adoquinados

DISEÑO DE

PAVIMENTOS

ING. GERMÁN LUNA H. 1

DISEÑO DE PAVIMENTOS

ADOQUIMADOS

DISEÑO DE PAVIMENTOSING. GERMÁN LUNA H.

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BREVE HISTORA DE LOS ADOQUINES

En los años 300 A.C. los romanos emplearon trozos

de piedra labrada para proporcionar una

superficie lisa en la construcción de la Vía Apia.

Esta solución de pavimentos se ha seguido

utilizando intensivamente en Europa, América y a

nuestro país llegó con la conquista española.

A pesar que en el imperio incaico ya se usaba el

empedrado para mantener sus caminos.


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En los años 70, en Inglaterra, se formaliza una

investigación para definir un método racional de

diseño que le permita al adoquinado competir con

las soluciones tradicionales.

Se llegó a comprobar que la capacidad de disipar

cargar de un adoquinado sobre cama de arena es

equivalente a una capa de 150 mm de material

bituminoso


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Con estos resultados iniciales, la Concrete Mansory

Association patrocinó un estudio más profundo

empleando un simulador de tráfico pesado sobre

varias estructuras de prueba y considerando varias

condiciones de fundación, forma y climáticas; lo que

derivó en un método propio de diseño


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DISTRIBUCION DE ESFUERZOS

El objetivo de todo diseño de pavimentos, como

sabemos, es asegurar un Nivel de Servicio

satisfactorio durante toda la vida útil para la que

se ha diseñado.

Esto se logra evitando el deterioro con una

adecuada distribución de esfuerzos.


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La distribución de las presiones generadas por la carga de tráfico está en relación con los componentes del llamado PATH (Pavimento de Adoquines Trabajos de Hormigón).

Los elementos fundamentales son los siguientes:

Restricción de borde

Capa de rodadura

Cama de Arena

Sub-Base

Sub-Rasante


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ESTRUCTURA TÍPICA


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CAPA DE RODADURA

Está formada por los adoquines de hormigón que,

con una adecuada Trabazón, permite la transmisión

de la carga superficial aplicada en pequeñas

áreas hacia áreas más extensas en las capas

inferiores.

Esta característica mejora con el tiempo y el uso del

pavimento, produciéndose a la larga una trabazón

total que se conoce como Hermeticidad.


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TRABAZÓN

Es la capacidad de los adoquines de resistir un

desplazamiento relativo respecto a sus vecinos.

Se adquiere rigidez, dejando de ser elementos

aislados para conformarse como una capa

estructural que no se afecte por el paso del

volumen de tráfico ni por ejes de este 1 a 8 Ton.

En el diseño y construcción se deben cuidar tres

aspectos.


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TRABAZÓN VERTICAL

Para evitar que los adoquines se hundan respecto a

sus vecinos debido a las cargas centradas.

Se provee de una fijación entre los adoquines

mediante la vibración final de la superficie, para

que una parte de la arena en la yacen ascienda

por los cantos al menos 25 mm.

Así la carga vertical de un adoquín se trasmite a los

vecinos por el esfuerzo de corte que se desarrolla


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TRABAZÓN ROTACIONAL

Cuando se aplica una carga asimétrica en el borde del adoquín, éste tiende a rotar con el consiguiente desplazamiento de sus vecinos.

Este fenómeno se evita con la adecuada restricción de borde


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TRABAZÓN LONGITUDINAL

Las fuerzas horizontales que se desarrollan por la

aceleración o el frenado de los vehículos producen

movimientos longitudinales de los adoquines.

Se hace notorio en la senda de las huellas

principales de la vía.

Para esto se implementan Bermas de hormigón

cada cierta distancia o también con el uso de

algunas Tramas o Aparejos en la colocación del

adoquín


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TRAMAS O APAREJOS


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ADOQUINES

La capacidad estructural de estos elementos

dependen esencialmente de tres factores

fundamentales:

Forma del adoquín

Espesor del elemento

Aparejo de acomodo

La resistencia a la compresión del hormigón empleado

tiene cierta influencia


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FORMA DEL ADOQUÍN

Los ensayos y la experiencia han demostrado que

los adoquines dentados se comportan de mejor

manera que aquellos con lados rectos o de

ondulaciones suaves, que son los tres grupos típicos


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ESPESOR DEL ELEMENTO

Las pruebas con el simulador de tráfico pesado

pudieron demostrar que con espesores de adoquín

superiores 8 cm, las deformaciones y deterioro

permanente del pavimento son considerablemente

bajas; y que, con espesores superiores a 10 cm los

beneficios logrados en este aspecto no son

significativos.


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APAREJO

La experiencia a llevado a establecer que la manera de acomodo de los adoquines en su lecho tiene gran influencia en su comportamiento como estructura.

Los aparejo o tramas más comunes son:

Espina de Pez (H)

De corredor, en hilera o longitudinal (S)

Trama de canasto o esterilla (M)

Las tramas de espina de pez y de canasto se emplean para tráfico pesado


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RESISTENCIA A COMPRESIÓN f’c

La resistencia a compresión del hormigón no tiene

influencia significativa en el PATH cuando se

encuentra entre 250 y 500 kg/cm2 .

Para fijar una resistencia mínima se deben tomar en

cuenta factores climáticos como épocas de hielo-

deshielo.

En el Ecuador es aconsejable una resistencia de

350 kg/cm2, básicamente por el tema de desgaste

superficial en tráfico pesado.


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CAMA DE ARENA

El objetivo de esta capa es la de servir de base de

asentamiento para los adoquines, para evitar la

concentración de cargas puntuales.

Pero el espesor de esta capa influye en la

deformación y conservación del PATH que se

genere bajo tráfico pesado.

Por experimentación se determina que el espesor

óptimo de esta capa es de 2.5 a 3 cm,

compactada.


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EFECTO DE LA CAMA DE ARENA


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FACTOR DE FORMA Y TRÁFICO


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SUB BASE

Al igual que en los demás tipos de pavimentos, esta

capa absorbe las presiones que se trasmiten desde

la capa de rodadura y las transfiere disminuidas y

uniformizadas al terreno de fundación.

Pueden ser de materiales granulares bien

graduados o producto de estabilizaciones con

cemento.


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Los factores que influyen en su conformación son:

granulometría de sus materiales componentes

Espesor de la capa

Grado de compactación.

En el Ecuador se emplea las SubBases

especificadas como Clase II o Clase III.

Los espesores se determinan con base al Tráfico

esperado, y de la calidad de la Subrasante,

mediante un gráfico preparado para el efecto.

SUB-RASANTE

Una de las causas más importantes de falla de los

PATHs son las deformaciones permanentes

originadas por los esfuerzos o tensiones de corte

provocadas por el tráfico, y la determinación o

selección adecuada de la resistencia adminsible del

suelo o capacidad portante es vital.

El CBR critico se lo considera cuando elsuelo está

saturado, pero si se controla la presencia de agua

y se trabaja con selos suecos, el CBR se podría

incrementar en un 1 o 2%.


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SUB- RASANTE


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EFECTO CLIMÁTICO

La presencia de agua es el principal problema

externo que se debe evitar. Puede aparecer por

penetración desde la superficie que se elimina con

el paso del tiempo y el uso debido a la

hermeticidad que se logra con el sello natural de

las juntas

Tambien aparece por efecto de la capilaridad de

las capas freáticas, por esto se dseñan sub-

drenajes para que el agua esté a 80 cm o más de

la subbase


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ESPESOR RECOMENDADO MÍNIMO


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Granulometría recomendada


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COMPACTACIÓN SUB-BASE

Resultado experimental de la densificación con

respecto al número de pasadas del rodillo


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EJEMPLO

Diseñar el adoquinado para un acceso a un

conjunto habitacional con ciruculación de vehículos

particulares. El selo natural es una arena arcillosa.

No hay nivel freático alto. Se utilizaán adoquines

rectangulares


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DIMENSIONAMIENTO DE

EMPEDRADOS

Sin lugar a dudas es la solución más usada en

pavimentos de sectores rurales o de interés social.

La experiencia con su uso ha sido muy positiva

desde la visión de desempeño técnico, pero no ha

sido objeto de estudio apropiado.

Conceptualmente el empedrado es una pavimento

flexible.

No existe un método normalizado de diseño sino

más bien se usa el empirismo con algunos apoyos

técnicos e laexperiencia


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No requiere de mano de obra especializada, pero

si algunas indicaciones generales del proceso

constructivo.

El material usado es el canto rodado de tamaños

entre 10 y 15 cm que se obtiene por cribado o or

selección manual de riveras de los ríos. El desgaste

a la Abrasión Los Angeles debe ser menor al 40%.

Se usa como Recebo o relleno de juntas a un

material plástico areno-arcilloso.


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Se coloca con paletas de igualación y combos de

10lb. Formando cuadros con piedras maestras,

para luego hacer el relleno.

Se emplean Pizones para su compactación y

nivelación , conforme a las pendientes dadas con

piolas.


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EMPEDRADOS

PROCEDIMIENTO PARA DISEÑO

1.- Ingresar con el valor BR verticalmentehasta la

curva del trafico existente.

2.- moverse horizontalmente a la izquierda para

hallar el espesor necesario de pavimento (h)

3.- Si el espesor de la piedra es menor o igual al

espesor de la piedra disponible, el empedrado

funcionará bien.

4.- Si el espesor necesario es mayor al de la piedra

disponible, se debe mejorar la subrasante en la

diferencia de espesor.DISEÑO DE PAVIMENTOSING. GERMÁN LUNA H.

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5.- El CBR de mejoramiento se lo encuentra

haciendo el proceso inverso: ingresar con el espesor

disponible hasta la curva del Trafico y mirar

verticalmente el CBR necesario.

6.- se deberán hacer controles de compactación y

CBR en una capa de subrasante de mínimo 15 o 20

cm.


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adoquinados

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