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10.1. CARACTERIZACIN DE SUBRASANTE
La caracterizacin geotcnica est fundamentada en el anlisis de la informacin
obtenida en campo, a partir de los datos geolgicos y en los registros litolgicosobtenidos en la elaboracin de sondeos y apiques, muestreo y ensayos de
clasificacin, CBR de laboratorio.
En el laboratorio se clasificaron isualmente las muestras recuperadas y, las
representatias, se analizaron para conocer sus propiedades !ndice y sus
caracter!sticas de gradacin y plasticidad. "obre las muestras representatias se
realizaron los ensayos requeridos para clasificacin de los suelos en el sistema
".#.C.". para un total de $% ensayos de clasificacin.
Los ensayos efectuados se realizaron siguiendo las Especificaciones y &ormas de
Ensayos del 'nstituto &acional de (!as.
)nlisis *ranulomtrico de "uelos por +amizado, &orma E-$.
/eterminacin del L!mite L!quido de los "uelos, &orma E-$0.
Limite plstico e !ndice de plasticidad, &orma E-$1.
2umedades naturales mediante muestras tomadas espec!ficamente para tal
fin, seg3n &orma E-$$.
Relacin de "oporte del "uelo en el Laboratorio 4CBR de Laboratorio5, &orma
E-%6.
10.1. ENSAYOS DE RESISTENCIA MATERIAL DE SUBRASANTE
La capacidad de soporte de los suelos de la subrasante se determin de manera
indirecta mediante el uso del Cono /inmico y mediante el ensayo de CBR de
laboratorio, en el (olumen de Estudio de *eolog!a y *eotecnia se presenta el
calculo detallado del CBR a partir de las e7presiones adoptadas para el calculo del
CBR, las cuales corresponden a e7presiones desarrolladas por 'nestigadores o'nstituciones reconocidas en el tema de /ise8o de 9aimentos. :inalmente se
adopto la correlacin que mas se a;ustara a los alores de CBR de laboratorio.
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Cuadro No.2- CBR a partir d E!"a#o d $a%oratorio
SITIO CBR
9)+'< =)&'trnsito? se puede Aacer con diferentes grados de
apro7imacin. Las ms precisas parten del anlisis de registros Aistricos deconteos y pesa;es sobre la !a que se a a paimentar. Los conteos permiten que
se Aaga una proyeccin con la idea de que el trnsito pasado permite predecir el
que pasar. 9or su parte los menos precisos se Aacen teniendo en cuenta el
ancAo y el tipo de la !a que se tiene, o con base en algunas consideraciones
acerca del sericio que a a prestar la !a.
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(.1. CLASI)ICACIN *E+ICULAR"iguiendo los lineamientos regulatios de la clasificacin del tipo de eA!culos por
peso y por e;es, la resolucin %- de $%, e7pedida por el =inisterio de
+ransporte, dictamina la siguiente clasificacin
(.1.1 Tipo AEn esta categor!a se agrupan los automiles, camperos, camionetas, y
microbuses, seg3n la clasificacin del 'nstituto &acional de (!as '&(')" este
grupo se denomina con la letra ).
(.1.2 Tipo BEn esta categor!a se agrupan las busetas y los buses, seg3n el '&(')", este
grupo se denomina con la letra B.
(.1., Tipo CEste grupo, que se designa con la letra C, seg3n lo registrado en la resolucin
%- del $%, en que los eA!culos de carga se designan de acuerdo con la
configuracin de sus e;es de la siguiente manera
A. Con el primer d!gito se designa el n3mero de e;es del camin o deltractocamin 4Cabezote5.
B.La letra " significa semiremolque y el d!gito inmediato indica el n3mero de suse;es.
C.La letra R significa remolque y el d!gito inmediato indica el n3mero de sus e;es.D.La letra B significa remolque balanceado y el d!gito inmediato indica el n3merode sus e;es.
La designacin para los eA!culos de transporte de carga en el territorio nacional,
de acuerdo con la configuracin de sus e;es, se muestra en la :igura .
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:igura . :uente resolucin %- del $%
(.2 ESO *E+ICULAR Y ESO OR EE
Los eA!culos, trasmiten las cargas al paimento a tras de las ruedas, que como
se di;o, estn dispuestas en e;es. El =inisterio del +ransporte, a tras de la
resolucin %- de $% reglamenta el peso que pueden transmitir tanto los
eA!culos, como los diferentes e;es de carga. ) continuacin se registra la
informacin sobre la carga m7ima admisible para los eA!culos ms comunes en
el pa!s de acuerdo con esta resolucinD en la :igura % se indica la carga m7ima
para los e;es ms frecuentes.
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:igura %. :uente resolucin %- del $%
(.2.1 EE ATRN Y DA'O UNITARIO
/ada la gran cantidad de cargas que pueden circular por las !as, los mtodos de
dise8o de paimentos recurren a establecer un e;e patrn al cual se le asigna unacarga determinada, la ms tradicional es la de 6,$ toneladas para el e;e sencillo de
llanta doble. Cuando un e;e pasa por un sector de la !a genera un da8o
proporcional a la carga que trasmite al suelo.
En el ensayo ial ))"2
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ensayo que el da8o que Aacen los e;es en el paimento no es linealmente
proporcional a la carga, sino que es e7ponencial, teniendo un comportamiento
como el dado por la Ecuacin --
En donde
):actor de equialencia
iCarga en el e;e
Carga en el e;e patrn
! E7ponente
En el caso particular no se tiene suficientes, y confiables, datos de representacin
del trnsito actual y proyectado, se puede recurrir al cuadro &o. , en la que se
Aace una apro7imacin ponderada de los alores para el e7ponencial >n?,
dependiendo del tipo de e;e, para un !ndice de sericio final de $,0. Este alor es
aplicable solo para los paimentos de concreto.
Cuadro &o. :uente =anual de dise8o de paimentos en concreto pag. 00
(.2., )ACTOR CAMIN )C
/ado que los eA!culos comerciales 4camiones y buses5 tienen dos o ms e;es, a
la suma de los factores da8o de cada uno de sus e;es se le conoce como :actorCamin :c.
El :actor camin se puede entender como el n3mero de aplicaciones de e;es
sencillos cargados con 6-.6- & 46.$ toneladas5 que es necesario que circulen por
un paimento para Aacer el mismo da8o que un camin con una carga cualquiera.
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Como se tienen datos de transito calculados en campo pues las !as a paimentar
se encuentran intransitable se partir de los datos de transito y calculo de e;es
equialentes se8alados en la pagina -$ del manual de dise8o de paimentos en
concreto. (er cuadro &o. %
Cuadro &o. % :uente =anual de dise8o de paimentos en concreto pag. -$
9ara este caso espec!fico se tomo como referencia para el dise8o la categor!a +-
con -.0. e;es acumulados de 6.$ +on."e considera un periodo de dise8o de
$ a8os para todos los anlisis estructurales, el cual ba;o premisas tericas debe
coincidir como m!nimo con la ida 3til del paimento, en el caso que e7ista una
buena certidumbre en el anlisis de las ariables de dise8o y su respectia
proyeccin.
11.1. DISE'O DE A*IMENTOS
Las ariables que interienen para el dise8o de paimentos r!gidos son tomadas
en base a un conocimiento emp!rico, por lo que es importante conocer y entender
las consideraciones que tienen que er con cada una de ellas. La frmula que
propone la gu!a ))"2+< F para el dise8o del espesor de la losa de paimento
r!gido se muestra en la ecuacin -.$
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Las ariables que interienen en la ecuacin -.$ se detallan a continuacin
a5 Espesor de losa de paimento de concreto Aidrulico. 4/5
b5 &3mero de e;es equialentes del e;e patrn de -6, libras 4E")LGs5,
representado por el trfico 4H-65.
c5 Coeficiente de confiabilidad 4R5, representado por la desiacin normal estndar
4IR5 y por el error estndar combinado 4"5.
d5 =dulo de reaccin de la subrasantesubbase 4J5.
e5 9rdida de sericiabilidad 4K9"' 9 9t5.
f5 9ropiedades del concreto =dulo de ruptura 4=R5 y =dulo de elasticidad 4E5.
g5 Coeficiente de transferencia de carga 4M5.
A5 Coeficiente de drena;e 4Cd5.
) continuacin se describen de manera general las ariables inolucradas en el
dise8o de espesores de losa de paimentos r!gidos
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a) Espesor. ().
Es la ariable que se pretende determinar al realizar un dise8o de una estructura
de paimento, el espesor se refiere solamente a la capa de concreto Aidrulico
que se coloca sobre la subbase yNo subrasante. 9ara nuestro caso se propuso un
espesor de losa de $0. cm.
!) "r#fico.
Los resultados de la ))"2< Road +est mostraron que el efecto da8ino del paso
de un e;e de cualquier peso puede ser representado por un n3mero de
repeticiones de carga, equialentes a 6.$ toneladas -6 Jips 4E")LGs5, aplicadas
en el carril de dise8o durante el periodo de dise8o del paimento. Esta
simplificacin se realiz debido a que en la poca en que se desarroll la ))"2;untas?. "e distinguen % tipos de Muntas
/e /ilatacin
/e Construccin Longitudinal
/e Retraccin :le7in
/e Construccin +ransersal
> ;unta de ilatacin
/e $ a mm 4t!pico $0 mm5
"on ;untas transersales longitudinales 4paimentos de !a ancAa5 quepermitirn el moimiento de las losas, a tras de un material compresible
intermedio, si estas se dilatan por efecto de la temperatura, eitando los
desplazamientos no deseables.
B ;unta de Construccin ?ongitudinal
Resultan del sistema constructio del paimento, mediante bandas de ancAo fi;o.
C ;unta de Retraccin * @le5in
/e a 1 mm de ancAo.
"on ;untas transersales longitudinales constituidas por una ranura en la parte
superior de las losas. La profundidad de la ranura debe estar comprendida entre
-N y -N% del espesor de la losa.
;unta de Construccin "ransversal
Resultan en las paradas prolongadas 4ms de - Aora de traba;o5 de la puesta en
obra, al fin de la ;ornada. Como son preisibles debe Aacerse coincidir con las de
contraccin.
Las Muntas, son muy importantes en la duracin de la estructura, siendo una de las
pautas para calificar la bondad de un paimento. En consecuencia, laconseracin y oportuna reparacin de las fallas en las ;untas es decisia para la
ida de sericio de un paimento.
9or su ancAo, por la funcin que cumplen y para lograr un rodamiento suae,
deben ser rellenadas con materiales apropiados, utilizando tcnicas constructias
especificadas.
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/imensiones de ;untas de retraccin y ubicacin de pasadores de carga
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9.1 UNTAS DIMENSIONES M:NIMAS DE LOS ASADORES DE CAR;A7a4ro tra!"r"a$6.
A6 Barra d a4ro ! pa"a
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B6 Barra" d u!i5!.Las ;untas de retraccinfle7in yNo de construccin son atraesadas por las
cargas, se recomienda, en estos casos, que la ;unta quede cerrada 4coser la ;unta5
con barras de unin de acero, con las siguientes caracter!sticas
?ongitud 0.'& cm Espaciamiento ,.9 cm
i#metro f ,.9 cm
isposicin ,89 del espesor de la losa (a la mitad)
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#bicacin , espaciamiento y longitudes de barras de unin
9lanta de ubicacin de pasadores de cargas y barra de unin.
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/e la tabla anterior se obtiene que para un ancAo de carriles de %. m y un
espesor de losa de .$0 m, en las ;untas longitudinales, se emplearn barras
corrugadas de -N$ pulgada de dimetro, con una longitud de .60 m, de fy
1 9"' y una separacin entre barras de -.$ m m7imo.
*ri3i4a4i5! d$ :!di4 d E"%$t=
/ebido a la presencia de ancAos de carriles de diferente magnitud, se buscadeterminar la longitud de la losa de concreto tratando de enmarcarse con lasiguiente e7presin
-, T Longitud de losa N )ncAo de losa T -.$0
/onde se tiene
Relacin de Esbeltez %, N %, -, T -,$0D por lo cual el ancAo
geomtrico y la longitud geomtrica establecidas por las reas dispuestas
para la plataforma de parqueo corresponden a lo tolerado por el rango de
Esbeltez.