pavimento rigido pca

PAVIMENTO RIGIDO

Mt d d l i i d lMtodo de la asociacin del Cemento Prtland (PCA)Cemento Prtland (PCA)

Universidad Catlica Argentina Ctedra de Carreteras y Aeropuertos

Factores de diseoFactores de diseo


1. Resistencia a la flexin de concreto2. Capa de apoyo3 d d di3. Perodo de diseo4 Nmero de repeticiones esperadas para cada eje4. Nmero de repeticiones esperadas para cada eje

- Repeticiones esperadasp p- Trnsito medio diario anual (TMDA)- Factor de crecimiento anual (FCA)

Factor de sentido- Factor de sentido- Factor de Carril

5. Factor de seguridad de cargaUniversidad Catlica Argentina

Ctedra de Carreteras y Aeropuertos

1. Resistencia a la Flexin del Concreto Es aplicable en el procedimiento de diseo para el

criterio de fatiga que controla el agrietamientocriterio de fatiga, que controla el agrietamiento del pavimento bajo la repeticin de cargas

El alabeo del pavimento de concreto bajo las d l t fi f t t dcargas del trfico provoca esfuerzos tanto de

compresin como de flexinp La relacin de los esfuerzos a flexin contra la

i i l fl i d l h resistencia a la flexin del concreto es mucho ms alta respecto a la compresinp p


La resistencia a la flexin del concreto es determinada por la prueba del modulo de ruptura, realizada en vigas de 6x6x30 pulgadasrealizada en vigas de 6x6x30 pulgadas

El mdulo de ruptura puede encontrarse aplicando la carga de 3 puntos (American Society for Testing and Materials ASTM C78)and Materials, ASTM C78)

La prueba del mdulo de ruptura es comnmente p prealizada a los 7, 14, 28 y 90 das.


Los resultados a los 7 y 14 das son comparados contra especificaciones de control de calidad y para determinar cuando puede ser abierto alpara determinar cuando puede ser abierto al trnsito un pavimento

Los resultados a los 28 das se han usado generalmente para el diseo de espesores degeneralmente para el diseo de espesores de autopistas y calles

Los resultados a los 90 das son usados para el diseo de aeropistasdiseo de aeropistas


2. Capa de Apoyo El terreno de apoyo esta definido en trminos del

mdulo de reaccin de la subrasante demdulo de reaccin de la subrasante de Westergaard (k)

Es igual a la carga en libras por pulgada cuadrada d d ( l t d 30 d di t )de un rea cargada (un plato de 30 de dimetro) dividido entre la deformacin en pulgadas que p g qprovoca dicha carga


Los valores de k son usualmente estimados mediante una correlacin a pruebas ms simples como la del VRS (valor Relativo de Soporte)como la del VRS (valor Relativo de Soporte)

Ya que variaciones normales del valor k no afecta significativamente los requerimientos del espesor del pavimentoespesor del pavimento

Para evitar mtodos tediosos que requieren de q qdiseo para las variaciones de k en las pocas del ao lo valores recomendables como valoresao, lo valores recomendables como valores promedio son los de verano u otoo


3. Perodo de diseo Es sinnimo del trmino perodo de anlisis de

trficotrfico El perodo de diseo de 20 aos es elEl perodo de diseo de 20 aos es el

comnmente empleado en el procedimiento de di d i tdiseo de pavimentos


4. Nmero de repeticiones esperadas para cada ejePara poder conocer estos valores tendremos que conocer varios factores referentes al trnsito:conocer varios factores referentes al trnsito:

Trnsito medio diario anual (TMDA)Trnsito medio diario anual (TMDA) El % que representa cada tipo de eje en el TMDA El factor de crecimiento del trfico

El f t d tid El factor de sentido El factor de carrilEl factor de carril El perodo de diseo


Repeticiones Esperadas

Re = TMDA x %Te x FS x FC x Pd x FCA x 365 %

% Te = % del TMDA para cada tipo de ejeFS = Factor de SentidoFS Factor de SentidoFC = Factor de CarrilPd P d d Di Pd = Perodo de DiseoFCA = Factor de Crecimiento Anual365 = das de un ao


Trnsito medio diario anual (TMDA) Puede obtenerse de aforos especializados de algn organismo relacionado con el transporte ya seaorganismo relacionado con el transporte, ya sea municipal, estatal federal. Lo importante es que se

ifi l i i d fiespecifique la composicin de este trficoEl mtodo de diseo de la PCA recomienda queEl mtodo de diseo de la PCA recomienda que considera nicamente el trfico pesado, es decir que

d i t d l t fi li t ilse desprecie todo el trfico ligero como automviles y pick-ups de 4 llantas


Factor de Crecimiento Anual (FCA) Para conocer el factor de crecimiento anual se requiere nicamente del perodo de diseo en aos yrequiere nicamente del perodo de diseo en aos y de la tasa de crecimiento anual.Se puede determinar de forma rpida con ayuda de la tabla 2.5-3 o de una manera ms exacta aplicando latabla 2.5 3 o de una manera ms exacta aplicando la siguiente formula:


Factores que influyen en las tasas de crecimiento anual y proyecciones de trfico:

El trfico atrado desviado El incremento del- El trfico atrado desviado. El incremento del trfico existente debido a la rehabilitacin de algn camino existente. - Crecimiento normal de trficoCrecimiento normal de trfico. - Trfico generado. El incremento provocado por los vehculos que no circularan por la va si la nueva facilidad no se hubiese construido. c d d o se ub ese co s u do.- Trfico por desarrollo. El incremento provocado

bi l d l l d bid lpor cambios en el uso del suelo debido a la construccin de la nueva facilidad


Factor de Sentido El factor de sentido se emplea para diferenciar las vialidades de un sentido de las de doble sentidovialidades de un sentido de las de doble sentido

Factor de CarrilFactor de CarrilEl porcentaje de vehculos que circulan por el carril de la derecha, que es el carril con ms trficotrficoLa PCA recomienda la siguiente tabla:


5. Factor de Seguridad de CargaSe recomienda:

(1 3) C i l lt l- (1.3) Casos especiales con muy altos volmenes de trfico pesado y cero mantenimiento- (1.2) Para Autopistas vialidades de varios carriles en donde se presentar un flujocarriles en donde se presentar un flujo ininterrumpido de trfico y altos volmenes de trfico pesado. - (1 1) Autopistas y vialidades urbanas con(1.1) Autopistas y vialidades urbanas con volmenes moderados de trfico pesado. - (1.0) Caminos y calles secundarias con muy poco trfico pesado


co pesado

Procedimiento de diseoProcedimiento de diseo


Requiere conocer los siguientes factores: Tipo de junta y acotamiento Resistencia a la flexin del concreto (MR) a 28 dasResistencia a la flexin del concreto (MR) a 28 das El valor del mdulo de reaccin K del terreno de

apoyo Factor de seguridad de la carga (LSF) g g ( ) Nmero de repeticiones esperadas durante el perodo

de diseo para cada tipo y peso de ejede diseo, para cada tipo y peso de ejeEl mtodo considera dos criterios de diseo:

Fatiga (para controlar el agrietamiento por fatiga) Erosin (para controlar la erosin del terreno deErosin (para controlar la erosin del terreno de

soporte, bombeo y diferencia de elevacin de las juntas)


juntas)

Anlisis por fatigaAnlisis por fatiga


Pavimentos de trfico ligero (calles residenciales y caminos secundarios independientemente de si las juntas tienen o pasajuntas) y pavimentos conjuntas tienen o pasajuntas) y pavimentos con trfico mediano con pasajuntas en las juntas

i j i i bl i Con sin pasajuntas. La nica variable es si se cuenta no con apoyo lateral p y

Sin apoyo lateralTabla 2.5.5 y la figura 2.5.5

Con apoyo lateral Con apoyo lateralTabla 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 deequivalente en las celdas 8, 11, 14 del formato de diseo de espesores. Estos valores se obtienen de las tablas apropiadas de factores de esfuerzos equivalentestablas apropiadas de factores de esfuerzos equivalentes (tablas 2.5.5 y 2.5.6), dependiendo del espesor inicial y l l d kel valor de k.

2. Dividir los valores de esfuerzo equivalente entre el qmdulo de ruptura del concreto, al resultado le llamamos relacin de esfuerzos y se obtiene una parallamamos relacin de esfuerzos y se obtiene una para cada tipo de eje (sencillo, tndem y tridem). Estos valores los anotamos en el formato de diseo devalores los anotamos en el formato de diseo de espesores (tabla 2.5.4) en las celdas 9, 12 y 15.


3. Llenar la columna 4 de repeticiones permisibles3. 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 se4. Obtener el % de fatiga de cada eje. El % de fatiga se anota en la columna 5 y se obtiene dividiendo las

ti i d ( l 3) t lrepeticiones 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 dao por fatiga para obtener el p j p g pporcentaje total de dao por fatiga


Anlisis por erosinAnlisis por erosin


Pavimentos con trfico mediano a pesado con t f i d t b d d ( itransferencia de carga por trabazn de agregados (sin pasajuntas) y pavimentos de trfico pesado con pasajuntas

Sin apoyo lateralSin apoyo lateral Para pavimentos con pasajuntas, emplear la tabla 2.5.7

y la figura 2 5 6y la figura 2.5.6 En los pavimentos en que la transferencia de carga se

realiza exclusivamente mediante la trabazn de los agregados, use la tabla 2.5.8 y la figura 2.5.6 g g , y g


Con apoyo lateral Para pavimentos con pasajuntas continuamente

reforzados, emplear la tabla 2.5.9 y la figura 2.5.7 , p y g Mediante la trabazn de los agregados, use la tabla

2 5 10 y la figura 2 5 72.5.10 y la figura 2.5.7


Procedimiento: 1. Anote en las celdas 10,13 y 16 del formato de diseo1. Anote en las celdas 10,13 y 16 del formato de diseo

de espesores, los correspondientes factores de erosin obtenidos de las tablas adecuadas (tablas 2.5.7 a (2.5.10)

2 Calcule las repeticiones permisibles con ayuda de2. Calcule las repeticiones permisibles con ayuda de la figura 2.5.6 y la figura 2.5.7, y antelos en la columna 6 del formato de diseo de espesores.columna 6 del formato de diseo de espesores.

3. Calcule el porcentaje de dao por erosin (columna 7) para cada eje dividiendo las repeticiones esperadas7) para cada eje dividiendo las repeticiones esperadas (columna 3) entre las repeticiones permitidas (columna 6) y multiplicando el resultado por 100(columna 6) y multiplicando el resultado por 100, para posteriormente totalizar el dao por erosin. Al emplear las grficas no es necesario una exactaAl emplear las grficas no es necesario una exacta interpolacin de las repeticiones permisibles.


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