PAVIMENTOS RIGIDOS.

PAVIMENTOS RIGIDOS

DISEÑO DE PAVIMENTOS RIGIDOS
VENTAJAS Durabilidad Bajo Costo de Mantenimiento Seguridad ? Altos Indices de Servicio Mejor distribución de esfuerzos bajo las losas

DESVENTAJAS Alto costo inicial Vibración Contaminación antes y al final del proceso.

APLICACIONES Pavimentos convencionales (construcción) Sobrecarpetas de concreto o Whitetopping (rehabilitación)

SOBRECARPETAS DE CONCRETO (WHITETOPPING) Rehabilitaciones de pavimentos asfálticos deteriorados mediante pavimentos de concreto convencional tomando como estructura de soporte el pavimento asfaltico que se tiene en el lugar. Los métodos de diseño toman en cuenta esta solución, considerando las características de soporte de la estructura existente que normalmente tiene capa de sub-base, base y asfalto.

FACTORES DE DISEÑO

FACTORES DE DISEÑO Terreno natural Tránsito Serviciabilidad Propiedades del Concreto Drenaje Confiabilidad

FACTORES DE DISEÑO Terreno natural Plasticidad Prueba Proctor Prueba Porter Estándar Valor relativo de soporte Módulo de reacción (k)

FACTORES DE DISEÑO PLASTICIDAD Propiedad que presentan los suelos de poder deformarse, hasta cierto limite, sin romperse. Por medio de ella se mide el comportamiento de los suelos en todas las épocas. Para conocer la plasticidad de un suelo se hace el uso de los limites de Atterberg (LL, LP y LC).

FACTORES DE DISEÑO b) PRUEBA PROCTOR Tiene por objetivo determinar el peso volumétrico seco máximo que puede alcanzar un material, así como la humedad optima que deberá emplearse durante la compactación.

FACTORES DE DISEÑO c) PRUEBA PORTER ESTÁNDAR Tiene como finalidad determinar el peso volumétrico seco máximo de compactación Porter y la humedad optima en los suelos con material mayor de 3/8” y a los cuales no se les puede hacer la prueba Proctor. Sirve también para determinar la calidad de los suelos en cuanto a valor de soporte se refiere, midiendo la resistencia a la penetración del suelo compactado y sujeto a un determinado periodo de saturación.

FACTORES DE DISEÑO d) VALOR RELATIVO DE SOPORTE Es un índice de resistencia al esfuerzo cortante en condiciones determinadas de compactación y humedad, y se expresa como el porcentaje de la carga necesaria para introducir un pistón de sección circular en una muestra de suelo, respecto a la profundidad de penetración del pistón en una piedra tipo triturada. Por lo tanto, si P2 es la carga en kg necesaria para hacer penetrar el pistón en el suelo en estudio y Px=1360 kg. es la carga precisa para penetrar la misma cantidad en la muestra tipo de piedra triturada, el valor Relativo de Soporte del suelo es de VRS = (P2/1360) * 100

FACTORES DE DISEÑO e) MÓDULO DE REACCIÓN (k) Es una característica de resistencia relacionada con la elasticidad del suelo. Su valor numérico depende de la textura, compacidad, humedad y otros factores que afectan la resistencia del suelo. La determinación de k se hace mediante una placa circular de 30” de diámetro bajo una presión tal que produzca una deformación del suelo de cm (0.05”). Es igual al coeficiente del esfuerzo aplicado por la placa entre la deformación correspondiente producida por este esfuerzo.

FACTORES DE DISEÑO Tránsito TDPA y tránsito inducido Clasificación del tránsito Tránsito en el carril de diseño Tasa de crecimiento

FACTORES DE DISEÑO Tránsito TDPA y tránsito inducido Clasificación del tránsito Tránsito en el carril de diseño Tasa de crecimiento Periodo de diseño

FACTORES DE DISEÑO Tránsito

FACTORES DE DISEÑO Serviciabilidad Es una medida subjetiva de la calidad del servicio que ofrece el pavimento. Se mide en una escala del 0 al 5 en donde 0 significa una calificación para pavimento intransitable y 5 para un pavimento excelente. La tendencia es poder definirla con parámetros medibles como los son: el Indice de Perfil, Indice de Rugosidad Internacional, coeficiente de fricción, distancias de frenado, visibilidad, etc.

FACTORES DE DISEÑO Serviciabilidad Inicial (Po). – Es la condición que tiene un pavimento inmediatamente después de su construcción. Los valores recomendados por AASHTO para este parámetro son: - Para pavimento de Concreto = 4.5 - Para pavimento de Asfalto = 4.2

FACTORES DE DISEÑO Serviciabilidad Final (Pt). – Es la condición que tiene un pavimento al final de su vida útil. Los valores recomendados para México son: - Para Autopistas 2.5 - Para Carreteras 2.0 - Para Zonas Industriales 1.8 - Pavimentos Urbanos Principales 1.8 - Pavimentos Urbanos Secundarios 1.5

FACTORES DE DISEÑO Propiedades del Concreto Resistencia a la tensión por flexión (S´c) o Modulo de Ruptura (MR) Modulo de Elasticidad del Concreto (Ec)

FACTORES DE DISEÑO Módulo de Ruptura (MR) Resistencia del concreto trabajando a flexión, normalmente especificada a los 28 días. Se mide mediante ensayos de vigas de concreto aplicándoles cargas en los tercios de su claro de apoyo.

FACTORES DE DISEÑO MODULO DE RUPTURA

FACTORES DE DISEÑO

FACTORES DE DISEÑO Módulo de Elasticidad Está íntimamente relacionado con el Módulo de Ruptura. Los dos criterios más utilizados para calcularlo son: Ec = 6,750 * MR Ec = 26,454 * MR ^ 0.77. Estas formulas aplican con unidades inglesas.

FACTORES DE DISEÑO Drenaje Es muy importante evitar que exista presencia de agua en la estructura de soporte, dado que en caso de presentarse esta situación afectara en gran medida la respuesta estructural del pavimento.

FACTORES DE DISEÑO Drenaje Aspectos que debemos de cuidar para evitar que el agua penetre en la estructura de soporte: Mantener perfectamente selladas las juntas del pavimento. Sellar las juntas entre pavimento y acotamiento o cuneta. Colocar barreras rompedoras de capilaridad (en donde se requiera) Utilizar cunetas, bordillos, lavaderos, contracunetas, subdrenajes, etc. Construir o aprovechar los drenajes pluviales en las ciudades.

FACTORES DE DISEÑO Drenaje Principales efectos nocivos agua atrapada en la estructura del pavimento: Reducción de la resistencia de materiales granulares no ligados. Reducción de la resistencia de la subrasante. Expulsión de finos. Levantamientos diferenciales de suelos expansivos. Expansión por congelamiento del suelo.

FACTORES DE DISEÑO Drenaje Algunos de estos fenómenos nocivos del agua atrapada en la estructura del pavimento se pueden minimizar cuando se utilizan bases estabilizadas con cemento o bases de relleno fluido. Los valores recomendados para el coeficiente de drenaje deberán estar entre 1.0 y 1.10

FACTORES DE DISEÑO Confiabilidad

ASPECTOS COMPLEMENTARIOS DEL DISEÑO

ASPECTOS COMPLEMENTARIOS DEL DISEÑO Transferencia de cargas Modulación de losas Barras de amarre

ASPECTOS COMPLEMENTARIOS DE DISEÑO TRANSFERENCIA DE CARGAS Capacidad que tiene una losa del pavimento de transmitir fuerzas cortantes con sus losas adyacentes, con el objeto de minimizar las deformaciones y los esfuerzos en la estructura del pavimento. Mientras mejor sea la transferencia de cargas mejor será el comportamiento de las losas del pavimento.

FACTORES DE DISEÑO TRANSFERENCIA DE CARGAS Factores que determinan la efectividad de la Transferencia de Carga entre losas adyacentes: Utilización de Pasajuntas Soporte Lateral de las Losas

FACTORES DE DISEÑO TRANSFERENCIA DE CARGAS Trabazón de agregados en la grieta bajo la junta Únicamente para tránsito ligero. Pasajuntas El trafico pesado sea mayor al 25% del trafico total. El numero de Ejes Equivalentes de diseño sea mayor de 5.0 millones de Esal’s.

FACTORES DE DISEÑO TRANSFERENCIA DE CARGAS

FACTORES DE DISEÑO TRANSFERENCIA DE CARGAS Pasajuntas.- Barra de acero redondo liso fy = 4,200 kg/cm2 la cual no debe de adherirse al concreto, permitiendo el libre movimiento de losas longitudinalmente, pero sí debe de transferir verticalmente parte de la carga aplicada en una losa a la adyacente. Se colocan perfectamente alineadas a la mitad del espesor de la losa.

FACTORES DE DISEÑO TRANSFERENCIA DE CARGAS.

FACTORES DE DISEÑO TRANSFERENCIA DE CARGAS Soporte Lateral.- El confinamiento que produce el soporte lateral contribuye a reducir los esfuerzos máximos que se generan en el concreto por efecto de las cargas.

FACTORES DE DISEÑO TRANSFERENCIA DE CARGAS Soporte Lateral.- Un pavimento de concreto puede considerarse lateralmente soportado cuando tenga algunas de las siguientes características en su sección: Carril Ancho >= 4.0 m Confinamiento con Guarniciones o Banquetas Con Acotamientos Laterales

FACTORES DE DISEÑO SOPORTE LATERAL

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Modulación de las Losas Consiste en definir la forma que tendrán los tableros de losas del pavimento o dicho de otra forma, a la separación entre juntas tanto transversales como longitudinales. La forma ideal de un tablero es la cuadrada, sin embargo no siempre es posible y conveniente tener las losas perfectamente cuadradas, por lo que nos vemos obligados a considerar un cierto grado de rectangularidad.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Distancia entre juntas transversales SJT = (21 a 24) D Donde: SJT = Separación de Juntas Transversales (<= 5.5 m) D = Espesor del Pavimento La separación de juntas transversales no deberá ser mayor a 5.5 m.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Distancia entre juntas transversales SJT = (21 a 24) D Normalmente se utiliza el 21 cuando tenemos mayor fricción entre la subbase y el pavimento de concreto, como en los casos en donde tenemos bases estabilizadas, bases con textura muy cerrada o whitetopping. El valor de 24 se utiliza cuando la fricción entre la sub-base y el pavimento corresponde valores normales, como en el caso de sub-bases granulares.

ASPECTOS COMPLEMENTARIOS DE DISEÑO BARRAS DE AMARRE Barras de acero corrugado que se colocan a lo largo de la junta longitudinal, con el fin de ligar losas adyacentes, con la finalidad de que se mantengan juntas y asegurar que la carga se transfiera a través de la junta.

ASPECTOS COMPLEMENTARIOS DE DISEÑO BARRAS DE AMARRE

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Producción Plantas de mezclado central. Plantas dosificadoras con camión revolvedor. Concreto fabricado en obra.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Plantas de mezclado central. Se usan en proyectos de gran magnitud. Pueden producir de manera automatizada alrededor de 150 a 250 m3 por hora. Por lo general son plantas móviles y el concreto es transportado en camiones de volteo o tipo “Flow Boy” .

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Plantas de mezclado central.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Plantas dosificadoras con camión revolvedor Se usan en proyectos de mediana y pequeña magnitud. Producen aproximadamente 40 a 50 m3 por hora. Los materiales que conforman el concreto son dosificados por la planta directamente en un camión revolvedor, en el cual se realizará el mezclado (concreto premezclado).

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Plantas dosificadoras con camión revolvedor

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Concreto fabricado en obra Se utiliza en obras de pequeña magnitud en sitios de difícil acceso.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Concreto fabricado en obra

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Acabado superficial del pavimento Es el proceso para obtener una textura homogénea, segura y durable. Se realiza mediante llanas de perfil acanalado y tratadas con tungsteno o material similar. Se conocen como llanas canal o aviones si su dimensión es importante.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Acabado superficial del pavimento

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Macrotexturizado Transversal Permite la rápida evacuación de agua de la superficie del pavimento, permitiendo el contacto entre los neumáticos de los vehículos a alta velocidad y el pavimento, evitando el peligroso acuaplaneo. Puede realizarse de manera manual o mecánica.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Macrotexturizado Transversal La profundidad del texturizado debe estar entre los 3 mm y los 6 mm, lo cual permite que el agregado grueso no se levante o se mueva ni se marque en exceso.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Macrotexturizado Transversal

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Curado del Concreto Aplicación en la superficie una membrana de curado a razón de un litro por metro cuadrado (1 lt/m2), para obtener un espesor uniforme de aproximadamente un milímetro (1 mm), que deje una membrana impermeable y consistente de color claro que impida la evaporación del agua que contiene la mezcla del concreto fresco.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Curado del Concreto

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Relación entre largo y ancho de un tablero 0.71 < x / y < 1.4

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Juntas frías Deberán planearse adecuadamente para mantener la uniformidad en el pavimento y evitar desperdicios o faltantes de concreto. Se deben utilizar canastas de barras pasajuntas para garantizar la transferencia de cargas entre las losas. Se deberá hacer coincidir la junta fría con una junta de contracción.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Corte de Juntas en el Concreto La profundidad del corte es de un tercio del espesor de la losa. Deberá realizarse cuando el concreto presente las condiciones de endurecimiento propicias para su ejecución y antes de que se produzcan agrietamientos no controlados.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Corte de Juntas en el Concreto Deberá iniciar entre las 4 o 6 horas después de haber colocado el concreto y deberá terminar antes de 12 horas después del colado del pavimento. Deberán realizarse primero los cortes transversales y posteriormente los longitudinales.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Corte de Juntas en el Concreto

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Ensanche de Juntas Se realiza para obtener suficiente espacio donde alojar el material que se usará en el sello . Se hace con cortadoras de corte húmedo y la forma se obtiene ya sea con un disco de 6 mm de espesor o apilando dos discos de 3 mm de espesor y cortando a una profundidad menor.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Ensanche de Juntas

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Limpieza y sello de juntas - Lavado de la junta con agua a presión - Limpieza de la junta o rasqueteo - Secado con aire a presión. - Inserción de la Cintilla de Respaldo o Backer-Rod - Aplicación del material de sello

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Apertura al tránsito Nunca antes de los 14 días, a menos que se hayan usado acelerantes. Cuando se haya alcanzado el 80 % de la resistencia a la tensión de acuerdo con el proyecto.

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