UNIDAD 4 DISE O DE PAVIMENTO RIGIDO

UNIDAD 4:
DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDO
Método de diseño de la Asociación de Cemento Portland (PCA)
Método de diseño PCA simplificado
Diseño de juntas
Método AASTHO

MÉTODO DE DISEÑO PCA
Generalidades
• Publicado en 1966 y actualizado en 1984
• Es aplicable a:
—Pavimentos de concreto simple con juntas.
—Pavimentos de concreto reforzado con juntas.
—Pavimentos con refuerzo continuo.
•Losesfuerzos y deflexiones críticas se han calculado y combinado con
criterios de diseño, para desarrollar tablas y gráficas de diseño.
•Los criterios de diseño consideran:
—Análisis de fatiga
—Análisis de erosión
•Reconoce que el pavimento puede fallar por fatiga del concreto.
•Se basa en el cálculo de esfuerzos por cargas en el borde de las losas, a
medio camino entre juntas transversales.

ANÁLISIS DEFATIGA
•Los esfuerzos debidos a la labeo no son considerados en
el diseño.
•La magnitud de los esfuerzos críticos se reduce si las
bermas se anclan al pavimento.
•El análisis de fatiga controla los diseños de pavimentos
delgados para bajo tránsito, independientemente del tipo
de transferencia de carga en las juntas transversales.
•La resistencia a la fatiga se basa en la relación de
esfuerzos:ANÁLISIS DE FATIGA
 Se considera que la resistencia a fatiga no consumida por una

carga queda disponible para ser consumida por las
repeticiones de otras cargas (LeydeMiner).

ANÁLISIS DE EROSIÓN
Considera que el pavimento falla por bombeo, por erosión del

soporte y por escalonamiento de las juntas.
La deflexión más crítica ocurre en la esquina de la losa, cuando
la carga está situada en lajunta, en cercanías de la esquina.
La deflexión en la esquina de la losa se reduce si la berma está
anclada al pavimento o si la losa es lo suficientemente ancha
como para que las llantas circulen lejos de borde de la losa.
El análisis de erosión controla el diseño de los pavimentos
espesos para tránsito medio y pesado cuando la transferencia
de carga es por trabazón de agrados y controla el diseñopara
tránsito pesado cuando la transferencia es por varillas.

FACTORES DE DISEÑO DEL
PAVIMENTO

CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Soporte del pavimento
 La resistencia de cada suelo se debe expresar en términos del

módulo de reacción (k)
 No se requiere realizar correcciones de “k” por efectos

estacionales.
 Se permite la determinación de “k” por correlación con el
CBR.

 La colocación de unasubbase para prevenir el bombeo

(granular o estabilizada) y para brindar un apoyo más
uniforme a las losas, se traduce en un incremento del módulo
de reacción del soporte (k), el cual sea provecha en el diseño
del espesor de las losas.

CONSIDERACIONES DE DISEÑO

CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Resistencia del concreto
 Los esfuerzos que sufre un pavimento rígido

bajo carga son de compresión ytensión.
 Los esfuerzos de compresión son muy bajos
respecto de la resistencia a la compresión del
concreto.
 Los esfuerzos de tensión pueden representar
una fracción importante de resistencia a
flexión, razón por la cual son éstos los que se
consideran en el diseño del pavimento.

CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Resistencia del concreto a flexión

CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Cargas del tránsito
 Elmétodo exige el conocimiento del espectro de cargas por eje,
discriminado por tipo de eje(simple, tándem, triple)
 El espectro actual debe proyectarse al futuro de acuerdo con la
tasa de crecimiento anual de tránsito, para determinar el
número esperado de aplicaciones de cada grupo de carga por
eje durante el periodo de diseño que, generalmente, es 20 años.
 Las magnitudes de las cargas por eje sedeben afectar por un
factor de seguridad:
—Vías con un flujo importante de tránsito pesado, FSC=1.2
- Vías con moderado volumen de tránsito de vehículos pesados,
FSC=1.1.
- Vías residenciales y otras con bajo volumen d etránsito,FSC=1.0

CONSIDERACIONES DE DISEÑO
 Otros factores:

I.- Tipo de transferencia de carga en las juntas
transversales.
El método considera dos sistemas:
—Por varillas...