Manual De Pavimentos.pdf

Manual técnico de pavimentos

CONTENIDO PACASMAYO

04

PACASMAYO PROFESIONAL

05

INFRAESTRUCTURA VIAL

06 14

PAVIMENTOS RÍGIDOS

2

PAVIMENTO INTERTRABADO

34

DISEÑO DE PAVIMENTOS URBANOS

48

ESTABILIZACIÓN DE SUELOS Y BASES CON CEMENTO

52

3

Pacasmayo es la empresa líder en brindar soluciones para la construcción en las zonas norte y nororiente del Perú. Somos una empresa comprometida con la innovación y el cuidado del medioambiente, así como la segunda cementera con la mayor capacidad instalada de producción en el país. Operamos con un experimentado equipo de profesionales que día a día renueva una constante búsqueda por mejorar las prácticas constructivas de los peruanos, inspirados en una cultura corporativa basada en la sostenibilidad.

Nuestro compromiso es brindar una solución integral para su proyecto y así responder a las necesidades únicas de cada obra. Es por eso que nuestro portafolio de soluciones se ha desarrollado y especializado por cada segmento en el sector construcción.

EDIFICACIONES

INFRAESTRUCTURA

INFRAESTRUCTURA VIAL

INDUSTRIA

ENERGÍA Y MINAS

4

5

INFRAESTRUCTURA VIAL

INFRAESTRUCTURA VIAL

• Estabilizador de Suelos. • Soluciones en pavimentos, Pavimentos de Concreto. • Soluciones en pavimentos, Pavimentos Delgados. • Adoquines para uso peatonal. • Adoquines para uso vehicular ligero. • Adoquines para uso vehicular pesado. • Muros New Jersey. • Bordillos. • Vigas para Puentes. • Otras soluciones de infraestructura Vial.

Tipos de Obra: • Carreteras / Autopistas. • Vias Departamentales. • Vías Urbanas. • Vias Rurales. 6

7

SEGMENTACIÓN DE NUESTRAS SOLUCIONES INTRODUCCIÓN

Pavimento rigido

Pavimento optimizado

Pavimento intertrabado (Adoquin)

Cemento para estabilizacion de suelos y bases

Whitetopping

CCR

Carreteras

Vias departamentales

Caminos de bajo transito

Vias urbanas

Losas industriales

Puertos

Aeropuertos

8

9

PAVIMENTOS INTRODUCCIÓN

PAVIMENTOS:

INTRODUCCIÓN

PAVIMENTO Es un conjunto de espesores que forman un paquete estructural, cuyo diseño busca establecer espesores y propiedades físico mecánicas de los materiales. Los materiales que componen la estructura deben ser capaz de soportar las cargas de trafico y ambientales a los que será sometido durante un periodo de tiempo, cuya función debe mantener la vía bajo un cierto nivel de deterioro, confort, transitabilidad y seguridad. Tipos de pavimentos Rígido

Flexible

Semi Flexible

Pavimentos de concreto Losa de concreto

Pavimentos de asfalto Carpeta de asfalto

Pavimentos de adoquines Carpeta de adoquines Rodadura

Rodadura

Base

Sub base

Sub base

Sub rasante (Terreno natural)

Sub rasante (Terreno natural)

C.B.R. (CALIFORNIA BEARING RATIO) Ensayo de Relación de Soporte de California, mide laresistenciaal esfuerzo cortante de unsuelo. Evaluar la calidad del terreno para subrasante, sub base y base de pavimentos. Categorías de Subrasante

CBR

S0: Subrasante Inadecuada

CBR < 3%

S1: Subrasante Pobre

De CBR ≥ 3% A CBR < 6%

S2: Subrasante Regular

De CBR ≥ 6% A CBR < 10%

S3: Subrasante Buena

De CBR ≥ 10% A CBR < 20%

S4: Subrasante Muy Buena

De CBR ≥ 20% A CBR < 30%

S5: Subrasante Excelente

CBR ≥ 30%

Fuente: Elaboración propia. 10

11

PAVIMENTOS INTRODUCCIÓN

MODULO DE RESILENCIA (MR) Es el índice que describe la relación no lineal de esfuerzos – deformaciones de los suelos bajo cargas repetidas. El Mr es definido como el cociente entre la tensión desviadora axial repetida la deformación axial recuperable. Mr (psi) = 2555 CBR 0.68

Manual Carreteras (AASHTO 2008)

e r

Deformación Elástica

Deformación total

Mr (psi) = 1500 CBR CE-010 Pavimentos Urbanos

Deformación Plástica

Deformación Plástica Acumulada

Deformación Plástica

ESALS DE DISEÑO (EQUIVALENT SIMPLE AXIAL LOAD) Es el número de aplicaciones de cargas por Eje Estándar, durante el Período de Diseño. Convertir un flujo de tráfico con diferentes cargas y configuraciones por eje en un número de tráfico para el diseño, consiste en convertir cada carga por eje esperada sobre la vía durante el período de diseño, en un número de cargas por eje estándar, sumándolas luego. Nrep de EE 8.2 tn =

EEdía - carril = IMDpi x Fd x Fc x Fvpi x Fpi

[EE día-carril x Fca x 365] CARGA, W

NO DIBUJADO A ESCALA

ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO

P0

P1 P1 Subrasante

(b)

(a) 12

13

PAVIMENTOS RÍGIDOS

14

15

PAVIMENTOS RÍGIDOS NUESTROS PRODUCTOS

NUESTROS PRODUCTOS:

SOLUCIONES EN PAVIMENTOS RÍGIDOS

PAVIMENTOS DE CONCRETO Losa de concreto apoyada sobre una sub base, a veces base granular que soporta esfuerzos a la flexotracción formando un paquete estructural que soporta mejor las cargas del tráfico con un espesor mínimo de losa y sub base de 15 cm.

CARACTERÍSTICAS

BENEFICIOS

- Costo inicial competitivo. - Rápida colocación y amplio rendimiento de obra. - Requiere 50% menos de material granular de base. - Espesor mínimo recomendado de 15 cm - Se mantiene aprox. cada 10 años. - Mayor vida útil en un promedio de 30 a 100 años.

- Solo requiere sub base granular. - Costo mínimo de mantenimiento. - Mayor reflexión de la luz. - Mayor seguridad ante hidroplaneo. - Menor consumo de combustible.

Rodadura PAVIMENTOS DE CONCRETO LOSA DE CONCRETO

Sub base Sub rasante (Terreno natural)

16

17

PAVIMENTOS RÍGIDOS NUESTROS PRODUCTOS

PAVIMENTOS DELGADOS Sistema de losas desarrollado por TCP (TC Pavements), con geometría y espesor optimizados que permite una distribución más eficiente de la carga para evitar los problemas de agrietamiento, esto se debe a que las losas no admiten más de un set de ruedas de camión a la vez, sobre la misma losa.

18

CARACTERÍSTICAS

BENEFICIOS

- Losas delgadas que reducen el esfuerzo a flexión, varían de 1.2 a 2.5 m. - Excelentes resultados en combinación con bases tratadas con cemento. - Juntas de 2 mm, no requieren sellos. - No requieren barras de transferencia de carga. - Mayor vida útil en un promedio de 30 a 100 años.

- Reducción del movimiento de tierras. - Mejor desempeño en condiciones climáticas extremas. - Menor cantidad de materiales de construcción requeridos. - Mayor confort y seguridad. - Mayor soporte de cargas pesadas.

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PAVIMENTOS

PAVIMENTOS RÍGIDOS

SOSTENIBILIDAD

DIAGRAMA DE ESFUERZOS EN PAVIMENTOS

CARACTERÍSTICAS Y BENEFICIOS

CARACTERÍSTICAS Y BENEFICIOS

Peso vehicular

Ambiental

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Reciclaje de agregados Menores excavaciones Ahorro de combustible Reducción de la isla de calor Reducción del CO2 y NOX Reabsorción del CO2 Carbonatación

Resistencia a combustibles, aceites, químicos, clima, etc. 8. Optimización del consumo de energía

Social

1. 2. 3.

Económica

Larga vida útil Confort Seguridad • Tracción entre rueda y llanta • Reflejo de la luz • Visibilidad • Juntas sirven de guía • Distancia de frenado • Agarre en las curvas • Control de hidroplaneo • Evacuación del agua superficial • Resistencia al fuego

1. 2. 3.

Costo de construcción Costo de ciclo de vida Costo de operación • Menor consumo de combustible • Menor consumo de CO2 • Menor costo de iluminación • Menos accidentes

4. Baja emisión de ruido 5. Menos cierres durante la vida útil

COSTO TOTAL A LO LARGO DEL CICLO DE VIDA:

*Comparación de costos referenciales para un proyecto urbano de 1km de calzada y dos carriles para la costa norte del Perú

VENTAJAS ADICIONALES DE LOS PAVIMENTOS RÍGIDOS: • Reducción de 30% en luminosidad • Ahorro de 4% en combustible del usuario final - MIT • Menor retención de energía calorífica 20

presión < 0.2 MPa

Peso vehicular

Capa de asfalto

Pavimento Rígido. (Concreto)

Pavimento Flexible (Asfalto)

presión >> 0.2 MPa

En los pavimentos rígidos la losa absorbe los esfuerzos provocados por el tráfico y la sub-base no necesita ser de mucho espesor.

NORMA CE.010 PAVIMENTOS URBANOS - RNE RESISTENCIA A FLEXIÓN (MR)

Cabeza de Máquina Universal

Los pavimentos de concreto se pandean bajo las cargas repetidas por eje, produciendo esfuerzos de compresión y flexión. Desde que la relación del esfuerzo de compresión a la resistencia a la flexión del concreto, es esta última la que controla el diseño de los pavimentos. La resistencia a flexión de concreto se determina mediante el ensayo del módulo de rotura (MR), usualmente hecho sobre una viga de 150 mm x 150 mm x 500 mm (carga en los tercios del ASTM C78). La resistencia a los 28 días es comúnmente usada como una representación de la resistencia de diseño del concreto.

d=L/3

L/3

L/3

Longitud de la viga = L

• Mayor seguridad ante hidroplaneo • Mayor visibilidad 21

L/3

PAVIMENTOS RÍGIDOS

DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTO RÍGIDO

METODOLOGÍA DE DISEÑO AASHTO 93 El método AASHTO 93 estima que para una construcción nueva el pavimento comienza a dar servicio a un nivel alto. A medida que transcurre el tiempo, y con él las repeticiones de carga de tránsito, el nivel de servicio baja. El método impone un nivel de servicio final que se debe mantener al concluir el periodo de diseño. Mediante un proceso iterativo, se asumen espesores de losa de concreto hasta que la ecuación AASHTO 1993 llegue al equilibrio. El espesor de concreto calculado finalmente debe soportar el paso de un número determinado de cargas sin que se produzca un deterioro del nivel de servicio inferior al estimado. Fuente: Manual de Carreteras – MTC (2013) Fuente: CE 010 Pavimentos Urbanos (2010)

W8.2=

Número previsto de ejes equivalentes de 8.2 toneladas métricas, a lo largo del periodo de diseño.

ZR=

Desviación normal estándar.

SO=

Error estándar combinado en la predicación del tránsito y en la variación del comportamiento esperado del pavimento.

D=

Espesor de pavimento de concreto, en milímetros.

PSI=

22

Diferencia entre los índices de servicio inicial y final.

Pt=

Índice de serviciabilidad o servicio final.

M r=

Resistencia media del concreto (en Mpa) a flexo tracción a los 28 días (método de carga en los tercios de luz).

C d=

Coeficiente de drenaje.

J=

Coeficiente de transmisión de carga en las juntas

E c=

Módulo de elasticidad del concreto, en Mpa

K=

Módulo de reacción, dado en Mpa/m de la superficie (base, subbase o subrasante) en la que se apoya el pavimento de concreto.

23

PAVIMENTOS RÍGIDOS

PAVIMENTOS RÍGIDOS

PARÁMETROS DE DISEÑO AASHTO 93

ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD INICIAL (PO)

CONFIABILIDAD (%R)

Se establece como la condición original del pavimento inmediatamente después de su construcción o rehabilitación. AASHTO´93 estableció (si no tiene información disponible para diseño) los siguientes valores:

DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTO RÍGIDO

DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTO RÍGIDO

El método AASHTO incorpora el criterio de la confiabilidad (%R) que representa la probabilidad que una determinada estructura se comporte, durante su periodo de diseño, de acuerdo con lo previsto. Clase de vía

Confiabilidad (%)

Expresas

90

Arteriales

85

Colectoras

80

Locales

75

NIVEL DE SERVICIO PSI Es un parámetro que califica la serviciabilidad de una vía. Tabla A4 Valores de PSI y Calificación de la serviciabilidad

COEFICIENTE DE CAPA (AI) Número expresado en unidades de 1/pulg, 0 1/cm, que representa la resistencia relativa de los materiales de construcción, que forman parte del pavimento. Los valores promedio usados en la Pista de Prueba AASHO son: - Concreto asfáltico mezcla en caliente para cada capa de superficie - Base granular de piedra chancada - Sub-base de grave arenosada

a) Para pavimentos rígidos, un valor inicial deseable po de 4,5; y b) Para pavimentos flexibles un valor inicial deseable po de 4,2.

:0,44/pulg. :0,14/pulg. :0,11/pulg.

PSI

Calificación

0,0

Intransitable

0,1 - 1,0

Muy malo

1,1 - 2,0

Malo

2,1 - 3,0

Regular

3,1 - 4,0

Bueno

4,1 - 4,9

Muy bueno

5,0

Excelente

ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD FINAL (PT)

Se establece como la condición de la superficie del pavimento que no cumple con las expectativas de comodidad y seguridad exigidas por el usuario y corresponde al valor más bajo antes de que sea necesario rehabilitar o reconstruir un pavimento. En la tabla A3 se proponen algunos valores para el índice de serviciabilidad final de pavimentos urbanos.

2 m/km

8 m/km

Tabla A3 Índice de Serviciabilidad Final (pt) pt

Tipo de Vía

3,00

Expresas

2,50

Arteriales

2,25

Colectoras

2,00

Locales y estacionamientos

24

PSI 5.0

15 m/km

20 m/km

25

PSI 0.0

PAVIMENTOS RÍGIDOS

PAVIMENTOS RÍGIDOS

GEOMETRÍA DE LOSA - SECCIÓN SUELOS Y PAVIMENTOS MANUAL MTC

JUNTAS - TRANSFERENCIA DE CARGAS

DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTO RÍGIDO

DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTO RÍGIDO

Dimensiones de Losa Ancho de Carril (M) = Ancho de Losa (M) =

Longitud de Losa (M)

Es un parámetro empleado para el diseño de pavimentos de concreto que expresa la capacidad de la estructura como transmisora de cargas entre juntas y fisuras. Transferencia por trabazón de agregados

Transferencia de Cargas Mecánica (Barras)

3.30

2.70 3.00

3.70

3.30

4.10

3.60

4.50

El tamaño de las losas determina en cierta forma la disposición de las juntas transversales y las juntas longitudinales. La longitud de la losa no debe ser mayor a 1.25 veces el ancho y que no sea mayor a 4.50 m. Fuente: Manual de Carreteras – MTC (2013)

Norma CE OID PAV Urbanos - RNE Espaciamiento de Juntas Recomendado para Pavimentos de Concreto Simple Espesor de Pavimento mm (in.)

Espaciamiento de Juntas* m

125 (5)

3,00 - 3,80

150 (6)

3,70 - 460

175 (7)

4,30 - 4,60

200 (8) o más

4,60

*Puede variar si la experiencia local así lo indica; depende del clima y de las propiedades del concreto. Fuente: CE 010 Pavimentos Urbanos (2010)

COEFICIENTE J PARA DISEÑO AASHTO – MANUAL MTC (2013) Valores de Coeficiente de Transmisión de Carga J TIPO DE BERMA

VALORES J

J

MM CONCRETO HIDRÁULICO

GRANULAR O ASFÁLTICA SI (con pasadores)

No (con pasadores)

3.2

SI (con pasadores)

3.8 - 4.4

2.8

No (con pasadores) 3.8

PARA LAS BARRAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA (JUNTAS TRANSVERSALES): Diámetros y longitudes recomendados en pasadores

26

DÍAMETRO PULGADA

LONGITUD DEL PASADOR O DOWELLS MM(MM)

SEPARADOR ENTRE PASADORES (MM)

25

1”

410

300

200 - 300

32

1 1/4”

460

300

300 - 430

38

1 1/2”

510

380

RANGO DE ESPESOR DE LOSA (MM)

MM

150 - 200

27

PAVIMENTOS RÍGIDOS

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DEL PAVIMENTO RÍGIDO

PAVIMENTOS RÍGIDOS:

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO ETAPA 1 Movimiento de Tierras

Control Topográfico

ETAPA 2 Calidad Conformación Base, Sub-base

28

Control Topográfico

29

PAVIMENTOS RÍGIDOS

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DEL PAVIMENTO RÍGIDO

ETAPA 3

PAVIMENTOS RÍGIDOS

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DEL PAVIMENTO RÍGIDO

ETAPA 5 Encofrado*

Opciones de colocación Cerchas

Rodillos

Laser Screed

Pavimentadoras

*No es necesario si se utiliza Pavimentadora

ETAPA 4 Juntas transversales

ETAPA 6 Junta de construcción longitudinal

30

31

PAVIMENTOS RÍGIDOS

PAVIMENTOS RÍGIDOS

ETAPA 7

ETAPA 8

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DEL PAVIMENTO RÍGIDO

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DEL PAVIMENTO RÍGIDO

Acabado del Concreto

ETAPA 9 Texturizado (Opcional)

32

Correcto Curado: - Retardante de Fragua - Curado tradicional

Corte con Discos 2.5 a 3mm

33

PAVIMENTOS INTERTRABADOS

34

35

PAVIMENTOS INTERTRABADOS ADOQUINES PARA TRÁNSITO VEHICULAR PESADO (INDUSTRIAL)

Conforme a la clasificación NTP 399.611 Pacasmayo, 21 de noviembre del 2017

USOS Uso para vías de tráfico vehicular pesado y patios industriales como zonas de cargas, patios de puertos, plataformas de aeropuertos.

ADOQUÍN RECTANGULAR

8 cm

10 cm

20 cm

COLORES

CARACTERÍSTICAS DIMENSIONES LARGO

ANCHO

ALTO

PESO X UND

ADOQUÍN RECTANGULAR

20 cm

10 cm

8 cm

3.50 kg

50 und x m 2

380 Kg/cm2 ó 37 Mpa

ADOQUÍN

20 cm

10cm

10 cm

4.70 kg

50 und x m

561 Kg/cm2 ó 55 Mpa

RENDIMIENTO

2

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

BENEFICIOS: PRÁCTICOS: Fácil y rápida colocación. ECONÓMICOS: Altos rendimientos, menores costos de colocación y bajo costo de mantenimiento. DURABLES: Diseñado con concretos de alta resistencia y cemento Fortimax3/TIPO V de Cementos Pacasmayo. VERSÁTILES: Reutilizables, se adecúan a cualquier tipo de clima y geografía. ESTÉTICOS: Diversos colores y formas que permiten trabajos artísticos. SEGUROS: De textura rugosa, incrementa la tracción con vehículos evitando deslizamiento.

36

37

PAVIMENTOS INTERTRABADOS ADOQUINES Y GRAMOQUINES PARA TRÁNSITO VEHÍCULAR LIGERO

Conforme a la clasificación NTP 399.611 (Adoquines) NTP 399.612 (Gramoquines) Pacasmayo, 21 de noviembre del 2017

PAVIMENTOS INTERTRABADOS

Conforme a la clasificación NTP 399.611 Pacasmayo, 21 de noviembre del 2017

SOLUCIONES EN ADOQUINES PARA USO PEATONAL

USOS

USOS

Uso para vías de bajo volumen de tráfico, se puede utilizar en vías vehiculares y en vías residenciales, pudiendo ser vías de urbanizaciones, calles y avenidas

Uso peatonal; veredas, parques, plazas, boulevares, malecones, terrazas, patios, piscinas, andenería, desniveles, instalaciones deportivas.

GRAMOQUÍN

ADOQUÍN RECTANGULAR

ADOQUÍN RECTANGULAR

8 cm

4 cm

6 cm 10 cm

15 cm

30 cm

10 cm

20 cm

COLORES

COLORES

CARACTERÍSTICAS

CARACTERÍSTICAS DIMENSIONES LARGO

ANCHO

ALTO

PESO X UND

ADOQUÍN RECTANGULAR

20 cm

10 cm

6 cm

2.60 kg

50 und x m 2

420 kg/cm2 ó 41 Mpa

ADOQUÍN CUADRADO

10 cm

10 cm

6 cm

1.30 kg

100 und x m 2

420 kg/cm2 ó 41 Mpa

LOSETAS ANGULADO 20.60cm 10.10cm 6 cm

2.80 kg

48 und x m 2

420 Kg/cm2 ó 41 Mpa

GRAMOQUÍN

5.30 kg

22 und x m 2

350 Kg/cm2

30 cm

15 cm

20 cm

8 cm

RENDIMIENTO

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

DIMENSIONES

PESO X UND

RENDIMIENTO

4 cm

1.80 kg

50 und x m 2

320 kg/cm2 ó 31 Mpa

6 cm

0.90 kg

100 und x m 2

320 kg/cm2 ó 31 Mpa

20cm

6 cm

5.30 kg

25 und x m 2

320 kg/cm2 ó 31 Mpa

20 cm

20cm

6 cm

5.30 kg

25 und x m

320 kg/cm2 ó 31 Mpa

20 cm

20cm

6 cm

5.00 kg

25 und x m

LARGO

ANCHO

ALTO

ADOQUÍN RECTANGULAR

20 cm

10 cm

ADOQUÍN CUADRADO

10 cm

10 cm

ADOQUÍN TÁCTIL GUÍA

20 cm

ADOQUÍN TÁCTIL ALERTA LOSETAS DE CONCRETO

2

2

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

320 kg/cm2 ó 31 Mpa

BENEFICIOS: BENEFICIOS: PRÁCTICOS: Fácil y rápida colocación. ECONÓMICOS: Altos rendimientos, menores costos de colocación y bajo costo de mantenimiento. DURABLES: Diseñado con concretos de alta resistencia y cemento Fortimax3/TIPO V de Cementos Pacasmayo. VERSÁTILES: Reutilizables, se adecuan a cualquier tipo de clima y geografía. ESTÉTICOS: Diversos colores y formas que permiten trabajos artísticos. SEGUROS: De textura rugosa, incrementa la tracción con vehículos evitando deslizamiento.

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PRÁCTICOS: Fácil y rápida colocación. ECONÓMICOS: Altos rendimientos, menores costos de colocación y bajo costo de mantenimiento. DURABLES: Diseñado con concretos de alta resistencia y cemento Fortimax3/TIPO V de Cementos Pacasmayo. VERSÁTILES: Reutilizables, se adecuan a cualquier tipo de clima y geografía. ESTÉTICOS: Diversos colores y formas que permiten trabajos artísticos. SEGUROS: De textura rugosa, incrementa la tracción con vehículos evitando deslizamiento.

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PAVIMENTOS CON ADOQUINES CARACTERÍSTICAS Y BENEFICIOS

PAVIMENTOS DE ADOQUINES:

CARACTERÍSTICAS Y BENEFICIOS

Pavimento semi-flexible, también llamado intertrabado, con adoquines de concreto que se distribuye de la siguiente manera:

1 . Adoquines de Concreto 2. Cama de Arena 3 . Capas Estructurales (Sub Base y Base) 4 . Terreno Natural o Explanada

1 2 3

4

VENTAJAS DEL PAVIMENTO DE ADOQUÍN Fácil instalación – Proceso rápido sin necesidad de maquinaría especializada Generador de mano de obra – No necesita personal calificado Económicos – Material reutilizable Prácticos – Reparación sencilla y efectiva Durables – No se fisura ni se rompe Estéticos – Mejor aspecto visual Versátiles – Soporta climas y geografías extremas Seguros – Rugosidad permite mejor frenado de veh. Resistentes – Soporta altas cargas

40

41

PAVIMENTOS CON ADOQUINES

DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS CON ADOQUINES

PAVIMENTOS DE ADOQUINES:

DISEÑO ESTRUCTURAL

METODOLOGÍA DE DISEÑO AASHTO 93

Donde:

W8.2=

Número previsto de ejes equivalentes de 8.2 toneladas métricas, a lo largo del periodo de diseño.

ZR=

Desviación normal estándar.

SO=

Error estándar combinado en la predicación del tránsito y en la variación del comportamiento esperado del pavimento. Diferencia entre los índices de servicio inicial y final.

PSI=

SN= a1 x d1 + a2 x d2 x m2 + a3 x d3 x m3

Donde:

a1 ,a2 ,a3=

Coeficientes estructurales respectivamente.

d1 ,d2 ,d3=

Espesores (en centímetros) de las capas: superficial, base y subbase, respectivamente

2

42

,

=

3

de

las

capas:

superficial, base

y

subbase,

Coeficiente de drenaje para las cajas de base y subbase, respectivamente

43

PAVIMENTOS DE ADOQUINES PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

PAVIMENTOS DE ADOQUINES:

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 1. 2. 3. 4. 5.

6. 7. 8. 9.

Preparación de la subrasante Preparación de la subbase, base Bordes de confinamiento Extendido y nivelación de capa de arena Colocación manual

Compactación de la superficie Sellado de las juntas con arena Compactación final Relleno de bordes

Corte y perfilado

Nivelación y compactación

1

1

Abastecimiento de material

Esparcido de material

2

44

2

45

PAVIMENTOS CON ADOQUINES

PAVIMENTOS DE ADOQUINES

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

Bordes de confinamiento

Sellado de Juntas

3

3

Abastecimiento de material

7

Extendido de capa de arena

4

4

Colocación de adoquines 6

8

Relleno de bordes

Solución aconsejable

9

9

Solución NO aconsejable

Compactación inicial

5

Compactación final

9

1 Solución no a

Piezas pequeñas

46

47

PAVIMENTOS URBANOS

DISEÑO DE PAVIMENTACIÓN REFRENCIAL (RÍGIDO/ADOQUÍN)

DISEÑO DE PAVIMENTOS URBANOS

TIPO DE PAVIMENTO

ELEMENTOS

FLEXIBLE

RÍGIDO

ADOQUINES

95% de compactación: Suelos Granulares - Proctor Modificado Suelos Cohesivos - Proctor Estándar

Sub-rasante

Espesor compactado: ≥250 mm - Vías locales y colectoras ≥300 mm - Vías arteriales y expresas CBR ≥ 30 % 100% Compactación Proctor Modificado

Sub-rasante

CBR ≥ 40 % 100% Compactación Proctor Modificado

Base

CBR ≥ 80 % 100% Compactación Proctor Modificado

N.A.*

CBR ≥ 80 % 100% Compactación Proctor Modificado

Imprimación/capa de apoyo

Penetración de la Imprimación ≥ 5mm

N.A.*

Cama de arena fina, de espesor comprendido entre 25 y 40 mm

Espesor de la capa de rodadura

Vías locales

≥ 50mm

Vías colectoras

≥ 60mm

Vías arteriales

≥ 70mm

Vías expresas

≥ 80mm

≥ 60mm ≥ 150mm

≥ 80mm NR**

≥ 200mm

NR**

Vías locales Material

Vías colectoras

Concreto asfáltico***

Vías arteriales Vías expresas

Fuente: Tabla 30 Norma CE.010 Pavimentos Urbanos

48

49

MR≥ 3,4 MPa (34 kg/cm2)

FC≥ 38 MPa (380 kg/cm2)

PAVIMENTOS URBANOS

SECCIONES REFERENCIALES DE DISEÑO URBANO (RÍGIDO/ADOQUINES)

PAVIMENTO INTERTRABADO (ADOQUINES)

TIPO PAVIMENTO Tipo Suelo Clasificación(3) SUCS AASHTO CBR

CLASIFICACIÓN Tipo de Vía

CICLOVIAS O PASAJES PEATONALES

S2 Regular

S3 Buena

S4 Muy Buena

S1 Insuficiente

S2 Regular

S3 Buena

S4 Muy Buena

OH,CH,MH,OL A4, A6, A7 3% - 6%

OH,CH,MH,OL A4, A5, A6, A8 6% - 10%

CL,ML,SC,SM,SP A2, A4, A6, A7 10% - 20%

GM,GC,SW,SM,SP,GP A-1b, A2-5, A-3, A2-6 > 20%

OH,CH,MH,OL A4, A5, A6, A8 6% - 10%

OH,CH,MH,OL A4, A5, A6, A8 6% - 10%

CL,ML,SC,SM,SP A2, A4, A6, A7 10% - 20%

GM,GC,SW,SM,SP,GP A-1b, A2-5, A-3, A2-6 > 20%

Descripción (1)

Residencial Ligera 540,000 EE

PAVIMENTO RÍGIDO

S1 Insuficiente

Una calle peatonal es aquella calle que se reserva para modos activos y donde el tráfico de vehículos motorizados está fuertemente restringido o prohibido. En este tipo de calles prevalece la circulación de peatones y ciclistas.

Sub-Base 30%

4 3 20

Sub-Base 30%

4 3 15

Sub-Base 30%

4 3 10

Sub-Base 30%

4 3 10

Sub-Base 30%

Estas calles no son largas y se encuentran en áreas residenciales. Ellas pueden ser calles sin retorno o con retorno. Sirven para tráficos de aproximadamente 20 ó 30 lotes o casas.

Base 80%

6 4 25

Base 80%

6 4 15

Base 80%

6 4 15

Base 80%

6 4 15

Sub-Base 30%

15

Mejoramiento CBR 10%

40

Mejoramiento CBR 10%

40

Sub-Base 30%

10 15

Sub-Base 30%

10 10

Sub-Base 30%

10 10

Sub-Base 30%

15 15

Sub-Base 30%

15 15

Sub-Base 30%

15 15

Sub-Base 30%

16 15

Sub-Base 30%

16 15

Sub-Base 30%

15 15

10 20

15

VIAS LOCALES

840,000 EE(1) Residencial 840,000 EE

Colectoras 1'500,000 EE

Estas calles soportan tráficos similares a las residenciales ligeras, más algún camión pesado ocasional. Estas calles soportan tráficos que sirven hasta 300 casas, así como para recolectar todo el tráfico residencial ligero dentro del área y distribuirlo en el sistema principal de calles.

Base 80% Mejoramiento CBR 10%

Base 80%

Estas calles recolectan el tráfico de diferentes Vías Locales y pueden tener varios kilómetros de largo. Pueden servir como rutas de buses y para el movimiento de camiones

Mejoramiento CBR 10%

6 4 25

Base 80%

6 4 15

Base 80%

6 4 15

Base 80%

6 4 15

Mejoramiento CBR 10%

45

8 4 30

Sub-Base 30%

Base 80%

8 4 15

Base 80%

8 4 15

Base 80%

8 4 15

55

17 15 45

19 Sub-Base 30%

15

Mejoramiento CBR 10%

55

18

19 Sub-Base 30%

15

Sub-Base 30%

Sub-Base 30%

21 15

Sub-Base 30%

15

18 Sub-Base 30%

15

VIAS COLECTORAS O DISTRIBUIDORAS

3'000,000 EE(1)

Industriales y Comerciales 3'000,000 EE

Las calles industriales proporcionan acceso a áreas o parques industriales. Los volúmenes totales de vpd pueden ser bajos, pero el porcentaje de ADTT(2) es alto.

Arteriales Menores 4'000,000 EE

Las arteriales llevan tráfico hacia y desde vías expresas y sirven para los movimientos principales dentro y a través de áreas metropolitanas no atendidas por las vías expresas. Las rutas de buses y camiones son usualmente por arteriales. Para propósitos de diseño, se dividen en arteriales mayores y menores, dependiendo del tipo y capacidad del tráfico.

VIAS ARTERIALES

8'300,000 EE(1)

Base 80%

8 4 25

Sub-Base 30%

15

Mejoramiento CBR 10%

55

Base 80%

8 4 25

Sub-Base 30%

20

Mejoramiento CBR 10%

60

Base 80% Sub-Base 30%

Arteriales Mayores 8'300,000 EE

Mejoramiento CBR 10%

(1) (2)

EALs de Diseño referenciales según TABLA F2 de la Norma CE.010 Pavimentos Urbanos del RNE. ADTT --> Tráfico diario promedio de camiones en ambas direcciones.

50

Mejoramiento CBR 10%

Sub-Base 30%

Sub-Base 40%

Base 80%

Concreto

8 4 30 25

Base 80%

Base 80% Sub-Base 30%

8 4 20

8 4 15 15

Base 80%

8 4 25

Sub-Base 30%

15

Base 80%

Base 80%

Base 80%

8 4 15

8 4 15

8 4 20

Base 80%

Base 80%

Base 80%

8 4 15

8 4 15

8 4 15

21 Sub-Base 30%

15

Mejoramiento CBR 10%

55

20 Sub-Base 30%

15

Mejoramiento CBR 10%

60

15

Mejoramiento CBR 10%

65

65

Cama de arena

51

15

Sub-Base 30%

22 Sub-Base 30%

15

15

20 Sub-Base 30%

19

19 Sub-Base 30%

22 Sub-Base 30%

21

15

18 Sub-Base 30%

15

Sub-Base 30%

21 15

21 Sub-Base 30%

15

15

ESTABILIZADOR DE SUELOS

SOLUCIONES PARA ESTABILIZACIÓN DE SUELOS

ESTABILIZACIÓN DE SUELOS

Conforme a la clasificación MH de NTP 334.082 /ASTM C1157 Pacasmayo, 21 de noviembre del 2017

CARACTERÍSTICAS

Producto obtenido de la molienda conjunta de clinker, adiciones minerales y reguladores de fraguado.

VENTAJAS Elevada capacidad de soporte a la explanada. Su aplicación mejora la calidad de suelos deficientes. Resistencia a la erosión y a todo tipo de clima.

Moderado calor de hidratación que disminuye el riesgo de fisuras. Excelente trabajabilidad.

Amigable con el medio ambiente ya que disminuye la huella de CO2.

MODO DE EMPLEO

RECOMENDACIONES DE USO

PREPARAR EL SUELO. a. Disgregar el suelo y suprimir los elementos de tamaño superior a 50 mm. b. Obtener la rasante y nivelar. c. Determinar la humedad óptima del suelo, mediante ensayo Proctor. DOSIFICAR . Según resultados de ensayos de laboratorio.

Realizar los ensayos de laboratorio correspondientes por tipo de suelo para determinar la dosificación de uso. Transportar el material protegiéndolo de la intemperie y almacenarlo en un lugar fresco. No emplear el material cuando la temperatura descienda por debajo de los 10°C.

MEZCLAR IN-SITU. El suelo, el cemento y el agua, obteniendo una mezcla homogénea. COMPACTAR.Obtener unacapa uniforme según las especificaciones del proyecto.

En caso de lluvia, el proceso de estabilización de suelodebe suspenderse.

NIVELAR.Verificar los niveles y corregirlos de ser necesario. CURAR Y PROTEGER. Mantener la superficie húmeda, creando una película impermeable.

52

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ESTABILIZADOR DE SUELOS

CARACTERÍSTICAS Y BENEFICIOS PARA ESTABILIZACIÓN DE SUELOS

ESTABILIZACIÓN DE SUELOS:

CARACTERÍSTICAS Y BENEFICIOS

El material llamado suelo-cemento se obtiene por la mezcla íntima de un suelo suficientemente disgregado con cemento, agua y otras eventuales adiciones, seguida de una compactación y un curado adecuado. De esta forma, el material suelto se convierte en otro endurecido, mucho más resistente.

VENTAJA DE LA ESTABILIZACIÓN DE SUELOS Ventajas medioambientales (y sociales) Aprovechamiento máximo de suelos, incluso marginales No requiere aportaciones ni vertederos; no requiere transportes Integración paisajística (mantiene color) Ventajas técnicas Aumento de la capacidad de soporte y durabilidad Disminuye sensibilidad al agua, aumenta resistencia contra la erosión y helada Permite secar suelos y conseguir plataformas de trabajo estable Ventajas económicas Economía derivada de la durabilidad Costes de conservación reducidos

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ESTABILIZADOR DE SUELOS

ESTABILIZADOR DE SUELOS

METODOLOGÍA DE DISEÑO AASHTO 93

A2: COEFICIENTE ESTRUCTURAL DE LA BASE ESTABILIZADA CON CEMENTO

DISEÑO ESTRUCTURAL PARA ESTABILIZACIÓN DE SUELOS

DISEÑO ESTRUCTURAL PARA ESTABILIZACIÓN DE SUELOS

COMPONENTE DEL PAVIMENTO

VALOR COEFICIENTE ESTRUCTURAL ai (cm)

COEFICIENTE a2b

Base granular tratada con cemento (resistencia a la compresión 7 días= 35 KG/cm2)

0.13/pulg

SN= a1 x d1 + a2 x d2 x m2 + a3 x d3 x m3

Donde: 18 kg/cm2 = 256 psi

Donde: a1 ,a2 ,a3=

Coeficientes estructurales de las capas: superficial, base y subbase, respectivamente.

d1 ,d2 ,d3=

Espesores (en centímetros) de las capas: superficial, base y subbasem respectivamente.

m2 ,m3=

Coeficientes de drenaje para las capas de base y subbase, respectivamente.

SN= a2D2m2

- ai: coeficiente de capa en función de las propiedades de los materiales - Di: espesores - mi: coeficientes de drenaje

0.28 10.0

PARÁMETROS

0.20 0.18

Cemento

1. Resistencia a comprensión simple= 1.8 MPa mínimo (MTCE 1103) 2. Humedecimiento-secado (MTC E 1104)

0.16

- Para suelos A-1; A-2-4; A-2-5; A3= 14 % de Pérdida Máxima - Para suelos A-2-6; A-2-7; A-4;A5 = 10% de Pérdida Máxima - Para suelos A-6; A-7 = 7% de Pérdida Máxima

0.14 0.13 0.12

Emulsión Asfáltica

1. Estabilidad Marshall = 230 Kg mínimo (MTC E 504) 2. Pérdida de estabilidad después de saturado = 50% máximo 3. Porcentaje de recubrimiento y trabajabilidad de la mezcla debe estar entre 50 y 100%

0.10

Cal

1. CBR* = 100% mínimo (MTC E 115, MTC E 132) 2. Expansión ≤ 0.5%

Sales

1.

Productos químicos (aceites sulfanados, ionizadores, polímeros, enzimas, sistemas, etc.)

1. CBR* = 100% mínimo (MTC E 115, MTC E 132) 2. Expansión ≤ 0.5%

600

400 200

CBR* = 100% mínimo CBR no saturado (MTC E 115, MTC E 132)

(*) CBR corresponde a la penetración de 0.1” 56

0 (1) Escala derivada por correlaciones promedios de Illinois, Louisiana y Texas. (2) Escala derivada en el proyecto NCHRP (3).

57

9.0 8.0 7.0

6.0

5.0

(2)

SUELO ESTABILIZADO CON

800

0.22

Coeficiente Estructural a2

Espeficicaciones técnicas de tipos de estabilizadores y parámetros

Fuerza de Compresión N° - Confinada (psi) 7 días de descanso (1)

1000

0.24

Módulo MR = ESB - 1000 psi

0.26

ESTABILIZADOR DE SUELOS

ESTABILIZADOR DE SUELOS

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

Adición de aditivo químico (Si es que se requiere)

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 1. 2. 3. 4.

Escarificación y corte del material Distribución del cemento – vía seca Mezclado y batido de cemento con material granular Dilución de dosis de aditivo y mezclado (Si se requiere)

5. Perfilado y nivelación 6. Conformación, compactación y sellado 7. Curado .

4

4

Motoniveladora y Ripper 1

1

Perfilado y nivelación

Compactación y sellado

5

Distribución del cemento (Idealmente usar equipo esparcidor)

6

Mezcla con material propio (Idealmente utilizar recicladora de suelos)

2

3 Curado del suelo-cemento 7

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OTRAS SOLUCIONES VIALES

WHITETOPPING

Método de rehabilitación el cual consiste en la colocación de una losa de concreto hidráulico sobre el pavimento existente para recubrirlo y extender su vida útil. CARACTERÍSTICAS - Nueva capa de concreto sobre la carpeta existente. - El pavimento existente continúa trabajando estructuralmente. - Menor espesor de la losa de respecto a una losa convencional. - Menor rugosidad superficial. BENEFICIOS - Mínimo costo de mantenimiento. - Vida útil mínima de 15 años. - No se deforma. - Deformación mínima. - Ahorra conbustible.

PAVIMENTO RECICLADO CON CEMENTO

Solución altamente rentable para vías con pavimentos deteriorados. Se reutiliza el pavimento existente con cemento para obtener un pavimento con características semejantes o de mejor calidad al existente. CARACTERÍSTICAS - Bajo contenido de cemento. - Con opción de reciclar carpeta de asfalto deteriorado + base existente. - Ahorros económicos de hasta un 25%. BENEFICIOS - Conservación de niveles por su espesor reducido. - Se puede volver a reciclar. - Las deformaciones pueden ser niveladas. - Ahorro en recursos ambientales y financieros. - Menores tiempos de construcción.

CONCRETO COMPACTADO CON RODILLO

Concreto de consistencia muy seca, instalado utilizando una máquina pavimentadora de asfalto, y la misma metodología de diseño y apoyo estructural del concreto convencional. CARACTERÍSTICAS - Apertura rápida al tráfico por su breve periodo de construcción. - Reduce la permeabilidad y mejora la durabilidad. - Asentamiento cero. - Baja relación agua/cemento. - Características iguales de resistencia a la compresión y flexión a un pavimento convencional. BENEFICIOS - Costo operativo competitivo en comparación del asfalto. - Reduce costos de mantenimiento. - Soporta tráfico pesado y cargas concentradas. - Uso de maquinarias y equipos convencionales. - Reduce la contracción, aumenta la flexibilidad y mejora la transferencia de carga. 60

61

Notas importantes:

Notas importantes:

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