MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD PEATONAL Y VEHICULAR EN LA URBANIZACION MOLINOS DEL INCA (I ETAPA), DISTRITO DE LOS BAOS DEL INCA CAJAMARCA CAJAMARCA

DISEO DEL PAVIMENTO

1. DATOS: C.B.R. 6.62% Periodo de diseo20 aos

2. CALCULOS

2.1. Coeficiente de Seguridad

Tomando en consideracin vehculos pesados

- Vehculo por hora (valor redondeado) = 1.00 - Vehculo por ao = 1* 24*365 = 8,760.00 - Vehculo en 20 aos= 8760, 200. 00

Ahora tomando en cuenta el baco: Coeficiente de seguridad Vs. N de repeticiones de carga que produce la rotura, elaborado por el departamento de Carreteras de Illinois de EE. UU. de Norte Amrica.

175,200.00 > 10,000.00 Repeticin que produce la Rotura

FS = 2.00

2.2. Coeficiente de Impacto

Para pavimentos rgidos se recomienda un coeficiente de impacto de 20%, valor que tomaremos para el diseo: I = 1.20

2.3. Carga de diseo

Para este caso de vehculo ms pesado que transita por esta va es el T2- S2 (H20 S16), la distribucin de carga en sus ruedas, es la siguiente: Carga por rueda delantera = 1.00 Tn 1,000.00 Kg Carga por rueda Posterior = 4.00 Tn 4,000.00 Kg

El valor de la carga de diseo, se define por la carga ms pesada:

P = 1.2*4000

P = 4,800.00 Kg

2.4. Caractersticas del Concreto

- Mdulo de Elasticidad (E)

Segn ACI 318 63, para hormigones con los siguientes valores.

1.44 Tn/m3 < W < 2.50 Tn/m3

Se recomienda la siguiente frmula:

E = (W) 3/2 * 4300 * RAIZ (Fc)

Donde:W: Peso unitario del C Endurecido en Tn/m3 Fc : Resistencia cilndrica del C en Tn/m3

En nuestro casi tomaremos una bloqueta de 8cm

W = 2.30 Tn / m3

Cuyo mdulo de elasticidad es el siguiente:

Ec = 15,000* (Fc) ^ 0.5

Luego Ec = 15,000 * (210 ^ 0.5 )

Ec = 217, 371 Kg/cm2

- Mdulo de Poisson (u)

Relacin entre la deformacin transversal y longitudinal de un espcimen al determinar su resistencia a la compresin.

Su valor est comprendido entre 0.15 a 0.20 Se adopta valor representativo:

u = 0.17

- Tensin a la Rotura

Definido por:S = MC / I

Donde: S: Esfuerzo unitario de rotura por flexin M: Momento actuante I: momento de Inercia de !a seccin C: distancia desde el eje neutro de la seccin a la fibra externa: h / 2

Esta frmula se baso en d cose supuesto de que la carga sea aplicada en todo el espesor del pavimento.

Entonces el esfuerzo producido en la fibra extrema superior del plano de rotura estar dado por:

M = PX

Mr = S I/ C

Donde:

Mr: Momento resistente

Se tiene por equilibrio que: M=SI/C, donde: S= MC/I, est frmula nos da el valor de la rotura, el cual no se considera para el Diseo, porque para presentarse la rotura de la bloqueta, debe sobrepasar el Lmite de su Mdulo de Rotura. Ante esto, el autor Winter expresa lo siguiente: "Que una Estimacin razonable de la Resistencia de Traccin por Flexin (Mr) MODULO DE ROTURA para Hormigones, debe estar dentro del siguiente intervalo:

1.988* RAIZ * (Fc) < = Mr < = 3,255 * RAIZ * (Fc)

Para nuestro caso: Fc = 210 Kg/cm2

Entonces

1.988 * (210 ^ 0.5) < = Mr < = 3.255 * (210 ^ 0.5 )

28.81 < = Mr < = 47.17 Kg/cm2

Por este motivo se toma como Mdulo de Rotura el 20% del Esfuerzo a la Compresin.

Entonces

Mr = O.20 * f'c

Mr = 42.00 Kg/cm2

Tensin de Trabajo Como nuestro Coeficiente de Seguridad es 2, el Esfuerzo de Trabajo para nuestro diseo ser: T = Mdulo de Rotura = 0.20 f'c = 0.10 f'c Coef. Seguridad 2.00

T = 21.00 Kg/cm2

2.5. Mdulo de Reaccin de la Subrasante (K)

Conocido tambin con el nombre de COEFICIENTE DE BALASTRO, expresa la resistencia del suelo de la subrasante a ser penetrado por efecto de la penetracin de las losas.

Del baco: Relacin entre el valor de soporte de California C.B.R. y el Mdulo de Reaccin de la Subrasante K, tenemos que para un:

C.B.R. = 6.62%--->K = 5.00

Por efecto de la Base Granular, el Coeficiente de Balasto, sufrir una variacin, la que ser determinada segn la Tabla siguiente:

Valor K(Kg/cm3)Valor K de Subrasante Incrementada

10.00 cm15.00 cm22.50 cm30.00 cm

1.402.805.608.401.823.646.168.962.103.926.479.242.384.487.5610.363.085.328.9612.04

Considerando:

Base Mejoramiento over e = 0.30 cm

Extrapolando tenemos

K (Kg/cm3) C = 0.30 2.805.88 5.00K5.609.89

K = ((9.89 * (2.8 - 5 ) - 5.88 * ( 5.6 - 5 )) I (2.8 - 5.6 ))

K = 9.03 Kg/cm3

Mediante la frmula propuesta por el Ing. HARMAN JUAN en su Obra. Estudio de los componentes del pavimento, el mdulo de balastro, se puede calcular con la siguiente frmula.

K I = Ko + 0.02 * (1.2 e + e2 / 12)

Donde: K I:Mdulo de reaccin de la subrasante Incrementado Ko:Mdulo de reaccin de la subrasante sin base granular e:espesor base granular en cm.

Esta frmula es vlida para e