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NUEVAS TENDENCIAS EN PAVIMENTOS DE CONCRETOLOSAS OPTIMIZADAS

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LOSAS OPTIMIZADASClasificacin de Pavimentos: - Rgidos: carpeta de rodadura de concreto hidrulico - Flexibles: carpeta de rodadura de concreto asfltico, o carpeta de rodadura de adoquines.

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LOSAS OPTIMIZADAS : IntroduccinEs importante comprender el comportamiento de los pavimentos de concreto. Siempre que se hacen mediciones a las losas encontramos que se encuentran alabeadas o con los bordes levantados. Esta forma que adoptan las losas de concreto es contraria a las consideraciones de diseo, ya que fueron diseadas para trabajar de otra forma. Es por esta condicin de las losas, que las cargas de los camiones generan las tensiones de traccin en la cara superior. El largo y ancho de las losas tiene un importante efecto en las tensiones en el concreto, que es la causa del agrietamiento producido por fatiga, debido a que mientras mas larga sea la losa, mayor ser el alabeo de esta. Tambin tiene un efecto la posicin de las ruedas sobre las losas. Esta combinacin de posicin de las ruedas y la geometra de las losas es una innovacin que trataremos en esta charla ya que optimiza de forma sustantiva los costos de ejecucin y mantenimiento, debido a su excelente diseo.3

LOSAS OPTIMIZADAS :Para solucionar todos los problemas antes mencionados, ingenieros investigadores chilenos han formulado un software que permite optimizar al mximo posible nuestro diseo de las losas, logrando as un mayor ahorro de material y tambin un mayor ahorro en el mantenimiento debido al casi nulo dao que finalmente logra la losa, esta metodologa recibe el nombre de Diseo TCP.i Caractersticas Principales del Diseo TCP Losas pequeas (media pista x 1,20 a 2,5 m) Base granular (finos < 6%) de 15 cm Geotextil o capa impermeable entre sub rasante y base si es necesario Corte de juntas delgado (2 mm) No requiere sello de juntas No requiere barras de transferencia de cargas ni de amarre entre pistas Confinamiento lateral4

LOSAS OPTIMIZADAS : PremisasMetodologa AASHTO 93. Mtodo Emprico. Lev Khasanovic Michael Darter. Interpreta lo sucedido (agrietamiento) mediante formulas (regresin) Compara dao vs. el trfico trfico X se estima un dao y espesor de losa

A partir del ao 1995 surgen los Mtodos Mecanicistas. Calcula en modelo matemtico (elementos finitos), esfuerzos en el pavimento. Para un trfico X se calcula un esfuerzo y un espesor de losa

La AASHTO 2007, plantea usar un Mtodo Emprico-Mecanicista. Para un condiciones X (trfico) compara esfuerzos vs. dao. Calcula un espesor de losa

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LOSAS OPTIMIZADAS : Premisas

El Ing. Juan Pablo Covarrubias propone la reduccin de los esfuerzos en las losas de concreto, dimensionndolas de tal manera que solo una rueda o un eje de ruedas, pase por dicha losa en un momento determinado Usa para el diseo los mismos algoritmos que el AASHTO 2007. Mtodo Emprico Mecanicista. Esta idea da inicio a una investigacin de 2 aos, desarrollada en un laboratorio experimental a escala real de ensayo acelerado de fatiga para pavimentos en la Univ. de Illinois. Dando origen al Sistema TCPavements

6NOTA: La tecnologa TCP es propiedad exclusiva de Comercial TCPavements Ltda.

LOSAS OPTIMIZADAS : Ensayo AceleradoLaboratorio Avanzado de Ingeniera e Investigacin en Transporte (ATREL) de la Universidad de Illinois (AASHTO)

Advanced Transportation Research and Engineering Laboratory (ATREL) 7

LOSAS OPTIMIZADAS

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LOSAS OPTIMIZADAS : Ensayo Acelerado

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LOSAS OPTIMIZADASTramos 8 cm 8cm Fibra 15 cm 20 cm 10 cm sobre 21 cm Asfalto 15 cm sobre 14 cm Asfalto Urbanizacin: Carretera: Losa Sur 120.000 EE 234.000 EE* 22.000.000 EE 20.000.000 EE* 10.000.000 EE 57.000.000 EE* CBR 4% 4% 6% 6% 5% 5% Losa Norte 3.000 EE 65.000 EE 14.000.000 EE CBR < 2% < 2% 2%

50.000.000 EE * 2-3% 2.000.000 EE 69.000.000 EE 2-3% 2-3%

50,000 EE, espesor: 9 cm 30000,000 EE, espesor: 17cm10

LOSAS OPTIMIZADAS

t = 24.65 Kg./cm2

t = 5.22 Kg./cm2

t = 5.22 Kg./cm2

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LOSAS OPTIMIZADAS

Esfuerzo Traccin = 24.65 kg/cm2 Dimensiones: 4,50m x 3,60m Espesor: 25 cm

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LOSAS OPTIMIZADAS :El concepto de diseo TCP consiste en que cada losa del pavimento sea pisada, en lo posible, por un set de ruedas a la vez. Esto permite reducir significativamente las tensiones superiores de la losa, ya que con esta configuracin de cargas versus las dimensiones de las losas, no se produce el efecto planchado de estas, sino que cada losa soporta las cargas bajo las ruedas, apoyada en el suelo. Para lograr la condicin ideal, es necesario dimensionar la losa de tal forma que dado un camin patrn; cada rueda, o set de ruedas, pise una losa a la vez. Como existen diferentes tipos de vehculos, se disea para el ms daino, salvo que se conozca el trfico y se disee para el tipo de vehculo que pasara mayoritariamente por dicha va. Disminuir las tensiones en la parte superior de la losa se traduce en una mayor vida til del pavimento, o visto desde otro punto de vista, permite reducir el espesor de este para lograr las mismas tensiones y vida til obtenidas en el diseo tradicional. Es en el ltimo caso donde las tensiones generadas por las cargas son menores, 13 donde por ende se puede utilizar un menor espesor de hormign.

LOSAS OPTIMIZADAS

Thickness: 25 cm Concrete Slabs 4,5m x 3,6m Top Stress = 24.65 kg/cm2

Thickness: 14 cm Concrete Slabs 2.5m x 1.8 m Top Stress = 24.4 kg/cm2



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LOSAS OPTIMIZADAS

Esfuerzo Traccin = 24.65 kg/cm2 Dimensiones: 1,40m x 1,80m Espesor: 13 cm

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LOSAS OPTIMIZADAS

4,50 m25 cm 13 cm

1,40 m

t = 24.65 Kg./cm2Concreto de fc=210 Kg/cm2

t = 24.65 Kg./cm2Concreto de fc=315 Kg/cm2

Mr = 33.6 Kg/cm2

Mr = 50.4 Kg/cm2

NOTA: Adoquines se fabrican con concretos de fc=420 kg/cm2, equivalente a 16 Mr=67 kg/cm2

LOSAS OPTIMIZADAS : Costos

Pavimento Convencional Losa de 0.25x1x1= 0.25 m3/m2 Concreto MS fc=210: 280 Soles/m3 Costo por m2 : 70.00 Soles/m2

Pavimento TCP Losa de 0.13x1x1= 0.13 m3/m2 Concreto MS fc=315: 390 Soles/m3 Costo por m2 : 50.70 Soles/m2

28% MENOS

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LOSAS OPTIMIZADAS4,50 m25 cm

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3/8, [email protected]

Junta de 25 mm. (1), con sello de asfalto y barra de transferencia

Junta de 5 mm. y sellado elastomrico 18

LOSAS OPTIMIZADAS1,40 m13 cm

2mm

Base con finos < 8%

Junta de 2 mm sin sello 19

LOSAS OPTIMIZADAS : Deflexiones y esfuerzosDeflexin por Gradiente Trmico

Deflexin : 2.42 mm Esfuerzos: 14.02 Kg/cm2

Deflexin : 0.82 mm (64% menos) Esfuerzos: 3.66 Kg/cm2 (74% menos)

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LOSAS OPTIMIZADAS :

Importancia del Producto: Pavimentos de menor costo con duracin mayor a 20 aos Permite eliminar lmite de carga Sin costo de mantencin de sellos Evita congestin por mantencin Menor consumo de energa de iluminacin (30%) Menor costo para los usuarios Facilidad de reemplazo de losas

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LOSAS OPTIMIZADAS :

Conclusin Diseo TCP permite: Adelgazar los pavimentos, disminuyendo su costo inicial y manteniendo el comportamiento tradicional de los pavimentos de concreto Aumentar las cargas de los camiones, abaratando el costo de transporte, disminuyendo congestin y contaminacin

Espesores de los pavimentos: Calles de ciudad Caminos rurales Carreteras 8 12 cm. 12 15 cm. >15 cm22

LOSAS OPTIMIZADAS : Procedimiento Constructivo

Vaciado

Compactacin

Nivelacin y planitud

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Corte

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Curado25


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LOSAS OPTIMIZADAS : Procedimiento ConstructivoPavimentadora de Concreto de Encofrados Deslizantes

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Pavimentadora Gomaco Commander III Tecnologa de Primer NivelConfig 4 y 3 orugas, ancho, espesores.

Panel de Control

Encofrado deslizante Tornillo Sinfn Direccin de pavimentacin Orugas Molde de pavimentadora28

Pavimentadora Gomaco Commander III Tecnologa Primer Nivel

Estacado y tendido de lnea gua

Sensores realizan lectura de nivelacin y direccin

Batera de Vibradores

Vista posterior de molde

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LOSAS OPTIMIZADAS : Procedimiento ConstructivoPavimentadora de Concreto de Encofrados Deslizantes

Molde Vibradores

Tornillo Sinfin

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Pavimentadora Gomaco Commander III Tecnologa Primer Nivel

Direccin de pavimentacin

Descarga de concreto entre encofrados deslizantes

Suministro de concreto frente a encofrados deslizantes

Seccin geomtrica de va obtenida con la pavimentadora

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TEXTURA

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LOSAS OPTIMIZADAS : PresupuestoPA ENTOFLEXIBLE VIM 2.50 1.5 1BASE SUB BASE RELLENOC M N O USUB BASE RELLENO COM UN

PA VIMENTORIGIDO

7.30

2.50

2.50

7.30

2.50

A ncho de calzada Pendiente talud:

7.2 1.5

DESCRIPCION OBRAS PRELIMINARES MOVIMIENTO DE TIERRAS PAVIMENTOS VEREDAS SARDINELES BERMAS COSTO DIRECTO

Asfalto US$ 13,230.97 163,228.00 105,993.74 75,130.35 18,725.66 3,512.27 379,820.99

TCPavement Concreto Conv. US$ US$ 13,230.97 105,349.00 169,727.89 75,130.35 3,512.27 366,950.48 3% MENOS 13,230.97 105,349.00 248,192.24 75,130.35 3,512.27 445,414.83 17% MAS33

LOSAS OPTIMIZADAS

EXPERIENCIAS

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LOSAS OPTIMIZADAS: Cuesta Villalobos, Guatemala

120.000.000 EE 15 Aos 21 cm Base: Granular y Asfalto deteriorado 140 km

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LOSAS OPTIMIZADAS: Antigua, Guatemala 2007

120.000.000 EE 15 Aos 21 cm Base: Granular y Asfalto deteriorado 110 km.

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LOSAS OPTIMIZADAS: Carretera a Mendoza Ruta 60 LOSAS OPTIMIZADAS

Proyectos

2009 3.000.000 EE Base Granular 14 cm

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LOSAS OPTIMIZADAS: Mall Santiago de Chile

2008 500.000 EE 11 cm

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LOSAS OPTIMIZADAS: Sector Industria

2008 500.000 EE 11 cm

Cliente: SOPROLE S.A. Obra: Patio de Maniobra y Centro de Distribucion Ubicacin: Santiago, Chile. M2 Ejecutados: 11,000

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LOSAS OPTIMIZADAS

EXPERIENCIAS EN PER

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LOSAS OPTIMIZADAS: Terrapuerto Norte ( E. Wong)

7.000.000 EE Base Granular 14 cm41

LOSAS OPTIMIZADAS: CONFIPERU (Ica)

3.000.000 EE Base Granular 12 cm

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LOSAS OPTIMIZADAS: Carabayllo (Inv. Centenario)

2009 50.000 EE Base Granular 9 cm

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LOSAS OPTIMIZADAS: Hoja Redonda (Chincha)


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LOSAS OPTIMIZADAS: CC Aventura Plaza (Trujillo)


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LOSAS OPTIMIZADAS: Vas de Acceso Planta CPSAA

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LOSAS OPTIMIZADAS: Los Sauces (Inv. Centenario)

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LOSAS OPTIMIZADAS: Los Sauces (Inv. Centenario)

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LOSAS OPTIMIZADAS : Paseo del Mar (Domus Hogares)

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LOSAS OPTIMIZADAS : Paseo del Mar (Domus Hogares)

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LOSAS OPTIMIZADAS : ConclusionesEn muchos lugares an se trabaja con mtodos ineficientes de construccin de pavimentos rgidos, y as, los comparamos con pavimentos flexibles, que no siempre son la mejor solucin. Es necesaria una actualizacin en los mtodos de diseo y constructivos. Es tarea para inversionistas (privados y pblicos), contratistas y empresas del sector, proponer e implementar Mejores Prcticas Constructivas. El Sistema TCPavement, es una herramienta para brindar una solucin en pavimentos rgidos, frente a los flexibles, al mismo o menor costo; ademas de otras ventajas como la durabilidad Cementos Pacasmayo, con espritu innovador, esta presto a brindar la asesora necesaria para los proyectos que beneficien a la comunidad del Norte del Pas.51

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