 2.44 m + Largo 8.0 m Sistema Mecánico Manual Peso aproximado 0. Equipos de Pavimentación de Cimbra Fija Rodillos Vibratorios (tipo Allen) - Se apoya sobre cimbra metálica Motor 32 HP a 3.000 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 .g). 3 cm) Encendido electrónico Accesorios opcionales: + Puente trasero + Barandal .- Sistema Hidráulico Dimensiones variables Diámetro rodillo: 8" (20. 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. 35 HP y 65 HP a 2750 rpm Profundidad Máxima de corte 6.h).5 pulg Baleros y flecha sellados Control de disco: Electro .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 . .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).+ 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. Perfilógrafo Computarizado Existen varios tipos de perfilografos en el mercado.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 . sin embargo en este caso nos vamos a referir al Perfilógrafo tipo California.j). - Armadura de aluminio Longitud 7.40 m Altura 1. Este aparto permite medir el perfil longitudinal del pavimento. - Separación máxima entre ruedas extremas 10.1 m Ruedas a 0.5 kg Escala vertical 1”:1” y horizontal 1”:25pies. .31m de la estructura Diámetro de la rueda móvil mínimo 6” (0. Puede ser desarmado y transportado en un remolque o camioneta.1524 m) colocada al centro de la estructura Peso aproximado 204. Mediciones para la operación del pavimento Aprobación de pavimentos nuevos. Pistas de prueba de vehículos. Medidores de Fricción Existe una gran variedad de medidores de fricción en la actualidad.k). La variación en cuanto a los métodos de medición y los tipos de aparatos es sumamente grande. Mediciones de servicio. . Aseguramiento de calidad en pavimentos. Investigación de pavimentos. Investigación de accidentes de tráfico. 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. 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. Análisis de pistas de carreras. este tipo de aparato es el que vamos a describir más adelante. Reporta el Indice Internacional de Fricción (IFI) y la fricción máxima (peak friction). . Textura y Drenaje. 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. Mediciones en condiciones húmedas ó secas. en cualquier época del año. Mediciones a velocidades entre 20 y 130 km/h. en el cuál el ROAR trabaja ejerciendo una fuerza de frenado al . + Temperatura ambiente + Hora y fecha de medición. deslizamiento variable (variable slip) ó ambos. + Hora y fecha de medición. - Al medir la fricción con el método de deslizamiento fijo.- Ofrece distintos modos de operación. IFI (International friction number) + Factor de forma. se obtiene: + Valor promedio de fricción para la sección seleccionada. - Al medir la fricción con el método de deslizamiento variable. ya que puede hacer mediciones bajo los métodos de deslizamiento fijo (fixed slip). El Software que la unidad ROAR tiene como default trabajar con el nuevo modo de derrapamiento variable. se obtiene: + µMax ó fricción máxima (Peak Friction Number) + Velocidad de deslizamiento crítica (Critical Slip Speed) + Indice Internacional de Fricción. + Temperatura ambiente. de acuerdo al Modelo de fricción Rado. Cada prueba de frenaje solamente tarda 0. 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%. solo se desliza sobre la superficie. Insertador de Pasajuntas Este es un equipo muy sencillo que permite insertar las barras pasajuntas en los bordes de losas del pavimento. es una especie de taladro especial para colocar las pasajuntas en los bordes del concreto ya endurecido. Se mide la fuerza de fricción al frenaje que la superficie ejerce sobre el neumático. l).5 segundos y es desarrollada con una fuerza de frenaje muy controlada.neumático. la cuál al principio rueda ó gira libremente sobre la superficie. . 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. se va frenando hasta llegar a la etapa en que esta completamente frenada y ya no rueda. . 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.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. 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. Pavimentos de Concreto Hidráulico Anteriormente se pensaba que construir un pavimento de concreto hidráulico representaba largos tiempos de ejecución. grandes cantidades de acero de refuerzo y superficies de rodamiento que al cabo de algún tiempo. a). construcción y rehabilitación de pavimentos rígidos. Se crea así la división de Pavimentos de CEMEX Concretos. A la fecha se cuenta en México con distintas alternativas de pavimentación que cubren las necesidades específicas de la población.5. estructuras de carpetas robustas. Atendiendo a lo anterior el equipo de expertos designado a este fin. en su afán de brindar una mayor durabilidad a la red carretera nacional. PRODUCTOS Y SERVICIOS DE CEMEX CONCRETOS 5. diseña y asesora a los constructores de acuerdo a las necesidades particulares de cada proyecto. . brindando seguridad. se tornaban propensas al derrapamiento de los vehículos. comodidad y ahorros importantes en costos de mantenimiento. CEMEX introduce en México los pavimentos de concreto hidráulico. para resolver los problemas propios de cada uno de los proyectos. Los diseños se obtienen utilizando métodos internacionales utilizando las más estrictas normas de calidad (Método AASHTO.Diseño de estructuras de pavimentos . logrando así construir pavimentos que combinen economía y durabilidad. CEMEX Pavimentos CEMEX Concretos ofrece a sus clientes a través de su división de Pavimentos los siguientes servicios : .Cursos de capacitación . obteniendo la estructura óptima. .Equipos de pavimentación urbana CURSOS DE CAPACITACION El equipo de Pavimentos ofrece cursos de capacitación que incluyen los siguientes temas : Diseño. Se han desarrollado diferentes alternativas de pavimentación. CEMEX Concretos utiliza programas que permiten diseñar en forma eficiente las estructuras de los pavimentos de concreto hidráulico.C. Métodos PCA.Proyectos ejecutivos . Elementos Finitos). desarrollando así “concretos a la medida” . que se proponen dependiendo de las necesidades de cada proyecto : Pavimento Convencional Rehabilitación de Pavimentos Asfálticos ( Whitetopping) Pavimento Estampado Concreto Compactado con Rodillos ( C.b).R.Asesoría técnica y constructiva .) Suelo Cemento De acuerdo a la técnica de construcción se elabora un 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. Adicionalmente contamos con el Centro de Tecnología del Cemento y del Concreto en donde un distinguido equipo de especialistas desarrollan e investigan concretos especiales. su mantenimiento mínimo y sus bajos costos de operación durante su vida útil. Algunos de nuestros equipos disponibles son : Pavimentadoras de Cimbra deslizante Texturizadoras Curadoras Reglas Vibratorias Rodillos Vibratorios Cortadoras Cortadoras en Fresco Herramientas de Acabado . Asistencia técnica en el campo para el aseguramiento de la calidad de la obra terminada Alternativas para la rehabilitación y reparación de pavimentos deteriorados. 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. cuenta con equipos de pavimentación disponible para sus clientes.El Centro de Tecnología del Cemento y del Concreto es único en Latinoamérica. SERVICIOS PORPORCIONADOS AL CLIENTE Diseño de pavimentos y pisos para cada proyecto específico con los modelos más avanzados y de mayor aceptación. cuya utilización varía desde un simple camino vecinal hasta una autopista de altas especificaciones. encontrando un concreto óptimo para cada proyecto en particular : Normal De apertura rápida al tránsito MAQUINARIA Y EQUIPOS CEMEX Concretos. evaluado en contra de una estructura equivalente de asfalto resulta ser la mejor inversión dado su costo competitivo de construcción. CICLO DE VIDA El pavimento de concreto hidráulico. Fabricado con los materiales adecuados y con un estricto control de producción. ASESORIA El equipo de Pavimentos brinda asesoría continua antes. durante y después de los proyectos de pavimentación para lograr obras duraderas que cumplan con las especificaciones técnicas y económicas requeridas. . 2 CAMINOS RURALES DE PAVIMENTACIÓN PROGRESIVA. 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. Ambos problemas se encuentran ligados estrechamente dado que mientras más cantidad de caminos se requieran. La infraestructura vial actual.5. resulta insuficiente por dos causas principales: • Cantidad de los caminos. 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 . generalmente reciben constantes mantenimientos que se traducen en gastos que no benefician a la región. México es un país que cuenta con una superficie territorial de aproximadamente 2 millones de Km2. lo que constituye un freno para la actividad económica del 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. 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. Hoy en día. dichos gastos. Figura 1. Situación de la Red Carretera en México. 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. • Estado físico de los caminos existentes. Lo anterior. mayor será la cantidad de recursos necesarios para invertir en la creación de infraestructura vial nueva. a través de una correcta planeación. Los caminos secundarios y rurales. .Se requiere diferir la inversión inicial. . . pudiendo disponer de los recursos adicionales para invertirlos en obras nuevas o de mayor prioridad.Esta ligado a un esquema de financiamiento a futuro. Círculo vicioso de mantenimiento de un pavimento. 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. Éste es el concepto de los pavimentos progresivos. Por lo que viene a resolver la situación actual de los caminos rurales y secundarios. 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. Figura 2. conservando en todo momento los caminos en buenas condiciones de servicio y construyendo nueva infraestructura vial de calidad a través de una buena planeación.camino y la inversión adecuada de los recursos realizada en el momento en el que la región lo demande.Se quiere evitar el círculo vicioso de gastos de mantenimiento. La alternativa clara para este tipo de caminos. 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.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. . sin embargo siguen existiendo más de 229. 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. La recomendación de un camino rural de pavimentación progresiva aplica cuando: .Hay un alto potencial de crecimiento en volumen y peso del tránsito. 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. Costos a Valor Presente Neto. También. se tienen una gran cantidad de alternativas para satisfacer las necesidades de un proyecto en particular. . Este análisis incluye los costos de mantenimientos en los que se pueda incurrir para cada tipo de pavimentación. Figura 4. Comparativa de costos típicos relativos de diferentes alternativas. (El período de análisis es de 20 años con una tasa de 5%). para diferentes alternativas. donde se puede apreciar que una reducción considerable en los costos de pavimentos progresivos tanto a corto como a largo plazo. Figura 3.Dentro del concepto de pavimentos progresivos. A continuación se presenta una gráfica comparativa de los costos relativos de inversión inicial. ya que existe una diferencia que representa.En este análisis se puede apreciar que el concreto en sus diferentes alternativas. Alternativa 1. . Posteriormente. un camino con mayor capacidad de carga y de tránsito vehicular. A continuación se ilustra el procedimiento para la construcción del suelo-cemento. el 65% del costo de la de asfalto. una mejor opción económicamente hablando. 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. en la opción más económica. 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. Figura 5. sigue siendo y por mucho. Alternativa 2.Figura 6. Figura 7. Proceso constructivo del suelo-cemento. 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. posteriormente entre el año 4 y 5 se coloca un pavimento de concreto. . Se ilustra a continuación el procedimiento de construcción de una base tratada con cemento. en cualquiera de las alternativas antes mencionadas se coloca una superficie de rodamiento de pavimento de concreto hidráulico. en el año que corresponda. 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.Figura 8. que con seguridad. para terminar la construcción del pavimento progresivo. Finalmente. Procedimiento constructivo de una base tratada con cemento. . Figura 9. Se ilustra a continuación. Procedimiento constructivo de un pavimento de concreto hidráulico. la construcción del pavimento de concreto hidráulico como etapa final de un pavimento progresivo. será la mejor. resolviendo así el conflicto de la especificación técnica con los montos de recursos disponibles para su inversión. Tel.Para mayor información sobre el uso de nuestros productos. favor de llamar a la Unidad de Concreto México. . 01 800 900 0 100. y desarrollando un programa computacional (software) que apoye en el diseño. 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. gradientes térmicos. 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. 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. Hallin Pavimentos de Concreto: Dr.5.3 FUTUROS DE LOS METODOS DE DISEÑO Actualmente se esta desarrollando una revisión a los métodos de diseño del AASHTO. Michael I. 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. 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. base tratada. transferencia de carga. y variaciones en la subrasante con temporada Que puede incorporar parámetros específicos (losa con sobreancho. John P. vida útil y de costo reducido. 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. Algunas de las consideraciones tomadas en el desarrollo del método son: . m .- La influencia del espesor de la losa % Losas Agrietadas 80 60 40 20 0 200 225 250 275 300 325 La Prueba AASHO Extendida. 20 Millones de Ejes Equivalentes Espesor 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 9 Longitud de la Losa.5 6 7. 5 1.5 Escalonamiento.5 Barra con Diámetro de 38 mm 0 0 5 10 15 20 25 Ejes Equivalentes (millones) .0 0.- El comportamiento de las Juntas 2. mm Sin Barras Barra con Diámetro de 25 mm 2.0 1. “Guía para el diseño y construcción de pavimentos rígidos” IMCYC México 1998. Cal y Mayor. Rafael. “Mecánica de suelos y cimentaciones” Editorial Limusa. Fundamentos y Aplicaciones” Alfaomega Grupo Editor. 15. 12. 11. Huang. 1994.ACPA. Crespo.PURDUE. BIBLIOGRAFÍA 1. USA 1997.03 USA 1997. “Pavement Design and Management Guide” Transportation Association of Canada. Portugal. “Memorias del Vigésimo-primer Congreso Internacional de Carreteras”. Aurelio.. Ontario 1997. Malaysia 1999.. ACPA. 13.PIARC. México 1999. ”Proceedings of Sixth International Purdue Conference on Concrete Pavement .Yang. 6. Resurfacing and Reconstruction. 16. “Suplement to the guide for design of pavement structures” American Association of State Highway and Transportation Officials. 5.PCA.... Concrete Paving Restoration. Lisboa 1998. “Thickness design for Concrete Highways and street Pavements”. 9. ASTM. 4. Carlos. México 1998 8. México 1991. Permanent International Association of Roads Congress. “Memorias del Octavo Simposium Internacional de Pavimentos de Concreto”. Michael “Avances en la Guía de Diseño AASHTO del 2002” ERES Consultant Inc. México 1998 1 . Volume 04. H.Salazar. “Pavement Analysis and Design” Prentice Hall Inc. PIARC. 7. “Pavement Analysis Software” American Concrete Pavement Association” Illinois 1993. Permanent International Association of Roads Congress.TAC.IMCYC – FICEM. “Primer Foro Interamericano de Pavimentos de Concreto Hidráulico” Instituto Mexicano del Cemento y el Concreto – Federación Interamericana del Cemento.AASHTO. “Pathways of the future” American Concrete Pavement Association. KualaLumpur.. 3..Design and Materials for High Performance” Purdue University Indianapolis. 14.6.. Darter. “AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993” American Association of State Highway and Transportation Officials.. 1993. Portland Cement Association 1984. 10. 2. 1998.. New Jersey 1993. “Ingeniería de Tránsito. “Road and Paving Materials” American Society for Testing and Materials. AASHTO.