Diseño pavimento estacionamiento

CAPÍTULO No. 4 DISEÑO DE PA IMENTO PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL ESTACIONAMIENT DE VEHÍCULOS PESADOS DE .P.G. UBICADO EN LA AV. 25 DE JU LIO Y CACIQUE TOMALÁ

DICIEMBRE DEL 2010

ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL ESTACIONAMIENTO DE VEHICULOS PESADOS DE A.P.G. UBICADO EN LA AV. 25 DE JULIO Y CACIQUE TOMALÁ, FASE II

CAPÍTULO No. 4.- DISEÑO DE PAVIMENTO PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL ESTACIONAMIENTO DE VEHÍCULOS PESADOS DE A.P.G. UBICADO EN LA AV. 25 DE JULIO Y CACIQUE TOMALÁ

ÍNDICE ÍNDICE…............................................................................................................................................... 1 4.1

ANTECEDENTES.......................................................................................................................... 2

4.2

OBJETIVOS ................................................................................................................................. 2

4.3

EVALUACIÓN DEL TRÁFICO........................................................................................................ 2

4.4 DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO RÍGIDO............................................................... 3 4.4.1 MÉTODO Y PERÍODO DE DISEÑO............................................................................................... 3 4.4.2 CONFIABILIDAD Y DESVIACI{ON ESTÁNDAR.............................................................................. 3 4.4.3 ÍNDICE DE SERVICIO................................................................................................................... 3 4.4.4 COEFICIENTE DE DRENAJE......................................................................................................... 3 4.4.5 CORECCIÓN DEL MÓDULO DE LA SUBRASANTE........................................................................ 3 4.4.6 JUNTAS TRANSVERSALES Y LONGITUDINALES .......................................................................... 4 4.4.7 RESUMEN DE LOS PARÁMETROS DE DISEÑO............................................................................ 4 4.5 DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO ASFÁLTICO ......................................................... 5 4.5.1 MÉTODO Y PERÍODO DE DISEÑO............................................................................................... 5 4.5.2 CONFIABILIDAD Y DESVIACI{ON ESTÁNDAR.............................................................................. 5 4.5.3 ÍNDICE DE SERVICIO................................................................................................................... 5 4.5.4 COEFICIENTE DE DRENAJE......................................................................................................... 5 4.5.7 RESUMEN DE LOS PARÁMETROS DE DISEÑO............................................................................ 5 4.6 4.6.1 4.6.2 4.6.3 4.6.4 4.6.5

DISENO DE PAVIMENTO CON ADOQUÍNES ............................................................................... 6 CAPACIDAD PORTANTE DE LA SUBRASANTE ............................................................................ 6 EVALUACIÓN DEL TRÁNSITO..................................................................................................... 6 ESPESOR INTEGRAL DEL PAVIMENTO ....................................................................................... 7 ESPESOR DE LA CAPA DE BASE GRANULAR............................................................................... 7 ESPESOR DEL ADOQUÍN ............................................................................................................ 7

4.7

EVALUACIÓN DE LA VIALIDAD ECONÓMICA DE LAS ALTERNATIVAS ........................................ 8

4.8 RECOMENDACIONES ............................................................................................................... 10 4.8.1 RECOMENDACIONES PARA EL PAVIMENTO RÍGIDO ............................................................... 10 4.8.2 ESPECIFICACIONES PARA LOS MATERIALES ............................................................................ 12 ANEXOS……………………….............................................................................................................15

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CAPÍTULO No. 4

DISEÑO DE PAVIMENTO PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL ESTACIONAMIENTO DE VEHÍCULOS PESADOS DE A.P.G. UBICADO EN LA AV. 25 DE JULIO Y CACIQUE TOMALÁ

4.1

ANTECEDENTES.-

Autoridad Portuaria de Guayaquil “A.P.G.”, dentro de su plan de desarrollo y planificación portuaria, considera como uno de los principales proyectos para la integración de “Ciudad Puerto”, la ejecución de la Construcción del Estacionamiento de Vehículos Pesados de A.P.G. Ubicado en la Av. 25 de Julio y Cacique Tomalá, de tal forma de contribuir con el reordenamiento de las áreas de reserva no concesionadas del puerto, prestando servicio a la comunidad portuaria y población en general. 4.2

OBJETIVOS.-

El estudio tiene como principal propósito realizar el diseño de la estructura del pavimento, considerando las alternativas de pavimento rígido, flexible y articulado, así como la evaluación de la vialidad económica de las alternativas de pavimento diseñadas, para que Autoridad Portuaria de Guayaquil “A.P.G.”, seleccione la que sea más conveniente para sus intereses institucionales. 4.3

EVALUACIÓN DEL TRÁFICO.-

De acuerdo al estudio de tráfico, tenemos que el estacionamiento de vehículos pesados de A.P.G., debe satisfacer la demanda actual para que puedan ingresar alrededor de 23 vehículos livianos y 169 vehículos pesados, con lo que se determina el tráfico promedio diario inicial “TPDA”. A partir, de los valores de TPDA asignados para el diseño de pavimento de las alternativas y la proyección a futuro del tráfico vehicular para una taza de crecimiento proyectada del 5% anual, se estable el número promedio de ejes equivalentes y el factor de equivalencia de carga. Posteriormente, se determina el número de repeticiones acumuladas que se esperan de ejes equivalentes estándar “W18” en aplicaciones E’ssals, para un período de diseño de 20 años, tal como se indica en el Apéndice D2 de la AASHTO-96, cuyos resultados se encuentran en el Anexo Adjunto. La AASHTO-96 en la sección 2.1.1, recomienda que para el carril de diseño el número de repeticiones acumuladas en “W18”, se lo debe de ajustar con el factor direccional por carril que equivale a DD=1.0 y por el factor de distribución de carriles que es igual a DL=80%.

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4.4

DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO RÍGIDO.-

La estructura de pavimento rígido que se debe construir para el estacionamiento de vehículos pesados de A.P.G., queda constituida por una losa de 30.0cm de espesor con hormigón hidráulico fundido en sitio que tenga una resistencia mínima a la flexión a los 28 días de Mr≥4.5Mpa, 20.0cm de material de Base Clase 1 Tipo A MOP con CBR≥80% y 40.0cm de material de Sub Base Clase 1 MOP con CBR≥30%, debiéndose asentar sobre

un mejoramiento del suelo de cimentación conformado por 60.0cm de material de mejoramiento seleccionado y 100.0cm de material de pedraplén. 4.4.1 MÉTODO Y PERÍODO DE DISEÑO.Para el diseño de la estructura de la losa de pavimento rígido, se sigue el procedimiento descrito en las normas AASHTO-96, considerando un período de diseño de 20 años de vida útil, tal como se estipula en la sección 2.1.1 de la AASTHO-96. 4.4.2 CONFIABILIDAD Y DESVIACIÓN ESTÁNDAR.El nivel de confiabilidad general de R=85%, que se debe utilizar para el diseño de pavimento rígido, es el sugerido por la AASHTO-96 en la sección 2.1.3 Tabla 2.2, para arterías principales como es el presente caso. Según la AASHTO-96 en la Tabla 4.1 de la sección 4.2.3, la desviación normal estándar es Zr=-1.037 y en la sección 4.3, la desviación general estándar por la predicción del tráfico es So=0.35 para pavimento rígido. 4.4.3 ÍNDICE DE SERVICIO.La AASHTO-96 en la sección 2.2, recomienda que los índices de servicios al inicio del proyecto sea Po=4.5 y al término del mismo sea Pt=2.5, teniendo que la variación del índice de servicio sea igual a ΔPSI=2.0.

4.4.4 COEFICIENTE DE DRENAJE.Para establecer el coeficiente de drenaje, se supone que existe facilidad para la infiltración de aguas lluvias hacia el interior de la estructura de pavimento y, que el material a nivel de la subrasante aún cuando tiene facilidad de drenaje se encuentra saturado por capilaridad debido a la presencia del nivel freático que se localiza a 2.0m de profundidad. La AASHTO-96 en la Tabla 2.5 califica a los materiales en conjunto como materiales con un drenaje pobre, debiéndose utilizar un coeficiente de drenaje de Cd=0.8. 4.4.5 CORRECCIÓN DEL MÓDULO DE LA SUBRSANTE.En la Tabla 2.7 de la AASTHO-96, se considera una corrección del módulo de resilencia del terreno natural a nivel de la subrasante, el cual depende del tipo y las características físicas y geomecánicas del suelo de cimentación. 3


Por lo que, el módulo corregido de la subrasante será igual a LS=3, debido a que la estructura de pavimento se cimienta sobre un suelo arcilloso blando de elevada compresibilidad y baja resistencia al corte en condiciones no drenadas con CBR(sitio)=1.0%. 4.4.6 JUNTAS TRANSVERSALES Y LONGITUDINALES.La losa de pavimento rígido, debe quedar conformada por paños de alrededor de 3.2m o 3.5m de ancho en el sentido transversal al tráfico y 4.5m de largo en el sentido longitudinal al tráfico. Las juntas transversales, son de construcción del Tipo Dowells y están formadas por un pasador de acero liso de 1  38.0mm de 50.0cm de largo cada 30.0cm, las cuales se deben realizar entre dos paños continuos del mismo carril, según se especifica en las Normas de la AASTHO-96. Una vez, que se ha colocado el hormigón en varios paños continuos del mismo carril, con la cortadora se realiza una ranura transversal, formando los paños en el sentido longitudinal, la misma que debe tener 8.0mm de ancho por 2.5cm de profundidad y finalmente, se pone el material sellante impermeabilizante de la junta transversal con Sonomerics y Sellalón de 3/8” o similar. Entre dos paños de diferente carril, se debe realizar la junta longitudinal del tipo machiembrada con acero de refuerzo, la cual está formada por una ranura de 8.0mm de ancho y 2.5cm de profundidad, una barra anclada de acero corrugado de 1  16.0mm de 120.0cm de largo cada 50.0cm y luego, se pone el material sellante de la junta longitudinal con Sonomerics y Sellalón de 3/8” o similar. 4.4.7 RESUMEN DE LOS PARÁMETROS DE DISEÑO.A continuación, se presenta el resumen de la selección de los parámetros que se deben utilizar en el diseño de la estructura de pavimento rígido del estacionamiento de vehículos pesados de A.P.G.            

Período de comportamiento máximo, t = 20 años Confiabilidad, R = 85% Desviación normal estándar, Zr = -1.037 Desviación general estándar, So = 0.35 Índice de servicio inicial, Po = 4.5 Índice de servicio Terminal, Pt = 2.5 Pérdida de serviciabilidad general, PSI = 2.0 Coeficiente de drenaje, Cd = 0.8 Módulo de rotura a la flexión a los 28 días, Mr ≥ 4.5 Mpa Coeficiente de transferencia de Carga, J = 2.8 Módulo elástico de la losa de concreto, E = 4.25 x 106 psi Módulo efectivo ajustado a la sub-rasante, k = 10 pci

En el Anexo Adjunto, pavimento rígido.

se presenta el diseño de los espesores de la estructura de

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4.5

DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO ASFÁLTICO.-

La estructura de pavimento asfáltico que se debe construir para el estacionamiento de vehículos pesados de A.P.G., queda constituida por una carpeta asfáltica de 20.0cm de espesor con una estabilidad Marshall de 1800lb, 20.0cm de material de Base Clase 1 Tipo A MOP con CBR≥80%, 40.0cm de material de Sub Base Clase 1 MOP con CBR≥30%, debiéndose asentar sobre un mejoramiento del suelo de cimentación

conformado por 70.0cm de material de mejoramiento seleccionado y 100.0cm de material de pedraplén. 4.5.1 MÉTODO Y PERÍODO DE DISEÑO.Para el diseño de la estructura de pavimento flexible, se sigue el procedimiento descrito en las normas AASHTO-96, considerando un período de diseño de 20 años de vida útil, tal como se estipula en la sección 2.1.1 de la AASTHO-96. 4.5.2 CONFIABILIDAD Y DESVIACIÓN ESTÁNDAR.El nivel de confiabilidad general de R=85%, que se debe utilizar para el diseño de pavimento flexible, es el sugerido por la AASHTO-96 en la sección 2.1.3 Tabla 2.2, para arterías principales como es el presente caso. Según la AASHTO-96 en la Tabla 4.1 de la sección 4.2.3, la desviación normal estándar es Zr=-1.037 y en la sección 4.3, la desviación general estándar por la predicción del tráfico es So=0.45 para pavimentos flexibles. 4.5.3 ÍNDICE DE SERVICIO.La AASHTO-96 en la sección 2.2, recomienda que los índices de servicios al inicio del proyecto sea Po=4.2 y al término del mismo sea Pt=2.5, teniendo que la variación del índice de servicio sea igual a ΔPSI=1.7.

4.5.4 COEFICIENTE DE DRENAJE.Para establecer el coeficiente de drenaje, se supone que existe facilidad para la infiltración de aguas lluvias hacia el interior de la estructura de pavimento y, que el material a nivel de la subrasante aún cuando tiene facilidad de drenaje se encuentra saturado por capilaridad debido a la presencia del nivel freático que se localizó a 2.0m de profundidad. La AASHTO-96 en la Tabla 2.5 califica a los materiales en conjunto como materiales con un drenaje pobre, debiéndose utilizar un coeficiente de drenaje de mi=0.6. 4.5.5 RESUMEN DE LOS PARÁMETROS DE DISEÑO.A continuación, se presenta el resumen de la selección de los parámetros que se deben utilizar en el diseño de la estructura de pavimento flexible del estacionamiento de vehículos pesados de A.P.G. 5


               

Período de comportamiento máximo, t = 20 años Confiabilidad, R = 85% Desviación normal estándar, Zr = -1.037 Desviación general estándar, So = 0.45 Índice de servicio inicial, Po = 4.2 Índice de servicio Terminal, Pt = 2.0 Pérdida de serviciabilidad general, PSI = 1.7 Coeficiente de drenaje para las capas, m2,3,4 = 0.6 Módulo de la carpeta asfáltica, Mr1 =350.000 psi Módulo de la base clase 1 Tipo A MOP, Mr2 = 27.500 psi Módulo de la sub base clase 1 MOP, Mr3 = 14.700 psi Módulo de la subrasante, Mr4 = 12.250 psi Coeficiente de capa para la carpeta asfáltica, a1 = 0.3899 pg-1 Coeficiente de capa para la base, a2 = 0.1295 pg-1 Coeficiente de capa para la sub base, a3 = 0.1092 pg-1 Coeficiente de capa de subrasante, a4 = 0.0889 pg-1

En el Anexo Adjunto, pavimento flexible. 4.6

se presenta el diseño de los espesores de la estructura de

DISEÑO DE PAVIMENTO CON ADOQUINES.-

Para el diseño de la estructura con pavimento articulado, mediante la colocación de adoquines para el estacionamiento de vehículos pesados de A.P.G., se utiliza las recomendaciones propuestas por John Knapton en 1981, quién indica que la capacidad estructural de la capa de rodadura con adoquines de 8.0cm y una capa de arena de 5.0cm, debidamente sellada y compactada al 95% del Proctór Modificado, equivale a una capa de 16.0cm de carpeta asfáltica compactada. El diseño de pavimentos con adoquines, se lo realiza para un periodo de 20 años, debido a que pueden cambiarse con facilidad. 4.6.1 CAPACIDAD PORTANTE DE LA SUBRASANTE.De acuerdo a los ensayos de laboratorio, la capacidad portante de la subrasante alcanza un valor de CBR(sitio)=1.0%. 4.6.2 EVALUACIÓN DEL TRÁNSITO.La variable de tránsito se cuantifica por medio del NDT (número de diseño en relación con el tránsito), cuya función principal es la de convertir el daño producido por la carga de todos los vehículos en el daño equivalente que produce la carga correspondiente a un eje simple de 8.2 Ton, teniendo que: NDT

=

1000 ejes simples de 8.2 Ton

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4.6.3 ESPESOR INTEGRAL DEL PAVIMENTO.El cálculo del espesor integral del pavimento con adoquín, se lo hace en términos del concreto asfáltico, teniendo que: TA

=

23.34 + 10 log (NDT) / CBR0.4

TA

=

23.34 + 10 log (1000) / 1.50.4

TA

=

50.0 cm

Donde: NDT TA CBR

= = =

Cuantificación del tránsito Espesor integral del pavimento con adoquín Capacidad de soporte de la subrasante

4.6.4 ESPESOR DE LA CAPA DE BASE GRANULAR.Para determinar el espesor de la capa base granular, se toma el espesor integral de la estructura de pavimento y se resta del espesor equivalente de 16.0cm de carpeta asfáltica. TAE

=

TA – 16 cm

TAE

=

50 – 16 = 34.0 cm

EB

=

TAE (2.5) = 85.0 cm

Donde: TAE EB TA

= = =

Aporte estructural de la base Espesor de la base, en cm Espesor integral del pavimento con adoquín, en cm

4.6.5 ESPESOR DEL ADOQUÍN.Para el espesor del adoquín, se determina el número de ejes equivalentes para el período de diseño que es de 20 años, teniendo que: No. Ejes equivalente = NDT t No. Ejes Equivalente = 1.000 (20) 365 = 7´300.000 repeticiones Donde: NDT

t

= =

Cuantificación del tránsito período de diseño

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La estructura de pavimento articulado, que se debe construir para el estacionamiento de vehículos pesados de A.P.G., queda constituida por adoquines de 12.0cm de altura con f’c=350 kg/cm2, 8.0cm de material de arena fina, 20.0cm de material de Base Clase 1 Tipo A MOP con CBR≥80% y 40.0cm de material de Sub Base Clase 1 MOP con CBR≥30%, debiéndose asentar sobre el mejoramiento del suelo de cimentación.

4.7

EVALUACIÓN DE LA VIALIDAD ECONÓMICA DE LAS ALTERNATIVAS.-

En las últimas administraciones de Autoridad Portuaria de Guayaquil “A.P.G.”, se destaca la construcción de nuevas vías y reconstrucción de calles existentes, con estructura de hormigón hidráulico fundido en sitio, que tenga un elevado módulo de rotura a la flexión, decisión muy acertada desde el punto de vista técnico y económico, ya que dicho pavimento tiene un bajo costo de operación y mantenimiento durante su período de diseño, especialmente cuando lo comparamos con los pavimentos flexibles y articulados. El desconocimiento de los reglamentos por parte de los usuarios que transitan con vehículos que exceden las cargas permitidas, los daños ocasionados sin la reparación adecuada y oportuna, la quema de llantas y años viejos a fin de año, las inundaciones por drenajes obstruidos o fuertes precipitaciones en la época invernal, hacen que la estructura del pavimento flexible y articulado, se deforme con facilidad y se deteriore con rapidez, teniendo que su costo inicial de construcción, el cual relativamente era bajo respecto al pavimento rígido, por concepto de mantenimiento y reparación, termine siendo muy costoso para el período de diseño. En los últimos años, los organismos internacionales de crédito, han puesto énfasis en los costos finales del proyecto, esto es considerando el período de diseño del pavimento, ya que muchas veces las calzadas terminan deterioradas e inservibles, sin que la entidad beneficiaria haya terminado de pagar el préstamo, lo cual trae como consecuencia que no habrá dinero suficiente para los gastos de operación y mantenimiento, debiéndose optar por la reconstrucción con altos costos para la institución. Además, desde el punto de vista de impacto ambiental, los peatones y conductores, que de manera en general utilizan las vías, se ven afectados por el equipo pesado que debe ingresar a los sectores para realizar las debidas reparaciones. Para la evaluación de la vialidad económica de las alternativas de pavimento diseñadas, para la construcción del estacionamiento de vehículos pesados de A.P.G., se consideran las mismas variables de diseño, tales como: período de diseño de 20 años de vida útil, número estructural equivalente y diseño por el método AASTHO-96, quedando las estructuras conformadas de la siguiente manera: La estructura de pavimento rígido, queda constituida por una losa de 30.0cm con hormigón hidráulico fundido en sitio que tenga una resistencia mínima a la flexión a los 28 días de Mr≥4.5Mpa, 20.0cm de material de Base Clase 1 Tipo A MOP con CBR≥80% y 40.0cm de material de Sub Base Clase 1 MOP con CBR≥30%, debiéndose asentar sobre

el mejoramiento del suelo de cimentación. Luego de 20 años de vida del pavimento, se propone colocar una carpeta asfáltica de 5.0cm de espesor con una estabilidad Marsahall de 1800 lb. La estructura de pavimento asfáltico, está conformada por una carpeta asfáltica de 20.0cm de espesor con una estabilidad Marshall mayor de 1800lb, 20.0cm de material de Base Clase 1 Tipo A MOP con CBR≥80%, 40.0cm de material de Sub Base Clase 1

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MOP con CBR≥30%,

debiéndose asentar sobre el mejoramiento del suelo de

cimentación. Luego transcurrir 10 años, 15 años y 20 años, se proponen recapeos de 5.0cm de espesor con carpeta asfáltica que tengan una estabilidad Marsahall de 1800 lb. La estructura de pavimento articulado, está constituida por adoquines de 12.0cm de espesor con f’c=350 kg/cm2, 8.0cm de material de arena fina, 20.0cm de material de Base Clase 1 Tipo A MOP con CBR≥80% y 40.0cm de material de Sub Base Clase 1 MOP con CBR≥30%, debiéndose asentar sobre el mejoramiento del suelo de cimentación.

Luego transcurrir 10 años, 15 años y 20 años, se propone remover los adoquines y la capa de arena, para volver a colocarlos, debido a la migración o pérdida de parte de dicha capa, lo cual no debe considerarse como falla de la estructura de pavimento. En las Tablas Nos. 1, 2 y 3, se presenta la evaluación de la vialidad económica de las alternativas propuestas para un m2 de calzada, donde solo se aprecian las capas con características diferentes y se consideran los precios unitarios actualizados de la base de datos de la Dirección de Obras Públicas Municipales. Tabla No.1.- Evaluación económica de la estructura de pavimento rígido Rubro No. 1. 405-8(1)E1 2. 405-5B Total

Construcción Inicial Horm.Cem.Por.Mod.Rot.Flex.4.5Mpa/28D.CL-C(Rell.Jun.) Mantenimiento Capa/Rodadura/H.Asfalt.Mezc/Planta, e=5cm (Inc. Imp.) 1+2

Rubro No. 1. 402-2(1)1E 405-5D 2. 405-5B 405-5B 405-5B Total

Tabla No. 2.- Evaluación económica de la estructura de pavimento flexible Precio Descripción Unidad Cantidad Unitario Total Construcción Inicial 31.05 Material Seleccionado (Inc. Transporte) m3 0.10 10.50 1.05 Capa/Rodadura/H.Asfalt.Mezc/Planta, e=20cm (Inc. Imp.) m2 1.00 30.00 30.00 Mantenimiento 35.30 Capa/Rodadura/H.Asfalt.Mezc/Planta, e=5cm (Inc. Imp.) m2 1.00 10.00 (*) 10.00 2 Capa/Rodadura/H.Asfalt.Mezc/Planta, e=5cm (Inc. Imp.) m 1.00 11.70 (*) 11.70 Capa/Rodadura/H.Asfalt.Mezc/Planta, e=5cm (Inc. Imp.) m2 1.00 13.60 (*) 13.60 1+2 66.35

Rubro No. 1. 401-4(1)E 2. 401-4(2)E 405-5B 405-5B Total

Tabla No. 3.- Evaluación económica de la estructura de pavimento articulado Precio Descripción Unidad Cantidad Unitario Total Construcción Inicial 42.50 Adoquín Tráfico Pesado (f’c=350 kg/cm2, e=12cm) m2 1.00 42.50 42.50 Mantenimiento 17.60 Remoción y reconformación de Adoquines m2 1.00 5.00 (*) 5.00 Remoción y reconformación de Adoquines m2 1.00 5.85 (*) 5.85 Remoción y reconformación de Adoquines m2 1.00 6.75 (*) 6.75 1+2 60.10

Descripción

Unidad

Cantidad

m3

0.30

m2

1.00

Precio Unitario Total 55.50 185.00 55.50 13.60 13.60 (*) 13.60 69.10

(*) = Valores proyectados cada 5, 10, 15 y 20 años, respectivamente. Para la proyección del precio unitario se utiliza la expresión: A = B (1+i)n Donde: 9


B = xx.xx (valor inicial) i = 3% (taza de crecimiento anual) n = 5, 10, 15 y 20 años 4.8

RECOMENDACIONES.-

Analizando los resultados obtenidos de la evaluación de la vialidad económica de las alternativas diseñadas técnicamente para el estacionamiento de vehículos pesados, con pavimento rígido, flexible y articulado, podemos recomendar el pavimento rígido mediante la construcción de una losa de hormigón con Mr≥4.5 Mpa, como la alternativa

más conveniente para los intereses de A.P.G., debido a que tiene un costo de construcción elevado y un costo de mantenimiento relativamente bajo que fácilmente se puede ampliar a 25 años y 30 años. 4.8.1 RECOMENDACIONES PARA EL PAVIMENTO RÍGIDO.Para la construcción de la estructura de pavimento rígido, se debe seguir el proceso constructivo que se detalla a seguir: 

En toda el área del estacionamiento de vehículos pesados de A.P.G., se debe mejorar el suelo de cimentación mediante la colocación de 1.0m de material de pedraplén y 0.70m de material de mejoramiento seleccionado, hasta quedar por debajo del nivel inferior de la subrasante del pavimento.



La estructura de pavimento rígido, queda constituida por una losa de 30.0cm con hormigón hidráulico fundido en sitio que tenga una resistencia mínima a la flexión a los 28 días de Mr≥4.5Mpa, 20.0cm de material de Base Clase 1 Tipo A MOP con CBR≥80% y 40.0cm de material de Sub Base Clase 1 MOP con CBR≥30%,

debiéndose asentar sobre el mejoramiento del suelo de cimentación. 

Las aceras están conformadas por una loseta de 10.0cm de espesor con hormigón de f’c≥210 kg/cm2 y material de mejoramiento seleccionado, debiéndose asentar sobre el mejoramiento del suelo de cimentación.



Se deben construir subdrenes longitudinales a ambos lados de la calzada, los cuales deben tener 40.0cm de ancho y 60.0cm de profundidad, conectados al material de base y se empatan con el sistema de drenaje de la vía, están conformados por material de filtro Clase 1 Tipo B de acuerdo a la Tabla 822.4.1 de las Especificaciones MOP, tubería perforada de PVC de 6” y envueltos en geotextil no tejido NT 3400.



Los paños de la vía tienen una modulación de 3.50m de ancho y 4.5m de largo (15.75 m2 /paño) y los paños del parqueo una modulación de 3.20m de ancho y 4.5m de largo (14.40 m2 /paño) y, entre los paños se deben fabricar las juntas longitudinales en el sentido paralelo al tráfico y las juntas transversales del tipo Dowels en el sentido perpendicular al tráfico.



Si por problemas de construcción se modifica la modulación de los paños, el área de la losa puede fluctuar entre 10.0A(m2 /paño)18.25; pero por ningún concepto sin que se coloque acero de refuerzo, se debe salir del rango de rigidez

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de la losa, que es 1  k = b/a  1.4, donde b es el largo de la losa y a es el ancho de la losa. 

En el caso, que la modulación de los paños se salga del rango de rigidez o que los paños no formen 90º en alguna de sus esquinas, se debe colocar una malla de acero de refuerzo en el tercio superior del espesor de la losa, la cual queda conformada por 1  12.0mm cada 10.0cm en ambos sentidos con Fy=4200 kg/cm2.



Se debe utilizar pavimentadora para construir la losa de hormigón, debiéndose prever que coincidan las juntas transversales y longitudinales de los paños.



Para el acabado superficial, se debe utilizar llanas con la mayor superficie posible, de tal forma que permita obtener un acabado del pavimento al nivel correcto y sin superficies porosas.



Inmediatamente detrás de la allanadora y una vez que el concreto esté próximo a perder el brillo, se debe proceder a dar la micro y macro texturizado.



El texturizado de la superficie de la losa de hormigón, se lo debe realizar cuando el concreto aún se encuentre en estado plástico, para lo cual se utilizan cerdas planas de 3.2mm de ancho, ligeramente flexibles metálicas y, espaciadas entre centros, a no menos de 1.2cm y no menos de 2.5cm.



Se debe colocar curador sobre la superficie de la losa de hormigón, el cual puede ser del tipo antisol blanco con parafina y debe cumplir con la sub sección 801-4 de las Especificaciones Generales del MOP-001-F-2002.



Con una cortadora, se deben realizar las juntas transversales y longitudinales, las cuales serán construidas de acuerdo a los planos de construcción.



Las juntas transversales, son de construcción del Tipo Dowells y están formadas por un pasador de acero liso de 1  38.0mm de 50.0cm de largo cada 30.0cm, las cuales se deben realizar entre dos paños continuos del mismo carril.



Una vez, que se ha colocado el hormigón en varios paños continuos del mismo carril, con la cortadora se realiza una ranura transversal, formando los paños en el sentido longitudinal, la misma que debe tener 8.0mm de ancho por 2.5cm de profundidad y finalmente, se pone el material sellante impermeabilizante de la junta transversal con Sonomerics y Sellalón de 3/8” o similar.



Entre dos paños de diferente carril, se debe realizar la junta longitudinal del tipo machiembrada con acero de refuerzo, la cual está formada por una ranura de 8.0mm de ancho y 2.5cm de profundidad, una barra anclada de acero corrugado de 1  16.0mm de 120.0cm de largo cada 50.0cm y luego, se pone el material sellante de la junta longitudinal con Sonomerics y Sellalón de 3/8” o similar.



En el empate de la losa de hormigón con algún elemento de diferente rigidez, se deben construir las juntas de expansión, tal como se muestran en los planos de construcción.



La temperatura máxima que deberá tener la mezcla de hormigón, verterlo en obra para fundir un paño de losa, será de 30°C.

antes de 11




Salvo que se instale un equipo de iluminación que resulte idóneo a juicio del fiscalizador, la colocación del concreto se suspenderá con suficiente anticipación para que las operaciones de acabado se puedan concluir con luz natural.



Durante el tiempo de fraguado, el concreto deberá estar protegido contra el lavado por lluvia, la insolación directa, el viento y la humedad ambiente baja.



Durante el período de protección, que en general no será inferior a 3 días a partir de la colocación del hormigón, estará prohibido todo tipo de tránsito sobre la losa de concreto, excepto el necesario para el aserrado de las juntas.

4.8.2 ESPECIFICACIONES PARA LOS MATERIALES.De manera general, todos los materiales deberán cumplir con las Especificaciones Generales MOP-001-F-2002 y/o Normas INEN. 

El material de pedraplén, debe tener las siguientes características físicas y geomecánicas: IP≤6%, LL≤25%, No.200≤5%, tamaño del agregado grueso 20≤D(cm)≤40cm, el desgaste a la abrasión será menor al 50% y, la pérdida de

peso no podrá ser mayor al 12% del ensayo de durabilidad con inmersión y lavado con sulfato de sodio, se lo debe apisonar con tractor para luego pasar un rodillo liso vibratorio. 

El material de mejoramiento seleccionado, debe tener las siguientes características físicas y geomecánicas: L L≤35%, Ip≤9%, No. 200≤15% y el tamaño máximo del agregado grueso será de 10.0cm, debiendo quedar debidamente compactado al 95% del Proctor Modificado.

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El material de Sub Base Clase 1, debe tener las siguientes características físicas y geomecánicas: debe ser obtenido mediante proceso de trituración, el coeficiente de desgaste será máximo del 50% de la prueba de los Ángeles, el límite líquido de la fracción que pase el tamiz No. 40 menor al 25%, el índice de plasticidad menor del 6%, el CBR mayor o igual al 30%, debiendo quedar debidamente compactado al 100% del Proctor Modificado y la granulometría del material debe cumplir con la Tabla 403-1.1 de las Especificaciones MOP, que se indica a seguir: Tamiz 2” (50.8 mm) 1 ½” (38.1 mm) No. 4 (4.75 mm) No. 40 (0.425 mm) No. 200 (0.075 mm)

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Porcentaje en peso que pasa a través de los tamices de la malla cuadrada Clase 1 --100 30 – 70 10 – 35 2 – 15

El material de Base Clase 1 Tipo A, debe tener las siguientes características físicas y geomecánicas: agregados gruesos y finos triturados en un 100%, el límite líquido de la fracción que pase el tamiz No. 40 menor al 25%, el índice de plasticidad menor del 6%, el CBR mayor o igual al 80%, debiendo quedar debidamente compactado al 100% del Proctor Modificado y la granulometría del material debe cumplir con la Tabla 404-1.1 de las Especificaciones MOP, que se indica a seguir:

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Tamiz 2” (50.8 mm) 1 ½” (38.1 mm) 1” (25.4 mm) ¾” (19.0 mm) 3/8” (9.5 mm) No. 4 (4.76 mm) No. 10 ( 2.0 mm) No. 40 (0.425 mm) No. 200 (0.075 mm) 

Porcentaje en peso que pasa a través de los tamices de malla cuadrada Tipo A Tipo B 100 --70 – 100 100 55 – 85 70 – 100 50 – 80 60 – 90 35 – 60 45 – 75 25 – 50 30 – 60 20 - 40 20 – 50 10 – 25 10 – 25 2 – 12 2 – 12

El material de filtro Clase 1 Tipo B de la Tabla 822.4.1 de las Especificaciones MOP, debe cumplir con la siguiente granulometría. Tamiz 2” (50.8 mm) 1 ½”(38.1 mm) ¾” (19.0 mm) 3/8” (9.50 mm) No. 4 (4.75 mm) No. 8 (2.360 mm) No. 200 (0.075 mm)

Porcentaje en peso que pasa a través de los tamices de la malla cuadrada 100 95 – 100 50 – 100 15 – 55 0 – 25 0–5 0–3

______________________________ Ing. Víctor A. Nuques Garcés, M.E. CONSULTOR

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ANEXOS

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Diseño pavimento estacionamiento

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