Diseño Pavimento Semirigido

DISEÑO DE
PAVIMENTOS

 
ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO RIGIDO


GENERALIDADES

Los pavimentos de concreto, generalmente denominados rígidos, están constituidos por una losa de concreto de cemento Portland y pueden o no tener una capa de base entre la losa y la sub-rasante.
La losa de concreto por su rigidez y su alto modulo de elasticidad, distribuye las cargas deltránsito sobre áreas relativamente extensas sobre el suelo de fundación, por lo que la mayor parte de la capacidad estructural del pavimento es provista por la misma losa.
Para dimensionar un pavimento de concreto se debe tener en cuenta los efectos que sobre él producen el medio exterior y el tránsito, que ocasionan esfuerzos, los cuales son:
 Esfuerzos debidos al tránsito.
 Esfuerzos debidos a latemperatura.
 Esfuerzos debidos a la variación de la humedad del concreto y de la retracción de fraguado y endurecimiento.
Para que el pavimento de concreto sea económico y se comporte satisfactoriamente durante el periodo de diseño es necesario que se cumplan los siguientes requisitos:
 Valor soporte de la sub rasante razonablemente uniforme.
 Control de la surgencia (pumping); cuando lacalidad del suelo de subrasante lo exija, proyectar la construcción de una sub base (base).
 Distribución adecuada de las juntas.
 Resistencia estructural del pavimento adecuada a las solicitaciones que estará expuesto.
En virtud de estar los pavimentos rígidos sujetos a los esfuerzos indicados, es notorio que para que estos pavimentos cumplan en forma satisfactoria y económica la vida útilque de ellos se espera, es necesario que su proyecto esté basado en los factores siguientes:
1. Volumen, tipo y peso del tránsito a servir en la actualidad y en un futuro previsible.
2. Valor relativo de soporte y características de la sub-rasante.
3. Clima de la región.
4. Resistencia y calidad del concreto a emplear.
Para el diseño estructural del pavimento de concreto se utiliza el métodode la PCA.



DETERMINACION DE LOS PARAMETROS PARA EL DISEÑO DEL ESPESOR

1. Capacidad de soporte del suelo de la sub-rasante
La capacidad de soporte del suelo de la sub-rasante se mide en términos del Modulo de reacción de la sub-rasante K
Este valor “ K ” puede obtenerse por correlación a partir de la relación soporte de California (CBR) utilizando el siguiente grafico:


En elpresente proyecto el suelo de la sub-rasante varia entre una arena arcillosa (SC) a una arcilla inorgánica de mediana plasticidad (CL) , con valores de C.B.R relativamente buenos, con un criterio conservador para el diseño se considera el CBR mas bajo (Estudio de Mecánica de suelos)

CBRdiseño= 15 % , del grafico K = 6.4 Kg/cm3

BASE DE PAVIMENTOS RIGIDOS
A fin de mantener la uniformidadde soporte de la losa de concreto se requiere una base para cumplir uno o más de los siguientes propósitos:
 Evitar las contracciones y expansiones de la sub rasante construida con suelos susceptibles a los cambios volumétricos.
 Evitar la erosión de la sub-rasante por efecto de surgencia (pumping)
 Controlar el efecto de penetración de las heladas.
La colocación de una base debe tambiénconsiderarse necesaria en relación a aspectos constructivos y económicos, ya que permite formar una plataforma de trabajo relativamente estable al paso del equipo y lograr una mejor nivelación para la colocación de los moldes y concreto.
El valor de “K” se modifica debido a la colocación de una base granular ó de suelo–cemento, determinando un Módulo de Reacción combinado ²KC² del suelo y base,donde:

BASE GRANULAR :



BASE SUELO – CEMENTO:

e = espesor de la base en cms.

En el presente proyecto se considera una base de 20 cms. de espesor promedio.

2. Periodo de Diseño
Reemplazando el concepto tradicional de vida del pavimento y como sinónimo del término periodo de análisis del tránsito y por que los volúmenes de tránsito no pueden predecirse con seguridad en periodos...