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Diseño de pavimentos

con la ROM

n Ana Lope Carvajal

Master en ingeniería de Puertos y Costas

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Diseño de pavimentos con la ROM 4

PORCENTAJE DE UTILIZACIÓN DE LA ROM 4.1 EN EL

PROYECTO DE LOS PAVIMENTOS PORTUARIOS

24%

76%

NO

Si

3

Diseño de pavimentos ROM 4.1

Recomendaciones para el Proyecto y construcción de Pavimentos Portuarios (ROM 4.1) inscrita dentro del programa ROM

Basada en:

ROM 0.2-90 Acciones a considerar en el proyecto y construcción de obras marítimas

ROM 0.5-94 Recomendaciones geotécnicas para obras marítimas

Manual The structural design of heavy duty pavements for ports and other industries de la British ports Association

Normativa española de firmes y carreteras 6.1-IC ‘Secciones de firme’

Diseño de pavimentos ROM 4.1

En revisión 2013: ROM 4.1 Pavimentos en áreas portuarias

ROM 0.5-05 Recomendaciones Geotécnicas para Obras marítimas y portuarias.

ROM 2.0-11 Recomendaciones para el proyecto y la ejecución de obras de atraque y amarre

4

5

AMBITO DE APLICACIÓN

Proyecto de firmes y pavimentos portuarios definitivos (vida útil 15 años)

Contenido:

1. GENERAL

2. USO DE LAS SUPERFICIES TERRESTRES PORTUARIAS

3. CARACTERIZACION DE LAS CARGAS EN LAS SUPERFICIES PORTUARIAS

4. RELLENOS Y EXPLANADAS

5. MATERIALES PARA FIRMES Y PAVIMENTOS

6. DIMENSIONAMIENTO DE FIRMES PORTUARIOS

7. PRESCRIPCIONES DE PROYECTO Y CONSTRUCCIÓN

CATALOGO DE SECCIONES ESTRUCTURALES NORMALIZADAS

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USOS DE LAS SUPERFICIES

TERRESTRES Y PORTUARIAS

Usos: comercial, industrial, pesquero, militar, deportivo o de recreo.

Actividad:

Z. Operación: transferencia y manipulación de mercancías con cambio de modo de transporte (15 m. mínimo ó 5 m. por detrás de la pata trasera de la grúa sobre carriles).

Z. Almacenamiento: destinada al acopio de mercancías. Se clasifican por diferentes criterios: cubiertas o descubiertas, altura de apilamiento, tiempo, naturaleza de mercancía y forma de presentación.

Vía de comunicación: viales de maniobra y viales de acceso

Z. Complementarias: excluido el tráfico de mercancías. Son zonas urbanizadas, de paseo o aparcamiento.

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USOS ZONAS SITUACIONES

Por rodadura

Por elevación

Por rodadura yelevación

OPERACIÓN

Por sistemas continuos

Circulación de equiposde movilidad norestringida

Circulación de equiposde movilidad restringida

ALMACENAMIENTO

Depósito

Vías de maniobraVÍAS DECOMUNICACIÓN Viales de acceso

Circulación

COMERCIAL

Graneles líquidosGraneles sólidos ordinariosGraneles sólidos pesadosMercancía generalconvencionalMercancía general pesadaMercancía general unificada

Contenedores

Semirremolques y ro-roOtros tráficos

COMPLEMENTARIAS

Estacionamiento

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USOS ZONAS SITUACIONES

INDUSTRIAL Análogo a uso comercial para mercancía generalpesada

MILITARAnálogo a uso comercial para mercancía generalconvencional y cargas Ro-Ro

Pesca de bajuraOPERACIÓN Pesca de altura

Clasificación y preparación

DepósitosCLASIFICACIÓN,PREPARACIÓN YVENTA

Lonjas

Vías de maniobraVÍAS DECOMUNICACIÓN Viales de acceso

Circulación

PESQUERO

COMPLEMENTARIAS Estacionamiento

Grandes embarcacionesOPERACIÓN OVARADA Pequeñas embarcaciones

Circulación

DEPORTIVO O DERECREO

COMPLEMENTARIAS Estacionamiento

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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS

EN LAS SUPERFICIES PORTUARIAS

Establecer Categoría de Tráfico: combinación de una clasificación previa de las CARGAS que actuarán y INTENSIDAD USO de la superficie

Clasificación de las cargas:

1. Cargas de estacionamiento o almacenamiento: debidas al peso de la mercancía. Cargas repartidas o cargas concentradas

Cargas repartidas: almacenamiento graneles

Qv= * Ha (KN/m2)

Qv:carga por área elemental; : peso específico material (kN/m3) y Ha: Altura máxima de almacenamiento del material en m.

Cargas concentradas: contenedores: TEU (Transport Equivalent Unit) contenedor de 20 pies

10



Clasificación de las cargas:

20 pies: Qmáx:200 KN; Qmedia:130 KN

40 pies: Qmáx:300 KN; Qmedia:200 KN

Apilamiento en fila bloque y diferentes alturas

Pavimentos sin deterioros: lechos de grava, adoquines, h. Armado.

2. Cargas de equipos de manipulación de mercancías: movilidad restringida sobre carriles o movilidad no restringida.

3. Cargas de tráfico pesado convencional

Las cargas se clasifican como Bajas, Medias o Altas

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TABLA 4.6.4.2. PESOS ESPECIFICOS APARENTES Y ANGULOS DE ROZAMIENTO

INTERNO DE MERCANCIAS Y SUMINISTROS USUALES ESTACIONADOS O

ALMACENADOS EN ZONAS PORTUARIAS, SEGÚN FORMA DE PRESENTACION

GRANELES γap

(kN/m3)

Φ

(º)

MERCANCIAS APILADAS γap

(kN/m3)

GRANELES SOLIDOS

MINERALES MINERALES Bauxita (en sacos)

Mineral de cromo (en cajss) Mineral de manganeso (en sacos)

Mineral de níquel (en sacos)

Mineral de níquel (en barriles)

9

25 15

16.5

14.5

PRODUCTOS METALURGICOS Y

SIDERURGICOS

Alumina

Mineral de aluminio (bauxita) Mineral de cobre (piritas)

Mineral de cromo

Mineral de estaño (casiterita) Mineral de hierro (limonitay magnetita)

Mineral de magnésio

Mineral de manganeso Mineral de plomo (galena)

Mineral de zinc (blenda)

Pirita tostada

17

14 26

26

20 30

15

24 28

18

14

35 50 (hum)-28(séc)

45 40

38

40 35

45

40 38

45

PRODUCTOS QUIMICOS

Abonos artificiales

Abonos minerales Azufre

Carburo Fosfatos

Potasas

12

12 12

9 11

11

40

30 40

30 35

35

Acero (en barras) Acero (en bobinas)

Acero (en lingotes)

Acero (en planchas) Aluminio (en lingotes)

Cobre (en bobinas)

Cobre (en lingotes) Cobre (en planchas)

Estaño (en lingotes)

Zinc (en lingotes)

30 28

36

35 12.5

11

35 35

34

25

COMBUSTIBLES SOLIDOS PRODUCTOS QUIMICOS

Azufre (en sacos) Azufre (en barriles)

Fertilizantes (en sacos)

Potasas (en sacos)

10 7.5

9

10

COMBUSTIBLES SOLIDOS

Briquetas de lignito (apiladas)

Turba (en pacas)

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5

MATERIALES DE CONSTRUCCION

Briquetas de lignito amontonadas Carbón de leña en trozos

Coque de hulla

Hulla en bruto húmeda Hulla pulverizada

Hulla en residuos de lavadero

Hulla en otras formas Leña en astillas

Leña troceada

Lignito seco húmedo

Serrín de madera asentado o húmedo

Serrín de madera suelto Turba seca

húmeda

8 4

5

10 7

12

8.5 2

4

7 10

5

2.5 1.0

9.5

30 45

40

45 25

0

30 45

45

35 40

45

45 35

-

Arena (en cajas)

Caolín (en sacos)

Cemento (en sacos) (en barriles)

Yeso (en sacos

6

7.7

15 10

8.3

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TABLA 4.6.4.3. ALTURAS MAXIMAS USUALES DE APILAMIENTO DE MERCANCIAS Y

SUMINISTROS EN EXPLANADAS EXTERIORES DE AREAS PORTUARIAS (considerando

condiciones tipo de explotación)

Ha,max (en m) USOS NATURALEZA Y TIPO DE MERCANCIA O

SUMINISTRO En área de

operación

En área de

almacenamient

o

GRANELES LIQUIDOS SIN INSTALACION ESPECIFICA

DE ALMACENAMIENTO

En barriles 2.00 5.00

GRANELES SOLIDOS SIN INSTALACION ESPECIFICA

DE ALMACENAMIENTO

Ordinarios o pulverulentos

Pesados (minerales)

3.00

3.00

10.00

15.00

MERCANCIA GENERAL CONVENCIONAL

Paletizada

No paletizada Ordinaria Pesada

Vehículos vacíos

(sin instalación específica de almacenamiento)

2.00

3.00 2.00

1.50

(1 altura)

5.00

7.00 5.00

1.50

(1 altura)

CONTENEDORES

estacionamiento y almacenamiento sin plataforma o

semirremolque

5.00

(2 alturas)

5.00-12.00

(2-5 alturas)

COMERCIAL

SUMINISTROS PASAJEROS

Paletizados No paletizados

2.00 3.00

- -

PESQUERO Pescado (en cajas) y suministros 2.00 2.50

NAUTICO-DEPORTIVO Suministros 1.00 2.00

INDUSTRIAL 1) 3.001) 3.001)

MILITAR Suministros 3.00 3.00

NOTAS

1) Las alturas que se incluyen en esta tabla son de aplicación para obras de atraque de instalaciones dedicadas tanto a la construcción

y reparación de buques como de plataformas offshore. Para otros usos industriales asociados con la recepción o salida de materias

primas, así como de productos elaborados, coincidirán con las correspondientes establecidas para el uso comercial equivalente.

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CARGAS DE ALMACENAMIENTO

CARGAZONA OPERACION ZONA

ALMACENAMIENTO

Carga (KN) Presión (Mpa) Carga (KN) Presión(Mpa)

G. Sólidos

G. sólidos ordinarios 0.04 0.08

G. sólido pesado 0.07 0.15

M. General

M.G. Convencional 400 0.8 700 1.5

M.G. pesada 900 1.8 1200 2.0

Contenedores

40 pies en bloque ycinco alturas

1524 en 0,356x 0,324 m2

13,2

40 pies en bloque ytres alturas

914 en 0,356x 0,324 m2

7,9

Semirremolques

1Mpa (10 Kp/cm2) 70 40

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CARGAS EQUIPOS MANIPULACION MERCANCIAS

Grúas pórtico (Portal Cranes): Zona de operaciones: grúas de muelles

Son giratorias y se pueden desplazar paralelamente al cantil

Circulan sobre carriles dispuestos sobre vigas o pilotes: no actúan sobre firmes

Grúas portacontenedores (Portainers)

Zona de operaciones

No son giratorias, carretón se mueve perpendicularmente al cantil y paralelamente al muelle

Circulan sobre carriles

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Pórticos de almacenamiento (Transtainers, RTG)

Manipulación contenedores en zona almacenamiento hasta 5 alturas

Sobre neumáticos o sobre carriles

Cargas de hasta 450 KN por rueda y presiones de 1,1 Mpa.

Circulación restringida caminos rodadura, viga flotante. En zonas de giro planchas de acero de 1,5 x 1,5 m2 en planta

Carretillas pórtico (Straddle carriers)

Sin restricciones en zona almacenamiento y operación

Almacenamiento contenedores en tres alturas

Las ruedas giran en todas direcciones

Cargadores frontales (Front Lift Trucks)

No restringida, manipulación contenedores hasta 4 alturas

Muy agresivos para el pavimento (cargas hasta 220 KN por rueda)

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PÓRTICO DE ALMACENAMIENTO

(TRANSTAINERS)

CARRETILLAS PÓRTICO

(STRADDLE CARRIERS)

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Cargadores laterales (Side Loader Lift trucks)

No restringida, manipulación m. general y contenedores hasta 4 alturas

Momento pésimo durante carga y descarga: gatos estabilizadores (cargas hasta 220 KN por rueda)

Grúas automóviles (Mobile Cranes)

Manipulación mercancía general y contenedores 4 alturas

Situación pésima con carga lateral o hacia atrás sobre gatos

Tractores con semirremolque (Roll-trailers)

traslado de mercancía general y contenedores

Cargas de equipos de elevación de embarcaciones(travelifts)

En zonas de operación o varada de puertos deportivos

Dejar en seco barcos de entre 200 y 2000 KN de desplazamiento

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TRAVELIFT

GRÚA AUTOMOVIL

CARGADOR FRONTAL

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EQUIPO DEMANIPULACION

CARGA MÁXIMA ENCADA PUNTO DE

APOYO (Kn)

MÁXIMA PRESIONDE CONTACTO

(Mpa)

Grúas Pórtico Zona de operación sobre vigas

Grúasportacontenedores

Zona de operación sobre vigas

Pórtico dealmacenamiento (5)

450 1.1

Carretilla pórtico (3) 130 1.1

Cargador frontal de 5 t(hasta 4)

30 0.8

Cargador frontal de 20 t 110 0.7


Cargador lateral (4) 230 0.6

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EQUIPO DE

MANIPULACION

CARGA MÁXIMA EN

CADA PUNTO DE

APOYO (Kn)

MÁXIMA PRESION

DE CONTACTO

(Mpa)

Grúa automóvil de 10 t 150 0.4





Tractor más

semirremolque de 40 t

35 2.2

Tractor más


70 2.2

Equipo elevación

embarcaciones

600 1,1

Tráfico pesado

convencional

130-380 1,5

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CARGAS TRAFICO PESADO CONVENCIONAL

Cargas de tráfico pesado convencional: camiones de carga útil superior a 3 t de más de cuatro ruedas y sin remolque; camiones con uno o varios remolques; vehículos articulados; transporte de personas de más de 9 plazas.

Carga por eje simple: 130 KN

Carga por eje tandem o doble: 210 KN

Carga total veh rígido dos ejes: 200 KN

Carga total veh rígido tres ejes: 260 KN

Carga total veh rígido de 4 ó más ejes, veh. Articulados y trenes de carretera: 380 KN.

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Uso comercial Zona de operación CARGA DE CÁLCULO DE ALMACENAMIENTO: ALTA

Graneles líquidos: BAJA

Graneles sólidos: MEDIA

Mercancía general: ALTA

Contenedores: ALTA

Cargas Ro-Ro: MEDIA

CARGA DE CÁLCULO DE MANIPULACIÓN: ALTA

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Cargas de cálculo-CONTENEDORES

Qv KN (0,1 T)Pv 1Mpa= 10 kg/cm2

Cargas equiposmanipulación

Cargaalmacenamiento

Zona de operación (general para Uso Comercial)

BAJA Qv <120KN y Pv< 1,1Mpa Qv< 120 KN y pv<0,7 Mpa

MEDIA 120KN <Qv<700 KN ó1,1 Mpa Pv 1,5 Mpa

120 KNQv500 KN ó

0,7 Mpa pv1,0 Mpa

ALTA Qv>700 KN y Pv> 1,5 Mpa Qv>500KN y pv>1,0 Mpa

Zona de almacenamiento

BAJA Qv <120KN y Pv< 1,1Mpa Qv< 100 KN y pv<4 MpaHasta 2 alturas

MEDIA 120KN <Qv<700 KN ó

1,1 Mpa Pv 1,5 Mpa100 KNQv1200 KN ó

4 Mpa pv10 Mpa

3-4 alturas

ALTA Qv>700 KN y Pv> 1,5 Mpa Qv>1200KN y pv>10 MpaMás de 5 alturas

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EQUIPO DE MANIPULACIÓN CARGA MÁXIMA EN CADA

PUNTO DE APOYO (kN)

MÁXIMA PRESIÓN DE

CONTACTO (MPa)

Pórtico de almacenamiento 675 1,35

Carretilla pórtico o lanzadera 324 1,08

Cargador frontal de 100 kN 108 1,08






Cargador lateral 405 1,08

Grúa automóvil de 35 t 675 1,35

Grúa automóvil de 40 t 1012,5 1,35




31



Indices de intensidad de uso de las superficies: número de veces que durante la vida útil se aplican las cargas sobre una superficie.

Se establecen unos índices de explotación portuaria para una determinada magnitud por año en el año medio de la vida útil.

Materiales manipulados por rodadura por unidad de atraque en el año medio de la vida útil

Materiales almacenados por unidad de superficie en la zona y en el año medio de la vida útil’.

Se clasifican como Reducidas, Medias o Elevadas.

Sin datos MEDIA

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Uso comercial Zona de operación

Rodadura: 1,0

Elevación: 0,30

Rodadura y elevación: 0,70

Continuos: 0,10

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Intensidad uso. Uso Comercial

REDUCIDA MEDIA ELEVADA

Zona operación I1.1

(T/m)

I1.1 <300 300 I1.1 3000 I1.1 > 3000

Zona almacenamiento

Graneles sólidosI1.2 (T/m2)

I1.2 < 6 6 I1.2 60 I1.2 > 60

Mercancía GeneralI1.3 (T/m2)

I1.3 < 2 2 I1.3 20 I1.3 > 20

Contenedores I1.4

(TEU/m2)

I1.4 < 0,2 0,2 I1.4 2 I1.4 > 2

Semirremolque I1.5

(TEU/m2 ó T/m2)

I1.5 < 0,2 óI1.5 <2

0,2 I1.5 2 ó

2 I1.5 20

I1.5 > 2 óI1.5 > 20

Vías de maniobra Intensidad de uso más elevada entre las determinadas en las zonascomunicadas

Vía de acceso Intensidad media diaria de vehículos pesados de la Instrucción 6.1 -IC

Zona complementaria

Circulación Intensidad media diaria de vehículos pesados de la Instrucción 6.1-IC

Estacionamiento Menos de 10plazas

Entre 10 y 100 plazas Más de 100 plazas

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Carga de Calculo

Intensidad de uso

Categoría de tráfico

Tráfico muy pesado A

Tráfico pesado B

Tráfico medio C

Tráfico ligero D

Categorías válidas para todas las superficies portuarias a excepción de los viales de acceso y zonas complementarias en las que rigen las cargas de la Instrucción 6.1 y IC ‘Secciones de firme’

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CATEGORÍA DE TRÁFICO

INTENSIDADDE USO

CARGA DE CALCULO

BAJA MEDIA ALTA

REDUCIDA D C B

MEDIA D B A

ELEVADA C B A

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RELLENOS Y EXPLANADAS

Cimiento del firme: coronación , relleno y fondo

RELLENOS: Los rellenos se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Rellenos hidráulicos: constituido por la sedimentación de partículas sólidas contenidas en un efluente que procede de un dragado. Se clasifican por su mayor o menor contenido de finos.

Contenido de finos inferior al 10%: dan buenos rellenos si se mantiene la superficie con pocas irregularidades.

Contenido finos entre el 10% y el 35%: rellenos muy compresibles, cuya consolidación se puede acelerar intercalando capas de arena.

Contenido finos superior 35%: rellenos blandos y muy compresibles, difícil y lenta consolidación.

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Rellenos de vertido directo: mediante gánguiles o por medios terrestres.

Rellenos con materiales terrestres: prestamos terrestres, obras subterráneas, canteras:

Rellenos granulares: gravas o arenas o mezcla con bajo contenido en finos.

Rellenos cohesivos: arcillas, limos. Materiales de plasticidad limitada.

Pedraplenes limpios o escolleras de granulometría abierta: en diques y banquetas de escollera.

Pedraplenes sucios o escolleras de granulometría cerrada: todo uno, en trasdós muelles.

Rellenos antrópicos y no convencionales: escombros, residuos sólidos urbanos.

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TRATAMIENTOS DEL TERRENO:

Esperar a que se produzcan los asientos esperados

Diseñar un firme provisional

Realizar técnicas que homogenicen las características del relleno de manera que los asientos que se produzcan sean homogéneos (pilotes pasivos)

Recurrir a tratamientos del terreno que aceleren su consolidación: precarga, jet-grouting, columnas de grava etc.

40


Mejoras Precargas

41

42


MEJORA CON COLUMNAS DE GRAVAJET GROUTING

46


PRECARGA

47

RELLENOS Y EXPLANDAS

EXPLANADAS: superficie de coronación del relleno sobre la que se apoya directamente el firme.

Espesor: mínimo de un metro y compactada en tongadas de no más de 40 cm.

Materiales:suelos de cierta calidad

suelos adecuado: D<10 cm, LL<40, CBR>5, M.O<1%

suelos seleccionado: D<8 cm, LL<30, CBR>10 sin M.O.

Todo uno de cantera: mat. Grueso y fino D<20 cm

Suelo seleccionado con CBR > 20

Técnicas de mejora o estabilización: con cal o cemento

La categoría de explanada depende tanto del grado de consolidación del relleno como de los materiales empleados en la coronación.

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CATEGORIAS DE EXPLANADAS:

MNC: rellenos malos no consolidados, son rellenos hidráulicos con alto contenido en finos (>35%) o rellenos antrópicos de vertido directo, no sometidos a ningún tratamiento de consolidación.

MC: rellenos malos consolidados, son idénticos a los anteriores pero sometidos a algún tratamiento de consolidación.

RNC: relleno regular no consolidado, son rellenos hidráulicos con contenidos en finos entre 10 y 35% o rellenos no convencionales de vertido directo y sin tratamiento de consolidación.

49


RC: rellenos regulares consolidados, son idénticos a los anteriores pero sometidos a algún tratamiento de consolidación.

BNC: rellenos buenos no consolidados, rellenos hidráulicos con bajo contenido de finos (<10%) o de vertido directo con materiales terrestres, no sometidos a tratamientos de consolidación.

BC: rellenos buenos consolidados, son idénticos a los anteriores pero sometidos a algún tratamiento de consolidación.

Relleno no consolidado: cuando construida la coronación los asientos esperables durante los diez años siguientes exceden 0,10 m. El firme a diseñar ha de ser provisional.

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Tipo de material en coronación

Categoría del relleno

Categoría de explanada

Explanada deficiente E0

Explanada aceptable E1

Explanada buena E2

Explanada muy buena E3

La categoría E0 sólo es admisible para firmes provisionales

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CATEGORÍA DE EXPLANADA

CORONACION RELLENOSMNC RNC BNC MC RC BC

Suelos adecuados E0 E0 E0 E1 E1 E1

Suelos seleccionados E1 E1 E1 E1 E2 E2

Todo uno de cantera E1 E1 E1 E2 E2 E3

Suelos seleccionadosCBR> 20

E1 E1 E2 E2 E3 E3

ROM 4.1

RELLENOS

DE

VERTIDO

DIRECTO

NATURALES

VD-1 Rellenos buenos: menos del 10 % de finos

VD-2g Rellenos regulares granulares: entre el 10 y el

35 % de finos

VD-2c Rellenos regulares finos: entre el 35 y el 50 %

de finos

VD-3 Rellenos malos: con más del 50 % de finos

VD-Q

Rellenos cuyo análisis químico supera alguno

de estos umbrales:

sales solubles superior al

1%;

materia orgánica superior al

5 %;

contenido en yeso superior

al 5 %.

Requieren un estudio específico de su

comportamiento en el agua de mar. Si la

valoración es favorable, posteriormente se

puede equiparar a alguno de los 4 grupos

anteriores.

SINGULARES

(No

convencionales o

de origen

antrópico)

VD-S

Requieren un estudio específico, sin perjuicio

de que cumplan las restricciones

medioambientales. Si la valoración es

favorable, se puede equiparar a alguno de los

4 primeros grupos

52

ROM 4.1

RELLENOS HIDRÁULICOS

RH-1 Rellenos buenos: rellenos hidráulicos con

menos del 10 % de finos

RH-2g Rellenos regulares granulares: rellenos

hidráulicos entre el 10 y el 35 % de finos

RH-2c Rellenos regulares finos: rellenos hidráulicos

entre el 35 y el 50 % de finos

RH-3 Rellenos malos: rellenos hidráulicos con más

del 50 % de finos

RH-MO

Suelos cuyo análisis químico señala un

contenido de materia orgánica superior al 5 %.

Requieren un estudio específico de su

comportamiento. Si la valoración es favorable,

se puede equiparar a alguno de los 4 grupos

anteriores

53

Parametros geotécnicos esperables

TIPO DE

MATERIAL

Peso

Específico

Seco γd

(kN/m3)

Resistencia al Corte

Módulo de

Deformación

E(3) (MN/m2)

Coeficiente de

Consolidación

Cv (cm2/s)

Sin

drenaje Con drenaje

Su(1)

(kN/m2) c (kN/m2) Φ(2) (º)

VD-1 14 - 16 0 0 30 - 35 8 - 16 -

VD-2g 12 - 16 0 0 25 - 30 6 - 14 -

VD-2c 10 - 14 0 - 5 0 18 - 28 3 - 8 5·10-3 - 10-3

VD-3 10 - 14 0 - 20 0 - 5 16 - 22 2 - 4 ≥ 10-4

RH-1 14 - 16 0 0 30 - 35 8 - 12 -

RH-2g 12 - 16 0 0 25 - 30 6 - 12 -

RH-2c 8 - 12 0 - 5 0 18 - 25 3 - 6 5·10-3 - 10-3

RH-3 8 - 12 0 - 15 0 16 - 22 1 - 3 ≥ 10-4

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TRATAMIENTOS DE MEJORA DE RELLENOS

GENERALES MÁS FRECUENTES

TIPO DE

MATERIAL

Tratamiento

frecuente

Alternativas de tratamiento

VD-1 Precarga Sin Drenes Vibro-Flotación; Compactación Dinámica

VD-2g Precarga Sin Drenes Vibro-Flotación; Compactación Dinámica; Vibro-

Sustitución; Columnas de Grava

VD-2c Precarga Con Drenes Precarga Sin Drenes; Vibro-Sustitución;

Columnas de Grava; Compactación Dinámica

VD-3 Precarga Con Drenes Columnas de Grava; Jet-Grouting

RH-1 Precarga Sin Drenes Vibro-Flotación; Compactación Dinámica

RH-2g Precarga Sin Drenes Vibro-Flotación; Compactación Dinámica; Vibro-

Sustitución; Columnas de Grava

RH-2c Precarga Con Drenes Vibro-Sustitución; Columnas de Grava;

Compactación Dinámica

RH-3 Precarga Con Drenes Columnas de Grava; Jet-Grouting

55

Categoría de explanada en función del

material de coronación

TIPO DE

EXPLANADA (*)

RELLENO

CORONACIÓN Relleno Malo

Consolidado

(MC)

Relleno Regular

Consolidado

(RC)

Relleno Bueno

Consolidado

(BC)

Suelos adecuados E1 (50) (**) E1 (50)

Suelos

seleccionados E1 (57) E2 (108) E2 (127)

Suelos

seleccionados con

CBR>20 o Todo-uno

portuario E1 (73) E2 (135) E3 (159)

56

.

-Ev2 módulo de compresibilidad en el segundo ciclo del ensayo de

carga con placa

Ensayo de placa

de carga

57

ROM 4.1. Categoría explanada

58

Módulo de compresibilidad Ev2 para cada categoría de explanada

- E1: Ev2 > 50 Mpa Aceptable

- E2: Ev2 > 100 Mpa Buena

- E3: Ev2 > 150 MPa Muy buena K = Ev2/Ev1

-Ev1 módulo de compresibilidad obtenido en el primer ciclo de carga

-Ev2 módulo de compresibilidad en el segundo ciclo del ensayo de

carga con placa

K ≤ 2,2, para las explanadas tipo E1

K ≤ 3,0 para las explanadas tipo E2

K ≤ 3,5 para las explanadas E3 y hasta valores de Ev2= 200 Mpa

59

Materiales para firmes y pavimentos

Capas inferiores

Sub-bases granulares:granulometría continua:todo uno o zahorra natural

Bases granulares: granulometría continua (zahorra artificial) ó uniforme (macadam)

Suelocemento: suelo seleccionado + cemento + agua. Bases y subbases

Gravacemento: áridos de calidad + cemento 3.5-5%+ agua

Gravaescoria: el conglomerante es escoria granulada de alto horno (10-20%) + activador fraguado (normalmente cal)

Gravaemulsión: emulsión bituminosa de rotura lenta

Hormigón magro: gravacemento rodillos; hormigón con menos cemento (150 Kg/m3) vibrado.

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Pavimentos

Hormigón vibrado:

o espesor 0,15-0,40 m;

o losas de 5 x 5 m2.

o Cemento:300 Kg/m3

Por su resistencia característica a flexotracción a los 28 días:

– HF-4,5 4,5 Mpa

– HF-4,0 4,0 Mpa

– HF-3,5 3,5 MPa


Pavimentos

Hormigón vibrado: Ventajas más importantes

Resisten altas presiones de contacto

Su superficie es excelente para la rodadura de los vehículos portuarios

Tienen suficiente resistencia al deslizamiento

No suelen presentar deformaciones permanentes por lo que son adecuados para tráficos pesados

La superficie no se debilita por el derrame de aceites, combustibles u otros productos similares ni por elevadas temperaturas.

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Pavimentos

Hormigón compactado con rodillos: compactación con rodillos vibratorios y de neumáticos

Hormigón armado PCHA: coser fisuras por retracción.

Hormigón armado con juntas: anticuado

Hormigón armado continuo

Solera de hormigón armado: resistir esfuerzos de flexión.

Hormigón armado con fibras PHAF: 30-40 Kg/m3: mayor resistencia a rotura, a impacto, a fenómenos de desagregación, menor fisuración

Placas prefabricadas de hormigón

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Pavimento de hormigón con fibras

Incremento de la resistencia al descantillado (pérdida de material de superficie)

Gran resistencia de la superficie al desgaste

Gran resistencia al impacto por cargas estáticas y dinámicas

Incremento de la resistencia a flexión, corte y compresión

Incremento de resistencia a la fatiga, tenacidad y ductilidad

Mayor capacidad de resistir cargas después de la fisuración

Mayor resistencia a la formación y propagación de fisuras

Reducción de los trabajos de mantenimiento

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EJEMPLOS

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Pavimentos

Adoquines prefabricados de hormigón AH: adaptación a asientos,caro

Adoquines de piedra labrada: paseos marítimos

Mezclas bituminosas MB:

Tratamientos superficiales: riego con gravilla o lechada bituminosa

Mezclas abiertas en frío con emulsión bituminosa:veh ligero

Mezcla cerrada en caliente: con betunes asfálticos> 15 cm e

Pavimentos percolados: 4 cm mezcla bituminosa sin finos+ cemento con resina + vibrado con rodillo. Ventajas: variaciones de temperatura, derrames…Uso pesquero

Lecho de gravas: apilamiento de contenedores

Mezclas bituminosas tipo hormigón bituminoso

Capa de rodadura S:semidensa G: gruesa MAM:alto módulo

AC16 Surf S (entre 4 y 5 cm).

AC 22 surf S MAM (7-13 cm)

AC 22 surf S (> 5 cm)

Capa intermedia ( 5-10 cm)

AC22 bin S

AC 32 bin S

AC 22 bin S MAM (6-10 cm)

Capa base ( 7-15 cm)

AC 32 base S

AC 32 base G

AC 22 base G

AC 22 base S MAM (7-13 cm)

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Muelle Bosh i Alsina (Barcelona)

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DIMENSIONAMIENTO DE FIRMES

PORTUARIOS

Uso de la superficie portuaria

Equipos de manipulación: peso total del equipo, carga máxima, número de ruedas, velocidad etc.

Características del relleno

Características de los materiales disponibles

Vida útil: Nivel 1 según ROM 0.2-90

Firmes definitivos: 25-15 años

Firmes provisionales: 8 años (3 años si se prevé un cambio de uso o la construcción del firme definitivo)

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DIMENSIONAMIENTO MEDIANTE EL

EMPLEO DEL CATALOGO

1. Selección de uso de la superficie portuaria: comercial, industrial, militar, pesquero y deportivo

2. Selección de la zona dentro del uso considerado: operación, almacenamiento etc.

3. Distinción entre cargas de almacenamiento y de manipulación

4. Determinación de la carga de cálculo: baja, media o alta

5. Determinación de la intensidad de uso: reducida, media o elevada

6. Determinación de la categoría de tráfico: tipo A, B, C ó D

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DIMENSIONAMIENTO MEDIANTE EL

EMPLEO DEL CATALOGO

7. Determinación de la categoría de explanada: E0, E1, E2 ó E3

8. Capas inferiores del firme: en función de la categoría de explanada se evalúa la necesidad o no de disponer capas inferiores de base o subbase.

9. Elección del tipo de firme: con la categoría de explanada y de tráfico se selecciona un tipo de firme de los definidos en el catálogo

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PRACTICA

DIMENSIONAR EL PAVIMENTO DE UNA TERMINAL DE CONTENEDORES. S=300.000 M2 L= 700 m

Apilamiento en cinco alturas, 400.000 TEUs

Cargador frontal (Front lift trucks) Grúa automóvil 70 t

--------------------------------------------------------------------

Procederemos según los pasos que hemos analizado en la parte teórica.

1.Selección del uso de la superficie portuaria: El uso de la superficie cuya pavimentación se proyecta es el COMERCIAL, mercancía general unitizada ‘Contenedores’.

72

PRACTICA 1

2. Selección de la zona dentro del uso considerado

Atendiendo a su uso se pueden distinguir dos áreas:

Zona de operación Por rodadura y elevación

Zona de almacenamiento Por depósito

3. Distinción entre cargas de almacenamiento y cargas de manipulación:

Cargas de almacenamiento

Zona operación: ALTA

Zona almacenamiento: se considera como carga máxima 5 alturas de contenedores de 40 pies, equivalente a una presión sobre el pavimento de 13,2 Mpa.

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PRACTICA 1

CARGAZONA OPERACION ZONA

ALMACENAMIENTO

Carga (KN) Presión (Mpa) Carga (KN) Presión(Mpa)

G. Sólidos

G. sólidos ordinarios 0.04 0.08

G. sólido pesado 0.07 0.15

M. General

M.G. Convencional 400 0.8 700 1.5

M.G. pesada 900 1.8 1200 2.0

Contenedores

40 pies en bloque ycinco alturas

1524 en 0,356x 0,324 m2

13,2

40 pies en bloque ytres alturas

914 en 0,356x 0,324 m2

7,9

Semirremolques

1Mpa (10 Kp/cm2) 70 40

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PRACTICA 1

EQUIPO DE

MANIPULACION

CARGA MÁXIMA EN

CADA PUNTO DE

APOYO (Kn)

MÁXIMA PRESION

DE CONTACTO

(Mpa)






Tractor más


35 2.2

Tractor más


70 2.2

Equipo elevación

embarcaciones

600 1,1

Tráfico pesado

convencional

130-380 1,5

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PRACTICA 1

EQUIPO DE MANIPULACION

CARGA MÁXIMA EN CADA PUNTO DE

APOYO (Kn)

MÁXIMA PRESION DE CONTACTO

(Mpa)

Grúas Pórtico Zona de operación sobre vigas

Grúas portacontenedores

Zona de operación sobre vigas

Pórtico de almacenamiento (5)

450 1.1

Carretilla pórtico (3) 130 1.1

Cargador frontal de 5 t (hasta 4)

30 0.8



Cargador lateral (4) 230 0.6

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PRACTICA 1

Cargas de equipos de manipulación: Grúa automóvil de 70 t: Qmax: 750 KN y 1,8 Mpa Cargador frontal: 30 KN y 0,8 Mpa

4. Determinación de la carga de cálculo Zona operación: Almacenamiento ALTA Manipulación Qv > 700 KN y Pv > 1,5 Mpa ALTA Zona almacenamiento:

Qv > 1200 KN y Pv > 10 Mpa CARGAS ALTAS Manipulación Qv > 700 KN y Pv > 1,5 Mpa ALTA

77

PRACTICA 1

5. Determinación de la intensidad de uso

Zona operación I1.1 (T/m). Mercancías y materiales manipulados por rodadura por unidad de longitud de atraque en el año medio de la vida útil.

I= 400.000 TEUs x 10 T /700 m= 5.714 T/m > 3.000 T ELEVADA

Zona de almacenamiento de contenedores I1.4 (TEU/m2). Contenedores manipulados por unidad de superficie en la zona, en el año medio de la vida útil.

I= 400.000 TEUs/300.000 = 1,33 TEU/m2 < 2 TEU/m2 MEDIA

78

PRACTICA 1

6. Determinación de la categoría de tráfico.

Según la Tabla C.1:

Zona operación:

Carga ALTA intensidad ELEVADA Tráfico A

Zona almacenamiento:

Carga ALTA intensidad MEDIA Tráfico A

79

PRACTICA 1

INTENSIDAD DE USO

CARGA DE CALCULO

BAJA MEDIA ALTA

REDUCIDA D C B

MEDIA D B A

ELEVADA C B A

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PRACTICA 1

7. Determinación de la categoría de la explanada.

relleno vertido directo con rellenos antrópicos (escombros) con precarga (MC) con coronación con todo uno de 1,05 m de espesor . Según Tabla C.2. explanada tipo E2 Buena

8. Capas inferiores del firme.

Según Tabla C.3. para explanada E2 es necesario disponer una base de zahorra artificial de 0,25 m. de espesor.

81

PRACTICA 1

CORONACION

RELLENOS

MNC RNC BNC MC RC BC

Suelos adecuados E0 E0 E0 E1 E1 E1

Suelos seleccionados E1 E1 E1 E1 E2 E2

Todo uno de cantera E1 E1 E1 E2 E2 E3

Suelos seleccionados CBR> 20

E1 E1 E2 E2 E3 E3

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PRACTICA 1

CAPAS INFERIORES TABLA C.3.

CATEGORÍA DEEXPLANADA

SUBBASE DEZAHORRA NATURAL

BASE DE ZAHORRAARTIFICIAL

(3)

E0(1)

0,40 m(2)

0,25 m

E1 0,25 m2)

0,25 m

E2 ----------- 0,25 m

E3 ----------- -----------

NOTAS:

(1)Sólo es admisible en el caso de firmes provisionales(1) Se podrán colocar hasta 0,05m menos si la zahorra natural se sustituye por zahorra artificial.(2) Salvo en los casos que se indican más adelante (adoquines prefabricados de hormigón con

tráficos A o B).

83

PRACTICA 1

9. Elección del tipo de firme

Categoría de tráfico

Tabla C.0. Firme de

Categoría explanada hormigón vibrado

El espesor y tipo de hormigón se diseñan de acuerdo con la Tabla C7.a, la cual nos recomienda HP-40 y 0,35 m. de espesor.

Se asume cierto grado de deterioro considerando las cargas y presiones tan elevadas a las que se verá sometido.

84

PRACTICA 1

85

PRACTICA 1

USO COMERCIAL ALMACENAMIENTO DE CONTENEDORESTABLA C.7.a.

I: PAVIMENTO DE HORMIGÓN VIBRADO HP 40 (1) (2)

TRÁFICO A0,35 m

TRÁFICO B0,32 m

TRÁFICO C0,29 m

TRÁFICO D0,26 m

II: PAVIMENTO DE HORMIGÓN COMPACTADO CON RODILLO(2)

TRÁFICO A0,35 m

TRÁFICO B0,32 m

TRÁFICO C0,29 m

TRÁFICO D0,26 m

III: PAVIMENTO CONTINUO DE HORMIGÓN ARMADO

TRÁFICO A(3)

0,31 mTRÁFICO B(3)

0,28 mTRÁFICO C

0,25 mTRÁFICO D

0,22 m

NOTAS:

(1) En caso de emplear hormigón HP 35 se aumentará el espesor en 0,03 m.(2) En las zonas de depósito de los contenedores existe la posibilidad, con los espesores indicados, de que

se produzcan fisuraciones, que se consideran admisibles si dichas zonas van a ser empleadas paradepósito y no para la circulación de los equipos.

86

PRACTICA 1

USO COMERCIAL ZONAS DE OPERACIÓNTABLA C.4.a.

I: PAVIMENTO DE HORMIGÓN VIBRADO HP 40 (1)

TRÁFICO A0,32 m

TRÁFICO B0,29 m

TRÁFICO C0,26 m

TRÁFICO D0,23 m

II: PAVIMENTO DE HORMIGÓN COMPACTADO CON RODILLO

TRÁFICO A0,32 m

TRÁFICO B0,29 m

TRÁFICO C0,26 m

TRÁFICO D0,23 m

III: PAVIMENTO CONTINUO DE HORMIGÓN ARMADO

TRÁFICO A0,28 m

TRÁFICO B0,25 m

TRÁFICO C0,22 m

TRÁFICO D0,20 m

NOTAS:

(1) En caso de emplear hormigón HP 35 se aumentará el espesor en 0,03 m.

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Sección de firme dispuesta

Z. Artificial (e=0,25 m)

HP-40 (e=0,35 m)

Pedraplén (e=1,05 m)

Terminal TTI Algeciras

91

Terminal TTI Algeciras

92

Terminal TCB Barcelona

Terminal de contenedores

Acopio de contenedores en tres alturas

Carretillas pórtico

Mezcla bituminosa SMA con fibras celulosas y MAM sobre una capa de suelos tratada con cemento y polímeros

93

Terminal TCB Barcelona

94

Terminal TCB del Puerto de Barcelona

95

Terminal BEST Barcelona

ZONA DE MANIOBRA

Subbase de hormigón magro 20 cm

Pavimento de hormigón H-45 reforzado con fibras de acero 30 kg/m3 y espesor 35 cm

96

Terminal Best Barcelona

97

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