Ingeniero civil

CATALOGO DE DISEÑO DE PAVIMENTOS RIGIDOS DE LA PCA ADAPTADO A LAS CONDICIONES DE TRANSITO COLOMBIANAS Ingeniera: María Fernanda García Aladín Magister en ingeniería de Vías Terrestres Facultad de ingeniería Civil Universidad del Cauca. Profesora Pontificia Universidad Javeriana Popayán, 2003 1. RESUMEN El procedimiento de diseño de pavimentos rígidos de la Portland Cement Asociation (PCA) esaplicable cuando se dispone del espectro de carga por eje que se prevé va a hacer uso de la vía durante el periodo de diseño. Cuando existe desconocimiento de las cargas es posible usar el método de diseño simplificado de la PCA.. La PCA desarrolló unas tablas de diseño en función de las categorías de tránsito representativas de Norte América y habitualmente se usa para diseñar pavimentos rígidos enColombia. Un estudio realizado por el ingeniero Fernando Sánchez Estrada para un caso particular de cargas de tránsito en una vía colombiana, comparadas con las cargas dadas por el método simplificado de la PCA, se concluye que Colombia esta muy lejos de poder aplicar ese método si no se realiza antes una adaptación de las cargas de tránsito. Colombia cuenta con información suficiente en la RedVial Nacional para definir la composición promedio vehícular para cada vía y con registros de pesajes de ejes vehiculares, que manejados estadísticamente conforman la adaptación de cargas necesaria para generar el Método Simplificado de la PCA adaptado a las condiciones de tránsito nacionales. A partir del estudio de la variable tránsito se encontró el espectro de carga representativo para Colombia.Este espectro, junto con las el análisis de las tasas de crecimiento, dieron como resultado el METODO SIMPLIFICADO DE DISEÑO DE PAVIMENTOS RIGIDOS DE LA PCA ADAPTADO A LAS CONDICIONES DE TRANSITO COLOMBIANAS. Se espera que esta información pueda servir como referencia en el diseño de pavimentos rígidos tanto en vías nacionales como departamentales y municipales. 2. OBJETIVOS ü Establecer lacomposición del parque vehícular colombiano de acuerdo a los rangos de TPDS definidos por el Instituto Nacional de Vías. ü Identificar en Colombia, las distintas tasas de crecimiento del parque automotor a nivel nacional.
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ü Definir el espectro de carga por tipo de eje para los camiones colombianos. ü Exponer el Método Simplificado de la PCA adaptado a las condiciones de tránsito Colombianas. 3.VARIABLES DEL DISEÑO Para el diseño de pavimentos es necesario tener en cuenta las siguientes variables: Módulo de reacción (K) del apoyo de la losa. Resistencia del concreto. Condiciones de apoyo lateral. Existencia o no de pasadores en las juntas transversales. Transito de diseño. 3.1. Módulo de reacción (K) del material de soporte. La resistencia del material de soporte se enmarca dentro delos límites propuestos en la siguiente tabla, en la cual se clasifica el suelo en 5 categorías: Tabla 1.1 Entornos de la resistencia. Fuente INVIAS
CATEGORIA S1 S2 S3 S4 S5 INTERVALO MODULO INTERVALO C.B.R.% RESILIENTE ( E ) Kg/cm2 300 - 500 3-5 500 - 700 5-7 700 - 1000 7 - 10 1000 - 1500 10 - 15 Mayor a 1500 Mayor a 15 INTERVALO K Mpa 24.64 - 33.86 33.86 - 41.28 41.28 - 50.01 50.10 - 60.83 Mayor a60.83

Este rango de K se encuentra incluido en la parte superior de cada tabla dando origen a las diferentes columnas de diseño. Se debe partir entonces por determinar el valor de K correspondiente a la vía que se va a diseñar, o bien, a rehabilitar y encontrar a que categoría pertenece. 3.2. Resistencia del concreto En el catálogo se encuentran diseños realizados con seis diferentesresistencias de concreto, desde muy bajas de 3.1 Mpa, pasando por resistencias de 3.35 Mpa, 3.60 Mpa, 3.8 Mpa, 4.1 Mpa, hasta resistencias altas de 4.4 Mpa. Se debe tener en cuenta que no siempre la mayor resistencia garantiza menores espesores. Si es una tendencia cuando el diseño está gobernado por el consumo de fatiga, pero no lo es cuando domina la erosión. 3.3. Condiciones de apoyo lateral Las...