diseño de pavimento articulado INGENIERIA CIVIL

METODO SUGUERIDO PAR EL DISEÑO ESTRUCTURAL DE
PAVIMENTOS URBANOS CON ADOQUINES
INTERBRADOS DE CONCRETO - NORMA TECNICA CE.010
CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL
El diseño estructural de los pavimentos con adoquines
intertrabados de concreto, está basado en una
evaluación de cuatro factores que interactúan. Estos
factores son:
• Medio ambiente
• Tráfico
• Resistencia del suelo de sub-rasante
• materiales de la estructura del pavimento.
El siguiente procedimiento de diseño estructural para vías y estacionamientos, está basado en un procedimiento
simplificado del método descrito en Structural Design of Concrete Block Pavements.l y en Guide for Design of Pavement
Structures 2 de la AASHTO. Se eligió el formato de la AASHTO debido a que la distribución de cargas y modos de fallas
de los pavimentos con adoquines intertrabados de concreto, son muy similares a los que ocurren en pavimentos
flexibles.

METODO SUGUERIDO PAR EL DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS URBANOS CON ADOQUINES INTERBRADOS DE
CONCRETO - NORMA TECNICA CE.010
MEDIO AMBIENTE
El comportamiento de los pavimentos está significativamente influenciado por dos factores medio ambientales
principales, la humedad y la temperatura. En este procedimiento de diseño, los efectos medioambientales se
incluyen en la caracterización de la resistencia del suelo de sub-rasante y de los materiales de la estructura del
pavimento. Las descripciones de la calidad del drenaje y de las condiciones de humedad ayudan a determinar los
valores de resistencia de diseño para los suelos de sub-rasante y de los materiales granulares. Si la acción de
congelamiento-deshielo es una consideración, el valor de soporte del suelo de sub-rasante se reduce de acuerdo con
su categoría de susceptibilidad al congelamiento.
TRÁFICO
El daño a la estructura del pavimento debido a las
cargas por eje se expresa típicamente como el
daño de la carga de un eje estándar (EAL). Esta
carga por eje estándar es una carga por eje simple
de 8,16 t (80kN). En la Tabla FI se muestran los
factores de equivalencia para otras cargas por eje.

En la Tabla F2 se muestra un ejemplo del listado de
los EALs en función de la clase de vía. Se incorpora
un nivel deseado de confiabilidad en el proceso de
diseño por medio de un factor aplicado al tráfico de
diseño como se muestra a continuación:
EALs ajustados = FR x EALs
donde FR es el factor de confiabilidad.
SOPORTE DE LA SUB-RASANTE
La resistencia del suelo de sub-rasante ha tenido gran efecto en la determinación del espesor total de la estructura de
pavimento de adoquines intertrabados de concreto. Donde sea posible, se deberán conducir ensayos de laboratorio
del módulo resiliente o de la Relación Soporte de California (CBR) en suelos típicos de sub-rasante para evaluar su
resistencia. Esos ensayos deberán conducirse a las condiciones de campo más probables de densidad y humedad, que
se pronostican durante la vida de diseño del pavimento. En ausencia de ensayos de laboratorio, se han asignado
valores típicos del módulo resiliente (Mr) a cada tipo de suelo definido en el Sistema Unificado de Clasificación de
Suelos (SUCS), descrito en la Referencia 3, o en el sistema de la AASHTO (ver Tablas F3 y F4).

Se proporcionan tres valores de módulos para cada tipo de suelos SUCS o AASHTO, dependiendo de las condiciones
medioambientales y de drenaje anticipadas para el sitio. En la Tabla F5 se resumen las pautas para seleccionar el valor
del Mr apropiado. A cada tipo de suelo en las Tablas F3 y F4 también se le ha asignado un valor reducido de Mr
(columna de la derecha), para ser usado solamente cuando la acción de las heladas es una consideración de diseño.
La compactación del suelo de sub-rasante
durante la construcción deberá ser por lo menos
del 95% de AASHTO T-99 para suelos cohesivos
(arcillosos) y por lo menos el 95% de AASHTO T-
180 para suelos sin cohesión. La profundidad de
compactación efectiva en ambos casos deberá
ser por lo menos las 12 pulgadas (300 mm)
superficiales. Los suelos que tengan Mr de 4500
psi (31 MPa) o menos (CBR de 3% o menos),
deberán evaluarse para reemplazo con un
material más apropiado o para mejoramiento
mediante estabilización.

MATERIALES DEL PAVIMENTO
Se deben caracterizar todos los materiales del pavimento disponibles para construcción. El comportamiento
estructural de los pavimentos con adoquines intertrabados de concreto depende de la trabazón entre las unidades
individuales. Cuando se aplica una carga, la transferencia de corte entre las unidades permite que la carga sea
distribuida en una mayor área. En áreas sujetas a tráfico vehicular se recomienda un espesor mínimo de adoquín de
concreto de 60 mm y un patrón de colocación en forma de espiga. El espesor de la cama de arena no deberá ser
mayor a 40 mm ni menor de 25 mm después de la compactación de los adoquines intertrabados de concreto. La
cama de arena deberá tener la graduación mostrada en la Tabla F6. No se debe usar arena proveniente del triturado,
ni polvo de piedra.
La arena para el sellado de las juntas entre adoquines intertrabados
proporciona trabazón vertical y transferencia de corte debido a las cargas.
Ella puede ser ligeramente más fina que la cama de arena. La gradación de
este material puede tener un máximo de 100% pasando la malla N° 16
(1,18 mm) y no más de 10% pasando la malla N° 200 (75 um).
Las investigaciones han mostrado que los adoquines intertrabados y la
cama de arena combinados se rigidizan cuando están expuestos a un gran
número de cargas de tráfico. La rigidización generalmente ocurre antes de
los 10 000 EALs. A diferencia del asfalto, los adoquines intertrabados de
concreto no disminuyen sustancialmente su módulo elástico cuando se
incrementa la temperatura, ni se vuelven quebradizos en climas fríos.

MATERIALES DEL PAVIMENTO
Si se usa una base tratada con asfalto, el material
deberá conformar las especificaciones de un
concreto asfáltico de gradación densa, bien
compactado, es decir una estabilidad Marshall de
por lo menos 1800 libras (8000 N). El material de
base tratada con cemento deberá tener una
resistencia a la compresión no confinada a los 7
días de por lo menos 650 psi (4,5 MPa). Los
espesores mínimos de las capas de base tratadas
con asfalto y cemento son 75 mm y 100 mm,
respectivamente.

CURVAS DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Las Figuras F2, F3 y F4 representan las curvas de diseño de espesores para materiales granulares, tratados con
asfalto y tratados con cemento, respectivamente. Esos valores de espesores son función de la resistencia de la sub-
rasante (Mr o CBR) y de las repeticiones del tráfico de diseño (EAL). El uso de esas curvas para el diseño de
pavimentos de adoquines intertrabados de concreto, requiere los siguientes pasos:
1. Calcular el EAL de diseño para un período de diseño de 20 años. Se debe considerar la tasa de crecimiento anual
del tráfico durante toda la vida de servicio del pavimento.
2. Caracterizar la resistencia de la sub-rasante. En ausencia de datos de ensayos de campo o laboratorio, use las
Tablas F3 y F4 para estimar Mr o CBR.
3. Determine los requerimientos de espesor de la base. Use el Mr o el CBR de la sub- rasante e ingrese el EAL como
dato en las Figuras F2, F3 ó F4, dependiendo de los materiales de base requeridos. Una porción de todo el
espesor estimado de la base que exceda el espesor mínimo puede substituirse por un material de calidad
inferior, como una sub-base granular. Esto se logra por medio del uso de los valores de equivalencia de capa
siguientes: 1,75 para bases granulares, 3,40 para bases tratadas con asfalto y 2,50 para bases tratadas con
cemento.
Esos valores indican que 25 mm de base granular equivale a 45 mm de sub-base granular; 25 mm de base tratada
con asfalto es equivalente a 85 mm de sub-base granular; y 25 mm de base tratada con cemento equivale a 65 mm
de sub-base granular.

CURVAS DE DISEÑO ESTRUCTURAL

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