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DISEO DE PAVIMENTOS
RGIDOS PARA CALLES Y
CARRETERAS

CONTENIDO
Mtodo de diseo PCA
Mtodo de diseo PCA simplificado
Diseo de juntas

Los estudios tericos del comportamiento de losas y
los desarrollos recientes de anlisis de esfuerzos y
deformaciones en pavimentos rgidos
Pavimentos experimentales sometidos a trnsito
controlado, como los de Bates, Pittsburg, Maryland y
AASHO
El estudio del comportamiento bajo servicio de
pavimentos normalmente construidos, sometidos a
trnsito mixto, el cual ha constituido la mayor fuente de
conocimiento
DISEO DE PAVIMENTOS RGIDOS
PARA CALLES Y CARRETERAS
BASES DE LOS CRITERIOS ACTUALES PARA EL
DISEO DE PAVIMENTOS RGIDOS

MTODOS DE DISEO
MTODO DE DISEO
PCA

MTODO DE DISEO PCA

MTODO DE DISEO PCA
Generalidades
Publicado en 1966 y actualizado en 1984
Es aplicable a:
Pavimentos de concreto simple con juntas
Pavimentos de concreto reforzado con juntas
Pavimentos con refuerzo continuo

MTODO DE DISEO PCA
Generalidades
Los esfuerzos y deflexiones crticas se han calculado
y combinado con criterios de diseo, para desarrollar
tablas y grficas de diseo
Los criterios de diseo consideran:
Anlisis de fatiga
Anlisis de erosin

Reconoce que el pavimento puede fallar por fatiga
del concreto
Se basa en el clculo de esfuerzos por cargas en el
borde de las losas, a medio camino entre juntas
transversales
MTODO DE DISEO PCA
ANLISIS DE FATIGA

Los esfuerzos debidos al alabeo no son
considerados en el diseo
La magnitud de los esfuerzos crticos se reduce si
las bermas se anclan al pavimento
El anlisis de fatiga controla los diseos de
pavimentos delgados para bajo trnsito,
independientemente del tipo de transferencia de carga
en las juntas transversales
MTODO DE DISEO PCA
ANLISIS DE FATIGA

La resistencia a la fatiga se basa en la relacin de
esfuerzos:
Se considera que la resistencia a fatiga no consumida por
una carga queda disponible para ser consumida por las
repeticiones de otras cargas (Ley de Miner)
MTODO DE DISEO PCA
ANLISIS DE FATIGA
concretodelroturadeMdulo
ejeporcargalaporproducidoEsfuerzo

MTODO DE DISEO PCA
ANLISIS DE FATIGA

Considera que el pavimento falla por bombeo, por
erosin del soporte y por escalonamiento de las juntas
La deflexin ms crtica ocurre en la esquina de la
losa, cuando la carga est situada en la junta, en
cercanas de la esquina
MTODO DE DISEO PCA
ANLISIS DE EROSIN

La deflexin en la esquina de la losa se reduce si la
berma est anclada al pavimento o si la losa es lo
suficientemente ancha como para que las llantas
circulen lejos del borde de la losa
El anlisis de erosin controla el diseo de los
pavimentos espesos para trnsito medio y pesado
cuando la transferencia de carga es por trabazn de
agregados y controla el diseo para trnsito pesado
cuando la transferencia es por varillas
MTODO DE DISEO PCA
ANLISIS DE EROSIN

FACTORES DE DISEO DEL PAVIMENTO
Factor Medida
Soporte Mdulo de reaccin (k) de la subrasante o del conjunto
subrasante - subbase, si esta ltima se coloca
Resistencia del concreto Resistencia de traccin por flexin con carga en los
tercios medios. Se utiliza una resistencia de diseo a 28
das de curado de la mezcla y se denomina mdulo de
rotura.
Cargas del trnsito Se debe conocer el espectro de cargas por eje y
proyectarlo durante el periodo de diseo del pavimento.
Las cargas incluyen un factor de seguridad segn la
intensidad del trnsito (1.0, 1.1, 1.2)
Otros factores Tipo de transferencia de carga en juntas transversales.
Presencia de bermas de concreto ancladas al pavimento
MTODO DE DISEO PCA

CONSIDERACIONES DE DISEO
La resistencia de cada suelo se debe expresar entrminos del mdulo de reaccin (k)
No se requiere realizar correcciones de k porefectos estacionales
Se permite la determinacin de k por correlacincon el CBR
CBR (%) 3 4 5 8 10 20
k (pci) 100 120 140 175 200 250
MTODO DE DISEO PCA
Soporte del pavimento

La colocacin de una subbase para prevenir el
bombeo (granular o estabilizada) y para brindar un
apoyo ms uniforme a las losas, se traduce en un
incremento del mdulo de reaccin del soporte (k),
el cual se aprovecha en el diseo del espesor de las
losas
MTODO DE DISEO PCA

MTODO DE DISEO PCA

Los esfuerzos que sufre un pavimento rgido bajocarga son de compresin y tensin
Los esfuerzos de compresin son muy bajos respectode la resistencia a la compresin del concreto
Los esfuerzos de tensin pueden representar unafraccin importante de resistencia a flexin, razn porla cual son stos los que se consideran en el diseo delpavimento
MTODO DE DISEO PCA
Resistencia del concreto

MTODO DE DISEO PCA
Resistencia del concreto a flexin

El diseo hace uso del valor de fatiga del concretobajo flexin repetida
El criterio de fatiga se basa en la hiptesis de que laresistencia a fatiga no consumida por las repeticionesde una determinada carga queda disponible para lasrepeticiones de las dems
El consumo total de fatiga no deber exceder de100%
La ecuacin de fatiga est incorporada en lasgrficas de diseo
MTODO DE DISEO PCA
Resistencia del concreto

El mtodo exige el conocimiento del espectro decargas por eje, discriminado por tipo de eje (simple,tndem, triple)
El espectro actual debe proyectarse al futuro deacuerdo con la tasa de crecimiento anual de trnsito,para determinar el nmero esperado de aplicaciones decada grupo de carga por eje durante el periodo de diseoque, generalmente, es 20 aos
MTODO DE DISEO PCA
Cargas del trnsito

Las magnitudes de las cargas por eje se debenafectar por un factor de seguridad:
Vas con un flujo importante de trnsitopesado, FSC=1.2
Vas con moderado volumen de trnsito devehculos pesados, FSC= 1.1
Vas residenciales y otras con bajo volumende trnsito, FSC = 1.0
MTODO DE DISEO PCA
Cargas del trnsito

I - Tipo de transferencia de carga en las juntastransversales
El mtodo considera dos sistemas:
Por varillas para la transferencia de carga (pasadores)
Por trabazn de agregados
MTODO DE DISEO PCA
Otros factores

La inclusin de varillas para la transferencia decarga (pasadores) en la juntas trasversales decontraccin mejora el comportamiento del pavimentoen relacin con la posibilidad de falla porescalonamiento, en particular cuando los volmenes detrnsito son elevados
MTODO DE DISEO PCA
Otros factores

MTODO DE DISEO PCA
Otros factores
VARILLAS DE TRANSFERENCIA

MTODO DE DISEO PCA
Otros factores
TRABAZN DE AGREGADOS

II - Uso de bermas de concreto
El empleo de bermas de concreto ancladas alpavimento produce alguna transferencia de carga queda lugar a reducciones en los esfuerzos de flexin y enlas deflexiones producidas por las cargas de losvehculos, las cuales se pueden traducir en unadisminucin del espesor de diseo
MTODO DE DISEO PCA
Otros factores

II - Uso de bermas de concreto
MTODO DE DISEO PCA
Otros factores

TABLAS Y GRFICAS DE DISEO
MTODO DE DISEO PCA

TABLA PARA EL CLCULO DEL ESFUERZO EQUIVALENTE PARA
EJE SENCILLO EN UN PAVIMENTO SIN BERMAS DE CONCRETO (PARCIAL)
(EJE SIMPLE/EJE TNDEM)
50 100 150 200 300 500 700
4.0 825/679 726/585 671/542 634/516 584/486 523/457 484/443
4.5 699/586 616/500 571/460 540/435 498/406 448/378 417/363
5.0 602/516 531/436 493/399 467/376 432/349 390/321 363/307
5.5 526/461 464/387 431/353 409/331 379/305 343/278 320/264
6.0 465/416 411/348 382/316 362/296 336/271 304/246 285/232
6.5 417/380 367/317 341/286 324/267 300/244 273/220 256/207
k combinado (lb/pg3)Espesor
losas(pg)
MTODO DE DISEO PCA

GRFICA PARA ANLISIS DE FATIGA
MTODO DE DISEO PCA

TABLA PARA EL CLCULO DEL FACTOR DE EROSIN PARA EJE
SIMPLE EN UN PAVIMENTO CON SISTEMA DE TRANSFERENCIA POR
VARILLAS Y SIN BERMAS DE CONCRETO (PARCIAL)
(EJE SIMPLE/EJE TNDEM)
50 100 200 300 500 700
4.0 3.74/3.83 3.73/3.79 3.72/3.75 3.71/3.73 3.70/3.70 3.68/3.67
4.5 3.59/3.70 3.57/3.65 3.56/3.61 3.55/3.58 3.54/3.55 3.52/3.53
5.0 3.45/3.58 3.43/3.52 3.42/3.48 3.41/3.45 3.40/3.42 3.38/3.40
5.5 3.33/3.47 3.31/3.41 3.29/3.36 3.28/3.33 3.27/3.30

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