1CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento PAVIMENTOS DE CONCRETO INTRODUCCIÓN A LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO DISEÑO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO.

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1 1CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento PAVIMENTOS DE CONCRETO INTRODUCCIÓN A LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO DISEÑO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO DISEÑO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS DE CONCRETO REHABILITACIÓN DE PAVIMENTOS DE CONCRETO TECNOLOGÍA DEL CONCRETO PARA PAVIMENTOS MÓDULO 1 MÓDULO 2 MÓDULO 3 MÓDULO 4 MÓDULO 5

2 2CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento HISTORIA DE LA PAVIMENTACIÓN  Cubrir el terreno con piedras en estado natural fue el origen de los pavimentos.  Surgió de la necesidad de tener vías durables, que permitieran un tránsito rápido y seguro en cualquier época del año.  La aparición de los vehículos de tracción animal trajo la necesidad de un superficie de rodadura más uniforme, para alcanzar un tránsito más confortable.

3 3CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento DEFINIR UNA ESTRUCTURA QUE SEA CONFORTABLE, SEGURA Y ECONÓMICA PARA EL USUARIO, DURANTE UN DETERMINADO PERÍODO. FUNDAMENTACIÓN MECÁNICA DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO

4 4CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento DIFERENCIAS BÁSICAS ENTRE PAVIMENTOS DE ASFALTO SUBBASE RODADURA BASE SUBRASANTE MEJORADA SUBRASANTE DE CONCRETO SUBBASE LOSA SUBRASANTE

5 5CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento ADOQUINES DE CONCRETO BASE CAPA DE ARENA PAVIMENTO DE ADOQUINES

6 6CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento HRHR ÁREA GRANDE DE DISTRIBUCIÓN DE CARGA PRESIÓN PEQUEÑA EN LA FUNDACIÓN DEL PAVIMENTO HFHF PRESIÓN GRANDE EN LA FUNDACIÓN DEL PAVIMENTO ÁREA PEQUEÑA DE DISTRIBUCIÓN DE CARGA CONCRETOASFALTO COMPARACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN DE CARGAS EN PAVIMENTOS EQUIVALENTES

7 7CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento q t = 0,22 kgf/cm 2 q c = 7,5 kgf/cm 2 20 cm 30,4 cm 88,7 cm CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE CARGA DE UNA PLACA DE CONCRETO (carga en el interior, seg. PCA)

8 8CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO  Simple o monolítico  Simple con dovelas o barras de transferencia  Con refuerzo discontinuo distribuido sin función estructural  Con refuerzo continuo sin función estructural  Con refuerzo estructural  Preesforzado

9 9CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento h 3 a 4 metros 4 a 6 metros PAVIMENTOS DE CONCRETO SIMPLE

10 10CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento h 3 a 4 metros 4 a 7 metros * Llamadas también dovelas PAVIMENTOS DE CONCRETO SIMPLE CON BARRAS DE TRANSFERENCIA (*)

11 11CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento h 5 cm.............. 3 a 5 metros Cada 30 metros PAVIMENTO CON REFUERZO DISCONTINUO DISTRIBUIDO SIN FUNCIÓN ESTRUCTURAL

12 12CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento h 5 cm............... 3 a 5 metros “No tiene juntas” PAVIMENTO CON REFUERZO CONTÍNUO SIN FUNCIÓN ESTRUTURAL

13 13CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento h.............................. 4 a 6 metros 3 a 5 metros PAVIMENTO DE CONCRETO CON REFUERZO ESTRUCTURAL

14 14CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento APLICACIONES TÍPICAS  Vías de tránsito intenso y canalizado  Áreas Sujetas al derrame de combustibles  Áreas de tránsito pesado (puertos y terminales)  Pisos industriales  Aeropuertos  Puentes túneles y viaductos

15 15CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE ASFALTO  Los pavimentos flexibles no tienen la misma durabilidad que tienen los pavimentos de concreto.  Costo final (al pasar la vida útil) es, normalmente, menor que en el de los de asfalto.  Costo final de los pavimentos flexibles, considerando el mismo período de vida útil de los pavimentos rígidos, es bastante alto.  Costo inicial (construcción), para uso en vías de tráfico medio y pesado, es casi siempre igual o menor al de uno de asfalto. VENTAJAS DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO

16 16CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento VENTAJAS DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE ASFALTO  Mayor vida útil (mínimo de 30 años).  Vida útil 10 años (con man- tenimiento permanente).  La calidad de la superfície se mantiene durante muchos años, conservándose íntegra la estructura del pavimento.  Los baches, hundimientos y ahuellamientos son frecuen- tes y generan daños en los vehículos.

17 17CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento VENTAJAS DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO  Resisten los ataques quí- micos (aceites, grasas, combustibles).  Se afectan fuertemente por los mismos productos.  Mayores resistencias mecá- nicas y de abrasión; ade-más la resistencia mecáni-ca del material aumenta con la edad.  Los pavimento de asfalto se deforman y deterioran, per- judicando el conforte y la se- guridad. La resistencia baja, en especial, en climas ca-lientes. PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE ASFALTO

18 18CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento VENTAJAS DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO  Estructuras de pavimenta- ción menores (máximo dos capas).  Exige mayores excavaciones y movimentos de tierra por ser una estructura multica-pa.  Necesita poco manteni- miento y conservación, por lo cual no se interrumpe la circulación de los vehícu- los.  Exige mantenimiento ruti- nario y reparaciones, alte- rando el tránsito vehícular y elevando sus costos de ope- ración. PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE ASFALTO

19 19CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento VENTAJAS DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO  Mayor seguridad al de- rrapamiento por la tex-tura que se le dá a la su-perfície.  La superfície es lisa y es- curridiza cuando está hú- meda. PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE ASFALTO  Mejor difusión de la luz, lo cual permite tener 30% de economía en los costos de iluminación de la vía.  Superficie oscura que no refleja la luz. Mayores gastos de iluminación.

20 20CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento VENTAJAS DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO  Mejores características de drenaje superficial: es casi impermeable, escurre me-jor el agua superficial y las estructuras de drenaje son más simples.  Absorbe la humedad con rapidez y la retiene por lo cual se necesitan sistemas de drenaje más eficientes y mayor abatimiento del nivel freático. PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE ASFALTO  Mantienen íntegra la su- perficie de rodadura y no la afecta la intemperie.  Las temperaturas altas y las lluvias fuertes generan pérdida del material.

21 21CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento VENTAJAS DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO  Mayor visibilidad hori- zontal y por ende más seguridad al conducir  La visibilidad es reducida durante la noche y cuando las condiciones climáticas son adversas.  Mejor distribución de las presiones a la fundación. Soporta fácilmente las sobrecargas imprevistas y el tránsito pesado y ca- nalizado.  Las sobrecargas imprevistas y el tránsito canalizado da- ñan el pavimento, e inclu-sive la subrasante. PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE ASFALTO

22 22CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento VENTAJAS DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO  Métodos de diseño acep- tados mundialmente y poco variables.  Los métodos de diseño son numerosos y variables.  Permiten la instalación de equipos de precisión.  Por su deformabilidad, no dan un soporte confiable a los equipos de precisión.  Fáciles de construir. Se pueden hacer con equi- pos y recursos munici- pales.  Pocos municipios tienen plantas de asfalto. PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE ASFALTO

23 23CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento VENTAJAS DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO  No requiere mano de obra especializada ni equipos so- fisticados. En muchas obras los equipos son reducidos, semi-mecánicos y con bajo consumo de combustible.  Muchos equipos grandes, y con gran consumo de combustibles petróleo.  El concreto se hace con ma- teriales locales, comunes en la naturaeza y en el mer-cado, la mezcla se hace en frío y la energía que se con-sume es eléctrica.  El asfalto es un derivado del petróleo, además de que normalmente la mez-cla es en caliente, gas-tando, así, combustibles y divisas. PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE ASFALTO

24 24CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento MÉTODOS DE DISEÑO  PORTLAND CEMENT ASSOCIATION PCA 1984  AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS AASHTO 1993

25 25CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento DISEÑO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO  FUNDACIÓN  TRÁNSITO  CONCRETO

26 26CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento  FUNDACIÓN  TRÁFICO  CONCRETO CBR Conteo y clasificación Resistencia DISEÑO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO

27 27CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento DISEÑO DE ESPESORES DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO (Método PCA/84)  ESTUDIOS TEÓRICOS  ENSAYOS DE LABORATORIO  PISTAS DE ENSAYO  PAVIMENTOS EN SERVICIO

28 28CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento pdpd  WESTERGAARD (1925): Fundación winkleriana  TEORIA DEL LÍQUIDO DENSO: La deformación es directamente proporcional a la presión ejercida  p = k x d k = FUNDACIÓN O SOPORTE

29 29CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento  k = coeficiente de reacción de soporte pruebas de carga define la capacidad de soporte de la subrasante  Para efectos de diseño, se puede correlacionar k con el CBR FUNDACIÓN O SOPORTE

30 30CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento CBR k (%) (MPa/m) 4 30 5 34 6 38 8 44 10 49 FUNDACIÓN - RELACIÓN DE k CON CBR (capa de espesor semi-infinito)

31 31CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de CementoSUB-BASES  Dar soporte uniforme y constante  Evitar el bombeo  Controlar las variaciones volumétricas de la subrasante  Aumentar la capacidad de soporte de la fundación

32 32CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento CBR subl k subl k Conj10 (%)(MPa/m)(MPa/m) 4 30 101 5 34 111 6 38 120 8 44 133 10 49 144 INCREMENTO DE k POR LA PRESENCIA DE SUB-BASE ESTABILIZADA

33 33CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento TRÁNSITO - CLASIFICACIÓN DE VEHÍCULOS  Camiones medianos  Camiones pesados  Remolques  Buses

34 34CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento  CAMIONES MEDIANOS TRÁNSITO - CLASIFICACIÓN DE LOS VEHÍCULOS

35 35CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento  CAMIONES PESADOS TRÁNSITO - CLASIFICACIÓN DE LOS VEHÍCULOS

36 36CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento  REMOLQUES TRÁNSITO - CLASIFICACIÓN DE LOS VEHÍCULOS

37 37CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de CementoCONCRETO  La resistencia mecánica que se especifica para los pavimentos de concreto debe ser la de tracción por flexión (Mr)  Generalmente se adopta: Mr  4,5 MPa

38 38CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento VOLADIZO CARGA CENTRAL CARGA EN LOS TERCIOS MEDIOS MEDIDAS DE TRACCIÓN POR FLEXIÓN

39 39CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento VALOR RESISTENCIA VOLADIZO CARGA CENTRAL CARGA EN LOS TERCIOS MEDIOS MEDIDAS DE TRACCIÓN POR FLEXIÓN

40 40CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento OTROS PARÁMETROS  ALABEO DEL CONCRETO: No se considera en el diseño del espesor pero si en el de las juntas  PERÍODO DE DISEÑO: mínimo de 20 años  FACTORES DE SEGURIDAD PARA CARGAS: Livianas  1,0 Medias  1,1 Pesadas  1,2 Condiciones especiales  1,3

41 41CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento MODELOS DE COMPORTAMIENTO  ESCALONAMIENTO  FATIGA  EROSIÓN MÉTODO DE DISEÑO (PCA/84)

42 42CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento HOJA DE CÁLCULO - PCA/84

43 43CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento MODELOS DE COMPORTAMIENTO  ESCALONAMIENTO  FATIGA  EROSIÓN MÉTODO DE DISEÑO (PCA/84)

44 44CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento d=desplazamiento vertical del lado cargado de la junta d’=idem, para el lado descargado de la junta ( )   2 100 d dd x ' ' % ESCALONAMIENTO/EFICIENCIA DE LAS JUNTAS

45 45CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento SISTEMAS PARA MEJORAR LA EFICIENCIA DE LAS JUNTAS  Placas cortas  Barras de transferencia de cargas  Sub-base estabilizada con cemento

46 46CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento LOS SISTEMAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA  DISMINUYEN –Tensiones de deformación en las losas de concreto –Presiones de consolidación en el soporte –Mantenimiento  AUMENTAN –Durabilidad –Comodidad y seguridad del rodamiento

47 47CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento HOJA DE CÁLCULO - PCA/84

48 48CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento MODELOS DE COMPORTAMIENTO  ESCALONAMIENTO  FATIGA  EROSIÓN MÉTODO DE DISEÑO (PCA/84)

49 49CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento RELACIÓN DE ESFUERZOS Y NÚMERO ADMISIBLES DE REPETICIONES DE CARGA - CURVA DE FATIGA

50 50CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de CementoFATIGA  Repeticiones de cargas  Tensión vs. Resistencia  Número límite o admisible de repeticiones de carga

51 51CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento  S < 0,45  NÚMERO ILIMITADO DE REPETICIONES  S > 0,45  NÚMERO LIMITADO DE REPETICIONES CURVA DE FATIGA DEL CONCRETO

52 52CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento HOJA DE CÁLCULO - PCA/84

53 53CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento Eq.41, “New Formulas for Stresses on Concrete Pavements”, ASCE, Proc., Jan. 1947, V.73 FÓRMULA DE WESTERGARD: TENSIÓN POR TRACCIÓN EN LA PARTE INFERIOR

54 54CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento 200.000 ANÁLISIS DE FATIGA CARGA EJE SIMPLE (kN) CARGA EJE TÁNDEM (kN) Factor de relación de esfuerzos NÚMERO ADMISIBLE DE REPETICIONES

55 55CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento MODELOS DE COMPORTAMIENTO  ESCALONAMIENTO  FATIGA  EROSIÓN MÉTODO DE DISEÑO (PCA/84)

56 56CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de CementoEROSIÓN PÉRDIDA DE MATERIAL DE LA CAPA DE SOPORTE BAJO LAS LOSAS Y EN LOS BORDES  EFECTO: Deformaciones verticales críti- cas (esquinas y bordes longitudinales libres)  NUEVO CONCEPTO: Factor de erosión mide el poder que una cierta carga tie-ne de producir deformaciones verticales en la losa

57 57CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento HOJA DE CÁLCULO - PCA/84

58 58CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento 2.000.000 ANÁLISIS DE EROSIÓN CARGA EJE SENCILLO (kN) CARGA EJE TÁNDEM (kN) FACTOR DE EROSIÓN NÚMERO DE REPETIONES ADMISIBLES

59 59CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento BASES DEL MÉTODO INFORMACIONES Y DATOS OBTENIDOS EN EL ENSAYO VIAL AASHO AASHO ROAD TEST (1959-61) DISEÑO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO (MÉTODO AASHTO/93)

60 60CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de CementoPARÁMETROS  Número de ejes equivalentes del eje patrón de 18 000 libras (ESALs)  Coeficente de confiabilidad (R)  Desviación estándar (S 0 )  Módulo de reacción de la subrasante (k d )  Pérdida de serviciabilidad (  PSI = p i -p f )  Propiedades del concreto  Coeficiente de transferencia de carga (J)  Coeficiente de drenaje (C d ) MÉTODO DE DISEÑO AASHTO/93

61 61CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento ECUACIÓN DE DISEÑO (AASHTO/93)

62 62CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento PÉRDIDA DEL ÍNDICE DE SERVICIO (  PSI = pi-pf)  Índice de servicio o serviciabilidad: capacidad que tiene el pavimento para atender el tránsito.  El índice de serviciabilidad varía de 5 (excelente) a 1 (pésimo).  El diseño se hace para que el pavimento llegue al final de su vida útil con el nível de servicio mínimo deseado.

63 63CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento DISEÑO DE JUNTAS  Restricción a la retracción libre del concreto  Alabeo restringido: fisuras longi- tudinales y transversales

64 64CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento 9 a 45 m Fisuras transversales de contracción ASPECTO DEL PAVIMENTO DE CONCRETO SIN JUNTAS TRANSVERSALES DE CONTRACCIÓN

65 65CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento Compresión Tracción CALIENTE FRIO Compresión CALIENTE FRIO Tracción FISURA Tracción Compresión FISURA ALABEO TEÓRICO DIURNO Y NOCTURNO

66 66CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento Fisuras transversales de contracción Fisura longitudinal debida al alabeo restringido Fisuras transversales adicionales debidas al alabeo restringido ASPECTO SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO DE CONCRETO SIN JUNTAS

67 67CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento TIPOS DE JUNTAS  Transversal de retracción  Transversal de alabeo  Longitudinal de alabeo  Longitudinal de construcción  De expansión

68 68CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento SELLANTE FRIO 25 0,6 1,2 3 2 OBS: Dimensiones en cm Junta machiembrada opcional en pavimentos de más de 25 cm cotas en cm 10 1 1 JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUCCIÓN Barra de anclaje

69 69CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento h DETALLE A Barra de transferencia (con la mitad de su longitud más 2 cm engrasada) Ø 1/8 de h cada 30 cm y de 46 cm de longitud 23 h/2 OBS: cotas en cm h/2 JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUCCIÓN

70 70CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento 5 10 SELLANTE FRIO 50 OBS: cotas en mm CORDÓN DE RESPALDO DETALLE A - PROFUNDIDAD DEL CORTE Y SELLADO DE JUNTAS

71 71CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento Estructura icopor o similar 1,5 20 OBS: cotas en cm SELLANTE FRIO JUNTA DE EXPANSIÓN

72 72CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento EJEMPLO DISEÑO DE JUNTAS

73 73CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento EJEMPLO DISEÑO DE JUNTAS

74 74CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento EJEMPLO DE DISEÑO (PCA/84) Fundación Subrasante  Suelo arenoso  CBR (de diseño) igual a 10%  No expansiva Datos del proyecto

75 75CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento EJEMPLO DE DISEÑO (PCA/84) Fundación Sub-base  Grueso granular de 15 cm de espesor Datos del proyecto

76 76CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento EJEMPLO DE DISEÑO (PCA/84) Fundación Conjunto Subrasante – Sub-base  Coeficiente de reacción en la superficie de la sub-base granular, con espesor de 15 cm (Cuadro 1) k G15 = 58 MPa/m Datos del proyecto

77 77CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento CBR subr k subr k G15 (%)(MPa/m) (MPa/m) 8 44 53 9 47 56 10 49 58 11 51 60 12 53 62 AUMENTO DE k DEBIDO A LA PRESENCIA DE LA SUB-BASE GRANULAR DE 15 cm

78 78CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento Datos del Proyecto Tránsito Carga por ejeFrecuencia en período tf kNde diseño (nº de ejes) 13 127 123.187 12 118 479.062 11 108 520.125 10 98 752.812 9 88 1.888.875 8 78 3.216.562 7 69 1.779.375  6  5931.234.874 22 216 136.875 21 206 451.687 20 196 177.937 19 186 1.136.062 18 176 177.937 17 167 766.500 16 157 451.687 15 147 609.875  14 137 1.069.000 28 275 273.750 27 265 123.187 26 255 3.148.120 25 245 91.250  24 235 360.437 TOTAL46.135.868 Sencillos Tándem Trídem EJEMPLO DE DISEÑO (PCA/84)

79 79CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento ESPESOR: K SIST : F ctM,k : F SC : 20 cm 58 MPa/m 5,0 MPa 1,2 sin 20 anos Dovelas: Bermas: Diseño: CARGA POR EJE CARGA x Fsc REPETICIONES ESPERADAS SOLICITACIONES ADMISIBLES FATIGA EJES SENCILLOS 127 152 123.187300.00041,06 118 142 479.0621.100.000 43,55 108 130 520.125ilimitado0 EJES TANDEM 216 259 136.875ilimitado 0 206 247 451.687 196 235 177.937 EJES TRÍDEM 275 110 237.750ilimitado 0 TOTAL84,61 ANALISIS DE FATIGA Esfuerzo equivalente: Factor de fatiga : Esfuerzo equivalente: Factor de fatiga : Esfuerzo equivalente: Factor de fatiga : 1,17 0,23 1,38 0,28 0,92 0,18 98118752.812 98 106 1.888.875 ilimitado0 0 186 223 1.136.062 176211177.937 167200766.500 ilimitado0 0 0 0 0 265106123.187 255102314.812 2459891.250 ilimitado0 0 0 SOLICITACIONES ADMISIBLES EROSIÓN 800.00015,40 1.300.000 36,85 3.000.00017,34 1.300.000 10,53 2.000.00022,58 3.000.0005,93 3.000.000 9,13 TOTAL163,19 ANALISIS DE EROSIÓN Factor de erosión : Fator de erosión : 2,45 2,37 2,51 11.000.0006,84 ilimitado0 4.500.000 25,25 11.000.0001,62 30.000.0002,56 4.000.0003,08 6.000.0005,25 11.000.0000,83 Fatiga Erosión 5b 5c 7b 8b HOJA DE CÁLCULO - PCA/84

80 80CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento Tensión Equivalente Tensión Equivalente Con bermas de concreto (Ejes sencillos / Ejes tándem) Espesor de la losa (cm) k del sistema subrasante-sub-base (MPa/m) 4060 201,46 / 1,261,37 / 1,16 211,37 / 1,191,28 / 1,09 1,46 / 1,261,37 / 1,161,46 / 1,261,37 / 1,161,37 / 1,191,28 / 1,091,37 / 1,191,28 / 1,09 Quadro 5b Hoja EJEMPLO DE DISEÑO (PCA/84)

81 81CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento Tensión Equivalente Tensión Equivalente Ejes Trídem (Sin berma de concreto / Con berma) Espesor de la placa (cm) k del sistema subrasante-sub-base (MPa/m) 4060 201,19 / 0,981,07 / 0,91 211,13 / 0,921,01 / 0,85 1,19 / 0,981,07 / 0,911,13 / 0,921,01 / 0,85 Quadro 5c Hoja EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO (PCA/84)

82 82CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento Factor de Erosión Factor de Erosión Juntas transversales con dovelas y con bermas de concreto (Ejes sencillos / Ejes tándem) Espesor de la losa (cm) k del sistema subrasante-sub-base (MPa/m) 4060 20 212,34 / 2,472,31 / 2,40 2,40 / 2,512,37 / 2,44 2,40 / 2,512,37 / 2,442,40 / 2,512,37 / 2,442,34 / 2,472,31 / 2,402,34 / 2,472,31 / 2,40 Quadro 7b Hoja EJEMPLO DE DISEÑO (PCA/84)

83 83CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento Factor de Erosión Factor de Erosión Ejes trídem Juntas transversales con dovelas (Sin bermas de concreto / Con bermas de concreto) Espesor de la hoja (cm) k del sistema subrasante-sub-base (MPa/m) 4060 203,09 / 2,593,03 / 2,50 213,05 / 2,562,99 / 2,47 3,09 / 2,593,03 / 2,503,05 / 2,562,99 / 2,47 Quadro 8b Hoja EJEMPLO DE DISEÑO (PCA/84)

84 84CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento 300.000 1.100.000 ilimitado Figura 5 Hoja ANÁLISIS DE FATIGA Carga eje sencillo (kN) Relación de esfuerzos Número de repeticiones admisibles

85 85CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento 800.000 1.300.000 3.000.000 1.300.000 Figura 6b Hoja ANÁLISIS DE EROSIÓN Eje sencillo (kN) Eje tándem (kN) Factor de erosión Repeticiones admisibles

86 86CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento DISEÑO DE JUNTAS DISEÑO DE JUNTAS DISEÑO DE ESPESORES Y DE JUNTAS EJERCICIO DE DISEÑO EJERCICIO DE DISEÑO

87 87CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento EJERCICIO DE DISEÑO Datos del proyecto  Concreto: (MR28) = 4,5 Mpa  Fundación –Subrasante: CBR = 5% –Sub-base: granular, con 10 cm de espesor

88 88CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento Datos del proyecto  Tránsito Carga por ejenº de repeticiones nº de repeticiones durante (t f ) por dia (n 1 ) el período de diseño (N) N = 20 x 365 x n 1 EJES SENCILOS 1014 102.200 8 2 14.600 516 116.800 EJES TÁNDEM 1710 73.000 16 2 14.600 15 2 14.600 EJES TRÍDEM 27 8 58.400 9,6 8 58.400 EJERCICIO DE DISEÑO

89 89CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento ESPESOR: K SIST : F ctM,k : F SC : 21 cm 38 MPa/m 4,5 MPa 1,1 sin no 20 anos Dovelas: Bermas: Diseño: CARGA POR EJE CARGA x Fsc REPETICIONES ESPERADAS REPETICIONES ADMISIBLES FATIGA EJES SENCILLOS 100 110 102.200300.00034,1 80 88 14.600ilimitado 0 50 55 116.800ilimitado 0 EJES TÁNDEM 170 187 73.000ilimitado 0 160 176 14.600 150 165 14.600 ilimitado 0 0 EJES TRÍDEM 270 99 58.400ilimitado 0 96 35 58.400 ilimitado 0 TOTAL34,1 ANALISIS DE FATIGA Tensión equivalente: Factor de fatiga : Tensión equivalente: Factor de fatiga : Tensión equivalente: Factor de fadiga : 1,52 0,34 1,70 0,38 1,15 0,26 SOLUCIÓN DEL EJERCICIO

90 90CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento ESPESOR: K SIST : F ctM,k : F SC : 21 cm 38 MPa/m 4,5 MPa 1,1 sim não 20 anos BT: AC: PP: CARGA POR EJE CARGA x Fsc REPETICIONES ESPERADAS REPETICIONES ADMICIBLES EROSIÓN EJES SIMPLES 100 110 102.2006.500.000 1,6 80 88 14.60060.000.000 0 50 55 116.800ilimitado 0 EJES TÁNDEM 170 187 73.0005.000.000 1,5 160 176 14.600 150 165 14.600 8.500.000 0,2 16.000.000 0,1 EJES TRÍDEM 270 99 58.400 1.200.000 4,9 96 35 58.400ilimitado 0 TOTAL 8,3 ANALISIS D EROSIÓN Factor de Erosión: 2,93 2,77 3,06 SOLUCIÓN DEL EJERCICIO

91 91CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento EJERCICIO DISEÑO DE JUNTAS

92 92CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento EJERCICIO DISEÑO DE JUNTAS placa con refuerzo distribuido discontínuo, malla electrosoldada J1 JL con anclaje J1 6,00 5,00 6,00 5,60 3,30 3,40 3,50 J2 JT con dovela J3 JE con dovela

93 93CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento SELLANTE FRIO 21 0,6 1,2 OBS: dimensiones en cm JUNTA TIPO Junta longitudinal de construción, sin barras de anclaje 1 TIPOS DE JUNTAS

94 94CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento JUNTA TRANSVERSAL DE ALABEO 21 DETALLE A Barra de transferencia (con la mitad de su longitud más 2 cm engrasada) Ø 1/8 de h cada 30 cm y de 46 cm de longitud 23 OBS: cotas em cm 10,5

95 95CPC-M3 / Instituto Colombiano de Productores de Cemento 5 10 SELLANTE FRIO 55 OBS: cotas en mm CORDÓN DE RESPALDO DETALLE A - Profundidade del corte y sello de las juntas transversales. TIPOS DE JUNTAS INICIO