Ingenieria Del Proyecto - Cerro De Pasco.docx

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE ACOBAMBA

INGENIERIA DEL PROYECTO PROYECTO

: “REPOSICION DE LOSAS MALOGRADAS DE LA SEGUNDA Y TERCERA CUADRA DEL JR. CERRO DE PASCO DEL DISTRITO DE ACOBAMBA, PROVINCIA DE TARMA - JUNIN”

I.

DISEÑO PAVIMENTOS RIGIDOS:

Los procedimientos de diseño previos para pavimentos rígidos de losas de concreto de cemento Portland, están basados en el principio de la limitación de esfuerzos flexibles en una losa de a ciertos valores ceros. Esto se hace para evitar las grietas de fatiga por flexión debido a las repeticiones de carga. Es evidente que hay un modo importante de diseño adicional al agrietamiento por fatiga que necesita ser tomado en cuenta en el procedimiento de diseño. Este es la "erosión" de los materiales ubicados debajo y al lado de la losa. Muchas repeticiones de carga por eje pesado en las esquinas y bordes de la losa causan bombeo, erosión de los materiales de la, sub-base y bermas de concreto.

Aquellos daños particulares del pavimento que se consideran que están más comúnmente relacionados con las deflexiones que con los esfuerzos de flexión. Las correlaciones de las deflexiones calculadas por el análisis de elementos.

Predecir el comportamiento de esta se deberían haber aplicado diferentes valores del criterio de la deflexión para diferentes espesores de la losa y en menor extensión para diferentes módulos de la fundación, valores de K.

Una correlación más útil fue obtenida multiplicando los valores calculados de las deflexiones en las esquinas (W) por los valores de las presiones calculadas (p) en la losa - fundación. La fuerza o cantidad de trabajo con la que una carga por eje de flecta la losa, es el parámetro usado por criterio de erosión - para un área de unitaria, el producto de la presión y la deflexión dividido por una medida de longitud de la deflexión base (lradio de rigidez relativa, en pulgadas).

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Un pavimento delgado con una deflexión base más corta recibe una carga de punzonamiento más veloz que una losa más gruesa. Esto es igual a (pw) e igual a la velocidad del camión, la losa más delgada está sujeta a una velocidad de trabajo o fuerza más rápida (en pulgadas libra x segundo). Se obtuvo una buena correlación entre el comportamiento de la carretera experimental y este parámetro.

El desarrollo del criterio de erosión estuvo también generalmente relacionado a los estudios del fallamiento de las juntas, y un amplio rango de años de servicio del pavimento y sub-bases estabilizadas. Estudios en pavimentos sugieren que el clima o el drenaje es un factor importante en el comportamiento del pavimento.

El criterio de erosión se sugiere que sea usado como guía. Puede ser modificado de acuerdo a la experiencia local debido al clima, drenaje, otros factores e innovaciones de diseño pueden tener influencia. De acuerdo a ello el 100% del criterio de erosión, que es un número índice correlacionado con la experiencia del comportamiento general, puede ser incrementada o disminuida en base a datos del comportamiento específico recolectados en el futuro, para condiciones más favorables o más desfavorables. II.

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO: Se necesita como datos de entrada los siguientes factores: Tipo de Junta y berma. Resistencia flexora del concreto a los 28 días. Factor de seguridad de carga (LSF). Distribución de cargas por eje. Número esperado de repeticiones de carga por eje durante el periodo de diseño.

Para el efecto se presenta la hoja de cálculo que se usa en el diseño, donde se muestran:

Los análisis por fatiga, para controlar las grietas por fatiga. Los análisis por erosión, para controlar la erosión de la fundación y bermas, el bombeo y las fallas.

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Diseño 1: El análisis por fatiga controla usualmente el diseño del pavimento del trafico ligero (calles residenciales y carreteras secundarias independientemente de si las juntas llevan dowels o no) y de los pavimentos de trafico mediano con juntas con dowels. Diseño 2: Para pavimentos que soportan una combinación normal de pesos por eje, las cargas por eje simple son usualmente más severas en el análisis por fatiga, mientras que las cargas por eje también son más severas en el análisis por erosión.

III.

CONCLUSION DE RESULTADOS DE DISEÑO:

A) Si el consumo de la capacidad es ligeramente inferior a 100%, el espesor adoptado es el adecuado para soportar las cargas previstas del tránsito incluidas las más pesadas que las utilizadas para el diseño.

B) Cuando la suma es cercana a 100% quiere decir que la losa considerada es correcta, pero si el valor es menor de 100% se tendrá un pavimento sobredimensionado y entonces se tendrá que realizar otro u otros cálculos disminuyendo ya sea el valor del modulo de rotura, el espesor de la losa o la capacidad de la sub-base hasta que los datos de las columnas 5 y 7 se encuentren entre 80 y 100% respectivamente.

C) Si el porcentaje total es mayor de 100% se tendrá un pavimento subdimensionado, se aumentará el valor de las características señaladas para hacer los nuevos cálculos.

IV.

. CALCULO DEL PAVIMENTO RIGIDO: DISEÑO ESTRUCTURAL PAVIMENTO RIGIDO

0.1 Datos del Proyecto Tipo de Vía Tipo de Terreno Periodo Duración Tráfico Diario Promedio Factor de Proyección : 1.50 Tráfico Diario Promedio Camiones : 10%

: Calle con volumen de tráfico moderado : Rural Rodillado (Compactado) : 07 Años : 50.00 Corriente =ADT Corriente

=ADTT

0.2 Calculo de Tráfico Redondeo ADT Diseño 2V

:

1,200.00

1,200.00

En Dos Direcciones

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ADT Diseño 1V

:

600

600

En una Dirección

Redondeo ADTT Diseño 2V

:

228.00

230.00 En Dos Direcciones

ADTT Diseño 1V

:

114.00

115.00 En una Dirección

0.3 Diseño de Espesor para Pavimento

Datos para el Diseño: Esfuerzo a la Compresión ( F'c )

:

210

Modulo Rotura = 2*raíz ( F'c )

:

28.98 Kg/cm2

= 405.76

K Sub-Rasante (solo)

:

102.00 PCI

= 2.83 Kg/cm3

K Sub-Rasante/Sub-Base (Comb.)

:

132.60 PCI

= 3.68 Kg/cm3

Modulo Rotura Concreto Pavimento

:

700.00 PSI

= 50.00 Kg/cm2

Porcentaje del ( F'c )

:

23.81

% del F´c

Factor de Seguridad

:

1.0

F.S

Tipo de Diseño para Pavimento

:

Juntas con Dowels

Tratamiento de Sub - Base

:

Tratada

Espesor de Sub - Base

:

8”

Bermas de Concreto

:

No Considerado

Tipo de Rasante

:

Sub - Rasante Arcillosa

Espesor Tentativo Pavimento

:

8.0

0.4 Calculo de Esfuerzos Equivalentes

Interpolación Eje Simple

Kg/cm2

Pulg

=

PSI

20cm

Sin Berma de Concreto

Interpolación Eje

Valor Eje Simple= 261.61

Tándem

100

274

100

249

132.6

261.61

132.6

232.05

150

255

150

223 Valor Eje Tándem= 32.232.05

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MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE ACOBAMBA 0.5 Calculo de Factor de Erosión

Interpolación Eje Simple

Valor Eje Simple= 261.61

Interpolación Eje Tándem

100

2.82

100

2.99

132.6

2.81

132.6

2.97

200

2.80

200

2.93

Valor Eje Tándem=232.0 5

CALCULO PARA EJES SIMPLES

Esfuerzo Equivalente

=

261.612

Factor de Erosión

=

2.81

Factor Relación de Esfuerzos

=

0.37

1

2

3

4

Carga/eje

Afectados

Repetición

Kips

x

Esperadas

F.S.

5

Análisis por Fatiga

6

7

Análisis x Erosión

Repetición

Fatiga

Repeticiones

permitidas

%

Permitidas

Daño %

30

30.0

6,310.00

35,000.00

18.0

900,000.00

0.7

28

28.0

14,690.00

90,000.00

16.3

1.500.000.00

1.0

26

26.0

30,140.00

250,000.00

12.1

2.000.000.00

1.5

24

24.0

64,410.00

1,000.000.00

6.4

3.500.000.00

1.8

22

22.0

106,900.00

Ilimitado

0.0

6.000.000.00

1.8

20

20.0

235,800.00

Ilimitado

0.0

10.000.000.00

2.4

18

18.0

307,200.00

Ilimitado

0.0

30.000.000.00

1.0

16

16.0

422,500.00

Ilimitado

0.0

80.000.000.00

0.5

14

14.0

586,900.00

Ilimitado

0.0

Ilimitado

0.0

12

12.0

1.837,000.00

Ilimitado

0.0

Ilimitado

0.0

CALCULO PARA EJES TANDEM

Esfuerzo Equivalente

=

232.0

Factor de Erosión

=

2.97

Factor Relación de Esfuerzos

=

0.33

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1

2

3

Carga/eje

Afectados

Repetición

Kips

x

Esperadas

F.S.

4

5

Análisis por Fatiga

6

7

Análisis x Erosión

Repetición

Fatiga

Repeticiones

Daño

permitidas

%

Permitidas

%

52

52.0

21.320.00

4.000.000.00

0.5

1.000.000.00

2.1

48

48.0

42.870.00

Ilimitado

0.0

1.800.000.00

2.4

44

44.0

124.900.00

Ilimitado

0.0

2.900.000.00

4.3

40

40.0

372.900.00

Ilimitado

0.0

5.000.000.00

7.5

36

36.0

885.800.00

Ilimitado

0.0

10.100.000.00

8.8

32

32.0

930.700.00

Ilimitado

0.0

25.000.000.00

3.7

28

28.0

1.656.000.00

Ilimitado

0.0

80.000.000.00

2.1

24

24.0

984.900.00

Ilimitado

0.0

Ilimitado

0.0

20

20.0

1.227,900.00

Ilimitado

0.0

Ilimitado

0.0

16

16.0

1.356,000.00

Ilimitado

0.0

Ilimitado

0.0

SUBSUB-TOTAL 2

0.53%

30.84% TOTAL 2

TOTAL

53.38%

TOTAL

CONSUMO TOTAL DE LA CAPACIDAD

41.56% 94.94%

0.6 Análisis de resultados:

6.1 ) Los totales de fatiga y daño por erosión usados y calculados para este caso de 53.38% y 41.56% respectivamente muestran que el espesor de la losa de 8" es adecuado para las condiciones de diseño Y del terreno encontrado, datos obtenidos de acuerdo al análisis de valores K para pavimentos urbanos.

6.2) Este diseño en particular tiene un 46.62% de capacidad de reserva disponible para cargas axiales Pesadas adicionales a aquellas estimadas con propósitos de diseño.

6.3) Para este caso y de acuerdo a las normas de pavimentos el presente diseño es controlado por el análisis por fatiga.

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6.4) Al estar la suma total cercana al 100% de acuerdo al método, el espesor de la losa considerada se adopta como solución correcta.

V.

JUNTAS PARA EL PAVIMENTO RIGIDO:

OBJETO DE LAS JUNTAS: Es evidente que un pavimento rígido se agrietaría. Los pavimentos están expuestos a severas condiciones de temperatura y humedad que pueden combinarse para producir tensiones excesivas suficientes para agrietar la losa, fundamentalmente como consecuencia del alabeo producido por las diferencias en temperatura y humedad entre las caras superior e inferior de la losa, que se queda así obligada a levantar su propio peso del terreno, de forma que cuando su longitud es excesiva al peso no puede ser soportado por la sección relativamente pequeña, también puede aparecer grietas como consecuencia de la tracción directa de la losa debida a una contracción más o menos uniforme.

La dilatación de la losa puede producir roturas por compresión y levantamiento por pandeo, la experiencia ha demostrado que bajo los efectos de todas estas influencias desfavorables, combinadas por tensiones producidas por las cargas de las ruedas, un pavimento de concreto continuo se agrieta a intervalos bastante regulares de 3.60m a 5.40m, dependiendo del grado de uniformidad de los factores determinantes del agrietamiento, particularmente la sustentación del terreno.

Si se construye una losa continua de anchura igual a dos vías de tráfico, probablemente aparecerá una grieta longitudinal más o menos irregular al aplicarse simultáneamente en ambas vías en la misma sección del camino cargas pesadas que dan lugar a grandes momentos flectores particularmente si coinciden con una ligera curvatura del pavimento o una contracción general de la losa.

Además, muchas de las grietas transversales que aparecen a través del pavimento a intervalos más o menos regulares formaran probablemente ángulos agudos con los bordes de la losa y la grieta longitudinal.

En estas circunstancias las esquinas que forman ángulos agudos se convierten en secciones débiles que se rompen más adelante por efecto de las cargas produciendo las grietas indicadas en la figura con líneas de puntos.

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La finalidad de las juntas es evitar esta rotura progresiva del pavimento y permitir la expansión y contracción de las losas.

VI.

VI. DISEÑO DE JUNTAS PARA EL PAVIMENTO RIGIDO:

A. LONGITUD MAXIMA DE LA LOSA

2 x Ft L = ---------yxF

F = Coeficiente de fricción de 0.5 a 2.5

= 2.0

Ft = Resistencia a la tracción del concreto

= 20 Tons / m2

y = Peso unitario del concreto

= 2.4 Tons / m3

L = 8.33 m = 8.00 m (Longitud promedio de la losa del pavimento).

* Se asumen paños de L = 4.00 m promedio para uniformizar las longitudes de los tramos.

B. ANCHO DE LA LOSA Considerando la sección de vía se toma como ancho promedio A=3.00 m.

B. REFUERZO DE JUNTA LONGITUDINAL

Asúmase Ø 5/8

Fs. = Esfuerzo del trabajo del acero = 3,000 Kg/cm2 E = Espesor de la losa = 0.20 cm a = ancho de la losa = 3.00 m.

řr Ø 2 Fs Separación

S = ---------------------- = 0.35 m = se colocará @ 40 cm. 4xExaxyxF

D. LONGITUD DEL REFUERZO

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MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE ACOBAMBA U = Tensión de Trabajos adherencias = 29 Kg / cm2

Ø Fs. U B

= --------- = 25 cm 4U

2b = 50 cm

E. REFUERZO DE LA JUNTA TRANSVERSAL

Asúmase Ø 5/8´´

L = Largo de losa = 4.00 m Se considera la mitad = 2.00 m

rrØ2 Fs Separación S = ----------------------- = 0.59 m. = se colocará @ 60 cm. 4xLxEx

xF

Ø Fs. b = ------- = 25 cm 4oa 2b = 50 cm F.JUNTAS DE EXPANSIÓN



Se usará Acero Lizo Ø 5/8´´



TRANSMISIÓN DE CARGA = 1,100 kg



Rigidez de la losa R = 76



Longitud Uniforme R x 1.80 = 140 cm

CD Número de Pasajuntas

n = ----------- = 5 Pasajuntas 2 x 1,100

140 Espaciamiento R = ------- = 5 Pasajuntas * Se usará Acero Lizo Ø 5/8” @ 60 cm 5 -1

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CALCULO CBR Y REACCION K DEL TERRENO PARA EL DISEÑO : “REPOSICION DE LOSAS MALOGRADAS DE LA SEGUNDA Y TERCERA

PROYECTO

CUADRA DEL JR. CERRO DE PASCO DEL DISTRITO DE ACOBAMBA, PROVINCIA DE TARMA - JUNIN”

UBICACIÓN :

Distrito

: Acobamba.

Provincia

: Tarma.

Región: Junín.

0.1 Valor Percentil CBR de Diseño:

Tráfico (EAL)*

% de Ensayos con CBR igual o mayor

10.000.00

O mas

60.0

100.000.00

1,000.000.00

75.0

1,000.000.00

O mas

86.5

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Aplicaciones de cargas equivalentes a 18,000 lb por eje simple

0.2 Pruebas de CBR en la Sub-Rasante:

CBR

Número igual o

% Igual o Mayor

mayor que

que

4.10

1.00

33.33

3.10

2.00

66.67

2.30

3.00

100.00

0.3 Tabla CBR de Diseño

EAL

Valor percentil

CBR de diseño

de diseño 10.000.00

60.0

4.30

100.000.00

75.0

4.20

1,000.000.00

86.5

3.90

4.0 Modulo de Reacción K combinado del terreno

De acuerdo a la Tabla del CBR para diferentes porcentajes y tipos de terreno se obtiene el siguiente valor de K

K = 3.68 Kgr/cm3 0.5 Valores de K para Pavimentos Urbanos:

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K (Kgr/cm3)

Tipo de Suelo

Comportamiento

2.80

Limo y Arcilla

Satisfactorio

5.50

Arenoso

Bueno

8.30

Grava Arenoso

Excelente

Valores de K obtenidos por Casagrande para diversos tipos de suelo

0.6 Efectos de la Sub - Base granular no tratada en el valor de K (Lb/pulg3):

K Sub Base

Lb/pulg2

Kg/cm3

50

Incremento de valor K en la Sub Base

10.16

15.24 cm

6”

22.86

9”

12”

30.448 cm

4”

cm

1.4

65

1.82

75

2.1

85

2.38

110

3-08

100

2.8

130

3.64

140

3.92

160

4.38

190

5.32

200

5.6

220

6.16

230

6.47

270

7.56

320

8.96

300

8.4

320

8.96

330

9.27

370

10.36

430

12.04

0.7 Factor de Seguridad respecto a las cargas

Tipo de Vía

Factor de Seguridad x

Espesor

Carga ( FSC )

( cm )

1.20

30 – 40 cm

1,10

25 – 30 cm

Para carreteras del sistema de transito general y gran volumen de vehículos pesados

Para carreteras del sistema arterial mayor con volúmenes moderados de vehículos pesados

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Para carreteras del sistema colector y local con volúmenes

1.00

20 – 30 cm

pequeños de vehículos pesados

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