El relleno fluido no fue el único culpable - Foro Técnico sobre la Troncal Caracas del Sistema...

FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO

LECCIONES A APRENDEREL RELLENO FLUIDO NO FUE EL ÚNICO CULPABE

ESTUDIO – DISEÑOS E INTERVENCIONES

CAROL ANDREA MURILLO FEOUNIVERSIDAD NACIONAL

BOGOTA


DISEÑO ESTRUCTURAS RIGIDAS

K COMBINADO

MODULO ROTURA

MATERIAL DE SOPORTE

TRANSFERENCA

CONFINAMIENTO

FACTOR SEGURIDAD-

CARGAS


LA LOSA ABSORBE MÁS DEL 85% DEL DISEÑO


LA BASE IDEAL

Homogéneo?Isotrópico?

Lineal?

K

Suelo natural

Base de soporte


FATIGA

• Agrietamiento

• Bajos tráficos

• Mayor incidencia ejes simples

• Independiente del confinamiento

EROSION

• Escalonamiento

• Tráficos medios y altos

• Mayor incidencia ejes tándem

• Pasadores

• Depende del confinamiento


Fuente (www.eltiempo.com)


RESUMEN

Fuente (Ronderos, 2005)


EERORES - DISEÑO ESTRUCTURAS RIGIDAS

•Cada carril tenia una estructura de soporte diferente

• Limitados ensayos de exploración del suelo soporte

• Se debió reparar las estructuras existentes- calcado de grietas

•No había heterogeneidad en el diseño

K combinado

•Ausencia de confinamiento

• Influye en la determinación de los espesores ( hasta 5 cm ) ESPESORES INSUFICIENTES

CONFINAMIENTO

•El diseño tenia factor de seguridad sin embargo las cargas de fueron superiores –

•Velocidades de operación diferentes para cada carrilFS

• Falta de conocimiento del material en términos mecánicos e hidráulicos

•No se tenia especificación clara de los materiales : se cambió las resistencias (60 a 30 kg/cm2)

•Error conceptual : no se tuvo en cuenta la erosión del material

•Error conceptual :material de re nivelación = material de base

MATERIAL BASE

•Ausencia de drenaje

•No se concibió un diseño integral – falta de planeación proyecto DRENAJE


Agua + material

1. Cargas Altas2. Presencia de Agua3. Material erosionable

EXPULSION DE AGUA

BOMBEO EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO


BOMBEO EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Fuente UniAndes – Caicedo 2001


• EL fenómeno de bombeo debe estudiarse con teorías completas de la hidráulica bajo losas de pavimento

rígido (Nguyen Cong Phu (1979) Cong Phu y Ray en (1979) y Ray (1985)

• El flujo del agua bajo las losas de concreto tiene un comportamiento fundamentalmente diferente en

función de la profundidad de la cavidad que existe por debajo de las losas (Tabla 2, Ray 1985).

Viscoso

Laminar

Transitorio

Cavidad

Peso vehículo

Presión agua

Hydraulique du pompage des chaussees en beton et erodabilite des materiaux de couche de fondation et de couche de forme, Nguyen Cong Phu (1979)

EXPULSIÓN DE AGUA


EFECTO DEL PESO DE LOS VEHICULOS

EXPULSIÓN DE AGUA

ENTEDER EL COMPORTAMIENTO

HIDRAULICO DEL FLUJO


VALORES DE FRECUENCIAS

≠

≠

EFECTO DE VELOCIDADES DE OPERACIÓN

EXPULSIÓN DE AGUA


Velocidad Frecuencia

(km/h) (Hz)

5 1

10 2

30 5

60 10

80 13

100 17

120 20

(Coffman, B.S. – 1967)(PIT- Universidad Nacional, 2012)


EXPULSIÓN DE AGUA



EXPULSIÓN DE AGUA


FASE 1

• 0-30 Seg

FASSE 2

• 30 seg y 1 min

Valores de referencia :Nivel 1 : 0,2 mmNivel 2 : 0,2 – 0,5 mmNivel 3 : > 0,5 mm

Erodabilité des fondations et comportement des chausseés (Christory, 1985)

METODO DEL CEPILLADO

ENSAYOS ERODABILIDAD


Erodabilité des fondations et comportement des chausseés (Christory, 1985)

Verificación visual en 6 punto de control de las núcleos extraídosDiámetro aproximado 10- 15cm

METODO EXTRACCION DE NUCLEOS



Erodabilité des fondations et comportement des chausseés

(Christory, 1985)

PARAMETROS DE ENSAYOFrecuencia : 160 HzAceleración : 13 gTiempo : 20 min

MESA VIBRATORIA



APLICACIÓN EN EL DISEÑO DE ESTRUCTURAS RIGIDASEl fenómeno de erosión es la principal causa de los daños en estructuras rígidas

PARA CADA MATERIAL PARA VARIOS MATERIALES


CARACTERIZACION DEL MATERIAL



CARACTERIZACION DEL MATERIALDINAMICO



ERODABILIDAD PARA LAS DIFERENTES

RESISTENCIAS DE RELLENO FLUIDO

020406080

100120

30 60 80 140

Relleno fluido (kg/cm2)




COMPARACION DE DESGASTE

PARA MUESTRAS SATURADAS Y NO

SATURADAS

0

50

100

150

200

250

Relleno fluido (30kg/cm2)

Desg

aste

(gr/m

in)

Saturada

No saturada




MUESTRA

RELLENO FLUIDO




ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS RIGIDOS


EVOLUCIÓN DEL TRÁFICO


DATOS DEL SISTEMA TRANSMILENIO

Fuente: Formulación del PMM para Bogotá

DATOS DE OPERACIÓN Actividad 2006 2009

Longitud (km) 42.4 84.43

Estaciones en operación 94 116

Flota troncal disponible (buses) 747 1636

Velocidad promedio (km/h) 26.17 25.43

Fuente: Como avanza el distrito en movilidad 2009

Fuente: www.sitp.gov.co

PARQUE AUTOMOTOR EN 2015 - BOGOTA

Aumentó en 119%

Disminuyó en 2.8%


HISTORICO DEL PARQUE AUTOMOTOR BOGOTA

2009 – Implementación del servicio de Biarticulados

Capacidad 260 personas, L = 27.2 m, A = 2.60 m y 7 puertas, Peso = 40 Ton

Fuente: Movilidad en cifras 2012


DAÑO SOBRE LA ESTRUCTURA DEL BUS ARTICULADO

Fuente: Determinación del peso por eje de buses articulados y buses alimentadores de Transmilenio –Informe Final

TIPO 1 TIPO 2 TIPO 3 TIPO 4

LA TRANSMISIÓN DE LAS CARGAS, ASÍ COMO EL DAÑO GENERADO, NO

ES IGUAL PARA TODOS LOS ARTICULADOS


TIPOS DE CARGA

-50000

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14

Pre

sió

n (

Pa

)

tiempo (s)

TIPOS DE CARGA - SIMULACIÓN FWD

C-1

C-2

C-3


RELACIÓN ESFUERZO – PROFUNDIDAD

(Gomez, Murillo , 2015)


RELACIÓN DEFORMACIÓN – PROFUNDIDAD

(Gomez, Murillo , 2015)


INTERVENCIONES POSTERIORES

Fuente: http://www.noticiascolombianas.com.co/index.php/110072/reparacion-de-2-200-losas-de-transmilenio/ - El Espectador

http://www.noticiascolombianas.com.co/index.php/110072/reparacion-de-2-200-losas-de-transmilenio/


www.laneros.com

www.elespectador.comwww.eltransporte.com


http://www.elnuevosiglo.com




(AASHTO, 1993)NO SON EQUIVALENTES

TIPOS DE INTERVENCION


• De las 24.753 losas de la Autopista Norte se ha reparado 3.282 losas (13.3%) con un costo de 24.999 millones de pesos.

• De las 16.997 losas de la Avenida Caracas se ha reparado 3.518 losas (20,7%) con un costo de 27.019 millones de pesos.

• De las 41.750 losas de las 2 troncales se ha reparado 6.800 losas (16,3%) con costo de 51.319 millones de pesos.

TIPOS DE INTERVENCION


CONCEPTO ARMAGHANI


ASFALTO h: 21 cm, ai:0,22

CIV: 1001607Folio: 128Losa 2 - 17

CONCRETO HIDRÁULICO

22 cmCONCRETO HIDRÁULICO

24 cm

BASE ARMAGHANI h: 24 cm,

ai:0,14 mi:0,9

RELLENO FLUIDO h:5 cm, ai:0,14

“RECOMENDACIONES” para mejorar la condición de las losas falladas en la autopista Norte. : “ Stability and draining must be assured,

focusing on stability of slabs….”),

CONDICIONES:• Verificar la capacidad estructural del

conjunto de las capas inferiores a reemplazar

• El drenaje para cada losa a intervenir debería ser ajustada, ya que cada una de ellas está aislada y presenta condiciones particulares

DR. JAMSHID ARMAGHANI

CONCEPTO ARMAGHANI

NO SON EQUIVALENTES ESTRUCTURALMENTE


- Los diseños deben ser integrales- Cada proyecto es ÚNICO- Es necesario realizar la inversión en ensayos de campo

completos- Caracterización de materiales (un parámetro NO es

suficiente)- Comités técnicos- Lo barato sale caro- Del afán no queda sino el cansancio- Desconocimiento de experiencias anteriores

CONCLUSIONES


NO ES CUESTIÓN DE ROMPER LAS ESTRUCTURAS, SINO DE SABER QUÉ HACER CON LOS PEDAZOS

MAFALDA – QUINO

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