DISE DISE O DE PA PAVI VIM MENTO ENTO Pro Pro ecto: cto:
CONSTRUCCION DE LA VIA CANAL EN LA RUTA DEPARTAMENTALCARRETERA EMP. PE - 1N (K 789+850) - EMP. RUTA LA - 102 (KM 001+140), EN EL DISTRITO DE JOSE LEONARDO ORTIZ, PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE 1.-
2.-
DATOS: oncreto: .B.R. Ve cu o e se o : Per o o e se o
c =
Kg cm
. T -
a os
CALCULOS
2.1.- Coeficiente de Seguridad
Toman o en cons erac n o s ve cu os m s pesa os -
Vehículos or or hora valor redondeado Vehículos or año Ve cu os en a os
= = =
1.00 1*24*365 7
= =
8 76 760.00 75, .
A ora toman o en cuenta e A aco: oe c ente e egur a Vs. N e Repe Repett c ones ones e carg cargaa que que pro pro uce uce a rotu rotura ra,, e a ora ora o por por e Departamento Departamento de Carreteras de Illinois de EE.UU. de Norte América, obtenemos ue: 75, -->
.
> F
,
.
Repet c ones que pro ucen ucen a Rotura Rotura
= .
eg n a P RTLAND EMENT A IATI N, a opta que: ara car as ue roducen la rotura del avimento a las cien mil re eticio eticione ness m s esada esadass ue se su onen onen han han de circul circular ar or una una v a uran urante te 5 a a os, os, se toma toma un coe coe c ente ente e segu segurr a F = --> F = . 2.2.- Coeficiente de Impacto Impacto
Para Pavim Pavimento entoss Rí idos se recomienda recomienda un coefici coeficiente ente de im acto de de , va or que tomaremos para e D se o: I = . 2.3.2.3.- Carga Carga de Dise Dise o
Para este este caso caso el vehícu vehículo lo m s pesado pesado que tr tr nsita nsita por esta esta vía es el T2-S2 (H20-S16), la distribución de carga en sus ruedas, es la siguiente: arga por Rue a De antera
=
.
Tn
,
.
Kg
DISE O DE PAVIMENTO Proyecto:
CONSTRUCCION DE LA VIA CANAL EN LA RUTA DEPARTAMENTALCARRETERA EMP. PE - 1N (K 789+850) - EMP. RUTA LA - 102 (KM 001+140), EN EL DISTRITO DE JOSE LEONARDO ORTIZ, PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE - M dulo de Poisson (u)
Relación entre la deforación transversal y longitudinal de un especimen al determinar su resistencia a la compresi n. Su valor est comprendido entre 0.15 a 0.20 Se adopta como valor representativo: u = 0.17 - Tensi n a la Rotura
Definido por :
S = MC/I
Donde:
S M I C
: : : :
Esfuerzo unitario de rotura por flexi n Momento actuante momento de Inercia de la secci n distancia desde el eje neutro de la secci n a la fibra extrema : h/2
Esta fórmula se basa en el caso supuesto de que la carga sea aplicada en la esquina de la losa, no tomando en consideraci n reacci n de la subrasante. Entonces el esfuerzo producido en la fibra extrema superior del plano de rotura estar dado por: M = PX Mr = SI/C Donde:
Mr : Momento resistente de la losa
Se tiene por equilibr o que: M=SI/C, donde: S=MC/I, est f rmula nos da el valor de la rotura, el cual no se considera para el Dise o, porque para presentarse la rotura del concreto, debe sobrepasar el Límite de su Módulo de Rotura. Ante esto, el autor Winter expresa lo siguiente: "Que una estimación razonable de la Resistencia de Tracci n por Flexi n (Mr) MODULO DE ROTURA para Hormigones, debe estar dentro del siguiente intervalo: 1.988 * (f'c)0.5
<=
Mr
<= 3.255 * (f'c)0.5
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Conocido también con el nombre de COEFICIENTE DE BALASTRO ex resa la resistencia del suelo de la subrasante a ser enetrado or efecto de la penetraci n de las losas. Del baco: RELACION ENTRE EL VALOR DE SOPORTE DE CALIFORNIA C.B.R. Y EL MODULO DE REACCION DE LA SUBRASANTE K, tenemos que para un: C.B.R. =
2.00
---> K
=
2.00
Por efecto de la Base Granular el Coeficiente de Balastro sufrir una variaci n, la que ser determinada en la Tabla siguiente: VALOR K (Kg/cm³) 1.40 2.80 5.60 8.40
VALOR DE K DE SUBRASANTE INCREMENTADA 10.00 cm 15.00 cm 22.50 cm 30.00 cm 1.82 2.10 2.38 3.08 3.64 3.92 4.48 5.32 6.16 6.47 7.56 8.96 8.96 9.24 10.36 12.04
Considerando: Mejoramiento de la Subrasante Inter olando tenemos:
e =
20.00 cm
K(kg/cm³)
1.40 2.00 2.80 K =
e = 0.20
2.29 K 4.29 4.29 * 1.4 - 2 - 2.29 * 2.8 - 2
K = Considerando: Sub-base
e =
3.15 Kg/cm³ 40.00 cm
Inter olando tenemos K(kg cm³)
2.80
1.4 - 2.8
e = 40.00
4.29
35.00
INTERPOLACIÓN
20.00 cm 2.29 4.29 7.20 9.99
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15.00 cm 88.40 74.40 .5 5 . 5 . 4 .7
17.50 cm 96.80 81.00 7. .5 5 . 55.
ESPESORES h DE LAS LOSAS 20.00 cm 22.50 cm 109.70 119.90 92.20 100.80 77.7 4. 7 .1 7 .7 5. 71.4 1.7 7.
Para e c cu o e a r g ez re at va, se pue e usar e cua ro anterior, interpolando sus valores. 3.-
ESPESOR DE LA LOSA DE CONCRETO
Ut zan o e A aco e a Asoc ac n e emento Port an , eterm namos espesor e a osa, n can o a cont nuac n e resumen e os atos o ten os: a.b.c.d.e..g..-
oe c ente e egur a Coeficiente de Impacto (I) Car a or Rueda m s Pesada Radio del Círculo Area Contacto Coeficiente Rotura del Concreto Mr Es uerzo e Tra a o T M u o e Ba astro K arga e D se o P
= = = = = = = =
. 1.20 4 000.00 27.00 42.00 1. 5. 4, .
K cm K /cm² Kg cm Kg cm Kg
Para eterm nar e Espesor e a Losa me ante e A aco e Dr. P c et entramos con los siguientes valores: -
Esfuerzo de Traba o Cº T Módulo de Balastro Ki arga e D se o P
= = =
21.00 K /cm² 5.63 K /cm³ 4, . Kg
ons eran o otar a as osas e e ementos e un n pasa ores , en os acos respect vos, tomamos a co umna correspon ente a: Esqu na proteg a con trans erenc a e carga , eterm namos e espesor en cm. Según: ABACO N° 002 Ado tamos finalmente:
25.00 cm 128.00 107.70 . 1.5 77. 7 .
30.00 cm 148.80 125.00 1 5. 5. .4 .
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3 a 10 10 a 20 20 a 35 35 a 50 50 a 80
1.000 0.900 0.842 0.800 0.777
. Utilizando la f rmula de Sheets para llantas neum ticas dobles, con transferencia de cargas, tenemos lo siguiente: S = C
1.48 W C h2 1.000
--
h = (1.48W*C/S)0.5
Remplazando valores, se tiene h = (1.48*4000*1/21)^0.5 h = 16.79 cm . Considerando la fórmula de Sheets para llantas neum ticas dobles, sin transferencia de cargas se tiene lo siguiente: S =
1.85 W C h2
--
h = (1.85W*C/S)0.5
Remplazando valores, se tiene h = (1.85*4000*1/21)^0.5 h = 18.77 cm Teniendo en cuenta los resultados anteriores, adoptaremos: h =
17.90 cm
LUEGO: LOS ESPESORES SER N: - Losa de Concreto f'c = 210 Kg/cm2 - Base Granular d S b
e = e =
0.191 m 0.200 m 0 200
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S =
1.48 W C h2
Remplazando valores, se tiene: S = 1.48 * 27 * 1 / 17.9 S = 18.48 Kg/cm²
<
21.00 Kg/cm²
Como se puede apreciar los valores obtenidos anteriormente de los esfuerzos máximos producidos (para carga en esquina), son menores que el esfuerzo de trabajo del concreto =21 Kg/cm2 FINALMENTE EL DISE O DEL PAVIMENTO SER : - Losa de Concreto f'c = 210 Kg/cm2 - Base Granular - Mejoramiento de Subrasante (Over) TOTAL
e = e = e =
0.20 m 0.20 m 0.28 m
e =
0.675 m
O.K
ABACO Nº 001: C LCULO DEL MODULO DE REACCI N DE LA SUBRASANTE (K)
ABACO N° 002: ESPESOR TENTATIVO APROX. DE LA LOSA DE CONCRETO (DEL DR. PICKET)