diseÑo pavimento

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7.2.2 Juntas Longitudinales y Barras de Anclaje.

Entre otras funciones la junta longitudinal controla el agrietamiento producido por alabeo. En laconstrucción del pavimento, la junta debe ser marcada con una ranura que separe los carriles yproporcione alojamiento para el sellado, unida por barras de anclaje corrugadas, que se encarguende asegurar que no haya desplazamiento relativo de las losas, Para este diseño se considera elancho de carril promedio de 3.65 m.

Las características de las barras de anclaje se establecen de acuerdo con la metodología PCA_En laTabla 37 se presenta la recomendación para el refuerzo, teniendo en cuenta que el acero usadodeberá cumplir con un esfuerzo de f1uencia de 420MPa.

Tabla 37. Dimensiones del acero de refuerzo.

Espesor de Josa(m) Diámetro (in)- (m) Longitud (m) Espaciamiento (m)

0.27 W' (0.0127) 0.85 1.10

Las barras de acero no se deben instalar a menos de 40 cm de la junta transversal para evitar queinterfieran con el movimiento de las juntas.

7.2.3 Juntas Transversales y Pasadores.

Las juntas transversales o juntas de contracción son juntas de alabeo (Tipo 8), es decir, controlanlas grietas causadas por la retracción de fraguado del hormigón y por las acciones cJimáticas(temperatura y humedad) cumpliendo una función mecánica esencial constituyendo un medio detransferencia de la carga. Se deben cumplir las separaciones máximas de la Tabla 38.

npo de Agregado GruesoSeparación Máxima de Juntas Separación Máxima de

Transversales (m) Juntas Longitudinales (m)

Piedra Partida 6.0 4.0

Agregado Redondeado 4.5 4.0

Tabla 38. Separación máxima entre las juntas (criterio 1)

Fuente: Diseño, Construcción y Mantenimiento de Pavimentos de Concreto - Ing. Cipriano A. londoño N. ICPe.

Para el espaciamiento entre juntas transversales, hay varias recomendaciones en la literaturatécnica que podrían considerarse en este proyecto:

Que el espaciamiento en pies entre juntas de contracción para pavimentos de hormigón no supere2 veces el espesor de la losa en pulgadas, lo que para este diseño sería lo que se presenta en laTabla 39.

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Tabla 39 Separación máxima entre juntas de contracción (criterio 11)

Espesor de la Losa (an) Espesor de la Losa (in) Separación de Juntas (ft) Separación de las Juntas (m)

27 10.63 21.26 6.48..Fuente: Diseño, Construcción y Mantenimiento de Pavimentos de Concreto -Ing. Cipriano A. londoño N. ICPe.

Que el espaciamiento entre juntas seaveinticinco veces el espesor de la losa (VéaseTabla 40).

Tabla 40. Espaciamiento entre juntas (criterio 111).

Fuente: Diseño, Construcción y Mantenimiento de Pavimentosde Concreto - Ing. Cipriano A. londoño N. ICPC

Que la máxima relación de esbeltez de la losa sea de 1.4 veces (se enfatiza que es deseablecumplir con una relación máxima de 1.25):

Tabla 41. Separación máxima entre juntas (criterio IV)Ancho (m) 3.65

Separación máxima (m) 4.50- "'Fuente: Diseno, Construcción y Mantenimiento de Pavimentosde Concreto -Ing. Opriano A. londoño N. ICPC

Por razones constructivas y respetando los criterios anteriores, se ha establecido una separaciónmáxima entre juntas transversales de 4.50 metros.

Esimportante tener en cuenta que mientras mayor número de cortes haya [juntas] se aumenta laposibilidad de la infiltración de agua de escorrentía hacia el interior de la estructura de pavimentopero previendo la presencia de material "impermeable" constituido por la mezcla MD20, el efectoposible de generación de bombeo de finos es mitigado. En razón a lo anterior, se consideraprudente efectuar losas que respeten la modulación de 3.65 m (ancho de carril) por 4.50 m delargo, el cual tiene en cuenta una relación de esbeltez menor a 1.25, lo cual se considerasatisfactorio para el desempeño de la estructura de pavimento.

Es necesario complementar la eficiencia de la trabazón de agregados mediante el empleo debarras de acero liso, denominadas pasadores, que conectan entre sí las losasseparadas por juntas.Estetipo de mecanismo transmite tanto fuerzas de cizalladura como momento f1ector, pero debepermitir el libre movimiento horizontal de las losas, por lo cual al menos una mitad del pasadordebe no adherir con el concreto que lo rodea. Así mismo, esta libertad de movimiento horizontalexige que los pasadores de una junta sean todos paralelos al eje de la calzaday que se encuentrenubicados en el eje neutro de la losa.

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Se presenta a continuación la geometría de las barras de pasador a utilizar, según lo establece laPCA2

, estas varillas deberán ser varillas lisas tipo A-37 con fy;;: 420MPa.

Tabla 42. Geometría de los Pasadores Recomendados.

Espesor de la losa (mm) Diámetro del Pasador (mm) longitud Total del Pasador (mm)Separación entre

centros (mm)260-280 34.9 (13/8") 450 300

7.2.4 Sellado de Juntas

Las juntas transversales se deben cortar con un equipo autopropulsado de disco diamantadocumpliendo con las siguientes dimensiones:

Corte inidal de 1/3 del espesor de la losa, medido desde la superficie, con un ancho máximode 3 mm. Corte de ensanche de 3 mm de ancho máximo y una profundidad de 30 mm medidodesde la superficie de la losa.

El ancho total de la junta transversal debe tener 6 mm (±1.5 mm) de ancho, incluido el corte inicialyel corte de ensanche.

Se deben ejecutar los cortes de las juntas transversales y el sello de las juntas de acuerdo con eldetalle de la figura siguiente.

ilustración 12: Detalle de construcción de las juntas

Junta sellada con silicón opoliuretano

3-6 mmello plástico no adherente de

polietileno (Baker Rod)_ (9mm de diámetro± 1,5 mm)D/3

1Se realizará la colocación del sello plástico (cordón de respaldo) para mantener el factor de formaapropiado para las masillas de sello aplicadas. Para la instalación del material de sello con silicón opoliuretano se debe tener especial cuidado en la adecuada limpieza de los bordes de la junta para

2 Diseño, Construcdón y Mantenimiento de Pavimentos de Concreto -Ing. Cipriano A. Londoño N. ICPC,Tabla 64, Página 104


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evitar el desprendimiento prematuro, en el tiempo, del sello. En el momento de colocación delsello, la junta debe estar seca, limpia, libre de partículas. También para evitar el desprendimientoprematuro, el material de sello debe quedar de 3 a6 mm por debajo de la rasante de las calzadas.

Para el sellado de junta debe cumplirse lo siguiente:

• La tirilla de respaldo debe tener un diámetro de 9 mm ± 1,5 mm.• La relación ancho/profundidad del sellador de silicón deberá ser como mínimo 1:1 y

máximo 2:1.• La ranura inicial de 3 mm para debilitar la seccion deberá realizarse en el momento

oportuno para evitar el agrietamiento de la losa, la pérdida de agregados en la junta, o eldesportillamiento. El corte adicional para formar el depósito de la junta deberá efectuarsecuando menos 72 horas después del vaciado.

• La superficie del sello debe quedar entre 3 y 6 mm por debajo de la superficie de la losa.• la cavidad de la junta deberá estar limpia y libre de cualquier material, antes de la

colocación del sello. A este respecto es importante anotar que dicha cavidad debeprotegerse para que no ingrese polvo y partículas incompresibles, antes de colocar elsello, porque al paso del tránsito se produce desportillamiento de los bordes de las juntas,como efectivamente ha venido ocurriendo en las losas nuevas.

7.2.5 Juntas de Expansión

Cuando el pavimento rígido empalme con pavimento flexible se construirá una junta en la cual seaumente el espesor de la losa con la finalidad de absorber los esfuerzos de borde ocasionados porel tráfico, ésta se conoce como junta de expansión.

7.2.6 Armado del refuerzo de la losa.

A continuación se indican los esquemas de armado para las barras de transferencia de carga opasajuntas,

Ilustración 13: Esquemas de Barras de transferencia de Carga - Pasajuntas

Extremo sin soldadurao BSJfra pasojuntassegun proyecto ~_~---7'f-~~~~~-----',~-'E+---3/8 de claro

1 soldadura de orco

CORTE A -A'

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Ancho de canastillo,Ancho de lo conostillo men~~ 0.30 ]

1-O.30m---i- O.30m-l 1--' .30m-----¡- 0.30m

Ir 11== I If=="1

I IA L I:? /\8 I I R'

IL=: 11-- 1'====

}

LPLANTA

<lo: 4 atiesadores de 3/16"por canasta

Ancho de lo conostoOll1m

'_'=:- cl[~O.30=m----==,:Cj-'~=--I~Cj ==l#cl[o.30m¡--....~-i--1o.30m~CORTE 8 -8'

Ilustración 14: Esquema de Junta longitudinal y Barras Corrugadas de Amarre.

Ranura (ancho mínimo = 3 mm)

o O

O

=

Barro de amorre corrugado

DETALLE DE JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUCCIÓN

7.3 MÉTODO DE MECANICISTA - ANÁLISIS DE ESFUERZOSY DEFORMACIONES.

Bajo la consideración del análisis mecanicista se presentará el diseño de la Alternativas No 1, 2 Y 34, siendo importante hacer claridad que estas alternativas se verificarán por medio de éste.

Partiendo de los espesores obtenidos por la metodología MSHTO, se procede a la verificación delos espesores por medio del método Mecanicista. En esta fase se tienen en cuenta las siguientesecuaciones.

Para la deformación admisible a tracción en la fibra asfáltica inferior existente, se considera laecuación de Shell, para deflexión admisible Ivanov, en Deformación admisible a compresión en la





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fibra superior de la subrasante, Shell y para el esfuerzo admisible a compresión en la fibra superiorde la subrasanteKerhoven y Dormon:

• ShelJ• Ivanov• Shell• Kerhoven y Dormon

st ={0.856Vb + 1.08)E-O.36{N/K)-O·20wT =5.248* N-O..12102 = 0.0213 *N-O~25

oz = 0.OO7MR / (1+0.7Log(N)) en kg/crn"

Donde:st: Deformación admisible por tracción en la fibra inferior de la mezcla asfáltica.wT: Deflexión máxima admisible.El: Deformación admisible por compresión en la fibra superior de la capa de subrasante.en: Esfuerzo admisible a compresión en la capa de subrasante.

Se debe tener en cuenta que para el cálculo de la resistencia a la fatiga de los materiales asfálticos,el valor de la deformación a tracción en la fibra inferior de la capa debe ser afectado por el factorde Calage (K), mínimo de 10, éste se considera con la finalidad de tener en cuenta las siguientespremisas de diseño:

• En el campo existe un periodo de reposo aleatorio entre aplicaciones sucesivas de cargaque le permite al material asfáltico recuperarse.

• Después del paso de cada carga pueden permanecer esfuerzos residuales en la capaasfáltica de rodadura causados por la rueda en movimiento. Estos esfuerzos se relajan conel tiempo y después de cierto lapso, quedan esfuerzos remanentes muy pequeños.

• Otra consideración importante es la variación lateral del tránsito. las huellas de las ruedasdifieren de un vehículo a otro.

• las mezclas asfálticas tienen la capacidad de autoreparactcn del bitumen.

Autoreparacion de Pequeñas Mezclas Abiertas % Mezclas Densas Ricas enFisuras K1 Bajo de Asfalto Asfalto

Diferentes; Estados de Tensión

2 10

Distribución Lateral de lasK2

CualquieraCargas

2.5

Diferentes Temperaturas de Espesores Pequeños Espesores AltosTrabaj'O de fa Mezcla a 1'0Largo K3 Temperaturas Bajas Temperaturas Altas

del Ola y del Año 1 0.33

Tabla 43. Coeficientes de Calage

El valor de Coeficiente de CaJage expresado por Shell oscila entre 10 y 20 de acuerdo con la

capacidad del bitumen de autorepararse y del número de carriles que se consideran serán

utilizados para el paso vehicular, para el caso se opta por tomar los valores recomendados por




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Shell, para la autoreparación de la mezcla se toma un valor de 5.0 y por distribución de carril 2.0de este modo se define el valor de 10 considerando la siguiente expresión dada por el SPDM 3.0.

NN =----------------

f at: healing factor x lateral distributioti factor

Para la ecuación de Kerhoven y Dorman el valor de MR será el correspondiente a la relación MR =100 CBR, donde MR está en kg/cm2 y el CBR en unidades porcentuales. Para los materiales

granulares se utilizará el valor del módulo resiliente definido en el procedimiento de AASHTO.

Para el caso de la base estabilizada con cemento se utilizará la expresión desarrollada por Balbo:

(J'_n = O.871-0.0541ogN(J'o

Donde:

on: Valor del esfuerzo a tracción admtslble.0"0: Resistencia a tracción de la capa, que de acuerdo con Balbo puede variar entre 0.55 y 1.01MPa, para el diseño que nos conderne se opta definir este valor en la mitad del límite inferior yadoptarlo como resistencia de diseño, es decir, 0.275 MPa (275 kPa); con base en ello el valoradmisible para el tránsito de diseño es de 134 kPa. (0.13 MPa).

Una vez definidas las premisas de diseño anteriores, se calculan los valores de los esfuerzos ydeformaciones admisibles de acuerdo con lo indicado en las líneas anteriores, siendo importantehacer la claridad en lo referente al valor del Número de Ejes Simples Equivalente, éstecorresponderá a un periodo de diseño de 7 años.

Los valores de los esfuerzos y deformaciones admisibles en los diferentes sectores definidos, sepresentan en la tabla siguiente.

Tabla 44: Valores Admisibles de Esfuerzo y Deformación para nivel de tránsito asociado a un periodo dediseño de 7 años.

Shell Ivanov (mm/lOO) Shell Kerhoven y Dorman 8alboNESE(8.2 t)

st wT oz(MPa) oz(MPa)sz13,781,815 241E-6 73 350E-6 0.08 0.134

Una vez definidos los valores presentado en la tabla anterior se procede a la evaluación de losespesores obtenidos por el método de AASHTO y la verificación de cumplimiento de los valoresadmisibles dentro del alcance del diseño por ejecutar.

(

\ '-,-

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7.3.1 ALTERNATIVA No 1 - PAVIMENTO FLEXIBLE - SOPORTE SOBRE GRANULARESREMANENTES ESTABILIZADOS CON CEMENTO

SheU Ivanov (mm/lOO) Shell Kerhoven y Dormon Balbo

st wT sz o.{MPa) o.{MPa)

241E-6 73 350E-6 0.08 0.134

101E-6 31 lME-6 0.01 0.057

Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple

Tabla 45: Verificación de los Valores Admisibles vs Actuantes Estructura Flexible.

Tabla 46: Estructura de Diseño obtenida por el Método de AASHTOy verificada por el análisis de Esfuerzosy deformaciones.

Capa Espesor Módulo de Elasticidad Relación de Polsson

Material (m) (MPa) RatioMezcla Asfáltica MD 12 0.07 3.00E+03 0.35

Mezcla Asfáltica MD 20 0.16 3.00E+03 0.35

Granular Remanente + Cemento 0.26 3.88E+02 0.40

Subrasante (Plataforma de Trabajo) 6.50E+01 0.45

(

\

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Ilustración 15. Ventana de Resultados Bisar 3.0 Verificación de la Estructura - Alternativa No 1

BISAR 3.0 • Block Report

Frente 330A

System 1: Frente 330A

Structure

lCadüuofLlftr 1:bldIaat. DoItk:Iy 'aB!aIl!s

l'iIudIor <. (llP. R.IIIIo

1),010 2.0001:+02 O.U0.180 a.OOOE.Ol 'D.no.ao a_UOE.02 0.40

5.600EUl ,O. es

load.Vertical Hriaalll(SHIr)

Load l.GIII StIb LCIIId .5',... RllüalN\udNr ~ (llPl) (kIi') (l.lP!O <••

2.000t+Ol S.11ft-01 O.OOOt+oo O.OOOE+OO 1.OUt-Ol2.00DE+01 1.1'141:-01 a.OOOE.OO O.OOOE+OO 1.aIOE-Ol ·O.OOOE.OO 1..11SE-Ol

O.ooot+OOO.DOOE.OD

SII'tS!H St"* 1lIIp1x_'.,...• LII)'H X-OIard V.c::.rd Dt,ptk n: 'iV 1.l :xx 'iV II tJX UV trl.NludMr i"iIId>tr <-. (at <•• (MP~ (l.lP" (l.lP1) ¡ut•• ¡utr. ¡utr. (jir4 (¡u2t (¡¡at

1 1 O.OOOE+OO O.OOOUOO 1.000l:-0i -l. nSI:-Dl -s •U?iI:-Ol -1.1111:-02 -1.U5l:Hl -6. UIUD1 2. USE+Ol D.OOOE·+OO 0.0001:+00 f.2041:+022 1 0.0001:·+00 -1.51U-Ol 1.0001:-02 -2."461:-01 -2.,2HE-Ol -4.5"74E-Ol 1.5Ul:+00 5.1801:+00 -;.5"E+Ol 0 ..0001:+00 t.~1aI:+OO t .iOntOia 2 0.0001:+\10 O.DOOUOO 2.aoot-ol ¡. 171:-01 2.U!lE-Ol -a.ueE-D2 1.00&l:t02 •. ~,.¡t+D1 -9.1221:+01 'O.ooot+OO O.OOO1:tOO L1UI:+02• .. 0.0001:+00 -1.5751:-01 2.2001:-01 2.7411:-01 2.0Ut-Ol -e.:"lU-02 t. elll:+01 e.5ut+Ol -l.OOU+O:;: O_OOOt+oo -1.1UE+00 2.0 OU025 a O.OOOE+OO O.DOOUDO 4. 9001:-01 '.6811:-02 '.2841:-02 -1.UOI:-U 1.UIl:.02 9.18 1:+01 -r , Ult+02 0.0001:+00 O.OOOE+OO 2.1UH02e ~ O.ooOl.oo -1.IiU-Dl 4. 9001:-01 a. ~t7l:-0~ 4.S0aE-U -1. UIE-02 I.DUI:.U .S.&lattOl -1.4&11: •.02 O.OOOE+OD -1.444t+Ol 2.70lt+02? I O.OOGE.•OO 0.0001:+00 7.1001:-01 -1 .04~t-Of -I.661E-OI -1.otOE-O 6.UOl:+01 6.1051:+01 -1. '111:+02 O_OOlt+OO 0.0001:+00 2.:aU+02B I 0_0001:+00 -1.5151-01 ·'.IOOE-Ol -1.OUt-DI -1.01St-U -l. HOE-ot 6.t01t+01 5.7101:+01 -l.Ult+02 0.0001:+00 -1.4051:+00 2.1Ut+02

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7.3.2 ALTERNATIVA No 2 - PAVIMENTO FLEXIBLE - SOBRE MG 20. PERIODO DE DISEÑO 7AÑOS.

Tabla 47: Verificación de los Valores Admisibles vs Actuantes Estructura Flexible.

Shell Ivanov (mm/lOO) SheH Kerhoven y Dormon

Et wT El o.(MPa)

241E-6 73 350E-6 0.08

127E-6 34 226E-6 0.02

Cumple Cumple Cumple Cumple

Tabla 48: Estructura de Diseño obtenida por el Método de AASHTO y verificada por el análisis de Esfuerzosy deformaciones


Material (m) (Mpa) Ratio



Mezcla Asfáltica MG 20 0.20 1.40E+03 0.40

Base Granular BG-A 0.23 2.1SE+02 0.45

Subrasante (Plataforma de Trabajo) 6.60E+01 0.48

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Ilustración 16. Ventana de Resultados Bisar 3.0 Verificación de la Estructura - Alternativa No 2.


Frente 330A

Syatem 1: Frente 330A

Structure

l(adú"orL.,.. TIlkta •• llaIó:iy P••• ~tNwdMr (110 (lD. RIIliI

1 O.OtO a.000t+03: O.U2 O.OU t.OOOI:+OS 0.15

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Pil¡lna46 do>53

En las tablas anteriores se puede ratificar el cumplimiento de los valores admisibles de esfuerzo ydeformación de los espesores de la estructura de diseño flexible obtenida por medio del métododeAASHTO.

7.3.3 ALTERNATIVA No 3 - PAVIMENTO FLEXIBLE - SOBRE CAPAS GRANULARES (BASE YSUBBASE GRANULAR). PERJODO DE DISEÑO 7 AÑOS.

Tabla 49- Verificación de los Valores Admisibles vs Actuantes Estructura Flexible

Shell Ivanov (mm/lOO) Shell Kerhoven y Dorman

I>t ooT I>Z oz(MPa)

241E-6 73 350E-6 0.08139E-6 36 223E-6 0.02Cumple Cumple Cumple Cumple

Tabla 50; Estructura de Diseño obtenida por el Método de AASHTOy verificada por el análisis de Esfuerzosy deformaciones.

/(


Material (m) (MPa) Ratio

Mezcla Asfáltica MD 12 0.06 3.ooE+03 0.35Mezcla Asfáltiea MD 20 0.08 3.ooE+03 0.35

Base Granular BG-A 0.28 2.15E+02 0.45

Subbase Granular SBG-A 0.34 1.24E+02 0.45Subrasante (Plataforma de Trabajo) 6.60E+01 0.46


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AVENIDA BOYACÁ PARA EL FRENTE 330A DEL SECTOR DE LA AUT~Pí;TA AL LLANO CALZADA UNICA SENTIDO NORTE· SUR (ENTRE SE Y SE)

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ESTUDIO DE SUELOS Y DEFINICI6N DE LA INTERVENCI6N DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO VOINúE::NIE=RIAP¡lelna 47 de 53

IIustracl6n 17. Ventana de Resultados Bisar 3.0 Verlflcacl6n de la Estructura. Alternativa No. 3.

BISAR 3.0. Block Report

Frente 330A


structure

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DISEflo ESTRUCTURA DE PAVIMENTO PARA EL FRENTE 330A


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INúE:NIE:RIA

~lna48c1eS3

En las tablas anteriores se puede ratificar el cumplimiento de los valores admisibles de esfuerzo ydeformación de 105 espesores de la estructura de diseño flexible obtenida por medio del métododeAASHTO.

7.3.4 ALTERNATIVA No 4 - PAVIMENTO FLEXIBLE - SOBRE BASE GRANULAR. PERIODO DEDISEÑO 7 AÑOS.

Tabla 51: Verificación de los Valores Admisibles vs Actuantes Estructura Flexible.ShelJ Ivanov (mm/lOO) Shell Kerhoven y Dormon

~t wT ~z G.{MPa}241E-6 73 3S0E-6 0.08

113E-6 33 164E-6 0.01

Cumple Cumple Cumple Cumple

Tabla 52; Estructura de Diseño obtenida por el Método de AASHTOy verificada por el análisis de Esfuerzosy deformaciones.

)j

Capa Espesor Módulo de Elasticidad Relación de Poisson

Material (m) (MPa) Ratio

Mezcla Asfáltica M D 12 0.10 3.00E+03 0.35


Base Granular BG-A 0.25 2.15E+02 0.45

Subrasante (Plataforma de Trabaja) 6.60E+01 0.48

DISENO ESTRUCTURA DE PA VlMENTO PARA EL FRENTE 330A

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ESTUDIO DE SUELOS Y DEFINICiÓN DE LA INTERVENCiÓN DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO VOINwE:NIE:RIAPá¡¡lna49 d. 53

Ilustración 18. Ventana de Resultados Bisar 3.0 Verificación de la Estructura. Alternativa No. 4.


Frente 330A


Structure

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1>~lna 50 de 53

En las tablas anteriores se puede ratificar el cumplimiento de los valores admisibles de esfuerzo ydeformación de los espesores de la estructura de diseño flexible obtenida por medio del métododeAASHTO.

8 RESUMEN DE ESTRUCTURAS DE DISEÑO

A continuación se presenta el resumen de los espesores de diseño obtenidos para cada uno de lossegmentos que hacen parte del alcance de diseño de la Avenida Boyacá Frente 330A,considerando la variable tránsito y las alternativas de diseño presentadas; es importante destacarque todos los espesores presentados se encuentran en unidades de centímetros.

Tabla 53: Resumen de Alternativa No. 1. Metodología AASHTO.

Granular Remanente GranularEspesor TotalM012 M020 + Cemento Remanente

7 16 (8+8) 26 30 79Espesores en cm.

Tabla 54: Resumen de Alternativa No. 2. Metodología AASHTO.

M012 M020 MG20 BG_A Plataforma Espesor Total

4 6 20 23 30 83Espesores en cm.

. .M012 M020 BG_A SBG_A Plataforma Espesor Total

8 13 (6+7) 20 20 30 91

Tabla SS· Resumen de Alternativa No 3 Metodología AASHTO .

Espesores en cm.

Tabla 56: Resumen de Alternativas No. 4. Metodología AASHTO.

M012 M020 BG_A Plataforma Espesor Total

10 lS (7 + 8) 2S 30 80Espesores en cm.

Tabla 57: Resumen de Alternativas No. S. Metodología PCA-1984.Espesor de Ja Losa

Mezcla M020Subbase GranuJar

Plataforma Espesor TotalMR45 SBG-A

27 7.5 20 30 84.5Espesores en cm.

9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El valor de la capacidad portante definido para el diseño corresponde al promedio de los datos deCBR en estado de inmersión para la capa de subrasante, posteriormente se ha definido lacolocación de una plataforma de trabajo de 0.30 m de espesor y con base en el valor de capacidadportante equivalente definido a partir de la formulación de Ivanov se ha definido el CBRde diseño;es importante tener en cuenta que durante los trabajos de obra se deberá realizar la verificación

DISEÑO ESTRUCTURA DE PA V1MENTO PARA EL FRENTE 330A

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ESTUDIO DE SUELOS V DEFINICIÓN DE LA INTERVENCIÓN DE LA ESTRUCTURA DEPAVIMENTO va

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~51deS3

del valor de CSRadoptado para el diseño, esto se podrá realizar a partir de la ejecución del ensayoen campo.

Se destaca que sí durante los trabajos de obra se logra obtener un porcentaje de compactaciónsuperior al 95% para los materiales remanentes éstos podrán utilizarse como capa de plataformapara el emplazamiento de cualquiera de las estructuras aquí indicadas, siempre que su espesor noseamenor de 0.30 m y su capacidad equivalente, en términos de CSR,no sea inferior a 6.6%.

Los materiales por utilizar para el desarrollo de los trabajos de obra deberán cumplir con losrequerimientos de especificación enmarcados bajo la normativa del documento del toU-ET-2005.0en su defecto aquellas especificaciones particulares que se definan en aras del desarrollo delproyecto.

Cualquiera de las alternativas presentadas cubre los lineamientos a tener en cuenta para laintervención por realizar dentro de los parámetros y premisas de diseño definidos, los protocolosde diseño y periodos de diseño, su utilización dependerá fundamentalmente del análisis técnico yeconómico que se obtenga por parte del Contratista y que sea aprobado por la Interventoría, noobstante esta Consultoría recomienda la alternativa que contempla la utilización de losa deconcreto para un periodo de diseño de 20 años.

Laalternativa No 1 considera la reutilización de materiales remanentes y la estabilización de éstospor medio del uso cemento, para la utilización de ésta se deben tener en cuenta los siguientesaspectos:

• Se requiere de la definición del diseño de mezcla con el objetivo de establecer elcontenido adecuado de cemento que permita cumplir lo establecido en la EspecificadonIDU-ET-200Spara este tipo de capas.

• Es importante tener en cuenta que existe la posibilidad, dependiendo del contenido decemento por utilizar, que se requiera de actividades de prefisuración de la capa, loanterior con la finalidad de no permitir el reflejo de fisuras de fraguado a la capa demezcla asfáltica, lo cual si bien no afecta la estabilidad de los trabajos si conlleva a que lasuperficie de pavimento adquiera un aspecto de deterioro.

• Es importante tener en cuenta que para el fraguado de la capa con cemento se hacenecesaria la disponibilidad de 7 días para tal actividad cuestión que debe ser evaluadadada la ubicación del corredor vial.

Para la compactación de las capas de mezcla asfáltica se deberá tener en cuenta losrequerimientos de espesores mínimos y máximos de compactación indicados en la especificacióncorrespondiente, los presentados en este documento corresponden a una recomendación quepuede ser modificada en función de los rendimientos y condiciones de obra.

Indiferentemente de la alternativa por escoger se recomienda, al nivel del mejoramiento, lainstalación de un geotextil que haga las veces de protección y separación de las capas depavimento, éste se recomienda del tipo BX40 cuyos valores de resistencia al 2%y al 5% no sean

DISEÑO ESTRUCTURA DE PAVIMENTO PARA a.FRENTE 33M

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ESTlIDIO DE SUELOS V DEFINICIÓN DE LA INTERVENCIÓN DE LA ESTRUCTlIRA DEPAVIMENTO VO

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PiliIIlI52de53

menores de 7.5 kN/m y 14 kN/m; adicionalmente los valores de resistencia de los materiales, yasea CSR, resistencia a la compresión y/o Módulo de Rotura, no deberán ser inferiores a losespecificados en este documento.

Las alternativas presentadas en este informe presentan diferentes periodos de diseño, laAlternativa No 1 presenta un periodo de 7 años y .Ja.No 4 de 20 años/por lo tanto para considerarun análisis económico de las mismas se recomienda tener en cuenta las siguientesrecomendaciones de mantenimiento:

a} Para la Alternativa de Pavimento Flexiblese consideró un diseño en un periodode tiempo de 7 Años, con base en ello y para poder tener una aproximación alperiodo de 20 años se deberá entre el año 7 y 8 de servicio considerar elfresado de una capa de por lo menos 0.05 m y el posterior extendido ycompactación de una capa de mezcla asfáltica de no menos de 0.075 m, laborque se deberá realizar de nuevo en el año 14 y año 20.

b) la alternativa No 4 corresponde a un diseño de pavimento de concreto, apesar que éste se dimensiona para un periodo de 20 años se debe consideraruna actividad de mantenimiento en el año 7, 14 Y20, igual que para la mezclaasfáltica ésta corresponde a un trabajo de sello de juntas en un 20016aproximadamente y la reparación de .losas en un área 5%.

Sin detrimento de lo mencionado en las viñetas anteriores se hace claridad que las intervencionesde mantenimiento presentadas están soportadas en la experiencia de esta Consultoría para eldesarrollo de corredores similares, dado que éstas solo pueden ser establecidas con detalle almomento de realizar las mismas en el año considerado, 7, 14 Y20 según sea el caso.

Se recomienda fa instalación de estructuras de drenaje subsuperficial, geodrenes, éstos deberáncomo mínimo tener la profundidad del espesor total de la estructura de pavimentQ más 0.30 m deprQfundidad adicional, con ellos se buscará mantener aislado el sistema multicapa de la entradade agua y su saturación evitando el reblandecimiento y perdida de compactación de las capas depavimento, esta recomendación se fundamenta en lo siguiente.

• A pesar que el espacio público corresponde a una zona de superficie dura, dondeeventualmente no se presenta un elevado potencial de infiltración de agua, en algunossegmentos que hacen parte del alcance del proyecto se presenta que éste se encuentra enmal estado y/o deteriorado, cuestión que facilita igualmente la entrada de aguagenerando sectores de falla por reblandecimiento de la capa de soporte.

• En continuidad con lo anterior, es importante destacar que una vez infiltrada el agua, yasea por lonas verdes o por espacio público deteriorado su actividad de drenaje de laestructura de pavimento se dificulta, lo anterior a causa de la topografía de una.buenamayoría de los segmentos que se intervienen, zona planaesta situación conlleva a que elagua juegue un papel muy importante en las posibles fallas prematuras que puedan



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ESTUDIO DE SUELOS Y DEFINICIÓN DE LA INTERVENCIÓN DE LA ESTRUCTURA DEPAVIMENTO VD

INC"E:NIE:RIA

presentarse a la estructura de pavimento, a esto sumado que el drenaje superficial,sumideros Vpozos, ocasionalmente no presenta las mejores condiciones.

• Adicionala los puntos mencionados en las viñetas anteriores, es importante destacar queel estado del arte del diseño de las estructuras de Pavimento considera que para el buenfuncionamiento de las mismas en el periodo de tiempo definido para su servícto.. éstasdeberán de contar con adecuados sistemas de drenaje V que estos sean de buenas aexcelentes condiciones, situación que no sucede en la ciudad de Bogotá, por lo tanto sedeberá durante los trabajos de intervención garantizar estas condiciones de drenaje con lafinalidad de .garantizar la durabilidad de los trabajos, a esto se suma la temporada delluviasen la ciudad actualmente, la cual presenta un comportamiento bastante torrencial.

la intervención por realizar deberá tener en cuenta los empalmes con bocacalle e intersecciones, yde ser necesario, se recomienda la intervención en estructura de pavimento que se requiera deestos pasos; lo anterior con la finalidad de. permitir el suficiente bombeo superficial para ladisposición de drenaje a los sistemas de alcantarillado y la protección requerida a la intervenciónde la vía.

Este informe se efectuó con base en los resultados de la campaña de exploración del subsuelo yen el programa de ensayos de laboratorio. En caso de encontrarse condiciones diferentes a lasaquí consignadas se deberá informar a la menor brevedad a esta Consultoría para analizar lasituación Vverificar las condiciones propias ••de los cambios que se requieran efectuar -.Cualquiermodificación que se efectúe deberá ser informada a esta oficina para analizar su viabilidad ydeberá llevar el visto bueno de acuerdo con comunicación oficial.

DISEÑo ESTRUCTURA DE PAVIMENTO PARA EL FRENTE 330A

diseÑo pavimento

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