proyecto de urbanización - Ayuntamiento de Abanto

ANEJO Nº 7
ESTUDIO DE FIRMES Y PAVIMENTOS
PROYECTO DE URBANIZACIÓN
SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01
ABANTO- ZIERBENA (BIZKAIA)
ANEJO Nº7. JUSTIFICACION DE FIRMES Y PAVIMENTOS
PROYECTO DE URBANIZACIÓN DEL SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01 EN ABANTO - ZIERBENA (BIZKAIA)
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ANEJO Nº7. JUSTIFICACION DE FIRMES Y PAVIMENTOS
PROYECTO DE URBANIZACIÓN DEL SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01 EN ABANTO - ZIERBENA (BIZKAIA)
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN
2. FACTORES DE DIMENSIONAMIENTO DEL FIRME
2.1. DATOS DE TRAFICO
2.2. CARACTERÍSTICAS Y DEFINICIÓN DE LA EXPLANADA
3. DEFINICIÓN DEL FIRME
3.1. CRITERIOS BÁSICOS
3.2. ELECCION DEL FIRME
3.2.1. Zonas de vialidad rodada (calzadas)
3.2.2. Zonas de aparcamiento
3.2.2.1. Acabado en Adoquín filtrante
3.2.2.2. Acabado en pavimento encespado
3.2.3. Zonas de vialidad peatonal
3.2.3.1. Aceras junto a vialidad rodada
3.2.3.2. Itinerarios peatonales
3.2.4. Zonas ciclables (Carril bici)
1 1 1 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 5 i
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ANEJO Nº7. JUSTIFICACION DE FIRMES Y PAVIMENTOS
PROYECTO DE URBANIZACIÓN DEL SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01 EN ABANTO - ZIERBENA (BIZKAIA)
1.
INTRODUCCIÓN
El objeto del presente Anejo es definir y justificar la sección estructural del firme adoptado y los
pavimentos a emplear en el presente Proyecto de Urbanización del Sector Tecnológico SU AE- LC en el
municipio de Abanto- Zierbena
En los apartados siguientes se plantean los paquetes de firme a disponer en los viales objeto de
proyecto, definiéndose todas las cuestiones relacionadas con los mismos, tales como explanadas, modo
de obtener las mismas, secciones tipo que cumplen las condiciones de proyecto, etc.
Para su análisis se ha considerado la “Norma para el dimensionamiento de firmes de la red de carreteras
del País Vasco” publicada en el BOPV el 21 de Agosto de 2007, la Norma 6.1- IC “Secciones de Firme” del
Ministerio de Fomento, la guía “Secciones estructurales de firmes urbanos en sectores de nueva
construcción” de Eduard Alabern y Carles Guilemany; y finalmente, la metodología de cálculo del
Ministerio del Equipamiento de Francia, “Guide Technique 1994. Conception et Dimensionnement des
Structures de Chausée” y en el “Catalogue des Structures Types de Chausées Neuves. Edition 1998”.
2.
FACTORES DE DIMENSIONAMIENTO DEL FIRME
Todo firme debe ser capaz de cumplir las siguientes funciones:
-
-
Proporcionar una superficie de rodadura cómoda y de características permanentes bajo las cargas
repetidas de tráfico a lo largo de un período de tiempo suficientemente largo (vida útil del firme), o lo
que es lo mismo, el paso de un número determinado de ejes estándar.
Resistir las solicitaciones del tráfico y repartir las presiones verticales debidas al mismo, de forma que
las tensiones actuantes sobre la explanada sean compatibles con su capacidad de soporte
Proteger la explanada de la intemperie y, en particular, de las precipitaciones.
Por tanto, el dimensionamiento del paquete de firmes viene determinado en función de las características
de los terrenos sobre los que se van a apoyar y el tráfico que se prevé durante el período de proyecto.
2.1. DATOS DE TRAFICO
La “Norma para el dimensionamiento de firmes de la Red de Carreteras del País Vasco” considera para el
dimensionamiento del firme diez categorías de tráfico clasificadas en función del Tráfico de Proyecto que
se prevea para el carril de proyecto en el año de puesta en servicio, definiéndose el tráfico de proyecto
como el número acumulado de vehículos pesados que se prevé que circularán por el carril de proyecto
durante el período de proyecto.
La sección estructural del firme dependerá, por tanto, entre otros factores en primer lugar de la intensidad
media diaria de vehículos pesados (IMDp) que se prevea en el carril de proyecto en el año de puesta en
servicio.
Dicha intensidad se utilizará para establecer la categoría de tráfico pesado y para ello se deben conocer
al menos los siguientes datos:
-
Intensidad media diaria (IMD) de vehículos que circulan por el tramo de proyecto
Proporción de vehículos pesados respecto al total de vehículos
Previsión de aumento del tráfico pesado a corto plazo
Fecha estimada de puesta en servicio del tramo
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El tráfico de proyecto se calculará mediante la siguiente expresión:
TP = IMD PAPS·365·F·T
-
Donde:
-
IMDPAPS es la Intensidad Media Diaria de vehículos pesados en el año de puesta en servicio del
tramo.
F es el Factor de crecimiento del tráfico de vehículos pesados durante el periodo de proyecto.
T Coeficiente de ponderación de las cargas de tráfico.
El coeficiente de ponderación de las cargas de tráfico T viene definido por la siguiente expresión:
T =C·R·L
-
Tienen un comportamiento adecuado pese a sufrir continuas operaciones de apertura y cierre de
zanjas para la colocación de conducciones de servicio o reparación de las existentes.
Se trata de firmes de elevada durabilidad, de manera que se evitan los refuerzos de gran espesor y, en
consecuencia, la disminución de la altura de los bordillos.
Se minimizan los efectos que las vibraciones debidas a la compactación de las capas pudieran tener
sobre los edificios y estructuras colindantes.
La “Norma para el dimensionamiento de firmes de la Red de Carreteras del País Vasco” establece en su
capítulo 9 que si se hubieran de proyectar firmes rígidos se hará de acuerdo con la Norma 6.1- IC
“Secciones de Firme” del Ministerio de Fomento.
En ella se definen ocho categorías de tráfico pesado según la IMDP que se prevea para el carril de
proyecto.
Siendo:
-
CATEGORIAS DE TRAFICO PESADO T00 a T2
C coeficiente de asignación de tráfico pesado.
R. coeficiente que tiene en cuenta la variabilidad en la estimación del tráfico.
L coeficiente que tiene en cuenta la influencia de la pendiente longitudinal.
Categoría
A partir de estos datos, y una vez obtenido el tráfico de proyecto, la “Norma para el dimensionamiento de
firmes de la Red de Carreteras del País Vasco” establece la categoría del tráfico según se indica en el
cuadro siguiente:
CATEGORIA
T00
43,8 – 87,6
21,9 – 43,8
T2
T3
T4
T0
T1
T2
IMDP
≥4000
<4000
≥2000
<2000
≥800
<800
≥200
Categoría
T31
T32
T41
T42
IMDP
<200
≥100
<100
≥50
<50
≥25
<25
CATEGORIAS DE TRAFICO PESADO T3 a T4
TP (en millones)
T0
T1
T00
T1A
15,3 – 21,9
T1B
8,8 – 15,3
T2A
4,4 – 8,8
T2B
2,2 – 4,4
T3A
1,1 – 2,2
T3B
0,55 – 1,1
T4A
0,27 – 0,55
T4B
< 0,27
En los sectores urbanos de nueva construcción la previsión de cargas que debe soportar el firme debe
incluir especialmente todo tráfico pesado que se genera en el sector durante la fase de construcción,
puesto que el tráfico generado durante el periodo de edificación del mismo es mucho más elevado que el
que se generará durante el resto del periodo de proyecto.
No obstante, la consideración de los efectos del tráfico en las vías urbanas es diferente al caso de las
carreteras (a las que principalmente se refiere la Norma) puesto que el tráfico pesado que circula a
velocidades reducidas, característico de la circulación urbana, puede tener una incidencia negativa sobre
la durabilidad del firme. Por este motivo, puede ser recomendable considerar un cierto incremento del
espesor total del paquete de firme o el uso de firmes rígidos.
Estos presentan además una serie de ventajas adicionales:
Para poder llegar a obtener el orden de magnitud de los vehículos pesados que son necesarios para la
construcción de los edificios del sector, haremos las siguientes hipótesis basadas en la literatura técnica
y específicamente en la guía “Secciones estructurales de firmes urbanos en sectores de nueva
construcción” de Eduard Alabern y Carles Guilemany.
Si consideramos:
-
Construcción del sector en un año
Edificabilidad total
Peso medio de los edificios 1,75 Tn/m2
Materiales transportados en camiones de 10Tn
El tráfico total de vehículos pesados que circularán para poder edificar el sector en un año, se obtendrá
de la expresión siguiente:
T
m 2  1,75
vehículos  pesados / día
10  250
El Plan Parcial del Sector tecnológico de Abanto- Zierbena prevé una edificabilidad total de 241.503m2, si
bien resulta obvio que cada vial de manera independiente no deberá absorver la totalidad del tráfico
generado en el sector. Por tanto, para determinar la intensidad media diaria, consideraremos el vial 2 de
proyecto, estructurante de la ordenación prevista, como aquél susceptible de asumir mayor tráfico de
vehículos pesados. Así, obtenemos:
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T
137.139m 2  1,75
 96vehículos  pesados / día
10  250
A partir de la intensidad media diaria de vehículos pesados obtenida y trasladándola a la tabla 1B de la
Norma 6.1-I.C “Secciones de Firme” del Ministerio de Fomento, obtenemos una categoría de tráfico T32,
que aplicaremos para la determinación y dimensionamiento del paquete de firmes.
2.2. CARACTERÍSTICAS Y DEFINICIÓN DE LA EXPLANADA
La 6.1-IC “Secciones de Firme” de la instrucción de carreteras publicada el 28 de Noviembre de 2003 a la
que nos remite la “Norma para el dimensionamiento de firmes de la Red de Carreteras del País Vasco”,
considera para el dimensionamiento del firme tres categorías de explanada, denominadas
respectivamente E1, E2 y E3. Estas categorías se determinan según el módulo de compresibilidad en el
segundo ciclo de carga (Ev2), obtenido de acuerdo con la NLT-357 “Ensayo de carga con placa”, cuyos
valores se recogen en la siguiente tabla:
Categoría de la
Explanada
Ev2 (Mpa)
EX1
 60
EX2
 120
EX3
 300
La tabla que se muestra a continuación, tomada de la citada Norma, expone los criterios para la
clasificación de explanadas dependiendo del tipo de suelo de la explanación o de la obra de tierra
subyacente, y de las características y espesores de los materiales disponibles.
Para su correcta aplicación debe tenerse en cuenta que todos los espesores que se indican son los
mínimos especificados para cualquier punto de la sección transversal y que todos los materiales
empleados han de cumplir las prescripciones contenidas en los correspondientes artículos del Pliego de
Prescripciones Técnicas Generales (PG-3), además de las complementarias recogidas en la tabla 4 de la
Norma 6.1-IC “Secciones de Firme” de la instrucción de carreteras.
La tabla se estructura según el tipo de suelo de la explanación en el caso de los desmontes, o de la obra
de tierra subyacente en el caso de los rellenos (terraplenes, pedraplenes o rellenos todo-uno).
Se consideran los siguientes tipos: inadecuados y marginales (IN), tolerables (0), adecuados (1),
seleccionados (2), seleccionados con CBR > 20 en las condiciones de puesta en obra (3) y roca (R). A
los efectos de aplicación de esta norma, los pedraplenes (artículo 331 del PG-3) y los rellenos todo-uno
(artículo 333 del PG-3), salvo que se proyecten con materiales marginales de los definidos en el artículo
330 del PG-3, serán asimilables a los suelos tipo 3.
De los resultados del estudio geotécnico se desprende que en el Nivel III (roca grado III) la cantidad de
finos que tiene este material es muy pequeño (menor del 10% en la mayoría de las muestras). Si bien los
valores de hinchamiento libre en edómetro indican en muchas de las muestras valores de suelo marginal,
estos resultados no se tienen en cuenta ya que el ensayo de hinchamiento libre se realiza para la fracción
mas fina (<2mm) y este material tiene un porcentaje muy bajo en dicho nivel. Los límites muestran, en
definitiva, valores entre adecuados y tolerables, habiéndose clasificado este nivel como TOLERABLE.
Por tanto, dadas las características del terreno en que se ubica el sector la explanada utilizada para el
diseño del firme será EX1 (Explanada formada por dos capas de 25 cm de Suelos con CBR ≥ 6, tamaño
máximo de 80 mm y resto de prescripciones de Suelos Tolerables del PG-3), material que podrá
obtenerse de la propia excavación.
3.
DEFINICIÓN DEL FIRME
3.1. CRITERIOS BÁSICOS
Atendiendo al cuadro anterior (formación de la explanada), extraído de la Norma 6.1- IC "Secciones de
firme" de la instrucción de carreteras, en el caso más desfavorable debieran disponerse 60 centímetros de
suelo adecuado para alcanzar la categoría de explanada para suelos Tolerables
No obstante, dadas las repercusiones económicas que ello conllevaría (mayor volumen de tierras
excavadas y transporte a vertedero), debe hacerse en este punto una reflexión.
Los diferentes catálogos de explanada que todas estas normativas y recomendaciones ilustran, lo hacen
sin considerar la elección realizada del tipo de firme, ya sea este rígido o flexible; y sin embargo, en un
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firme rígido las cargas se distribuyen de un modo mucho más uniforme resultando de la aplicación de
estos catálogos un paquete de firmes sobredimensionado.
Por tanto, para la definición de alternativas del firme, se ha tomado finalmente como referencia la
metodología de cálculo del Ministerio del equipamiento de Francia “Guide Technique 1994. Conception et
Dimensionnement des Structures de Chausée” y el “Catalogue des Structures Types de Chausées
Neuves. Edition 1998”. Ambas utilizan el mismo eje de 13t y mismo tipo de explanadas, considerándose
una metodología muy segura y conservadora.
De esta literatura y considerando la explanada E1 seleccionada, se obtiene la siguiente definición de
firme:
Sección
6 MBC+21 HM-25+20 SS+E1
Tensión de trabajo/
Def. tangencial
r / εr
Nº vehículos pesados
capaz de soportar
14,3
1.436.703
Tráfico de Proyecto 20
años
851.380
3.2. ELECCION DEL FIRME
Se toma por tanto la sección de firme definida en el punto anterior, si bien del lado de la seguridad se
sustituyen los 20 centímetros de suelo seleccionado de cantera por 25 centímetros de Zahorra artificial.
Así, partiendo de la categoría de tráfico correspondiente, de la explanada considerada (EX1); y teniendo
en cuenta consideraciones de tipo técnico y económico, las soluciones elegidas para la sección
estructural del firme correspondiente a cada una de las secciones tipo de proyecto, son las siguientes:
3.2.1. ZONAS DE VIALIDAD RODADA (CALZADAS)
En las calzadas, el paquete de firmes será de tipo mixto, formado por pavimento bituminoso y base de
hormigón magro vibrado, quedando su sección, por tanto, definida por las siguientes capas:
-
Siendo,
E1:
Explanada formada por dos capas de 25 cm de Suelos con CBR ≥ 6, tamaño máximo de 80
mm y resto de prescripciones de Suelos Tolerables del PG-3. Explanada con EV2  60 N/mm
S.S.
Suelos Seleccionados de Cantera no plásticos (Índice de Plasticidad IP=0), tamaño máximo 60
mm, granulometría continua y resto de prescripciones de Suelo Seleccionado del PG-3
HM-25:
Hormigón en masa con una resistencia característica a veintiocho días fck28  25,0 N/mm²
Será obligatorio la realización de un mínimo de un (1) testigo de Hormigón HM-25 por cada
700 m².
MBC:
Mezcla bituminosa en caliente para firmes con base de hormigón HM-25.
Las características técnicas de la MBC S-12/S-20 (AC16S/AC22S) serán las siguientes:
-
4,7-5,0 % de betún sobre áridos
3,7-4,3% de huecos en mezcla
% cernido por el tamiz de 2 mm igual o superior al 30%
Resistencia conservada en el ensayo de tracción indirecta tras inmersión, realizado a 15ºC UNE-EN
12697-30 ≥ 90 % (Art.542.5.1.4)
Pendiente media de deformación en pista de 0,07 según el artículo 542.5.1.3 “Resistencia a la
deformación plástica” del PG-3.
Las adherencias entre las capas de MBC con el Hormigón Compactado HC5 se realizarán de la siguiente
manera:
-
Limpieza con agua a presión de la superficie sobre la que se vaya a extender la siguiente capa
Barrido de la superficie que previamente se ha limpiado con agua a presión
Aplicación del riego de adherencia de forma rigurosa según PG-3
Explanada E1 formada por dos capas de 25 cm de Suelos con CBR ≥ 6, tamaño máximo de 80 mm y
resto de prescripciones de Suelos Tolerables del PG-3. Explanada con EV2  60 N/mm
Subbase de 25 cm de zahorra artificial.
Base de 21 cm de Hormigón en masa con una resistencia característica a veintiocho días fck28  25,0
N/mm²
Capa de rodadura formada por 6 centímetros de mezcla bituminosa en caliente MBC AC16S (antigua
S-12) ofítica.
Se hace una excepción en el paquete de firmes del vial de acceso al sector, Eje 0 de proyecto,
incorporándose bajo la sub base de zahorra artificial una explanada de 40 centímetros de material
seleccionado de cantera.
Los materiales cumplirán en general las especificaciones y criterios del PG-3.
3.2.2. ZONAS DE APARCAMIENTO
Como parte integrante de los sistemas de drenaje sostenible, fundamentado en el almacenamiento e
infiltración de agua, se presentan en la ordenación 2 tipologías de aparcamiento según el acabado que se
ha elegido para el mismo. En ambos casos, se adopta una sub base de material granular de origen
granítico cuyo espesor quedará determinado por el volumen de almacenamiento necesario en cada
sección del vial y que se define en los cálculos de infiltración realizados en el anejo correspondiente.
3.2.2.1. Acabado en Adoquín filtrante
Paquetes de aparcamiento situados en los viales 0 y 1; así como bandas de aparcamiento situadas a uno
o ambos lados de la calzada de los viales definidos por los ejes 1, 2 y 4. Todos ellos presentarán un
acabado en adoquín filtrante que adoptará la siguiente sección:
-
-
Explanada E1 formada por dos capas de 25 cm de Suelos con CBR ≥ 6, tamaño máximo de 80 mm y
resto de prescripciones de Suelos Tolerables del PG-3. Explanada con EV2  60 N/mm
Subbase 50 a 100 cm. de material filtrante (espesor s/especificaciones SUDS) procedente de cantera,
de origen granítico y granulometría 20/40. La misma quedará envuelta en geotextil TS 30 POLIFELT o
similar con solape
Base de 25 cm de material filtrante (s/especificaciones SUDS) procedente de cantera, de origen
granítico y granulometría 12/20
Geotextil de alta resistencia y permeabilidad, TS 30 POLIFELT o similar
Gravilla de granulometría 2/5mm y 3 a 5 centímetros de espesor
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-
Pavimento de adoquín prefabricado de hormigón poroso permeable, de 20x20x8mm de espesor,
modelo VANOTON de BREINCO (o similar) diseñado para la infiltración de agua en las capas inferiores
del suelo.
3.2.2.2. Acabado en pavimento encespado
Bandas de aparcamiento situadas a uno o ambos lados de la calzada de los viales definidos por los ejes
3, 4 y 5b. Las mismas presentarán un acabado encespado que adoptará la siguiente sección:
-
Explanada E1 formada por dos capas de 25 cm de Suelos con CBR ≥ 6, tamaño máximo de 80 mm y
resto de prescripciones de Suelos Tolerables del PG-3. Explanada con EV2  60 N/mm
Subbase de 50 cm de material filtrante (s/especificaciones SUDS) procedente de cantera, de origen
granítico y granulometría 20/40. La misma quedará envuelta en geotextil TS 30 POLIFELT o similar.
Cama de arena de río de 5 centímetros de espesor
Pavimento continuo hierva-hormigón, de césped armado, de 15 centímetros de espesor, calado para
su utilización en aparcamientos encespedados
-
Base de 15 cm de Hormigón.
5 centímetros de capa rodadura de mezcla bituminosa (S-12) ofítica tintada en rojo
En Bilbao, Septiembre de 2013
LOS ARQUITECTOS
PABLO ESTEFANÍA ANGULO
UNAI ZUAZO ATONDO
3.2.3. ZONAS DE VIALIDAD PEATONAL
3.2.3.1. Aceras junto a vialidad rodada
La sección estructural de las aceras presenta la siguiente sección:
-
Explanada E1 formada por dos capas de 25 cm de Suelos con CBR ≥ 6, tamaño máximo de 80 mm y
resto de prescripciones de Suelos Tolerables del PG-3. Explanada con EV2  60 N/mm
Subbase de 15 cm de zahorra artificial.
Solera de Hormigón HM-20 de 15cm de espesor.
Capa de 3 cm de mortero de agarre, colocado directamente sobre el hormigón estructural.
Pavimento fotocatalítico, captador de CO2 (tratadas con Geosilex), formado por baldosas hidráulicas
rectificadas de cemento, con acabado superficial abujardado mecánico altamente antideslizante, de
60x40x6 centímetros de espesor.
Las aceras, rebajadas o no, irán encintadas con bordillos prefabricados de hormigón, con doble capa
extrafuerte de cuarzo, de color gris, achaflanado de 15x25x100cm. (15 cm. en bases superior e inferior y
25 cm. de altura); colocado sobre solera de hormigón HM-20/P/20/I, de 15 cm. de espesor como mínimo.
3.2.3.2. Itinerarios peatonales
La sección estructural de los itinerarios peatonales presenta la siguiente sección:
-
Subbase de 15 cm de zahorra artificial.
Solera de Hormigón HM-20 de 15cm de espesor.
5 centímetros de mezcla bituminosa en caliente (S-12) ofítica (tintada en rojo o no s/documentación
gráfica de proyecto)
3.2.4. ZONAS CICLABLES (CARRIL BICI)
La sección estructural del carril bici, e itinerarios peatonales será la siguiente:
-
Sub base de 15 cm de zahorra artificial.
5