memoria de calculo para patio de maniobras

“DISEÑO, COMPRAS Y CONSTRUCCIÓN DE OBRAS CIVILES Y ELECTRICAS PARA EL PATIO DE MANIOBRAS EN LA ESTACIÓN VASCONIA DEL PROYECTO INCREMENTANDO CAPACIDAD DESCARGADEROS/ CARGADEROS DE PROPIEDAD DE LA SOCIEDAD CENIT TRANSPORTE Y LOGISTICA DE HIDROCARBUROS S.A.S” Disciplina : Nombre Documento:

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Fecha: 26/02/2015

CIVIL MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURA DE PAVIMENTO, PARQUEADERO ESTACIÓN VASCONIA VOD-8000000454-14001-ID-CIV-MC-024-A OMC-800000454-ID-CIV-MC-024-A

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA DE PAVIMENTO, PARQUEADERO ESTACIÓN VASCONIA. REV. A

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25-02-2015

Descripción MEMORIAS DE CALCULO ESTRUCTURA DE PAVIMENTO, PARQUEADERO ESTACION VASCONIA

Elaboró

Revisó

Aprobó

JCP

JCV

JCV


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TABLA DE CONTENIDO Página

1

OBJETO 6

2

ALCANCE 6

3

NORMAS APLICABLES 6

4

DOCUMENTOS DE REFERENCIA DEL PROYECTO 7

5

ESPECIFICACIONES DE MATERIALES 8

6.

DESCRIPCIÓN GENERAL 8

6.1.

LOCALIZACIÓN 8

6.2.

DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA 10

6.3.

PARÁMETROS DE DISEÑO 11

6.3.1. PARÁMETROS GEOTÉCNICOS 11 6.3.2. PARÁMETROS SÍSMICOS 12




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6.3.3. CONSUMO DE FATIGA 12 6.3.4. CONSUMO POR EROSIÓN 12 6.3.5. PERIODO DE DISEÑO 13 6.3.6. TRAFICO Y MATERIALES 13 6.3.7. MODULO DE ROTURA DEL CONCRETO 15 6.4.

ANÁLISIS ESTRUCTURAL 15

7.

JUNTAS EN LOS PAVIMENTOS RIGIDOS 16

7.1.

PASADORES 17

7.1.1. ACERO PARA DOVELAS EN JUNTAS 18 7.2.

BARRAS DE ANCLAJE 18

8.

REFUERZO DE LAS LOSAS 21

9.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 22

10.

ANALISIS COMPARATIVO DEL DISEÑO POR EL MÉTODO DE LA AASHTO 93.



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24 11.

CUADRO COMPARATIVO METODOLOGIAS

DE

RESULTADOS DE

ENTRE

LAS DOS ANALISIS.

51

ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA 1. LOCALIZACIÓN DE LA ESTACIÓN VASCONIA EN LA INFRAESTRUCTURA DE ECOPETROL S.A................................................................................................................................. 8 FIGURA 2. LOCALIZACIÓN PATIO DE MANIOBRAS DESCARGADERO ODC EN LA ESTACIÓN VASCONIA............................................................................................................................................ 9 FIGURA 3. PAVIMENTO RÍGIDO A COLOCARSE EN LA ZONA DEL PATIO DE MANIOBRAS DEL PARQUEADERO PARA LA PLANTA VASCONIA.................................................................................9 FIGURA 4. ESTRUCTURA PAVIMENTO RÍGIDO PARA EL PATIO DE MANIOBRAS - PLANTA VASCONIA.......................................................................................................................................... 15





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ÍNDICE DE TABLAS

TABLA 1. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES..................................................................7 TABLA 2. PARÁMETROS SÍSMICOS........................................................................................................ 11 TABLA 3. TRÁNSITO DE DISEÑO............................................................................................................ 13 TABLA 4. CLASIFICACIÓN DEL SUELO DE SUBRASANTE....................................................................14 TABLA 5. RECOMENDACIÓN PARA SELECCIÓN DE LOS PASADORES DE CARGA..........................16 TABLA 6. RECOMENDACIÓN PARA BARRAS DE ANCLAJE..................................................................18




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OBJETO

El objetivo de este documento es presentar los resultados obtenidos en la ingeniería de detalle en el cálculo de la estructura de pavimentos, que se implementará al proyecto “DESCARGADERO DE CARROTANQUES PLANTA VASCONIA ODC”. 2

ALCANCE

El presente documento se elabora como parte de la ingeniería de detalle a realizarse para el parqueadero requerido para la planta Vasconia de Ecopetrol S.A, la cual está localizada al occidente del departamento de Boyacá, en la vía Troncal del Magdalena Medio. En la Planta Vasconia se requiere implementar una estructura de pavimento rígido para el parqueadero proyectado. El presente estudio contempla el análisis de la estructura del pavimento. El diseño de los elementos se desarrolló siguiendo los lineamientos del INVIAS, los Estándares de Ecopetrol S.A. y las recomendaciones del estudio de suelos. Los elementos se dimensionan a partir de la localización geográfica y geotécnica del predio que determinan los parámetros adoptados para el diseño, el sistema estructural, la zona de amenaza sísmica y el grado de disipación de energía. Se presenta la documentación generada durante el proceso de análisis para el proyecto “DESCARGADERO DE CARROTANQUES PLANTA VASCONIA ODC”. 3

NORMAS APLICABLES

Los análisis y diseños de los elementos estructurales se realizarán con base en la siguiente normativa:  NIP

Normas de Ingeniería ECOPETROL S.A.

 Estándares de Ecopetrol S.A

Especificaciones Técnicas de criterios de diseño para estructuras de concreto.

 ECP-VST-P-CIV-ET-012

Especificaciones técnicas y criterios de diseño para estructuras de concreto, ESTANDARES DE ECOPETROL S.A.

 NTC

Normas Técnicas Colombianas promulgadas por

de

Producción,



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el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC  INVIAS 2008

Manual de diseño geométrico de carreteras

 INVIAS 2008

Manual de diseño de pavimentos de concreto para vías con bajos, medio y altos volúmenes de tránsito.

4

DOCUMENTOS DE REFERENCIA DEL PROYECTO 

ESTUDIO DE SUELOS

VOD-5209124-13137-IB-CIV-ES-022



MEMORIA DE CALCULO DISEÑO DE PAVIMENTO. REV 0.

VOD-5209124-13137-IB-CIV-MC-017



ANEXO 1. ESTUDIO DE SUELOS, VERIFICACION DEL ESTUDIO ZONA DE VOD-8000000454-14001-ID-CIV-MCPARQUEADERO DE CARROTANQUES 024. VASCONIA.



PLANO ESTRUCTURA PARQUEADERO VOD-8000000454-14001-ID-CIV-PL(DESPIECE CIMENTACION Y DETALLES 003. DE UNIONES Y ANCLAJES)



PLANO ESTRUCTURA PARQUEADERO VOD-8000000454-14001-ID-CIV-PL(DESPIECE JUNTAS CONSTRUCCION, 004. JUNTAS DILATACION Y DETALLES)



PLANO DISTRIBUCION LOSAS DE VOD-8000000454-14001-ID-CIV-PLCONCRETO PARQUEADERO (CUADRO 005. DE HIERROS, ANCLAJES, DETALLES)



PLANO ARMADURA DE ACERO DE LAS PLACAS DE CONCRETO (CUADRO DE VOD-8000000454-14001-ID-CIV-PL006. HIERROS, ANCLAJES, DETALLES).

“DISEÑO, COMPRAS Y CONSTRUCCIÓN DE OBRAS CIVILES Y ELECTRICAS PARA EL PATIO DE MANIOBRAS EN LA ESTACIÓN VASCONIA DEL PROYECTO INCREMENTANDO CAPACIDAD DESCARGADEROS/ CARGADEROS DE PROPIEDAD DE LA SOCIEDAD CENIT TRANSPORTE Y LOGISTICA DE HIDROCARBUROS S.A.S” Disciplina :

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5 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES En las estructuras se utilizó concreto con las características que se enuncian en la Tabla 1: Tabla 1. Especificaciones técnicas de materiales

ESPECIFICACIONES DE MATERIALES Concreto hidráulico (INVIAS ARTICULO 50007) Esfuerzo de fluencia del acero (NTC 2289 -ASTM A 702). Relleno tipo 7 estabilizado con cemento al 3% (INVIAS ARTICULO 341-07) Relleno tipo 8 (INVIAS)

MR = 4.5 MPa Fy = 420 MPa Artículo 341-07 Artículo 221-07

Se presenta en este documento la metodología y los resultados obtenidos del diseño del pavimento rígido para el patio de maniobras de Vasconia. Para el diseño se empleó el método de la PCA utilizando el software BS-PCA en Plataforma Windows, diseñado por los ingenieros Efraín de Jesús Solano Fajardo y Carlos Alberto Benavides de la Universidad del Cauca. El método propuesto por la PCA corresponde a hallar los espesores de pavimento que ofrezca un buen comportamiento estructural con bajos costos de mantenimiento; por lo tanto, se hace necesario un sano criterio de ingeniería que implica la determinación y selección de espesores de diseño que equilibren los costos iníciales y los de mantenimiento, traduciéndose esto en una estructura confiable y capaz de soportar el número de repeticiones esperadas para su periodo de vida útil. 6. DESCRIPCIÓN GENERAL 7. LOCALIZACIÓN La planta Vasconia se encuentra localizada a 17 km del Municipio de Puerto Boyacá, al occidente del departamento de Boyacá, sobre la margen derecha del Rio Magdalena. Tiene una extensión aproximada de 41 hectáreas, en coordenadas aproximadas en latitud Norte 25° y longitud Oeste 42°. Se encuentra ubicada a 150 msnm, tiene


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temperaturas que oscilan entre 35°C y 40°C. La vía de acceso al área es la vía Troncal del Magdalena Medio, ver Figura 1.

Figura 1. Localización de la estación Vasconia en la infraestructura de Ecopetrol S.A.

El patio de maniobras del parqueadero donde va a colocarse el pavimento de concreto objeto de análisis en el presente informe se encuentra localizado en el sector nororiental de la planta, ver Figura 2.


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Figura 2. Localización patio de maniobras descargadero ODC en la estación Vasconia

8. DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA El patio de maniobras del descargadero va a conformarse en pavimento rígido, modulado con losas de 4m de lado, para un área aproximada de 9100 m², ver Figura 3.

Figura 3. Pavimento rígido a colocarse en la zona del patio de maniobras del parqueadero para la planta

Vasconia





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Este pavimento está compuesto de capas granulares de base estabilizada con cemento y material granular tipo 8 sobre la subrasante, esto debido a las condiciones del suelo de apoyo y las cargas proyectadas. El diseño aplica las recomendaciones realizadas en el estudio de suelos de la ingeniería básica y el anexo 1 Estudio de suelos verificación de estudio zona de parqueadero de carrotanques Vasconia del presente documento. 9. PARÁMETROS DE DISEÑO 10. PARÁMETROS GEOTÉCNICOS Los diseños son elaborados con base en el estudio de suelos de la ingeniería básica documento VOD-5209124-13137-IB-CIV-ES-002 y el anexo 1 Estudio de suelos verificación de estudio zona de parqueadero de carrotanques Vasconia del presente documento, donde se determinó que el terreno está catalogado con un rango de ALTO a MUY ALTO potencial de expansión, por lo que se recomienda el reemplazo del material por un relleno granular. Los ensayos de laboratorio realizados dan como resultado un CBR equivalente al 6% en condición crítica con inmersión. El nivel freático se encuentra a una profundidad promedio de 1,20m medida a partir de la superficie actual del terreno según el documento VOD-5209124-13137-IB-CIV-ES002, pero al realizar la verificación de dicho nivel freático esta se encuentra en una profundidad promedio de 6,00 metros.


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11. PARÁMETROS SÍSMICOS Con base en el estudio de suelos, los parámetros sísmicos de diseño se resumen en la Tabla 2. Tabla 2. Parámetros sísmicos PARÁMETROS SÍSMICOS Localización Puerto Boyacá - Boyacá Zona de amenaza sísmica: Intermedia Coeficientes de aceleración:

Aa: Av:

Tipo de perfil de suelo: Fa: Fv:

0,15 0,15 C 1,20 1,65

12. CONSUMO DE FATIGA Dado el uso del proyecto se propone que el consumo de fatiga máximo sea del 100%. 13. CONSUMO POR EROSIÓN Consumo máximo de erosión de la capa de soporte de la losa para materiales granulares básicos y/o estabilizados será máximo del 100%.




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14. PERIODO DE DISEÑO El horizonte de planeación definido para la operación parte del año 2015, el cual se adopta como primer año de servicio y se proyecta un alcance de 20 años para el diseño de pavimento rígido que corresponde al periodo comprendido entre los años 2015 y 2035. 15. TRAFICO Y MATERIALES De acuerdo con el tráfico establecido y el tipo de superficie vial estas cargas se multiplican por un factor se seguridad (FS) adoptado para este proyecto de acuerdo con el método de la PCA 84, que corresponden a: 

Factor de Seguridad para carga = 1.2



Factor de Mayoración de Repeticiones = 1.1

Los factores adoptados son considerados para el diseño debido a que se estima la superficie vial con buen volumen de tráfico, que corresponde en forma proyectada a ejes equivalentes de 8,2 Toneladas en un total de 6,75 E+06 a lo largo de los 20 años, estimación basada en los datos de TPD (Transito Promedio Diario) tabla No 5 del numeral 7.5.1 TRANSITO DE DISEÑO del documento VOD-5209124-13137-IB-CIVES-002 y se muestran en la tabla No 3.





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Tabla 3. Tránsito de Diseño

Fuente: Tabla No. 5 del numeral 7.5.1 Transito de Diseño del documento Estudio de suelos VOD-5209124-13137-IB-CIV-ES-002.

Los parámetros de diseño empleados para proponer la estructura del pavimento objeto de este estudio, son los siguientes: 

Método de diseño: PCA 84



Periodo de Diseño: 20 años



Volumen y Composición de Tránsito: 6.75E+06 Ejes Equivalentes de 8,2 Ton.



Módulo de reacción K del conjunto subrasante y materiales granulares pertenecientes a la estructura del pavimento: Mr = 43 MPa.



Módulo de rotura (MR = 4.5 Mpa = 45 Kg/cm2)



Sin Bermas



Con Dovelas



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Realizadas las corridas con el programa BS-PCA de la Universidad del Cauca, Versión 1.2 del año 2013, y teniendo en cuenta como parámetro de iteración los consumos de Erosión y Alaveo en el 100%, se obtiene un espesor de losas de 250 mm en forma constante dentro de las áreas del patio de maniobras. 16. MODULO DE ROTURA DEL CONCRETO Teniendo en cuenta que el proyecto tiene por funcionalidad ejercer como patio de maniobras y parqueo de tracto camiones cargados con 5 y 6 ejes traseros presiones en áreas de contacto de 3 toneladas como carga puntual, se sugiere que el Modulo de rotura del concreto (MR) no sea inferior a 4,5 Mpa. 17. ANÁLISIS ESTRUCTURAL La exploración y clasificación del suelo de subrasante están consignadas en el estudio de suelos comprobatorio. Los ensayos de laboratorio realizados dan como resultado un CBR equivalente al 6% en condición crítica con inmersión. Este parámetro se utiliza para determinar la resistencia del suelo de subrasante de la vía y la predicción de su comportamiento ante las solicitudes repetidas de cargas. Según el manual de diseño del INVIAS para pavimentos rígidos con alto volumen, la clasificación de los suelos de la subrasante, se realiza en función del CBR y se muestra en la tabla No 4. Tabla 4. Clasificación del suelo de subrasante CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS DE SUBRASANTE CLASIFICACIÓN DE LA SUBRASANTE

CBR EN %

S1

<2

S2

2-5

S3

5 - 10

S4

10 - 20

S5

> 20

Para el caso en estudio, la subrasante se clasifica como suelo S3.


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El análisis de la estructura del pavimento se realizó siguiendo la metodología PCA y fue elaborado dentro del alcance del estudio de suelos comprobatorio. Los resultados son presentados en el estudio de suelos anexo 1 del presente documento. La alternativa de estructura de pavimento propuesta para el parqueadero se muestra en la figura 4.

Figura 4. Estructura Pavimento rígido para el patio de Maniobras - Planta Vasconia.

18. JUNTAS EN LOS PAVIMENTOS RIGIDOS Las principales funciones, entre otras de las juntas, son la ubicación adecuada para evitar el agrietamiento que se pudieron ocasionar por retracción del concreto, dilatación térmica y alabeo principalmente, otra de las funciones principales de las juntas en la transmisión de las cargas con la losa adyacente para evitar fallas por las deformaciones excesivas y disipación de la energía de las cargas por velocidad y por frenados. Varios son los sistemas de transmisión de carga, entre los que encontramos: - Trabazón de agregados - Junta Machi – Hembrada - Junta con pasadores





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La estructura de pavimento rígido se evalúa considerando un mecanismo de transmisión de carga y el empleo de pasadores (Barras de acero liso), teniendo presente que sobre la estructura transitará tráfico pesado con maniobras operativas para el parqueo, giros par circulación demarcada en el patio, reversas y frenados con carga máxima permitida, como solicitudes de carga y operación en el diseño. 19. PASADORES Este mecanismo transmite tanto fuerzas de cizalladura como momento flector permitiendo el movimiento horizontal de los losas, por lo que es necesario engrasar una mitad del pasador para evitar la adherencia con el concreto, con el condicionante que la totalidad de los pasadores empleados sean ubicados paralelos al sentido de la calzada o al sentido del flujo para el caso de los patios de maniobra. Los pasadores de carga, sus longitudes y separación entre ellos, están en función del espesor de la losa de concreto y se indica en la tabla del manual de diseño del INVIAS: “recomendación para la selección de pasadores de carga” que se presenta a continuación: Tabla 5. Recomendación para selección de los pasadores de carga




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Fuente: Manual de diseño de pavimentos de concreto para vías con bajo, medio y altos volúmenes de trafico de INVIAS.

De la tabla anterior al ingresar con el espesor de losa de concreto se tiene que se requiere el empleo de pasadores lisos así: 

Para losa de 250 mm: Barras de 1 1/4” de pulgada de diámetro o No. 10, de 0.45 m de longitud y separación entre ellos de 0.30 m. fy = 60000 psi.

20. ACERO PARA DOVELAS EN JUNTAS Las barras de acero deben cumplir la norma NTC 2289 (ASTM A702). Las barras serán de acero redondo y liso con límite de fluencia (fy) mínimo de 420 Mpa (60000 Kg/cm 2 o 60.000 Psi); ambos extremos de los pasadores deberán ser lisos y estar libres de rebabas cortantes. En general las barras deben estar libres de cualquier imperfección o deformación que restrinja su deslizamiento libre dentro del concreto, aplica la especificación INVIAS artículo 500-07. 21. BARRAS DE ANCLAJE Para las juntas longitudinales, en nuestro caso se emplearán barras de anclaje que mantengan unidas las caras de las juntas y mejoren su eficiencia, el objeto de estas barras de anclaje es resistir esfuerzos a tracción generados por la fricción entre la losa del pavimento y la capa de apoyo.


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Tabla 6. Recomendación para barras de anclaje

Nota: Cuando se empleen barras de acero liso, las longitudes dadas en la Tabla se Multiplicarán por 1.5. Fuente: Instituto Colombiano de Productores de Cemento (I. C. P. C.). Pavimentos de

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Concreto, Manual de Diseño, Pilo Ltda., Medellín, 1996).

De la tabla anterior se obtiene que para un ancho de carriles de 4.00 m y un espesor de losa de 0.250 m, en las juntas longitudinales, se emplearán barras corrugadas de 1/2 pulgada de diámetro, con una longitud de 0.85 m, de fy = 60000 PSI y una separación entre barras de 1.20 m máximo. Verificación del Índice de Esbeltez: Debido a la presencia de anchos de carriles de diferente magnitud, se busca determinar la longitud de la losa de concreto tratando de enmarcarse con la siguiente expresión: 1,0 < Longitud de losa / Ancho de losa <= 1.25 Donde se tiene: Relación de Esbeltez = 4,00 / 4,00 = 1,00 < 1,25; por lo cual el ancho geométrico y la longitud geométrica establecidas por las áreas dispuestas para la plataforma de parqueo corresponden a lo tolerado por el rango de Esbeltez. Los dimensionamientos, modulación y detalles constructivos se presentan en los documentos: 

PLANO ESTRUCTURA PARQUEADERO VOD-8000000454-14001-ID-CIV-PL(DESPIECE CIMENTACION Y DETALLES 003. DE UNIONES Y ANCLAJES)



PLANO ESTRUCTURA PARQUEADERO VOD-8000000454-14001-ID-CIV-PL(DESPIECE JUNTAS CONSTRUCCION, 004. JUNTAS DILATACION Y DETALLES)



PLANO DISTRIBUCION LOSAS DE VOD-8000000454-14001-ID-CIV-PLCONCRETO PARQUEADERO (CUADRO 005. DE HIERROS, ANCLAJES, DETALLES)



PLANO ARMADURA DE ACERO DE LAS PLACAS DE CONCRETO (CUADRO DE VOD-8000000454-14001-ID-CIV-PL-


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HIERROS, ANCLAJES, DETALLES).


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006.

A continuación se presentan las longitudes mínimas y máximas de las losas de concreto: Espesor losa (mm)

Ancho carril (m)

Longitud mínima de la losa (m) (criterio losas cuadradas)

longitud máxima de la losa (m) (relación de esbeltez largo = 1.25 Ancho como Máximo.)

250

4.00

4.00

5.00

longitud máxima de la losa (m) (Criterio de 25 veces el espesor) 6,25

longitud máxima recomendada (m) 4.00

22. REFUERZO DE LAS LOSAS Atendiendo lo solicitado en las especificaciones técnicas del contrato y lo descrito en el artículo 500-07 Pavimento de Concreto Hidráulico de las normas INVIAS en donde se indica: Los documentos del proyecto pueden requerir la colocación de una o dos parrillas de refuerzo en todas o algunas de las losas del proyecto, bien sea como parte integral del diseño o como sistema para controlar la aparición o el ensanche de grietas. Como guía general, se requerirá la colocación de, al menos, una parrilla de refuerzo en las losas que tengan las siguientes características: - Longitud de la losa (mayor dimensión en planta) superior a 24 veces el espesor de la misma. - Losas con relación largo/ancho mayor que 1.4 - Losas de forma irregular (diferente de la rectangular o cuadrada) - Losas con aberturas en su interior para acomodar elementos tales como pozos de inspección o sumideros. - Losas en las cuales no coinciden las juntas con las de las losas adyacentes El acero de refuerzo de las losas estará constituido por barras corrugadas con límite de fluencia (fy) de 420 MPa (4200 kg/cm2). Todos los detalles del refuerzo, como cuantía,





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distribución, localización, etc., deberán quedar claramente definidos en los documentos técnicos del proyecto.

23. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES A continuación se presentan las conclusiones del diseño del pavimento rígido para el patio de maniobras del parqueadero de la estación Vasconia: 

El espesor de la losa resultante obedece al análisis mediante la metodología de la PCA 84 (Portland Cement Association) para un periodo de 20 años, además para el diseño se basó en los cálculos obtenidos en el estudio de suelos de la ingeniería básica documento VOD-5209124-13137-IB-CIV-ES-002 y el anexo 1 del presente documento y esta se adopta en 250 mm de espesor.



El tránsito de diseño se obtuvo de la tabla No 5 TPD y Ejes equivalentes del documento VOD-5209124-13137-IB-CIV-ES-002.



El concreto a usar para las placas del patio de maniobras deberá ser concreto hidráulico con resistencia a la flexión de 4,5 Mpa.



Para el caso de la varillas de amarre o anclaje están serán corrugadas de ½ Pulgada de diámetro de fy = 60.000 Psi, con una longitud de 0,85 metros y una separación máxima de 1,20 metros. Las barras de anclaje proporcionan la unión entre losas de la calzada dentro del patio de maniobras. Este refuerzo será utilizado en aquellas juntas longitudinales que no requieran realizar transmisión de carga en sentido transversal por giros y maniobras.



En cuanto a las barras de transferencia y como se muestra en la tabla 5 del numeral 7.1 PASADORES, el diámetro seleccionado depende del tipo de tránsito y el espesor de la losa y realizando el respectivo análisis este diámetro corresponde a 1 ¼ Pulgada con una longitud de 45 cm y la separación entre centros de las barras de transferencia será de 30 cm.



Se recomienda cumplir con lo estipulado en la especificaciones técnicas de construcción normas INVIAS 2007, particularmente el artículo 500-07 PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRAULICO.





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

El drenaje del patio de maniobras se debe realizar con adecuadas obras de drenaje, con el fin de garantizar la vida de la estructura de pavimento con el periodo de diseño, de lo contrario se verán daños prematuros que atentaran contra la misma. Además se deberá garantizar la pendiente del 0.2% en el sentido oriente – occidente. Se implementarán las obras de captación y conducción de las aguas lluvias que por la pendiente transversal del patio se concentrarán en el costado occidental, las cuales corresponderán a bordillos de delimitación, cunetas con pendientes que arrastren los caudales a puntos de descarga o lavaderos escalonados que conecten y viertan sobre el canal de aguas lluvias principal.



Se debe calcular el umbral de corte de las losas de acuerdo a las condiciones de viento, gradiente térmico, temperatura del concreto y del ambiente, y porcentaje de humedad, así como de los materiales empleados con el fin de evitar cortes extemporáneos que desvíen la inducción de la junta.



El proceso constructivo de las juntas transversales o inducidas revisten enorme cuidado. En primera instancia debe realizarse un primer corte dentro del tiempo oportuno llamado “ventana de corte”, de tal manera que sea realizado en el momento justo de forma que dicho corte no se efectué antes que el concreto no soporte el peso de los equipos y se deforme, ni después que genere fisuración por retracción del concreto. Esta ventana de corte está sujeta a las condiciones climáticas, velocidad de viento, temperatura de concreto, etc. Es necesario llevar a cabo un tramo de prueba para definir el tiempo de la “ventana de corte” que podría estar entre 6 a 8 horas. Adicionalmente, se debe tener especial cuidado con la limpieza de la junta, adecuación de la misma y tipo de sello a colocar. Este sello estará compuesto por un material tipo elastomérico y una tirilla de respaldo que puede ser de plástico no adherente de polietileno, estos factores son importantes para garantizar la vida útil del sello y de la vida útil de las losas.



Como se indica en el numeral 8 de presente documento, aquellas losas que presenten irregularidad o que por procesos constructivos tengan embebidos otras estructuras se deberán reforzar con una doble parrilla de acero, la primera parrilla o parrilla superior, se construirá en barras de acero de diámetro 3/8 pulgada y serán de utilidad para soportar todos los esfuerzos por rasgado y las esfuerzos por contracción que puedan llegar a sufrir las losas en fundición. La segunda parrilla o parrilla inferior se construirá en barras de acero de 1/2 pulgada y su





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finalidad será de la ayudar a soportar los esfuerzos por alabeo que puede sufrir las losas en operación. 

Adicional a la barras de transferencia en el sentido transversal al flujo vehicular y teniendo en cuenta que la estructura a construir es un patio de maniobras, se deberá instalar unas barras de acero liso de igual diámetro al de las barra de transferencia, con una separación mínima de 50 cm entre centros de las barras. La finalidad que tienen dichas barras es trasmitir los esfuerzos que se generan en los diferentes radios de giro y maniobras de estacionamiento de los tracto camiones y que no son soportados por las barras de transferencia que se instalan en el sentido del flujo vehicular, pues la energía de los esfuerzos absorbidos deberán disiparse por transmisibilidad de carga.

24. ANALISIS COMPARATIVO DEL DISEÑO POR EL MÉTODO DE LA AASHTO 93. Para efectos comprobatorios del análisis mecanicista realizado por el método de la PCA-84, se presenta a continuación el planteamiento hipotético por el método de la AASHTO 93, junto con la formulación fundamentada en el estudio de transito presentado en los datos de TPD (Transito Promedio Diario) tabla No 5 del numeral 7.5.1 TRANSITO DE DISEÑO del documento VOD-5209124-13137-IB-CIV-ES-002, con el fin de obtener datos comparativos referentes al modelamiento de cargas por ejes equivalentes (E’SALS) que nos permitan concluir el espesor de losa requerido para el patio de maniobras de la planta Vasconia y sus correspondientes aceros de refuerzos, para los comportamientos de transmisibilidad de cargas en sentidos longitudinales y transversales, junto con los efectos para la absorción de esfuerzos tanto de contracción por fraguado, esfuerzos de rasgados por maniobras de giro en la superficie del pavimento, como los esfuerzos por alabeo o pandeos de losa por gradientes térmicos o efectos de erosión. CARACTERIZACIÓN DE SUBRASANTE

La caracterización geotécnica está fundamentada en el análisis de la información obtenida en campo, a partir de los datos geológicos y en los registros litológicos obtenidos en la elaboración de sondeos y apiques, muestreo y ensayos de clasificación, CBR de laboratorio.





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En el laboratorio se clasificaron visualmente las muestras recuperadas y, las representativas, se analizaron para conocer sus propiedades índice y sus características de gradación y plasticidad. Sobre las muestras representativas se realizaron los ensayos requeridos para clasificación de los suelos en el sistema S.U.C.S. para un total de 24 ensayos de clasificación. Los ensayos efectuados se realizaron siguiendo las Especificaciones y Normas de Ensayos del Instituto Nacional de Vías. 

Análisis Granulométrico de Suelos por Tamizado, Norma E-123.



Determinación del Límite Líquido de los Suelos, Norma E-125.



Limite plástico e índice de plasticidad, Norma E-126.



Humedades naturales mediante muestras tomadas específicamente para tal fin, según Norma E-122.



Relación de Soporte del Suelo en el Laboratorio (CBR de Laboratorio), Norma E148.

ENSAYOS DE RESISTENCIA MATERIAL DE SUBRASANTE

La capacidad de soporte de los suelos de la subrasante se determinó de manera indirecta mediante el uso del Cono Dinámico y mediante el ensayo de CBR de laboratorio, en el Volumen de Estudio de Geología y Geotecnia se presenta el cálculo detallado del CBR a partir de las expresiones adoptadas para el cálculo del CBR, las cuales corresponden a expresiones desarrolladas por Investigadores o Instituciones reconocidas en el tema de Diseño de Pavimentos. Finalmente se adoptó la correlación que más se ajustara a los valores de CBR de laboratorio.


Fecha: 26/02/2015

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Cuadro No.2- CBR a partir de Ensayo de laboratorio SITIO PATIO MANIOBRAS “SO ING CO – SERINTEC SAS”

CBR 6%

Con fines de diseño y de seguridad se tomó como 6.0% de CBR de diseño para los dos tramos de pavimento.

ESTIMACIÓN DEL TRÁNSITO DE DISEÑO

Con la palabra tránsito se designa la suma de todos los vehículos que pasan por una vía durante un tiempo determinado. Sin embargo esa definición tan simple encierra algunas implicaciones, la primera tiene que ver con el hecho de tener que predecir para períodos largos, cuantos vehículos pasarán por la vía objeto de la pavimentación, con qué características y especialmente cuanto pesan. El diseño de los pavimentos se debe hacer sabiendo cuanto van a pesar los ejes que van a pasar por la vía durante su vida útil, esto es imposible de realizar en la práctica. Por fortuna los métodos de diseño de pavimentos permiten que se hagan simplificaciones en la determinación del tránsito a través de proyecciones.





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En el caso de los pavimentos de concreto las cargas que dañan la estructura y por lo tanto las que se deben tener en cuenta son las más grandes, aunque no necesariamente las más frecuentes. La determinación de la variable “tránsito” se puede hacer con diferentes grados de aproximación. Las más precisas parten del análisis de registros históricos de conteos y pesajes sobre la vía que se va a pavimentar. Los conteos permiten que se haga una proyección con la idea de que el tránsito pasado permite predecir el que pasará. Por su parte los menos precisos se hacen teniendo en cuenta el ancho y el tipo de la vía que se tiene, o con base en algunas consideraciones acerca del servicio que va a prestar la vía.



CLASIFICACIÓN VEHICULAR

Siguiendo los lineamientos regulativos de la clasificación del tipo de vehículos por peso y por ejes, la resolución 4100 de 2004, expedida por el Ministerio de Transporte, dictamina la siguiente clasificación:



Tipo A

En esta categoría se agrupan los automóviles, camperos, camionetas, y microbuses, según la clasificación del Instituto Nacional de Vías -INVIAS- este grupo se denomina con la letra A. 

Tipo B

En esta categoría se agrupan las busetas y los buses, según el INVIAS, este grupo se denomina con la letra B.







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Tipo C

Este grupo, que se designa con la letra C, según lo registrado en la resolución 4100 del 2004, en que los vehículos de carga se designan de acuerdo con la configuración de sus ejes de la siguiente manera: A. Con el primer dígito se designa el número de ejes del camión o del tracto camión (Cabezote). B. La letra S significa semiremolque y el dígito inmediato indica el número de sus ejes. C. La letra R significa remolque y el dígito inmediato indica el número de sus ejes. D. La letra B significa remolque balanceado y el dígito inmediato indica el número de sus ejes. La designación para los vehículos de transporte de carga en el territorio nacional, de acuerdo con la configuración de sus ejes, se muestra en la Figura 3.

Figura 3. Fuente: resolución 4100 del 2004





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PESO VEHICULAR Y PESO POR EJE

Los vehículos, trasmiten las cargas al pavimento a través de las ruedas, que como se dijo, están dispuestas en ejes. El Ministerio del Transporte, a través de la resolución 4100 de 2004 reglamenta el peso que pueden transmitir tanto los vehículos, como los diferentes ejes de carga. A continuación se registra la información sobre la carga máxima admisible para los vehículos más comunes en el país de acuerdo con esta resolución; en la Figura 4 se indica la carga máxima para los ejes más frecuentes.

Figura 4. Fuente: resolución 4100 del 2004

EJE PATRÓN Y DAÑO UNITARIO

Dada la gran cantidad de cargas que pueden circular por las vías, los métodos de diseño de pavimentos recurren a establecer un eje patrón al cual se le asigna una carga




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determinada, la más tradicional es la de 8,2 toneladas para el eje sencillo de llanta doble. Cuando un eje pasa por un sector de la vía genera un daño proporcional a la carga que trasmite al suelo. En el ensayo vial AASHO, una de las investigaciones viales más importantes que se han desarrollado hasta el momento, al eje patrón de 8,2 toneladas se le asignó un valor de daño igual a la unidad. FACTOR DE EQUIVALENCIA

Un concepto desarrollado a partir de la información recolectada en el Ensayo Vial AASHO fue el de factor de equivalencia, que determina el correspondiente daño proporcionado al pavimento a partir de la relación que existe entre el peso que ejerce el eje con una carga cualquiera y el eje patrón. Se encontró en dicho ensayo que el daño que hacen los ejes en el pavimento no es linealmente proporcional a la carga, sino que es exponencial, teniendo un comportamiento como el dado por la Ecuación 1-1

En donde: Fe: Factor de equivalencia Pi: Carga en el eje Pe: Carga en el eje patrón n: Exponente En el caso particular no se tiene suficientes, y confiables, datos de representación del tránsito actual y proyectado, se puede recurrir al cuadro No. 3, en la que se hace una




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aproximación ponderada de los valores para el exponencial “n”, dependiendo del tipo de eje, para un índice de servicio final de 2,5. Este valor es aplicable solo para los pavimentos de concreto.

Cuadro No. 3 Fuente: Manual de diseño de pavimentos en concreto pag. 55

FACTOR CAMIÓN FC

Dado que los vehículos comerciales (camiones y buses) tienen dos o más ejes, a la suma de los factores daño de cada uno de sus ejes se le conoce como Factor Camión -Fc-. El Factor camión se puede entender como el número de aplicaciones de ejes sencillos cargados con 81.81 kN (8.2 toneladas) que es necesario que circulen por un pavimento para hacer el mismo daño que un camión con una carga cualquiera. Como se tienen datos de transito calculados en campo pues las vías a pavimentar se encuentran intransitable se partirá de los datos de tránsito y cálculo de ejes equivalentes señalados en la página 12 del manual de diseño de pavimentos en concreto. Ver cuadro No. 4

Cuadro No. 4 Fuente: Manual de diseño de pavimentos en concreto pag. 12




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Para este caso específico se tomó como referencia para el diseño la categoría T1 con 1.500.000 ejes acumulados de 8.2 Ton. Se considera un periodo de diseño de 20 años para todos los análisis estructurales, el cual bajo premisas teóricas debe coincidir como mínimo con la vida útil del pavimento, en el caso que exista una buena certidumbre en el análisis de las variables de diseño y su respectiva proyección.

DISEÑO DE PAVIMENTOS Las variables que intervienen para el diseño de pavimentos rígidos son tomadas en base a un conocimiento empírico, por lo que es importante conocer y entender las consideraciones que tienen que ver con cada una de ellas. La fórmula que propone la guía AASHTO 93 para el diseño del espesor de la losa de pavimento rígido se muestra en la ecuación 1.2:

Las variables que intervienen en la ecuación 1.2 se detallan a continuación:




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a) Espesor de losa de pavimento de concreto hidráulico. (D) b) Número de ejes equivalentes del eje patrón de 18,000 libras (ESAL’s), representado por el tráfico (W18). c) Coeficiente de confiabilidad (R), representado por la desviación normal estándar (ZR) y por el error estándar combinado (S0). d) Módulo de reacción de la subrasante-subbase (K). e) Pérdida de serviciabilidad (ΔPSI = P0 - Pt). f) Propiedades del concreto: Módulo de ruptura (MR) y Módulo de elasticidad (E). g) Coeficiente de transferencia de carga (J). h) Coeficiente de drenaje (Cd). A continuación se describen de manera general las variables involucradas en el diseño de espesores de losa de pavimentos rígidos:



a) Espesor. (D).

Es la variable que se pretende determinar al realizar un diseño de una estructura de pavimento, el espesor se refiere solamente a la capa de concreto hidráulico que se coloca sobre la subbase y/o subrasante. Para nuestro caso se propuso un espesor de losa de 25.0 cm. 

b) Tráfico.

Los resultados de la AASHO Road Test mostraron que el efecto dañino del paso de un eje de cualquier peso puede ser representado por un número de repeticiones de carga, equivalentes a 8.2 toneladas ó 18 Kips (ESAL’s), aplicadas en el carril de diseño durante el periodo de diseño del pavimento. Esta simplificación se realizó debido a que en la época en que se desarrolló la AASHO





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Road Test, a principios de 1960, era mucho más sencillo utilizar un solo número para representar toda la carga por tráfico en las ecuaciones usadas para predecir la vida del pavimento. Para nuestro caso se estimó el valor de 1.500.000 ejes acumulados de 8.2 Ton. 

c) Coeficiente de confiabilidad. (R)

Es la probabilidad que la serviciabilidad o desempeño de la vía se mantenga en niveles adecuados para las cargas del tráfico y condiciones ambientales, así como también se mantenga en niveles adecuados desde el punto de vista del usuario durante todo el periodo de diseño. Lo anterior no obstante a que los pavimentos pueden sufrir daños en su estructura debido a las cargas impuestas del tráfico y condiciones ambientales, por lo que deben llevarse a cabo intervenciones que permitan que la vía se comporte en un nivel de operación óptimo. El cuadro 1.2 se muestra los de valores de la confiabilidad según el tipo de vía. Cuadro No. 5 - Nivel de Confiabilidad a adoptar en función de la carretera

Para el diseño se tomó carretera local urbana con un nivel de confianza del 80%. La confiabilidad depende de diversas circunstancias que intervienen en su selección, como lo es la incertidumbre del volumen del tráfico en los incrementos que pudiesen surgir en el periodo para el cual se diseñe una vía. La confiabilidad es la variable en la cual se introduce un grado de certidumbre en el diseño y un nivel de seguridad o factor





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de seguridad (FR) para que el pavimento resista las cargas del tráfico en el periodo de diseño. El factor de seguridad (FR) depende del nivel de confiabilidad (R) y del error estándar combinado (So); tal como se puede observar en la ecuación 1.3.

Ecuación1.3

El error estándar combinado (So) depende de las condiciones locales y de los demás factores que afectan el comportamiento de un pavimento; entre dichos factores podemos mencionar: incertidumbre en el modelo, tránsito, medio ambiente, materiales de construcción, entre otros. Se debe emplear un valor del error estándar de 0.30 a 0.40 para pavimentos rígidos, según recomendaciones de la sección 4.3 de la guía AASHTO edición 1993. Se recomienda también valores de 0.35 para construcción nueva y 0.39 para sobre capas. Se asumió un valor de 0.35 para So (construcción nueva). Con el valor confiabilidad del 80% se contiene un valor de Z= -0.841







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d) Módulo de reacción de la subrasante–subbase. (k)

El módulo de reacción de la subrasante-subbase, es una constante elástica que define la rigidez del material o resistencia a la deformación. Es la relación entre carga por unidad de área de superficie horizontal del suelo con el asentamiento correspondiente de la superficie; este parámetro representa la capacidad portante que posee un suelo en estado natural o con la combinación de una subbase, siendo éste el que servirá para colocar la estructura de pavimento. Lo anterior lo propuso Westergard en 1926 al suponer que la subrasante-subbase no admite esfuerzos de corte y la reacción de la subrasante sobre la losa es igual a la deflexión de la subrasante multiplicada por una constante (K), la cual es el módulo de reacción de la subrasante-subbase. Para efectos de diseño de pavimentos rígidos se determina el valor k calculando la relación entre la carga, por unidad de área, que es necesario aplicar para generar una penetración, de 0,127 cm de la placa en el terreno. En la ecuación 1.4 se muestra como determina el valor de k

Ecuación 1.4 En donde: P = carga unitaria kg/cm2 correspondiente a la penetración indicada. Es común usar la prueba de CBR (California Bearing Ratio) o valor relativo de soporte, desarrollado por la División de Carreteras de California para determinar la resistencia del suelos. La prueba del CBR es un ensayo normalizado (Norma INV-E 148-07, AASHTO T193), en el cual un vástago penetra, en el suelo compactado en un molde, con una presión y a una velocidad controlada; se establecen un conjunto de penetraciones prefijadas y se determina la presión ejercida correspondiente a cada una de ellas; el vástago tiene un área de 19,4 cm2 y penetra la muestra a una velocidad de 0,127 cm/min.





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El valor relativo de soporte (CBR) se expresa en porcentaje y se define como la relación entre la carga unitaria aplicada que produce cierta deformación en la muestra de suelo requerida, para producir igual deformación en una muestra patrón. Dada la dificultad de realizar el ensayo para determinar el módulo de reacción de la subrasante, y teniendo en cuenta que para el diseño de los pavimentos de concreto se admiten aproximaciones en la determinación de la capacidad de soporte del suelo, se puede recurrir a correlaciones entre el valor k con el del CBR y la clasificación de suelos, siguiendo las indicaciones en el cuadro No.6





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Cuadro No. 6 :fuente PORTLAND CEMENT ASSOCIATION. Thickness design for concrete pavements. Chicago : PCA, 1984. 32 p.



e) Pérdida de serviciabilidad. (ΔPSI = P0 - Pt)

La serviciabilidad se define como la capacidad del pavimento de desempeñarse adecuadamente ante todo tipo de tráfico que circula en la vía, se mide en una escala del 0 al 5, en donde 0 (cero) significa pavimento intransitable y 5 significa pavimento en excelentes condiciones. [AASHTO, 1993, p: II-10]. Este factor es una medida subjetiva de la calificación del pavimento; sin embargo, la tendencia es definirla usando parámetros como el índice de regularidad internacional (IRI). La serviciabilidad inicial (Po) es la condición de un pavimento inmediatamente después de la construcción de éste. La guía AASHTO recomienda para pavimentos rígidos un Po = 4.5, mediante el uso de adecuadas técnicas de construcción. La serviciabilidad final (Pt) es la capacidad funcional que se espera tenga un pavimento al final del periodo de diseño. La AASHTO sugiere que para carreteras principales se utilice un valor de Pt = 2.5 ó 3.0 y para carreteras de bajo nivel un valor de serviciabilidad final de 2.0. [AASHTO, 1993, p: II-10]. El cambio total en el índice de serviciabilidad (ΔPSI) viene dado por:

Para el diseño se tomaron los valores de: SERVICIABILIDAD indice serv. inicial (po):

4.50

indice serv. final (pt):

2.50



f) Propiedades del concreto. (Módulo de elasticidad y módulo de ruptura)





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Las propiedades del concreto que influyen en el diseño de una estructura de pavimento se detallan a continuación: El módulo de elasticidad del concreto (Ec), es la relación que existe entre el esfuerzo y la deformación unitaria axial al estar sometido el concreto a esfuerzos de compresión dentro del comportamiento elástico, es la pendiente de la línea definida por dos puntos de la curva del esfuerzo-deformación, dentro de esta zona elástica. El valor del módulo de elasticidad del concreto de peso normal se puede obtener según ASTM C39 ó AASHTO T22, T140; o en función del esfuerzo a compresión (f´c) a una edad de 28 días, según el American Concrete Institute, (ACI).

El concreto hidráulico que se utiliza en los pavimentos se especifica por su resistencia a la flexión, medida por el Módulo de Rotura a Flexión, a los 28 días. (MR) expresada en kg/cm2 y generalmente varía entre los siguientes valores: 40 ≤ MR ≤ 50

En Pavimentos de Concreto Hidráulico se exige: MR ≥ 40 kg/cm2 o sea f`c ≥ 280 kg/cm2.





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Para nuestro caso escogeremos un módulo de rotura de 45 kg/cm2 

g) Coeficiente de transferencia de carga. (J)

El coeficiente J representa la eficiencia de transferencia de carga que tiene una losa del pavimento al transmitir fuerzas cortantes a las losas adyacentes, esto tiene por objeto minimizar las deformaciones y los esfuerzos en la estructura del pavimento. La guía AASHTO edición 1993 explica este factor en su sección 2.4.2. La transferencia de carga comúnmente se da por medio de barras de acero lisas incrustadas en las losas en las juntas transversales, (aunque puede haber otros tipos de mecanismos de transferencia de carga, como la transferencia a partir de la trabazón de agregados), tal como lo muestra la figura 5.





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Figura 5: esquema de transferencia de carga entre losas vecinas Adaptado del Instituto del cemento portland argentino ICPA, presentación de diseño de pavimentos rígidos. Ing. Diego H. Calo [2008: P.25].

Para el diseño se adoptó un valor de 3.1



h) Coeficiente de drenaje. (Cd)

El coeficiente de drenaje fue incorporado en la guía AASHTO para diseño de pavimentos rígidos a raíz de los efectos del drenaje en el desempeño de la estructura de pavimento, tales como el efecto de la humedad en la resistencia de la subrasante y en la erosionabilidad de la subbase.




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Cuadro No. 7 calidades de drenaje

Cuadro No.7 calidades de drenaje, combinación de variables

Para el diseño se adoptó el valor de 1.


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Una vez obtenidas las variables de diseño se procedió a realizar los respectivos cálculos y chequeos que a continuación se muestran:

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JUNTAS

Los efectos de retracción y de gradientes térmicos en las losas de concreto producen, inevitablemente (excepto en el pretensado), fisuramiento, que sólo podemos controlar o dirigir, precisamente, por medio de líneas de roturas impuestas, llamadas “juntas”. Se distinguen 4 tipos de Juntas:     

De Dilatación De Construcción Longitudinal De Retracción - Flexión De Construcción Transversal A: Junta de Dilatación

De 20 a 30 mm (típico: 25 mm) Son juntas transversales ó longitudinales (pavimentos de vía ancha) que permitirán el movimiento de las losas, a través de un material compresible intermedio, si estas se dilatan por efecto de la temperatura, evitando los desplazamientos no deseables. 

B: Junta de Construcción Longitudinal

Resultan del sistema constructivo del pavimento, mediante bandas de ancho fijo. 

C: Junta de Retracción - Flexión

De 3 a 6 mm de ancho. Son juntas transversales ó longitudinales constituidas por una ranura en la parte superior de las losas. La profundidad de la ranura debe estar comprendida entre 1/3 y 1/4 del espesor de la losa.







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D: Junta de Construcción Transversal

Resultan en las paradas prolongadas (más de 1 hora de trabajo) de la puesta en obra, ó al fin de la jornada. Como son previsibles debe hacerse coincidir con las de contracción. Las Juntas, son muy importantes en la duración de la estructura, siendo una de las pautas para calificar la bondad de un pavimento. En consecuencia, la conservación y oportuna reparación de las fallas en las juntas es decisiva para la vida de servicio de un pavimento. Por su ancho, por la función que cumplen y para lograr un rodamiento suave, deben ser rellenadas con materiales apropiados, utilizando técnicas constructivas especificadas.





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Dimensiones de juntas de retracción y ubicación de pasadores de carga

 8.1 JUNTAS DIMENSIONES MÍNIMAS DE LOS PASADORES DE CARGA (acero transversal).

A)

Barra de acero en pasajuntas (acero en juntas de retracción).

Existe una regla según la cual el diámetro de la varilla no puede ser menor de1/8 del espesor de la losa (PCA, 1975) La PCA (1991) recomienda diámetros de 1” para espesores de losa menores de 250mm y 1y½” para espesores iguales o mayores a 250mm




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Tabla de diámetros y longitudes recomendados en pasa juntas.

Pasadores Si la cimentación de la estructura del pavimento no es estabilizada con cemento, el riesgo de la presencia del fenómeno del bombeo está dada, por lo que; se recomienda, siempre, el uso de pasadores de acero, con las siguientes características:    

Longitud = 45 cm Espaciamiento = 30 cm Diámetro f = 3.175 cm (espesor de losa ≤ 25 cm) Disposición: 1/2 del espesor de la losa (a la mitad o eje neutro)

Para nuestro caso se toma el acero de refuerzo 1 ¼” con longitud de 45 cm espaciado cada 30 cm, centro a centro de la barra. B) Barras de unión. Las juntas de retracción-flexión y/o de construcción son atravesadas por las cargas, se recomienda, en estos casos, que la junta quede cerrada (coser la junta) con barras de unión de acero, con las siguientes características:    

Longitud = 0.85 cm Espaciamiento = 1.2 cm Diámetro f = 1.2 cm Disposición: 1/2 del espesor de la losa (a la mitad)




Ubicación, espaciamiento y longitudes de barras de unión


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Planta de ubicación de pasadores de cargas y barra de unión.

De la tabla anterior se obtiene que para un ancho de carriles de 4.00 m y un espesor de losa de 0.250 m, en las juntas longitudinales, se emplearán barras corrugadas de 1/2 pulgada de diámetro, con una longitud de 0.85 m, de fy = 60000 PSI y una separación entre barras de 1.20 m máximo. Verificación del Índice de Esbeltez: Debido a la presencia de anchos de carriles de diferente magnitud, se busca determinar la longitud de la losa de concreto tratando de enmarcarse con la siguiente expresión: 1,0 < Longitud de losa / Ancho de losa <= 1.25 Donde se tiene: Relación de Esbeltez = 4,00 / 4,00 = 1,00 < 1,25; por lo cual el ancho geométrico y la longitud geométrica establecidas por las áreas dispuestas para la plataforma de parqueo corresponden a lo tolerado por el rango de Esbeltez.


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25. CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS ENTRE LAS DOS METODOLOGIAS DE ANALISIS. DATOS DE SALIDA ESPESOR LOSA DIAMETRO DOVELAS SEPARACION DOVELAS DIAMETRO ACERO DE ANCLAJE SEPARACION ACERO DE ANCLAJE

METODOLOGIA PCA-84 25 cm 1 ¼ Pulgadas 30 cm de centro a centro ½ Pulgada

METODOLOGIA AASHTO 93 25 cm 1 ¼ Pulgadas 30 cm de centro a centro ½ Pulgada

120 cm

120 cm





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ANEXO 1. ESTUDIO DE SUELOS VERIFICACION DEL ESTUDIO ZONA DE PARQUEADERO DE CARROTANQUES VASCONIA

memoria de calculo para patio de maniobras

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