Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

METODO DE LA PORTLAND CEMENT ASSOCIATION(PCA)

No description
by

Wilmar Hernandez

on 16 November 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of METODO DE LA PORTLAND CEMENT ASSOCIATION(PCA)

Hallar espesores mínimos de pavimento menores costos anuales
Mayor espesor que el necesario, mejor comportamiento con bajos costos de mantenimiento, pero costo inicial alto
Equilibrar adecuado el diseño


a) Los pavimentos de concreto simple se construyen sin acero de refuerzo o varillas de transferencia de cargas en las juntas.

b) Los pavimentos de concreto simple con varillas de transferencia de carga, se construyen sin acero de refuerzo, por ende se disponen de varillas lisas en cada junta

c) Los pavimentos reforzados contienen acero de refuerzo y pasadores en las junta de construcción
d) Los pavimentos de refuerzo continuo, se construyen sin juntas de construcción, debido a su relativo peso y continuo refuerzo en dirección longitudinal


FACTORES DE DISEÑO
Luego de elegir el tipo de pavimento por construir, el tipo de subbase y el tipo de berma, el diseño se realizara a partir de los 4 factores siguientes

Resistencia a la flexion del concreto (Modulo de rotura)
Resistencia de la subrasante o del conjunto subrasante y subbase
Los tipos de magnitudes y frecuencias de las cargas por eje
El periodo de diseño, que usualmente se toma como 20 años, puede ser mayor o menor
ANALISIS DE FATIGA Y EROSIÓN
Ejemplo
Diseñar por el método PCA un pavimento de concreto simple para una vía de 4 carriles en la cual se espera un TPD inicial de 12900 vehiculos de los cuales un 19% son comerciales (buses y camiones). Se estima un crecimiento anual del transito del 4% anual durante los 20 años del periodo de diseño de pavimentos. Se ha realizado un pesaje de cargas en la region del proyecto y los resulktados se presentan el la tabla 8.11

Se asume un factor de seguridad de carga (fsc) igual a 1.2. La subrasante es una arcilla con modulo de reaccion es k=100 lb/pulg3 y se puede obtener un concreto con un modulo de rotura ( mR) de 4.5 MPa (650 Lb/pulg2).
Presentar una alternativa de diseño de un pavimento cuyas juntas tengan barillas de transferencia no posean bermas o bordillos en concreto
CONSIDERACIONES BASICAS
El grado de transferencia de carga proporcionado en las juntas trasversales, por los diferentes tipos de pavimentos
El efecto de usar bermas de concreto, adyacentes al pavimento, las cuales reducen los esfuerzos de flexión y las deflexiones producidas por las cargas de los vehículos
El efecto de usar una subbase de concreto pobre, reduciendo las deflexiones y los esfuerzos, proporcionando un mejor soporte


Nota: La elección de un espesor adecuado de diseño por este método depende, consecuentemente de la elección de factores adicionales a los tradicionales utilizados en el sistema de juntas y tipo de bermas
RESISTENCIA DEL CONCRETO A LA FLEXION


Esta resistencia se considera en el procedimiento de diseño por el criterio de la fatiga, la cual controla el agrietamiento del pavimento bajo la accion repetida de las cargas de los vehiculos

Las deformaciones que soporta un pavimento es bajo ls cargas de transito tanto de esfuerzos de compresion de tension.
El presente modelo utiliza una resistencia a la flexion, medida por ensayos de rotua sobre vigas de 15x15x75 cm, cargandolas en los tercios de la luz.
Factores de seguridad de carga


El metodo de diseño exige que las cargas reales se multipliquen por unos factores de seguridad de carga

Transito pesado: 1.2
Transito medio: 1.1
Transito bajo: 1.0
La tabla muestra el incremento que es de esperar en el modulo si se coloca una subbase granular
SOPORTE DE LA SUBRASANTE Y SUBABSE
PROYECCION DEL TRANSITO

Los factores que se relacionan a continuacion influyen sobre las tasas de crecimiento del transito

1. Transito atraido
2. Crecimiento normal del transito
3. Transito generado
4. Transito desarrollado
1) Determinacion del K de diseño: Debido a que la subrasante es arcillosa conviene la colocacion de una capa de subbase que para el caso se asume sea granular, con un espesor de 100 mm ( 4 pulg ) con el espesor de subbase y el modilo de reaccion de la subrasante 27 MPa/m ( 100 lb/pulg3 ) en la tabla 8.1 se obtiene un k de diseño de 35 MPa/m ( 130 lb/pulg3 )


2) Determinar el numero acomulado de vehiculos comerciales en el carril de diseño y durante el periodo de diseño

TPD inicial = 12900 Vehiculos
TPD durante todo el periodo de diseño ... 12900*1.5=19350 vehiculos en las dos direcciones. En una direccion seria = 19350/2 = 9675 vehiculos en dos carriles
Estimar el porcentaje de vehiculos comerciales que usa el carril de diseño segun la figura 8.2 entrando con el valor de 9675. Se obtiene un porcentaje de 0.81


3) Determinar el número de vehículos comerciales en el carril de diseño durante el periodo de diseño
T acomulado = 9675 * 19/100 * 81/100 * 365 * 20
= 10.880.000 Vehiculos comerciales


4) Los datos de carga por eje de la tabla 8.11 spm usados en este ejemplo de diseño y han sido usados en la tabla 8.4 bajo la carga maxima por eje tanto para ejes simples como Tandem. Las cargas se acostumbran a agruparlas en incrementos de: 900 Kg ( 2000 Lb ) Para los ejes simples y de 1800 Kg ( 400Lb) para los ejes tandem.

4.1 Asumir un espesor de losas de concreto de 240 mm
4.2 Determinar los esfuerzos equivalentes

Solución

5) Determinar los factores de relacion de esfuerzos

5.1 para ejes sencillos este factor se obtiene dividiendo el esfuerzo equivalente correspondiente entre el modulo de rotura (MR )

= 1.44/4.5 = 0.32

5.2 Para ejes en tandem:

= 1.35/4.5= 0.3

6) Determinar los factores de erosion respecto a las tablas 8.7 8.8 o 8.9 8.10. para el ejemplo usamos la 8.7 por las especificasiones en juntas y bermas.
ingresamos a la tabla con el k=35 MPa y el espesor de 240 mm. Obtenemos los factores de erosion 2.61 y 2.8 para ejes sencillos y tandem, respectivamente.

7) En la tabla 8.4 se colocan las cargas por eje de forma decreciente, para los dos tipos de ejes. Se colocan el resultado de multplicar cada una de las cargas por eje por el factor de seguridad de carga ( 1.2). Se calcula así:

Numero de ejes por cada 1000 vehiculos comerciales (Tabla 8.11) * numero esperado de V.C en el carril de diseño y durante el periodo de diseño ( Calculado paso 3)

Por ejemplo, para los valores de la primera fila seria: 0.58 * 10.880.000 / 1000 = 6310



Analisis de fatiga

8) Calcular las repeticiones que admite el pavimento por fatiga

9) El calculo se realiza dividiendo los valores de la columna 3 sobre los valores de la columna 4 y multiplicando esta relación por 100, el resultado se coloca en
la columna 5.
La sumatoria de todos los valores de esta columna da origen al consumo total de fatiga = 87%

Analisis de erosión

10) Se determinana las repeticiones de carga admisibles, antes que el pavimento falle por problemas de erosión. Se escogio la figura 8.4 por las condiciones del ejercicio. Los valores obtenidos se colocan en la columna 6.

11) Los porcentajes de daño se determinan dividiendo cada uno de los valores de la columna 3, por el correspondiente de la columna 6 y multiplicando por 100. La sumatoria de la columna 7 determina el daño total por erosión = 38.3%

12) El espesor de losa escogido para el tanteo se considera adecuado dado que los totales de fatiga y erosión son menores del 100%, siendo el de fatiga de 87%

En definitiva, el espesor de pavimento será:

Losas de condreto de 240 mm
Subbase granular de 100 mm

Las tablas y graficos empleados son las mismas, tanto para pavimentos de concreto simple como pasadores o sin ellos, como para pavimentos con refuerzo continuo. La única diferencia la establece el tipo de verma que tenga el pavimento
TIPOS DE PAVIMENTO RIGIDO
METODO DE LA PORTLAND CEMENT ASSOCIATION(PCA)
Tablas Usadas
Full transcript