Apuntes

MÉTODO DE LA ASOCIACIÓN DEL CEMENTO PORTLAND (PCA)

A continuación se describen los lineamientos generales del método del Pórtland Cement Association (PCA).

a) Factores de Diseño.

a)1 Resistencia a la Flexión del Concreto.

La consideración de la resistencia a la flexión del concreto es aplicable en el procedimiento de diseño para el criterio de fatiga quecontrola el agrietamiento del pavimento bajo la repetición de cargas. La resistencia a la flexión del concreto es determinada por la prueba del modulo de ruptura, realizada en vigas de 6x6x30 pulgadas.



a)2 Terreno de Apoyo o Base.

El soporte dado a los pavimentos de concreto por la base y la sub-base, es el segundo factor en el diseño de espesores. El terreno de apoyo esta definido entérminos del módulo de reacción de la sub - rasante de Westergaard (k). Es igual a la carga en libras por pulgada cuadrada (un plato de 30" de diámetro) dividido entre la deformación en pulgadas que provoca dicha carga. Los valores de k son expresados como libras por pulgada cuadrada por pulgada (psi / in) ó más comúnmente, por libras por pulgada cúbica (pci.)



Dado que la prueba de placatoma tiempo y dinero, los valores de k son usualmente estimados mediante una correlación de pruebas más simples como la del VRS (Valor Relativo de Soporte.)El resultado es válido por que no se requiere una exacta determinación del valor k; ya que variaciones normales de este no afectan significativamente los requerimientos del espesor del pavimento.

El contar con una sub-base permiteincrementar el valor k del suelo que deberá usarse en el diseño de espesor. Si la base es de material granular no tratada ó mejorada, el incremento puede no ser muy significativo.


Incremento en el valor k del suelo, según el espesor de una base granular.



Incremento en el valor k del suelo, según el espesor de una base granular cementada.

a)3 Período de Diseño.

El término deperíodo de diseño es algunas veces considerado sinónimo de período de análisis de tráfico. Dado que el tráfico muy probablemente no puede ser supuesto con precisión por un período muy largo, el período de diseño de 20 años es el comúnmente empleado en el procedimiento de diseño de pavimentos. El período de diseño seleccionado afecta el espesor de diseño ya que determina por cuantos años
y por ende paracuántos camiones deberá servir el pavimento.

a)4 Número de Repeticiones Esperadas para cada Eje.

Toda la información referente al tráfico termina siendo empleada para conocer el número de repeticiones esperadas, durante todo el período de diseño, de cada tipo de eje. Para poder conocer estos valores tendremos que conocer varios factores referentes al tránsito, como lo es eltránsito diario promedio anual (TDPA), el % que representa cada tipo de eje en el TDPA, el factor de crecimiento del tráfico, el factor de sentido, el factor de carril y el período de diseño.

Repeticiones Esperadas.

Re = TDPA x %Te x FS x FC x Pd x FCA x 365

Donde:

TDPA= Tránsito Diario Promedio Anual.
% Te = % del TDPA para cada tipo de eje.
FS = Factor deSentido.
FC = Factor de Carril.
Pd = Período de Diseño.
FCA = Factor de Crecimiento Anual.
365 = Días de un Año.

El método de diseño de la PCA recomienda considerar únicamente el tráfico pesado, es decir que se desprecie todo el tráfico ligero como automóviles y pick-ups de 4 llantas. De cualquier modo, no es tan importante hacer caso a esta recomendación, debido aque el tráfico ligero no influye demasiado en el diseño de espesores.
Factor de Crecimiento Anual (FCA.)



Si se desea obtener el factor de crecimiento anual del tráfico (FCA) de manera exacta, se puede obtener a partir de la siguiente formula:

Donde:
FC = Factor de Crecimiento Anual.
‘n = Vida Útil en Años.
‘g = Tasa de Crecimiento Anual.

En...