Memoria de Calculo de Pavimento Rigido

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Secretaría de Obras Públicas y Desarrollo Urbano PROYECTO: “PAVIMENTACION CON CONCRETO HIDRAULICO DE LA CALLE FRANCISCO TELLEZ ENTRE JOHN SPARK Y MALECON COSTERO”

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Secretara de Obras Pblicas y Desarrollo Urbano

PROYECTO:PAVIMENTACION CON CONCRETO HIDRAULICO DE LA CALLE FRANCISCO TELLEZ ENTRE JOHN SPARK Y MALECON COSTERO

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MEMORIA DE CALCULO DE PAVIMENTO RIGIDO PARA LA CALLE FRANCISCO TELLEZ BAUTISTA.

Contenido

1.- Descripcin del Proyecto3

2.- Diseo de la Losa de Concreto Hidrulico 32.1.- Determinacin de Serviciabilidad32.2.- Determinacin de Mdulo de Ruptura42.3.- Determinacin de la Resistencia de la Subrasante52.4.- Determinacin de Coeficiente de Drenaje62.5.- Determinacin de la Confiabilidad y Desviacin Estndar72.6.- Datos de Diseo8

3.- Clculo de los Parmetros de Diseo93.1.- Clculo del Trnsito Equivalente10 3.2.- Clculo del Trnsito Equivalente Acumulado 10

4.- Diseo de Juntas12

1. Descripcin del Proyecto.

En la presente memoria de clculo, se proyecta el Diseo de un Pavimento Rgido con base a los lineamientos de la Metodologa de Diseo de AASHTO (American Association Of State Highway And Transportation Officials), as como los criterios de las NTC de Concreto reforzado, para el proyecto de Pavimentacin de la calle Francisco Tllez Bautista, ubicado en la Ciudad de Coatzacoalcos, Veracruz.

2. Diseo de la Losa de Concreto Hidrulico.2.1. Determinacin de Serviciabilidad.

La serviciabilidad se define como la habilidad del pavimento de servir al tipo de trfico (autos y camiones) que circulan en la va, se mide en una escala del 0 al 5 en donde 0 (cero) significa una calificacin para pavimento intransitable y 5 (cinco) para un pavimento excelente. La serviciabilidad es una medida subjetiva de la calificacin del pavimento, sin embargo la tendencia es poder definirla con parmetros medibles.El ndice de serviciabilidad inicial () es la condicin que tiene un pavimento inmediatamente despus de la construccin del mismo, para su eleccin es necesario considerar los mtodos de construccin, ya que de esto depende la calidad del pavimento. En la se puede observar que mientras mejor se construya inicialmente un pavimento, o bien, mientras mejor ndice de serviciabilidad inicial tenga mayor ser su vida til.Para el Diseo de nuestro Pavimento se consider un valor de =4.5

El ndice de serviciabilidad final (Pt) tiene que ver con la calificacin que esperamos tenga el pavimento al final de su vida til, o bien, el valor ms bajo que pueda ser admitido, antes de que sea necesario efectuar una rehabilitacin, un refuerzo o la reconstruccin del pavimento.Los valores recomendados de serviciabilidad final Pt para el caso de Mxico se pueden observar en la Tabla:

Para el valor de serviciabilidad final por ser un pavimento urbano secundario, tomamos el valor de 1.5.1. 2. 2.1. 2.2. Determinacin de Mdulo de Ruptura.

Son dos las propiedades del concreto que influyen en el diseo y en su comportamiento a lo largo de su vida til. Resistencia a la tensin por flexin o Mdulo de Ruptura (MR). Mdulo de elasticidad del concreto (Ec).Debido a que los pavimentos de concreto trabajan principalmente a flexin es recomendable que su especificacin de resistencia sea acorde con ello, por eso el diseo considera resistencia del concreto trabajando a flexin, que se conoce como resistencia a la flexin por tensin (Sc) o Mdulo de ruptura (MR) normalmente especificada a los 28 das. En la siguiente tabla se muestra el Mdulo de Ruptura (MR) recomendado.

Para el caso de zonas urbanas secundarias, determinamos un Mdulo de Ruptura de 42 kg/cm2.2.3. Determinacin de la Resistencia a la Subrasante.

El mdulo de reaccin del suelo corresponde a la capacidad portante que tiene el terreno natural en donde se soportar el cuerpo del pavimento.

Como es una subbase tratada con cemento, tenemos un valor de 11.06 kg/cm3, equivalente a 400 PCI, lo que tenemos un terreno de soporte muy alto.1. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. Determinacin del Coeficiente de Drenaje.

En cualquier tipo de pavimento, el drenaje es un factor importante en el comportamiento de la estructura del pavimento a lo largo de su vida til y por lo tanto en el diseo del mismo. Se puede evaluar mediante el coeficiente de drenaje (Cd) el cual depende de: Calidad del drenaje. Viene determinado por el tiempo que tarda el agua infiltrada en ser evacuada de la estructura del pavimento. Exposicin a la saturacin.Porcentaje de tiempo durante el ao en que un pavimento est expuesto a niveles de humedad que se aproximan a la saturacin. Este valor depende de la precipitacin media anual y de las condiciones del drenaje. Para el caso se definen varias condiciones del drenaje:

Combinando todas las variables que interviene para llegar a determinar el coeficiente de drenaje Cd, se llega a los valores de la siguiente Tabla:

Tomando en cuenta que la base permite una excelente liberacin del agua y que la calle tiene una pendiente, el cual permite que el agua de las lluvias desemboque hacia el Malecn, y la otra parte sea captada por rejillas destinadas al canal pluvial, consideramos que la calidad de drenaje es buena, as como la exposicin de humedad prxima a la saturacin, tomamos el valor de 1.1.2.5. Determinacin de la Confiabilidad y Desviacin Estndar.

La confiabilidad est definida como la probabilidad de que el sistema de pavimento se comporte de manera satisfactoria durante su vida til en condiciones adecuadas para su operacin.La confiabilidad recomendado para Mxico se muestra a continuacin:

De la tabla tomamos el valor de 50%, ya que es urbana secundaria.

La confiabilidad puede relacionarse con un Factor de Seguridad y va asociada con la desviacin estndar (So) tambin llamado error estndar. Este ltimo representa el nmero de ejes que puede soportar el pavimento hasta que su ndice de serviciabilidad descienda por debajo de un determinado ndice de servicio final (Pt).La desviacin estndar (So) relacionada con la confiabilidad (R) se muestra a continuacin:

2.6. Datos de Diseo.

Para el Diseo de la Losa de Concreto Hidrulico, se obtuvieron los siguientes datos: Datos del Trfico. Factor de Sentido (FS) = 0.5Factor de Carril (FC) = 1Trnsito Promedio Diario Anual (TPDA) = 2217

Datos del Pavimento.Confiabilidad (R) = 50%Desviacin Estndar () = 0.35Mdulo de Ruptura del Concreto () = Mdulo de Elasticidad del Concreto () = Coeficiente de Transferencia de Carga (J) = 3.20Mdulo de Subreaccin del Suelo de Apoyo (k) = Coeficiente de Drenaje () = 1.1ndice de Servicio Inicial () = 4.5ndice de Servicio Final () = 1.5Periodo de Diseo: 20 aos.Aforo = 4Tasa de crecimiento anual = 1%

1. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 3. Clculo de los Parmetros de Diseo.

Para el clculo del espesor del Pavimento Rgido incluido en la Gua AASHTO determina el espesor d para que ste pueda soportar el paso de un nmero de ejes equivalentes de 18 kb (8.2 ton) sin que se produzca una disminucin en el ndice de servicio superior a un cierto valor . Frmula General para el Calculo de Espesor de Pavimento:

El procedimiento de diseo normal es suponer un espesor de pavimento e iniciar a realizar tanteos, con el espesor supuesto calcular los ejes equivalentes y posteriormente evaluar todos los factores adicionales de diseo, si se cumple en equilibrio en la ecuacin el espesor supuesto es resultado del problema, de lo contrario de debe de seguir haciendo tanteos.4. 5. 6. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. 2. 3. 3.1. Clculo del Trnsito Equivalente.

Ejes Sencillos Equivalentes de :N TIPO DE EJEPESO DEL EJEREPETICIONES AL AOREPETICIONES EN LA VIDA UTILESALS

1SENCILLO2.2612164134792423594

2SENCILLO2.6413870305404148

3SENCILLO2.8613870305404194

4SENCILLO3.7420805458105750

5SENCILLO4.46151354241

6SENCILLO5.06163522

7SENCILLO6.659721314971907

8SENCILLO7.04178391974

9SENCILLO7.483567839189

10SENCILLO7.71964743260711717

11SENCILLO8.362080545810517395

12SENCILLO8.861501354176358

13SENCILLO9.92274998384

14SENCILLO12.138211841368150985

15SENCILLO15.412947285080144445

16SENCILLO22309526815321647503

1. 2. 3. 3.1. 3.2. Clculo del Trnsito Equivalente Acumulado.

El trnsito acumulado de ejes equivalentes de 8.2ton durante un periodo de n aos de servicio se calcula mediante el empleo de la siguiente ecuacin:

Dnde: In = Trnsito acumulado durante n aos de servicio y tasa de crecimiento r, en ejes equivalentes de 8.2 ton. To = trnsito medio diario en el primer ao de servicio para el carril de diseo, en ejes equivalentes de 8.2ton. C= coeficiente de acumulacin de trnsito para n aos de servicio y una tasa de crecimiento anual r, que se puede obtener mediante la ecuacin siguiente:

Considerando un periodo de diseo para 20 aos, y una tasa de crecimiento anual de 1%, se determina el coeficiente de acumulacin de trnsito:

Por lo tanto:

Una vez obtenida la carga equivalente, usaremos el nomograma que nos proporciona el AASHTO, para obtener el espesor de la losa para nuestro Pavimento:7. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 4. 5. 6.

Teniendo como resultado, un espesor de losa de 15 cm (5.90 pulg).

8. 9. 10. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 4. Diseo de Juntas.

Debido a los cambios volumtricos que por su naturaleza experimenta el concreto y a los sistemas constructivos de los pavimentos rgidos, se hace necesaria la construccin de juntas y/o uniones entre paos o losas de un pavimento. La funcin de las juntas consiste en: Mantener las tensiones que se desarrollan en la estructura de un pavimento dentro de los valores admisibles del concreto o disipar tensiones debidas a agrietamientos inducidos debajo de las mismas juntas. Controla el agrietamiento transversal y longitudinal. Divide al pavimento en secciones adecuadas por efecto de las cargas de trnsito. Permite la transferencia de cargas entre losas. Los tipos de juntas ms comunes en los pavimentos rgidos caen dentro de dos clasificaciones: transversales y longitudinales que a su vez se clasifican como de contraccin, construccin y de expansin.

Un pavimento podr disearse con o sin juntas, ello estar en funcin del tipo de estructura deseada, el tipo de trnsito y de las condiciones ambientales. En general se recomienda el empleo de pasa juntas para trnsitos intensos y pesados. El factor J representa la cantidad de transferencia de carga que se espera a lo largo de la junta para un periodo de diseo particular del pavimento dicho concepto que se explic con ms detalle en el tema III.1 Diseo de Pavimentos. Las juntas son muy importantes en la duracin de la estructura, siendo una de las pautas para calificar la bondad de un pavimento. En consecuencia la conservacin y oportuna reparacin de las fallas en las juntas son decisivas para la vida de servicio de un pavimento. Diseo de Pasajuntas.Las pasajuntas son barras de acero liso y redondo colocadas transversalmente a las juntas para transferir las cargas del trfico sin restringir los movimientos horizontales de las juntas. Adems mantienen a las losas alineadas horizontal y verticalmente.

Tenemos que el dimetro de nuestra junta respecto al espesor de nuestra losa es de 3/4"; por cuestiones de funcionalidad y seguridad, proponemos una longitud de 43 cm.

Diseo de Barras de Amarre.Separacin en cms, segn la distancia en extremo libre:

Para nuestra losa de concreto hidrulico de 15 cm de espesor, tomamos un dimetro de 1/2" y una longitud de barra de 75 cm, as como una separacin de 75 cm entre barras. Modulacin de la Losa.

De acuerdo al Espesor encontrado y siguiendo el criterio AASHTO, recomienda la siguiente modulacin de losas:

1.- Separacin Mxima de Juntas Transversales: 3.6 metros.

2.- Rango de Separacin de Juntas Longitudinales: 3.0 a 4.5 metros.

Por Recomendaciones prcticas, se consider una modulacin de losa de 3.5 x 3.5 metros.