Diseño de pavimento rígido método pca

DISEÑO AASHTO:

Pavimento dota un sistema que resiste condiciones de transito, proporciona superficie segura y cómoda.  Sist mas tradicionales  HORMIGÓN Asfáltico:
rígidos, traspasan poca deformación a subrasante y CAPAS DE PROTECCIÓN:
Mayor deformación por ser flexibles.  Su deterioro por materiales que presentan variaciones en sus propiedades y disminuye capac. Resistente.

INTEGRIDAD ESTRUCTURAL:

Capacidad de pavimento para soportar cargas.

INTEGRIDAD FUNCIONAL:

Estado en que se encuentra la superficie.  Se relaciona en que el deterioro se  manifiesta en la disminución de la integridad funcional, los métodos de diseño relacionan la evolución funcional y estructural del pavimento con los factores que causan el deterioro.

Método DE DISEÑO:

pavimento modelado por diseño de varias capas elásticas o visco elásticas, apoyadas sobre un medio elástico o visco elástico, ángulo requerido por cargas dinámicas, difícil por cantidad de factores, por esto se basan en modelos que se denominan MODELOS Empíricos (Basados en la experiencia), También se dificulta por no poder extrapolar los diseños a otras zonas y suelos.

PROCEDIMIENTO Analítico:

Módulos Analíticos, Mecanicistas teóricos, desventaja no se pueden matemizar por todos los aspectos relacionados por el comportamiento del pav

.  MODELO Teórico Empírico:

Disminuye la falencia de cada modulo y potencia sus fortalezas.

PRUEBA AASHTO:

Diseña Pavimentos rígidos y Flexibles (vialidad), se adaptaron las condiciones nacionales, algoritmos utilizados entre 58 y 60, publicado entre 72 y 81, 86 se hizo  otro criterio, para otros climas, materiales y suelos, modificada entre 86 y 93 para asfaltos; pavimentos rígidos 98 se genero suplemento que cambio y se utiliza en Chile.  Estudia estructuras de pavimentos bajo cargas de móviles de magnitudes y frecuencias, bajo el efecto del medio ambiente, Determina relación entre las secciones del pavimento con cargas aplicadas y el comportamiento de los espesores de bases y sub bases. 

SERVICIABILIDAD:

Condición necesaria de un pavimento para proveer un manejo seguro y confortable. 

VARIABILIDAD:

Dispersión de los valores que tienen los factores del comportamiento, mantenimiento y rehabilitación, se usan estadísticas. 

CONFIABILIDAD:

Certidumbre de un diseño para llegar al fin de su periodo de análisis en buenas condiciones.  Probabilidad que la estructura se comporte a lo esperado durante el periodo y condiciones ambientales.

NIVEL DE CONFIANZA:

la serviciabilidad real es mayor que la serviciabilidad esperada en un pavimento.

PAVIMENTOS: Rígido

Deformación Baja, Tensión Baja, FLEXIBLE:
Deformación alta tensión alta; se diferencian por la capacidad de transmisión de cargas a la infraestructura

.  PROCEDIMIENTO

DISEÑO CAMINO

Se ve la distribución de la superficie y la variación existente en el periodo de diseño de la estructura (punto más importante), se considera peso dimensión de vehículos, tipos y configuraciones de ruedas.

CARGA DE RUEDA

Para análisis se distribuye uniforme sobre área circu.Lar, la presión de inflado es igual que la de contacto. (Aprox adecuadas). 

TIPOS DE EJES

Mas juntas las ruedas, las áreas de influencia se traslapan, es importante el efecto combinado y no la carga individual, (configuración de ruedas y ejes son importantes). 

CLASIFICACIÓN

Rodado Simple (dos ruedas un eje), Rodado Doble (4 ruedas un eje), Tándem rodado doble (ocho ruedas dos ejes). 

FACTOR EJES EQUIVALENTES

Transforma distintos tipos de pesos y ejes a un eje patrón único.  Es un proceso complejo, es mas critico el tipo de eje y su peso que el peso propio del vehículo para el comportamiento del pavimento. Es el cociente entre el número de ejes patrón y el número de ejes de configuración y peso, y ambos deben producir una pérdida de serviciabilidad. 

AASHTO

Compara daño producido por cargas respecto del eje estándar, por lo que deriva factores de equivalencia, convierte tránsito mixto a carga de eje simple (Newton a KIP), considera distribución del tránsito en pista de diseño. 

Esta determina factores para ejes simple de rueda doble (un eje 4 ruedas), ejes doble de rueda doble (dos ejes 8 ruedas), ejes triples de rueda doble (12 ruedas 3 ejes) (NO EXISTE PARA RUEDAS SIMPLES (Un eje y dos ruedas)). Sistema engorroso, se hacen simplificaciones que no afectan el final de los espesores, se crea una estratificación por peso para cada uno de los 3 tipos de ejes. Los EE de los tránsitos livianos son pequeños por lo que se deprecian. Al no tener datos más específicos se usan los EE hechos en 99 por Vialidad.

TRANSITO MEDIO DIARIO ANUAL (TMDA

: Es el total de vehículos que circula como promedio diario en un año, el más adecuado es TMDAC (Transito Pesado medio diario anual) este representa TMDA, descontando transito liviano, varia de año a año, es importante contar con la variación durante la obra, se determina por los censos y varía dependiendo del tipo de vehículo.

FACTOR DE PISTA

En calzadas unidireccionales el transito se distribuye entre ellos, la pista externa es la más solicitada.

Cálculo EE de DISEÑO

La información de transito representa el total de las pistas, se hace distribución direccional por pista, conociendo el transito en la pista de diseño, la distribución direccional asigna un 50% más del transido en cada dirección, el % de autos depende de las pistas en ambas direcciones. 

DISEÑO PAVIMENTOS FLEXIBLES

No se usa en zonas desérticas.

FACTORES

Índice de serviciabilidad Inicial y índice de serviciabilidad final, para caminos nacionales y regionales principales 10-20 años, alto transito en zonas urbanas 20-30 años, regionales secundarios 5-20 años. 

CONFIABILIDAD

Valor asociado al nivel de confianza y la desviación de erros combinada de todos los parámetros que intervienen en el pavimento.  Desviación estándar por medio de tablas. 
MODULO RESILIENTE del suelo, COEFICIENTE DRENAJE, COEFICIENTE ESTRUCTURAL.  Estructuración DE CAPAS:
Numero estructural total capas ligadas redondeo a 5mm, capas no ligadas redondeo a 10 mm. 8espesores de capa asfáltica 50 mm y capa granular no tratada 150 mm) 

NUMERO ESTRUCTURAL Mínimo

Se determina de dos formas 1) (TMPA) temperatura media ponderada anual de aire (ubicada en obra). 2) Por gráficos parametrizados, EE y modulo resilente de la subrasante.

DISEÑO PAVIMENTO Rígido

Nuevos  sin armadura, con y sin barras de traspaso de cargas, basado en AASHTO

.  FACTORES:

Serviciabilidad final 2,0 e inicial 4,5. Para caminos nacionales 20-30 años,  regionales principales y secundarios 20 años, alto transito en zonas urbanas 25-40 años. 

CONFIABILIDAD,  Desviación STANDART, MODULO Reacción SUBRASANTE, RESISTENCIA A FLEXOTRACCION, MODULO Elástico Hormigón

General 29000MPA, MODULO  ELASTICIDAD:
Coeficiente fricción base, Factor ajuste por tipo de berma (borde libre implica una pista 3,5 m bermas sin revestir, revestías.)

BERMA Hormigón AMARRADA

Pavimentada con hormigón de 150 mm de espesor y 600 mm de ancho, amarrada por barras de acero. 

PISTA ENSANCHADA

Mayor o igual a 4,3 m construida de una vez. 

TEMPERATURA Y PRECIPITACIONES

Solicita clima durante 10 años. 

ESTRUCTURACIÓN

Base granular de 150 mm de espesor compactada, juntas de contracción distanciadas 3 (variación de temperatura) a 5 m (menor variación temperatura).  Pavimento espesor máx. 300 mm y min 180 mm. 

Determinación DE ESPESORES

1) Tensión de tracción máx. Con carga de borde temperatura), usa espesor losa, módulo elasticidad hormigón, modulo elasticidad base, modulo reacción sub rasante, razón poisson para hormigón (excepciones 0,55), factor ajuste fricción, factor ajuste longitud losa. Coef. Fricción losa-base. 

2) Tensión tracción máx. Losa por condición de carga de borde en prueba AASHTO

3
) verificación escalonamiento sin barras de traspaso de cargas (escalonamientos prom. Juntas transversales, EE acumulados, N° días lluvia, deflexión esquina losa, 0 si existiese DREN, 1 en otro caso; 1 si es base granular 0 en otro caso; 1 si es base ligada, 0 en otro caso. 

4) Verificación DE CARGA ESQUINA

Se hace cuando no hay barras de traspaso de cargas, determina espesor de losa requerido, calcula tensión borde losa, calcula diferencial temperatura, equivalente por tiempo y humedad.

5) VERIFICACIÓN ESCALONAMIENTO:

Con barras de traspaso de cargas en las juntas. 

Evaluación Y Rehabilitación PAVIMENTO

Aumenta vida útil, amplia prestación servicio y capacidad de carga. 

AHUELLAMIENTO:

(Pav Asfáltico) depresión longitud de pav., coincide con la zona donde pasan ruedas. 
CAPRO (capa de protección): Solución aplica proteína asfáltica (sello, trat. Superficial, concreto asfáltico 5cm) sobre carpeta de rodado granular simple o tratada. 

CEPILLADO

Desbaste pavimento, reduce irregularidades, se hace con máquina para suavizar y dar textura a superficie. 

CONSERVACIÓN

Actividad destinada a preservar  el camino y sus componentes (capa rodada, berma, drenajes, obras básicas, dispositivos de control de tránsito). 

ESCALONAMIENTO

(Pav. Hormigón) diferencia de nivel producida entre losas o trozos de estas separadas por juntas o grietas se mide en mm. 

FISURA

Quebradura que afecta capas estructurales del pavimento de # orígenes y su ancho superficial menor igual a 3mm. 

FRESADO

Recorte por equipos diseñados por un espesor ya sea hormigón o mezcla asfáltica. 

GRIETA

Quebradura que afecta la estructura de pavimento, # orígenes ancho superficial mayor a 3mm. 

PERDIDA DE Áridos

(Pav. Asfáltico): caracterizada por desgaste superficial provocado por pérdida del ligante.  Su origen está en la mala adherencia ligante-árido. 

RECAPADO

Restauración, reemplaza o sobrepone una capa de pavimento, no altera la geometría del camino. 

GRIETAS Y FISURAS

Por fatiga miento en bloque, grietas de borde (berma), longitudinales, transversales, reflejadas (tratadas), parches deteriorados, baches en carpetas asfálticas, en tratamientos superficiales.  Ahuellamiento, deformación transversal, desgaste, perdida de áridos, ondulaciones.  Pavimentos rígidos deficiencia del sellado, juntas y grietas saltadas, separación de junta longitudinal, fisuras y grietas longitudinales, levantamiento localizado, fragmentación múltiple.

PUENTES

Obras civiles que permiten paso continuo sobre un cuerpo de agua, abismo o depresión, sobre potra estructura o sobre cualquier irregularidad, que se cruza por el camino y dificulta el transito, son puntos críticos de cualquier vías, es sinónimo de flujo (pons tis puente en latino). 

Evolución

C/tipo de puente es para un rango y luces, medio de comunicación entre dos puntos. 

PUENTE PIEDRA Y MADERA

Los más perdurables porque piedra resiste compresión, madera más liviana y trabajable, puentes de poca longitud por ser madera y poca vida útil (L<=a 10m). ="">=a>Siglo XIX:
Diversidad en tipo de estructuras, materiales artificiales.  

PUENTE Metálico

Celosías resuelven la flexión de gran dintel por articulación, elementos lineales flex, y cortos.  Eficaz por relación peso resistencia.

PUENTE Hormigón ARMADO

Tipo arco con luces importante, debilidad fisuración, oxidación y destruye armadura, se utiliza pretensado y pos tensado, soldadura en puentes metálicos. 

TIPOS DE PUENTE

Arco

es un puente con apoyos situados en los extremos de la luz a salvar, entre los cuales se dispone una estructura con forma de arco con la que se transmiten las cargas. El tablero puede estar apoyado o colgado de esta estructura principal, Viga: es un puente cuyos vanos (luz) son soportados por vigas,

Ménsula

el cual una o más vigas principales trabajan como ménsula o voladizo. Normalmente, las grandes estructuras se construyen por la técnica de volados sucesivos, mediante ménsulas consecutivas que se proyectan en el espacio a partir de la ménsula previa ,

Colgante: es un puente cuyo tablero, se sujeta mediante cables o piezas atirantadas desde una estructura a la que van sujetas. Una de sus variantes más conocidas es el que tiene una catenaria formada por numerosos cables de acero , de la que se suspende el tablero del puente mediante tirantes verticales. La catenaria cuelga de dos torres de suficiente altura, encargadas de llevar las cargas al suelo.
, Atirantado: Los tirantes del puente que salen de la plataforma van hasta el pilar, y en vez de continuar hasta un contrapeso, están unidos al propio pilar. El pilar compensa la tracción de los cables por su propio peso y el anclaje del terreno .

ESTRUCTURA

dos partes esenciales: la superestructura (tablero, vigas, cables bóvedas, arcos, armaduras, quienes transmiten las cargas del tablero a los apoyos y la infraestructura:
pilares (apoyos centrales), estribos (apoyos externos) soportan la superestructura y cimientos, transmiten los esfuerzos al terreno.