Disposición de Juntas.

Pavimentos de Hormigón
Conceptos de Diseño Estructural
DIVISIÓN
DIVISIÓN PAVIMENTOS
PAVIMENTOS
29
29 de
de Mayo
Mayo de
de 2008
2008
SINTESIS DE LA PRESENTACIÓN
• Tipos de Pavimentos de Hormigón.
• Prevención de los distintos tipos de falla.
• Tipos de Bases/subbases.
• Métodos de diseño de espesores.
• Disposición de Juntas.
• Consideraciones de proyecto especiales.
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TIPOS DE PAVIMENTOS DE HORMIGÓN
•
Pavimentos de Hormigón Simple – JPCP
a) Con Pasadores.
b) Sin Pasadores.
•
Pavimentos de Hormigón Reforzados con
Juntas – JRCP.
•
Pavimentos de Hormigón Continuamente
Armados – CRCP.
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PAV. DE HORMIGÓN SIMPLE CON JUNTAS
JPCP – Jointed Plain Concrete Pavement
• Sin armadura.
3,5 a 6 m.
3,5 a 6 m.
• Menor separación entre juntas.
• Espesores de Calzada:
Barras de
Unión
• 15-20 cm.: Pavimentos Urbanos.
• 20-30 cm.: Rutas y Autopistas.
• > 30 cm.: Aeropuertos y
Terminales de carga.
• Juntas Transversales c/pasadores en
moderado y alto volumen de vehículos
pesados.
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Junta
Longitudinal
Pasadores
Juntas Transversales
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PAV. DE HORMIGÓN ARMADO C/JUNTAS
JPCP – Jointed Reinforced Concrete Pavement
• Armadura: µ = 0,15% - 0,2%.
Mayor de 6 m.
• Mayor separación entre juntas.
(Recomendado < 9 m.).
• Se prevé la aparición de fisuras
intermedias (entre juntas), las que
deberán permanecer inactivas.
• Espesores de Calzada: Idem anterior.
Junta
Longitudinal
Pasadores
• Juntas Transversales c/pasadores.
• Actualmente se encuentran
prácticamente en desuso.
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Juntas Transversales
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PAV. HORMIGÓN CONTINUAMENTE ARMADO
CRCP – Continuosly Reinforced Concrete Pavement
0,8 m a 2 m.
Junta Longitudinal
con B.U.
Armadura Longitudinal (0,6% a 0,7%)
Sin Juntas Transversales
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SINTESIS DE LA PRESENTACIÓN
• Tipos de Pavimentos de Hormigón.
• Prevención de los distintos tipos de falla.
• Tipos de Bases/subbases.
• Métodos de diseño de espesores.
• Disposición de Juntas.
• Consideraciones de proyecto especiales.
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PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA EN
PAVIMENTOS DE HORMIGÓN.
Despostillamientos.
Levantamientos de losas.
Diseño de Juntas, materiales
de sello y selección de Bases
Escalonamiento.
Erosión por Bombeo.
Roturas de esquina.
Diseño de espesor y de Juntas
Fisuración transversal y
longitudinal.
PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA
DISPOSICIÓN DE JUNTAS Y SELECCIÓN DE BASES
Despostillamientos
Causa:
•Entrada de materiales
incompresibles en juntas
y fisuras.
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PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA
DISPOSICIÓN DE JUNTAS Y SELECCIÓN DE BASES
Levantamiento de losas ("blow up").
Causa:
• Diseño Inadecuado de
Juntas.
• Entrada de materiales
incompresibles en juntas
y fisuras (por falla del
material de sello).
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PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA
DISPOSICIÓN DE JUNTAS Y SELECCIÓN DE BASES
Erosión por Bombeo
Causas (Deben coexistir):
• Disponibilidad de agua por
debajo de la losa.
+
• Presencia de material fino
susceptible al bombeo.
+
• Deflexiones excesivas en
bordes y esquinas.
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PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA
DISPOSICIÓN DE JUNTAS Y SELECCIÓN DE BASES
Escalonamientos
Causas:
• Inadecuada
transferencia de carga.
• Erosión de Base o
Subbase.
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PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA
DISPOSICIÓN DE JUNTAS Y SELECCIÓN DE BASES
Fenómeno de escalonamiento y bombeo
Carga
Losa posterior
Losa anterior
Agua
Base / Subbase
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PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA
DISPOSICIÓN DE JUNTAS Y SELECCIÓN DE BASES
Fenómeno de escalonamiento y bombeo
Carga
Losa anterior
Losa posterior
Base / Subbase
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PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA
DISPOSICIÓN DE JUNTAS Y SELECCIÓN DE BASES
Fenómeno de escalonamiento y bombeo
Carga
Losa anterior
Losa posterior
Base / Subbase
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PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA
DISPOSICIÓN DE JUNTAS Y SELECCIÓN DE BASES
Fenómeno de escalonamiento y bombeo
Carga
Losa anterior
Losa posterior
Base / Subbase
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PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA
DISPOSICIÓN DE JUNTAS Y SELECCIÓN DE BASES
Fenómeno de escalonamiento y bombeo
Carga
Escalonamiento
Losa anterior
Losa posterior
Base / Subrasante
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PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA
DISPOSICIÓN DE JUNTAS Y SELECCIÓN DE BASES
1ER ETAPA
Junta
Longitud.
Juntas Transversales
Tránsito
Escalonamiento Inicial
Banq. Externa
2DA ETAPA
Incremento del
escalonamiento
Banq. Externa
Eyección de Finos
3ER ETAPA
Fisuración
Transversal
Banq. Externa
Eyección de Finos
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PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA
DISPOSICIÓN DE JUNTAS Y SELECCIÓN DE BASES
Roturas de Esquina
Causa:
• Inadecuado diseño de
juntas.
• Perdida de soporte
por erosión.
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PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA
SELECCIÓN DE ESPESORES Y DISTRIBUCIÓN DE JUNTAS
Fisuración por Fatiga
Causas:
• Inadecuado diseño
estructural (espesor y
juntas).
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PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA
SELECCIÓN DE ESPESORES Y DISTRIBUCIÓN DE JUNTAS
Tensiones debida a carga
Tensiones debidas a alabeos
Tensiones debidas a cambios de volumen
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ESPESOR
JUNTAS
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OBJETIVO DEL DISEÑO - JPCP
• Provisión de un soporte razonablemente uniforme
(control de las 3 principales fuentes de heterogeneidad).
• Prevención del bombeo mediante subbases adecuadas
en caso de tránsito pesado.
• Seleccionar espesores de diseño acordes con el tránsito
previsto y las condiciones de soporte.
• Diseño adecuado de juntas.
• Selección de componentes del hormigón que aseguren
los requisitos de resistencia y durabilidad durante la vida
proyectada.
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SINTESIS DE LA PRESENTACIÓN
• Tipos de Pavimentos de Hormigón.
• Prevención de los distintos tipos de falla.
• Tipos de Bases/subbases.
• Métodos de diseño de espesores.
• Disposición de Juntas.
• Consideraciones de proyecto especiales.
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SUBBASES
Obra Nueva
Alabeo
Tránsito
Rigidez
Hormigón Pobre y HCR.
Suelos estabilizados con cemento.
Suelos estabilizados con emulsión.
Subbases Granulares.
Res. Erosión
•
•
•
•
Rehabilitación de Pavimentos Existentes.
• Reciclado de Pavimentos Flexibles.
• Recubrimientos adheridos / No adheridos sobre
pavimentos flexibles (WH/TW).
• Recubrimientos adheridos / No adheridos sobre
pavimentos rígidos.
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SUBBASE
•
La experiencia indica que es FUNDAMENTAL efectuar un
adecuado diseño y construcción de la subrasante /
subbase.
•
El objetivo es que le provea a la calzada un apoyo
UNIFORME, ESTABLE y PERMANENTE.
•
Un diseño y construcción inadecuado de la subbase o de
las capas inferiores no puede compensarse con un MAYOR
ESPESOR DE HORMIGÓN.
CUALQUIER PAVIMENTO DE HORMIGÓN
EXPERIMENTARÁ PROBLEMAS CON SUBBASES NO
APROPIADAMENTE DISEÑADAS Y CONSTRUIDAS
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SUBBASES CEMENTADAS
VENTAJAS
• Elevada rigidez.
• Incremento de la resistencia a la erosión.
• Evita la consolidación debido a cargas pesadas.
• Menores deflexiones.
• Mejor Eficiencia en la transferencia de carga.
• Elevada capacidad de carga (mayor “k”), con reducción
de espesor en losas.
• Apoyo firme para TAR (mejora en la lisura superficial
que entrega el equipo de alto rendimiento), con menores
demoras por malas condiciones climáticas.
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SUBBASE DE SUELO - CEMENTO
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SUBBASE DE ESTABILIZADO GRANULAR
CON CEMENTO
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SUBBASE DE HORMIG
ÓN COMPACTADO
HORMIGÓN
CON RODILLO
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HORMIGÓN POBRE
Características
• Los beneficios de las bases tratadas con cemento
(resistencia a la erosión y consolidación, alto valor
soporte y eficiencia en la transferencia de cargas
en juntas) son potenciados en el caso de subbases
de hormigón pobre.
• El reconocimiento de sus mejores propiedades
estructurales se traduce en una disminución de los
espesores de diseño.
• Una capa de hormigón pobre puede construirse de
forma independiente como subbase o bien como
capa inferior constituyendo una estructura
monolítica de sección compuesta con la capa
superior de hormigón convencional (Europa).
SUBBASE - SOBREANCHO
Es ALTAMENTE recomendable para pavimentación con
TAR, especificar un sobreancho de la subbase a fin de
que le provea una apoyo estable y uniforme a la
pavimentadora.
SUBBASES - SOBREANCHO
•
Provee un apoyo estable y uniforme a la
orugas del equipo pavimentador.
•
Mejor calidad final de terminación.
•
Reduce las demoras por malas condiciones
climáticas.
•
Mejora las condiciones de soporte de los
bordes de calzada.
•
Brindan una mejor aislación en zonas de
subrasantes formadas por suelos susceptibles
a cambios volumétricos.
•
Reduce el potencial de erosión de la
subrasante en los bordes de calzada al alejar
la zona crítica de erosión del punto de
aplicación de las cargas.
•
Se debe especificar un sobreancho de 60 a 80
cm. para ½ calzada y de 80 a 100 cm. para
ancho completo.
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SINTESIS DE LA PRESENTACIÓN
• Tipos de Pavimentos de Hormigón.
• Prevención de los distintos tipos de falla.
• Tipos de Bases/subbases.
• Métodos de diseño de espesores.
• Disposición de Juntas.
• Consideraciones de proyecto especiales.
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MÉTODO AASHTO
•
Procedimiento empírico.
•
Elaborado en base a la performance evidenciada en las secciones de
pavimentos evaluadas en el AASHO ROAD TEST (1958-1960).
•
En dicho ensayo, el principal mecanismo de falla observado en las
secciones de pavimento rígido fue la pérdida de soporte por erosión.
•
Todas las fisuras observadas durante el estudio fueron precedidas
por el fenómeno de bombeo de finos.
•
Durante el transcurso de los años ha sufrido distintas revisiones
(1961-62; 1972, 1981, 1986, 1993, 1998).
Se encuentra próximamente a ser reemplazado por un nuevo método
Empírico-mecanicista.
•
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MÉTODO DE LA PCA
•
Procedimiento Mecanicista basado en respuestas de pavimentos
matemáticamente calculadas.
•
Calibrado con Ensayos de campo y rutas en servicio.
•
Lanzado originalmente en 1966 y revisado en 1984.
•
Limita las tensiones desarrolladas en el Pavimento (Criterio de
verificación por fatiga).
•
Limita las deflexiones desarrolladas en bordes y esquinas (Criterio de
verificación por erosión).
El ACPA ha recientemente desarrollado en base a este método, una
nueva herramienta de diseño – ACPA Street Pave – para rutas de
bajo volumen de tránsito pesado (calles y rutas locales).
•
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CATÁLOGOS
Utilizados en algunos países europeos
•
Empleo de secciones de
pavimento tabuladas en base a la
categoría del camino, el nivel de
tránsito pesado, suelos de
subrasante, etc.
•
Las secciones de pavimento de
estos catálogos reflejan la
experiencia a largo plazo
evidenciada con sus materiales,
clima y niveles de tránsito.
•
Estos diseños han sido validados
también con modelación
mecanicista, ensayos de
laboratorio y experiencias de
campo.
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MÉTODOS DE DISEÑO
Método NCHRP 1-37A – AASHTO 2002
LIMITACIONES DEL MÉTODO ASHTO ACTUAL
Una zona climática / 2 años
Limitadas secciones de estudio
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Un tipo de subrasante
Limitadas repeticiones de carga
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MÉTODOS DE DISEÑO
Método NCHRP 1-37A – AASHTO 2002
• Claves que posibilitaron el cambio:
• Los fundamentos técnicos desarrollados en las últimas 3 décadas
a través de las distintas investigaciones llevadas a cabo en
pavimento permitieron el desarrollo de un procedimiento de base
mecanicista.
• La disponibilidad de información relativa a performance a largo
plazo recabada en pavimentos en servicio (LTPP) que permitió la
calibración y validación de dichos modelos.
• La velocidad de los procesadores actuales y la capacidad de
almacenamiento de las computadoras modernas.
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MÉTODOS DE DISEÑO
Método NCHRP 1-37A – AASHTO 2002
Fundamentos:
• En el nuevo método, el propósito es diseñar una estructura para que
soporte solicitaciones climáticas y de tránsito sin superar valores
límites prefijados de deterioro (Fisuración, Escalonamiento e IRI).
• Las configuraciones de ejes y la magnitud de las cargas se consideran
en forma directa, no a través de indicadores simplificados de daño
relativo (ESAL).
• El procedimiento requiere información detallada sobre el tránsito
(distribución porcentual por tipo de vehículos, configuraciones de ejes,
cargas por eje y distribución horaria).
• La información climática requerida por el nuevo método es
sumamente exigente en cuanto al volumen de información anual,
mensual, diaria e incluso horaria sobre temperaturas y precipitaciones.
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MÉTODOS DE DISEÑO
Método NCHRP 1-37A – AASHTO 2002
Deterioros Analizados
Pavimentos de hormigón Simple (con o sin pasadores)
•
Escalonamiento de juntas.
•
Fisuración Transversal (de abajo hacia arriba).
•
Fisuración Transversal (de arriba hacia abajo).
•
Rugosidad (IRI)
Pavimentos de Hormigón Continuamente Armado.
•
Punzonado
•
Rugosidad (IRI)
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MÉTODOS DE DISEÑO
Método NCHRP 1-37A – AASHTO 2002
Fisuración por fatiga (posiciones críticas)
Carga sobre borde externo y
alabeo convexo
(situación diurna).
Tensiones
Críticas
Fisuración transversal de abajo
hacia arriba.
Carga sobre juntas y alabeo
cóncavo (Situación Nocturna)
Fisuración transversal de
arriba hacia abajo
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Tensiones
Críticas
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MÉTODOS DE DISEÑO
Método NCHRP 1-37A – AASHTO 2002
¿ Como Reducir el Potencial de Fisuración a Fatiga?
• Incrementar el Espesor de la Losa.
• Reducir la Separación entre Juntas.
• Efectuar un Sobreancho de Calzada.
• Emplear Banquina Rígida Vinculada.
• Incrementar la Resistencia del Hormigón.
• Usar una Base Estabilizada (incremento de k)
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MÉTODOS DE DISEÑO
Método NCHRP 1-37A – AASHTO
2002
Escalonamiento
(posición crítica)
• Máximas deflexiones en
esquinas.
• Concentración de
tensiones en
subrasante.
Rugosidad IRI: depende de varios factores
• IRI inicial de construcción
• Evolución de deterioros (fisuración y escalonamiento)
• Condiciones climáticas.
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MÉTODOS DE DISEÑO
Método NCHRP 1-37A – AASHTO 2002
¿ Como Reducir el Potencial de Erosión y
Escalonamiento?
• Emplear Pasadores en Juntas Transversales.
• Proveer una Base Menos Erosionable.
• Efectuar un Sobreancho de Calzada.
• Emplear Banquina Rígida Vinculada.
• Proveer Drenaje Subsuperficial.
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MÉTODOS DE DISEÑO
Método NCHRP 1-37A – AASHTO 2002
Respuestas Estructurales
Predicción de comportamiento
Fallas Rugosidad
Confiabilidad
Verificación del
Comportamiento
Criterio de falla
SI
NO
Optimizar diseño
Suelos
Clima
Tránsito
Revisar diseño
Diseño a Evaluar
Diseño Posible
Optimizar?
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DETERMINACIÓN DE ESPESORES
MÉTODOS DE DISEÑO
Métodos de Diseño de Pavimentos empleados en Estados
Unidos, Canadá y Puerto Rico
30
Fuente: ACPA Database.
Cantidad de Estados
25
Información Disponible para un
Total de 39 Estados.
20
15
10
5
0
AASHTO 86/93
PCA
AASHTO 72/81
AASHTO 93/98
MEPGD
Otros
Métodos de Diseño
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SINTESIS DE LA PRESENTACIÓN
• Tipos de Pavimentos de Hormigón.
• Prevención de los distintos tipos de falla.
• Tipos de Bases/subbases.
• Métodos de diseño de espesores.
• Disposición de Juntas.
• Consideraciones de proyecto especiales.
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DISPOSICIÓN DE JUNTAS
El objetivo es “copiar” el patrón de fisuración que naturalmente
desarrolla el pavimento en servicio mediante un adecuado diseño y
ejecución de juntas transversales y longitudinales, e incorporar en las
mismas mecanismos apropiados para la transferencia de cargas.
Un adecuado diseño de las juntas permitirá:
⇒ Prevenir la formación de fisuras
⇒ Proveer transferencia de carga adecuada
⇒ Permitir el movimiento de las losas contra estructuras fijas e
intersecciones
⇒ Dividir la construcción del pavimento en incrementos acordes a
la tecnología empleada.
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DISPOSICIÓN DE JUNTAS
Separaciones entre Juntas de
Contracción
• Sep. Máxima recomendada: 6,0 m.
• Bases Cementadas: 21 x E
• Bases Granulares: 24 x E
Otras Consideraciones
• Relación largo/ancho < 1,5 (Recomendado ≤ 1,25).
• Otros factores que influyen: Coef. de Dilatación Térmica del Hº, Rigidez
de la base, Condiciones Climáticas, etc.
DEBE PRIMAR LA EXPERIENCIA LOCAL
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TRANSFERENCIA DE CARGA
Es la capacidad de una junta para transmitir parte de la carga
aplicada en una losa a la losa contigua.
E[%]
2 ⋅ Dd
⋅ 100
=
(Dd + Dc)
Carga de Rueda
Dd = 0 cm.
Dc = X cm.
Eficiencia de Junta = 0%
Los factores que contribuyen a
mejorar la eficiencia son:
⇒ Trabazón entre agregados
Carga de Rueda
Dc = X/2 cm.
Dd = X/2 cm.
⇒ Rigidez de la subbase
⇒ Pasadores
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Eficiencia de Junta = 100%
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TRANSFERENCIA DE CARGA
Deflexiones en Pavimentos de Hormigón
Borde Externo del Pavimento (Borde Libre)
5 Di
Carril 3,65 m.
~2.5 Di
Di
~3.5 Di
Di
2 Di
Junta longitudinal Central
Junta Transv. sin pasadores
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Junta Transv. con pasadores
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TRANSFERENCIA DE CARGA
Aceptable para vías de Tránsito Liviano (80 a 120
Vehículos pesados o menos de 4 a 5 millones de EE´s)
El grado de transferencia de carga
se encuentra afectado por:
⇒ Losas de mayor espesor.
⇒ Menor espaciamiento de juntas.
⇒ Empleo de áridos triturados y de
tamaño superior a 25 mm.
⇒ Subbases Rígidas.
⇒ Condiciones de soporte en
bordes.
⇒ Mejores condiciones de drenaje.
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TRANSFERENCIA DE CARGA - PASADORES
Deben emplearse en vías de Tránsito Pesado (donde no
es suficiente la transferencia de carga por trabazón).
6
sin pasadores
Diametro 25 mm
5
Diametro 32 mm
Escalonamiento, mm
Diametro 38 mm
4
Diametro 32 mm y sobreancho
3
2
1
0
0
5
10
15
20
25
Edad, años
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TRANSFERENCIA DE CARGA - PASADORES
Características:
Tipo de hierro
Barra redonda recta
Superficie
Lisa, libre de óxido y con tratamiento que
impida la adherencia al hormigón
Longitud
45 cm.
Diámetro
25 mm para E ≤ 20 cm
32 mm para 20 < E ≤ 25 cm
38 mm para E > 25 cm
Separación
30 cm. de centro a centro
15 cm. de centro a borde
Ubicación
Paralelo al eje de calzada
Mitad del espesor de losa
Mitad a cada lado de la junta transversal
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DISPOSICIÓN DE JUNTAS
™
™
JUNTAS TRANSVERSALES
⇒
Contracción
⇒
Construcción
⇒
Expansión / Dilatación
JUNTAS LONGITUDINALES
⇒
Contracción
⇒
Construcción
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JUNTAS TRANSV. DE CONSTRUCCIÓN
⇒
Se efectúan al final de la jornada de trabajo o en interrupciones
programadas (puentes, estructuras fijas, intersecciones) o por
imposibilidad de continuar con el hormigonado.
⇒
Se ubican en coincidencia con la de contracción (Tomar
precauciones cuando se pavimente por trochas).
⇒
La transferencia de carga se efectúa a través del pasador.
Espesor de
losa "E"
1/2 E
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Pasador
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JUNTAS TRANSV. DE DILATACIÓN
⇒
Aíslan el pavimento de otra estructura, tal como otra zona
pavimentada o una estructura fija.
⇒
Ayudan a disminuir tensiones de compresión que se
desarrollan en intersecciones en T y asimétricas.
⇒
Su ancho debe ser de 12 a 25 mm, ya que mayores
dimensiones pueden causar movimientos excesivos en las
juntas cercanas.
⇒
La transferencia de carga se efectúa a través del pasador,
sino debe realizarse sobre espesor de hormigón.
⇒
En pavimentos sin pasadores las 3 o 4 juntas próximas a la
de dilatación deben ejecutarse con pasadores.
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JUNTAS TRANSV. DE DILATACIÓN
Pasador
D= 25, 32 o 38 mm
Material de Sellado
Cápsula (30 mm de carrera libre)
1/2 E
Espesor de
losa "E"
Material de Relleno
20 mm
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JUNTAS TRANSVERSAL DE DILATACION
En intersecciones asimétricas o en T no deben colocarse pasadores, de
modo de permitir movimientos horizontales diferenciales
Material de Sellado
Espesor de
losa "E"
6 a 10 E
1,2 E
20 mm
Material de Relleno
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JUNTAS LONGITUDINAL DE CONTRACCIÓN
⇒
⇒
⇒
Se construyen para controlar la fisuración longitudinal.
Se ejecutan (por aserrado) cuando se pavimentan 2 o más
trochas simultáneamente.
La transferencia de carga se efectúa por trabazón entre
agregados.
Barra de Unión corrugada
E/3
E/2
E
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JUNTAS LONGITUDINALES
DIMENSIONAMIENTO DE BARRAS DE UNIÓN
γ
c ⋅ L⋅ μ ⋅ E
σc =
2
Siendo:
σc = Tensión en Junta Longitudinal (kg/m² m)
γc = Densidad del Hormigón.
L/2 = Distancia al borde Libre más cercano.
μ = Fricción en apoyo (subrasante/subbase)
E = Espesor de Calzada de Hormigón
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JUNTAS LONGIT. DE CONSTRUCCIÓN
⇒
⇒
Se ejecutan cuando la calzada es construida en distintas etapas.
En caso de posibles ampliaciones, es conveniente dejar los bordes
con machimbre.
Barra de Unión corrugada
E/2
E
Machimbrado
semicircular o trapezoidal
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JUNTAS LONGIT. DE CONSTRUCCIÓN
MACHIMBRE: TRAPEZOIDAL O SEMICIRCULAR.
0,1 E
0,1 E
Talud 1:4
0,2 E
E
Trapezoidal
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0,2 E
Semicircular
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TIPO DE JUNTAS
JUNTAS LONGIT. DE CONSTRUCCIÓN
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SINTESIS DE LA PRESENTACIÓN
• Tipos de Pavimentos de Hormigón.
• Prevención de los distintos tipos de falla.
• Tipos de Bases/subbases.
• Métodos de diseño de espesores.
• Disposición de Juntas.
• Consideraciones de proyecto especiales.
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EMPLEO DE SOBREANCHO DE CARRIL EN
VÍAS CON ELEVADO TRÁNSITO PESADO
OBJETIVO:
- Alejamiento de las cargas de tránsito de los bordes de calzada.
- Minimiza los deterioros asociados a las cargas en bordes de calzada y
esquinas.
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EMPLEO DE SOBREANCHO DE CARRIL EN
VÍAS CON ELEVADO TRÁNSITO PESADO
• Se minimizan los deterioros asociados a las cargas en los bordes de
calzada y esquinas.
• Las cargas de tránsito se convierten prácticamente en cargas internas
desde el punto de vista de las tensiones y deflexiones generadas.
• Usualmente se efectúa un ensanchamiento del carril cargado de 60
cm. aproximadamente. No resulta conveniente el empleo de
sobreanchos mayores.
• La demarcación se mantiene respetando el ancho de carril original y
deberá considerarse también el empleo de “despertadores” con el fin
de desalentar el empleo de dichas zonas.
• Admite una reducción del espesor de calzada de 2 a 3 cm. Se
considera con transferencia lateral en bordes (PCA) ó se emplea un
factor de transferencia de carga J = 2,7 (AASHTO).
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EMPLEO DE SOBREANCHO DE CARRIL EN
VÍAS CON ELEVADO TRÁNSITO PESADO
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Esquema 1
(diseños
originales)
3,65 m
0,20 m
Esquema 2
(Propuesta
ICPA)
3,65 m
0,60 m
De 0,80 a 1,0 m
Calzada de hormigón
Subbase
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Subrasante
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EMPLEO DE SOBREANCHO DE CARRIL
EN VÍAS CON ELEVADO TRÁNSITO
PESADO
10
2.5
9
E=25,5 cm; sin sobreancho
E=25,5 cm; sin sobreancho
E=23 cm; con sobreancho
E=23 cm; con sobreancho
8
2
Escalonamiento, mm
Fisuración, %
7
6
5
4
3
1.5
1
0.5
2
1
0
0
0
5
10
15
20
25
Edad, años
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0
5
10
15
20
25
Edad, años
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BANQUINA EXTERNA RÍGIDA VINCULADA
• Es recomendable que las banquinas se construyan del mismo
material que la calzada principal con el fin de facilitar las
condiciones de construcción, mejorar la performance global del
pavimento y reducir los costos de mantenimiento (Fuente: FHWA
- Technical Advisory T-5040.29 – “Paved Shoulders”).
• La vinculación al borde externo de calzada permite una
reducción significativa de las deflexiones y tensiones generadas
por cargas, reduciendo los espesores de diseño (de 2 a 3 cm.).
• Se recomienda el empleo de banquinas vinculadas de espesor
total (considerar el empleo de sección variable).
• En ocasiones se incorporan a los pavimentos en servicio con el
fin de incrementar su capacidad estructural (Retrofit).
• Minimiza la infiltración de agua (mejor drenaje superficial).
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BANQUINA EXTERNA RÍGIDA VINCULADA
CALZADA DE ESPESOR VARIABLE
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CALZADA DE ESPESOR VARIABLE
Teniendo en cuenta que:
•
•
El espesor de calzada es la variable que en mayor medida incide en
la capacidad estructural y en el construcción de la estructura.
Los bordes externos de calzada son los sectores más solicitados
por el tránsito.
Entonces, Una calzada de espesor variable permite variar el espesor de
acuerdo a las solicitaciones impuestas por el tránsito en los distintos
carriles, permitiendo:
•
•
Incrementar la vida útil del pavimento sin que exista un mayor costo
de construcción.
Reducir el costo de construcción de calzada de hormigón sin afectar
la serviciabilidad del pavimento.
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