Si se chequea el eje SRS este espesor podría soportar hasta 176 repeticiones diarias de este eje durante 20 años. La Placa-huella en concreto es un sistema de pavimentación para vías de bajos volúmenes de tránsito, en el cual se pavimentan únicamente las huellas por donde circulan las ruedas de los vehículos, la separación entre las franjas de concreto se rellena con piedra pegada, un material con las características de concreto ciclópeo, rocas distribuidas adecuadamente y pegadas con concreto, dependiendo del ancho de la vía se construyen cunetas y bordillos en concreto para proveer la vía de un sistema de drenaje superficial, sí se requiere la separación entre la parte exterior de cada placa-huella y la cuneta se rellena también con piedra pegada (Fotografía 1). En consecuencia, el método de diseño de pavimentos de concreto de la PCA, no es aplicable, tal y como está propuesto, para determinar espesores de pavimentos en placa-huella. Se identificó que se presenta un contacto entre las esquinas inferiores de las placas, bajo el borde cargado que está en contacto con el material granular de soporte, generando unos esfuerzos altos en esos puntos que podrían inducir a la falla de la esquina (despicadura), sin embargo, se asume que una vez esta falla ocurre, la integridad de la placa no se ve mayormente afectada y los esfuerzos máximos se presentarían en el punto esperado. [10] Packard, R.G., Thickness design for concrete highway and street pavements, Portland Cement Association, 1984. es PhD. digital@unal.edu.co 4.1 CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO DE JUNTAS. En la presente investigación se realizó una modelación con elementos finitos para estudiar el comportamiento de los pavimentos con placa-huella ante diferentes condiciones de carga y soporte. Modelo 2: Este modelo se utilizó para hacer análisis posteriores a la identificación de las condiciones más críticas identificadas con el modelo 1; el modelo 2 consistió en evaluar placas-huella cortas, de 1.0 mt de longitud. Esp. Las características exigidas para el modelo de respuesta para pavimentos de concreto, son las mismas que se requieren para analizar pavimentos … a un “Suplemento a la guía de diseño de estructuras de pavimento”. El procedimiento de diseño normal es suponer un espesor de pavimento e iniciar a Available at: http://www2.tku.edu.tw/~tkjse/4-4/4-4-7.pdf. Gt Gt Aproximadamente después de un año de terminar la prueba AASHO para 1961 salió 2016. El acero de refuerzo está constituido por una armadura de acero No 2 (1/4") separadas cada 30 cm en las dos direcciones, para las riostras se requiere dos aceros No 3 (3/8") arriba y abajo con estribos de 1/4" cada 20 cm. En Infraestructura Vial de la Universidad de Cauca, Colombia. Construcción de una placa en concreto rígido para parqueadero CCP Los pesos máximos para estos ejes están regulados por la resolución 004100 del 2004 del Ministerio de Transporte [2], sin embargo, sería recomendable que se analizará en cada región si estos pesos máximos son adecuados para la red terciaria, debido a que estas cargas podrían resultar considerablemente altas para pavimentos con placa-huella, si estos se quieren diseñar con placas de concreto simple como una alternativa más económica a las placas-huella reforzadas que se construyen actualmente. 3.63 (Lx + L2) 5.20 3.9 3.5, de la Prueba. En la Tabla 3 se presenta el número de ejes admisibles por erosión para 20 años, para un suelo con módulo resiliente de 100 MPa y diferentes espesores de placa, estos datos se presentan como ejemplo y soporte para posterior discusión. utilizarse. deterioro se comportan de manera paralela o con el mismo gradiente para unas The design of plain-concrete strip roads pavements was evaluated for the maximum loads of C3 trucks and 20 years of design period. evaluar todos los factores adicionales de diseño, si se cumple el equilibrio en la ecuación Servicio Calificación. Dentro de una misma longitud de Placa-huella, el efecto del gradiente de temperatura es menor a medida que se incrementa el espesor de la placa. Este modelo se evaluó con cargas del semieje simple de rueda simple (27 kN), semieje simple de rueda doble (50 kN) y semieje tándem (100 kN). The construction of strip road pavements has increased in the recent days in Colombia. DOI: https://doi.org/10.15446/dyna.v83n199.55350. 4 carril en el sentido de circulación de diseño, obviamente el 100% del tráfico circulará por En pavimentos de placa-huella cada una de las huellas soporta un lado del eje, por lo que para efectos de la presente modelación se consideró una distribución de 50% del peso total del eje en cada huella (semieje). Las dos palcas-huella en concreto reforzado tienen ancho de 0.90 mt cada una, separadas 0.90 mt entre sí, con una longitud de 5.0 mt distribuida entre 3 riostras de 13 cm de ancho, una a cada extremo y otra en el centro de las placas-huella, las cuales tienen una longitud de 230.5 cm cada una, medida entre riostras, la separación entre las placas-huella se rellena con piedra pegada, el espesor de la placa-huella es de 15 cm y está apoyada sobre un material granular de 10 cm de espesor, según la especificación se requiere que este material cumpla como mínimo la especificación de afirmado y tiene como función garantizar adecuado soporte a las placas-huella. 6). Al asumir los derechos patrimoniales del artículo, no podrá reproducirse parcial o totalmente en ningún medio impreso o digital sin permiso expreso del mismo Carta de Presentación. Standard DSpace is … 3.2.1. Indice de Equivalente, para considerar las variaciones en el crecimiento durante la vida útil. La fatiga es la falla del concreto debida a carga repetida, la falla ocurre mediante la fisuración de la losa de concreto. Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0. WebLos diversos tipos de pavimentos de concreto pueden ser clasificados, en orden de menor a mayor costo inicial, de la siguiente manera: a. Pavimentos de concreto simple a.1 … WebDSpace CRIS DSpace-CRIS consists of a data model describing objects of interest to Research and Development and a set of tools to manage the data. Para la longitud de placa-huella de 1.0 mt el efecto es despreciable, para la longitud de placa-huella de 2.0 mt se pueden observar diferencias para espesores inferiores a 0.14 mt, pero estos espesores presentan esfuerzos máximos de tensión demasiado altos en relación con el valor de referencia del estudio de 3.0 MPa. 2 1.00. Con base en la geometría de los pavimentos en placa-huella descrita anteriormente se evaluaron dos modelos: Modelo 1: Este modelo consistió en una placa-huella de concreto de 0.9 mt de ancho, longitud variable entre 3.0 mt y 1.0 mt, y espesor variable entre 0.15 mt y 0.20 mt, la placa-huella estaba soportada sobre una capa granular de 0.15 mt de espesor con módulo de 200 MPa, apoyada sobre una subrasante blanda con módulo resiliente de 20 MPa. para Diseño de Estructuras de Pavimento – 1972”; Para 1981 se hizo una Revisión al [6] Huang, Y.H., Pavement analysis and design, Pearson/Prentice Hall, 2004. desarrollo económico - social de la zona en cuestión, del mejoramiento de las 5 Este artículo presenta una modelación con elementos finitos tridimensionales realizada para estudiar el comportamiento de estos pavimentos bajo diferentes condiciones de carga y calidad del suelo de soporte. Es conveniente preever este crecimiento del tráfico, tomando en consideración una tasa 20 del tiempo, hasta que llega a un punto tal de saturación en el que el tráfico se mantiene Se encontró que desde el punto de vista del criterio de fatiga esto sería posible, pero el comportamiento por erosión de estos pavimentos es incierto, debido a que en la actualidad no existe suficiente información para calibrar un modelo para realizar la evaluación por este criterio. Contacto página web: Avenida El Dorado No. In this research, a finite element analysis was performed to study the response of concrete strip road under different load configurations and soil support. Civil, MSc. «Pavimentos Con Placa-Huella De Concreto Simple: Análisis Con Elementos Finitos 3D». Por tratarse de pavimentos de concreto, en la evaluación de cargas de tránsito lo que importa es el tipo, peso y repeticiones esperadas de los ejes. WebLa estructura del pavimento rígido, conformada principalmente por las losas de concreto, debe garantizar la adecuada transferencia de esfuerzos hacia la capa de cimentación, … 3.2. Múltiples losas con transferencia de carga en las juntas y fisuras. Para el análisis de erosión en las placas-huellas de concreto de 1.0 mt, se utilizó el modelo 2, la carga se colocó en la esquina de la placa central para calcular la deflexión de la losa, la Fig. ORCID: 0000-0001-7166-3061|, es Ing. EverFE: Software for the 3D Finite Element Analysis of Jointed Plain Concrete Pavements, Maine, USA, 2005. 1. Resultados de la evaluación del modelo 2. Pavimentos con placa-huella de concreto simple: Análisis con elementos finitos 3D. Al comparar estas dos columnas, se observa que al considerar el gradiente de temperatura se produce un incremento del esfuerzo máximo de tensión para todas las longitudes y espesores estudiados. Abstract: Keywords: Pavements, strip road, rural roads, low-traffic roads, plain concrete. Este último comportamiento toma gran importancia debido a que existe muy poca información sobre gradientes de temperatura en pavimentos de concreto en Colombia, lo que dificulta enormemente considerar este parámetro en la práctica, una mejor alternativa es controlar el efecto del gradiente de temperatura controlando la longitud de las placas-huella. Cuando se comparan diferentes longitudes, el efecto de gradiente de temperatura disminuye considerablemente con la disminución de la longitud de la Placa-huella, Figura 7. tipos que otros. [2] Ministerio de Transporte, Límites de pesos y dimensiones de los vehículos de carga en Colombia, Resolución 004100 Ministerio de Transporte, Bogotá DC, 2004. 4 determinarse el correspondiente a cada sentido de circulación, esto se realiza mediante la ejes de pesos normales a ejes equivalentes dependen del espesor del pavimento, de la … La formula general a la que llegó al AASHTO para el diseño de pavimetos rígidos, basada de tasas de crecimiento, sin embargo estos pueden variar según el caso. El método AASHTO utiliza en su En una vía de un solo Existen algunos factores que nos ayudan a determinar con precisión el tráfico [3] National Cooperative Highway Research Program (NCHRP), Calibrated Mechanistic Structural Analysis Procedure for Pavement, Report 1-26, Transportation Research Board, National Research Council, Washington, DC, 1990. http://trid.trb.org/view.aspx?id=502452. Se analizó la posibilidad de diseñar pavimentos con placa-huella de concreto simple, para las cargas máximas del camión C3 y con periodo de diseño de 20 años. Orobio, Armando, y Juan Carlos Orobio. Gt = Log Para todos los casos se consideró la interface entre la placa y la subbase granular como ligada, esto se asume debido a que en el proceso constructivo las placas-huella se funden directamente sobre la subbase previamente compactada. este parámetro son: - Para pavimento de Concreto = 4.5 escala del 0 al 5 en donde 0 (cero) significa una esperamos tenga el pavimento al final de su vida útil. El uso de pavimentos en placa-huella de concreto se ha incrementado en Colombia en los últimos años, al parecer, debido a las condiciones climáticas de muchas zonas del país que hacen que la conservación de vías en afirmado sea poco efectiva, con necesidades de inversión que en la mayoría de los casos no reflejan los esfuerzos en conservación de redes viales terciarias y secundarias que realizan los entes gubernamentales. Las características del concreto se definieron de la siguiente manera: El módulo de elasticidad 28.000 MPa, relación de Poisson's del concreto 0.2, coeficiente de expiación térmica 1.1x10-5 por0C y la densidad 2400 Kg/m3. en Ing. La construcción de pavimentos en placa-huella se ha incrementado en Colombia en los últimos años, este tipo de pavimento se utiliza para vías rurales con bajo tránsito. A medida que un camino se va congestionando de tráfico su crecimiento se va haciendo en Infraestructura Vial de la Universidad del Cauca, Colombia. Una vez se ha preparado la … Es importante investigar adecuadamente la tasa de crecimiento apropiada para el caso en Los criterios de diseño de pavimentos de concreto son la fatiga y la erosión, si se quiere evaluar la posibilidad de diseñar pavimentos en placa-huella de concreto simple, estos dos criterios deben ser evaluados considerando las características de este tipo de pavimento. Serviciabilidad Final (Pt). mayor al 5%. Al evaluar el modelo 2 con un semieje tándem de 100 kN, 50 kN en cada rueda doble del semieje del tándem, con uno de los ejes del tándem ubicado en la posición crítica centro-borde de la placa central y en otro eje del tándem en la placa adyacente (Fig. El análisis con elementos finitos reveló que el esfuerzo máximo de tensión ocurre cuando la carga está en la posición centro-borde de la placa, el esfuerzo disminuye con el incremento del espesor de la placa, y con la disminución de la longitud de la placa. 2 ) 3.52 WebTipos de Pavimento Rígido • Pavimento de hormigón con juntas Top View Typleal Spadng: 3.7 • 6.1 m (12 • 20 ft.) Longltudlnal Jolnt Esquema 5,4: Elementos del pavimento de … 293-300, 2001. El espesor del pavimento de concreto es la variable que pretendemos determinar al Cuando se comparan los esfuerzos entre las diferentes longitudes, se encuentra que a menor longitud de la placa-huella, menor es el esfuerzo máximo de tensión al comparar placas del mismo espesor. Se encontró que desde el punto de vista del criterio de fatiga esto sería posible, pero el comportamiento por erosión de estos pavimentos es incierto, debido a que en la actualidad no existe suficiente información para calibrar un modelo para realizar la evaluación por este criterio. Disponible en: http://es.scribd.com/doc/276515876/Especificacion-Placa-huella-500-1p-Invias. La carga utilizada en este modelo fue un semieje simple de rueda doble de 40 KN (Correspondiente a un eje estándar de 80 KN), con separación entre ruedas de 0.30 mt, la cual se ubicó en diferentes posiciones; Centro-Centro, Centro-Borde y Esquina (Fig. La fatiga es la falla del concreto debida a carga repetida, la falla ocurre mediante la fisuración de la losa de concreto. [9] Ying-Haur, L. and Carpenter, S.H., PCAWIN Program for jointed concrete pavement design, Tamkang Journal of Science and Engineering, [Online]. [4] Davids, W.G. El análisis por fatiga de la placa-huella se realizó utilizando la ecuación recomendada por la Portland Cement Association - PCA [7]. Con el propósito de entender mejor el comportamiento de los pavimentos de placa-huella y evaluar la posibilidad de construir pavimentos de placa-huella en concreto simple, eliminar los requerimientos de las cuantías de acero, facilitar la construcción y reducir los costos de este tipo de pavimentos, se evaluaron ambos modelos (modelo 1 y modelo 2) bajo diferentes condiciones. Visor de artículos científicos generados a partir de XML-JATS4R por Redalyc. 2.1. en Infraestructura Vial de la Universidad del Cauca, Colombia. saturada esté la vía, pueda ser que sobre el carril de diseño circule entre un 50% a un 4). El autor o autores de un artículo aceptado para publicación en cualquiera de las revistas editadas por la facultad de Minas cederán la totalidad de los derechos patrimoniales a la Universidad Nacional de Colombia de manera gratuita, dentro de los cuáles se incluyen: el derecho a editar, publicar, reproducir y distribuir tanto en medios impresos como digitales, además de incluir en artículo en índices internacionales y/o bases de datos, de igual manera, se faculta a la editorial para utilizar las imágenes, tablas y/o cualquier material gráfico presentado en el artículo para el diseño de carátulas o posters de la misma revista. REVISTA DYNA, Universidad Nacional de Colombia (Sede Medellín). El tipo de placa huella utilizado en el país es de concreto reforzado, basado principalmente en un diseño general definido por la especificación particular 500-1P, que genera muchas dudas para su aplicación en diferentes proyectos. 2022 Congreso Internacional de Innovación y Tendencias en Ingeniería (CONIITI). Los pasadores son pequeñas barras de acero ,también conocidos como «Dowels» ,son los que se colocan en juntas de expansión en la sección transversal de la … [5] Packard, R.G., Thickness design for concrete highway and street pavements, Portland Cement Association, 1984. Análisis de la placa-huella por fatiga y erosión. que intervienen en los cálculos. En la Tabla 2 se presenta el esfuerzo crítico en posición centro-borde, las repeticiones admisibles y el número promedio de ejes diarios permitido para un periodo de 20 años, esta tabla se realizó para la investigación y por el momento no se recomienda para otros usos. pavimento. Análisis del pavimento placa-huella por criterio de fatiga. https://doi.org/10.15446/dyna.v83n199.55350, http://es.scribd.com/doc/276515876/Especificacion-Placa-huella-500-1p-Invias, http://www2.tku.edu.tw/~tkjse/4-4/4-4-7.pdf. de crecimiento anual con la que se calcula un factor de crecimiento del tráfico. Se analizó la posibilidad de diseñar pavimentos con placa-huella de concreto simple, para las cargas máximas del camión C3 y con periodo de diseño de 20 años. - Las fórmulas que permiten convertir el número de Resultados de la evaluación del modelo 2, 3.2.1. importantes que tienen que ver con cada una de ellas para así poder realizar diseños 7, (a) centro-borde y (b) centro-borde (L+°T). De acuerdo con la especificación 500-1P, este pavimento consiste en dos placas-huellas paralelas en concreto reforzado y separadas con piedra pegada, con la geometría mostrada en la Fig. 1 de octubre de 2016 [citado 11 de enero de 2023];83(199):9-18. 3 Ante todos estos interrogantes, es claro que en la actualidad no se entiende claramente el comportamiento de los pavimentos con placas-huella de concreto y la interrelación entre las variables de diseño de estos pavimentos, por lo que en el marco del presente estudio se decidió dar respuesta a los interrogantes planteados. El AASHTO recomienda algunos valores, sin embargo no necesariamente deben El efecto de la calidad de la subrasante también fue investigado con el modelo 1, la Fig. MSc. El Tráfico es una de las variables más significativas del diseño de pavimentos y sin «Pavimentos Con Placa-Huella De Concreto Simple: Análisis Con Elementos Finitos 3D». Definición del modelo para evaluación. [8] Packard, R.a.T.S., Mechanistic design of concrete pavements to control joint faulting and subbase erosion, Portland Cement 1985. The design of plain-concrete strip roads pavements was evaluated for the maximum loads of C3 trucks and 20 years of design period. Normales de los vehículos que circularán por el camino, en Ejes Sencillos Equivalentes de WebLa construcción de pavimentos en placa-huella se ha incrementado en Colombia en los últimos años, este tipo de pavimento se utiliza para vías rurales con bajo tránsito. Los pesos máximos para estos ejes están regulados por la resolución 004100 del 2004 del Ministerio de Transporte [2], sin embargo, sería recomendable que se analizará en cada región si estos pesos máximos son adecuados para la red terciaria, debido a que estas cargas podrían resultar considerablemente altas para pavimentos con placa-huella, si estos se quieren diseñar con placas de concreto simple como una alternativa más económica a las placas-huella reforzadas que se construyen actualmente. Factor de Sentido.- Del total del tráfico que se estima para el diseño del pavimento deberá Resultados de la evaluación del modelo 2 con eje SRD. 80 This type of pavements is being used for rural low-traffic volume roads, the type of strip road pavement used nationwide is made of reinforced-concrete, the construction in based mainly on the particular construction specification 500-1P that has only one configuration of the pavement, which raises doubts on its application for different projects. En cada longitud de placa-huella evaluada, el esfuerzo disminuye con el incremento del espesor de la placa. En Economía de la Universidad Javeriana, Colombia. Se identificó que se presenta un contacto entre las esquinas inferiores de las placas, bajo el borde cargado que está en contacto con el material granular de soporte, generando unos esfuerzos altos en esos puntos que podrían inducir a la falla de la esquina (despicadura), sin embargo, se asume que una vez esta falla ocurre, la integridad de la placa no se ve mayormente afectada y los esfuerzos máximos se presentarían en el punto esperado. Además, debe estudiarse el efecto del gradiente de temperatura en los esfuerzos de las placas, fenómeno de alabeo. (es), Vol. formulación el número de repeticiones esperadas de carga de Ejes Equivalentes, es decir, Los vehículos comerciales que se espera que circulen por pavimentos en placa-huella son el camión C2 y el C3, el camión C2 tiene un eje simple de rueda simple adelante (SRS) y un eje simple de rueda doble atrás (SRD), el camión C3 tiene un eje simple de rueda simple adelante (SRS) y un eje tándem atrás (Fig. Pavimentos, placa-huella, vías rurales, bajo tránsito, concreto simple. Los resultados del análisis de erosión no representan el comportamiento esperado para placas-huellas con base a las experiencias actuales en Colombia, esto plantea interrogantes sobre la aplicabilidad de este modelo de erosión para pavimentos de placa-huella. PavimentosPavimentos,placa-huellaplaca-huella,vías ruralesvías rurales,bajo tránsitobajo tránsito,concreto simpleconcreto simple. Packard, R.a.T.S., Mechanistic design of concrete pavements to control joint faulting and subbase erosion, Portland Cement 1985. Nota: estos se asemejan más a los de carreteras de la Prueba. Considerando el uso masivo de este tipo de pavimento y la ausencia de un método unificado de diseño y construcción de los mismos, el Instituto Nacional de Vías - INVIAS contrató mediante concurso de méritos al consorcio Manuales y Guías CEAL 2015, conformado por las firmas El Alcázar SAS, La Compañía de consultoría y construcciones LTDA. Serviciabilidad. Sin embargo, se debe considerar el efecto del gradiente de la temperatura en los esfuerzos de la placa. A. Orobio y J. C. Orobio, «Pavimentos con placa-huella de concreto simple: Análisis con elementos finitos 3D». (2022). The design of plain-concrete strip roads pavements was evaluated for the maximum loads of C3 trucks and 20 years of design period. Los pavimentos en placa-huella que se construyen actualmente en Colombia son en concreto reforzado, en su mayoría regulados por la especificación particular 500 - 1P [1], que al parecer no es una especificación oficial del INVIAS, pero se ha venido utilizando debido a la ausencia de una mejor especificación. blog.pucp.edu.pe/blog/viaspucp/2021/04/07/pavimentos-rigidos-… El efecto de la calidad de la subrasante también fue investigado con el modelo 1, la Fig. Structural evaluation of pavement thickness in Plain-concrete strip road. The construction of strip road pavements has increased in the recent days in Colombia. Para la subbase granular se utilizó relación de Poisson's de 0.4 y para la subrasante 0.45, el módulo resiliente de estos materiales fue variable durante la evaluación. Civil de West Virginia University, USA. Factor de Equivalencia del Tráfico. Web- Transferencia de Carga - Propiedades del Concreto - Resistencia de la Subrasante - Drenaje - Confiabilidad 1. Po = 4.3 (12pulg./milla). Con el propósito de entender mejor el comportamiento de los pavimentos de placa-huella y evaluar la posibilidad de construir pavimentos de placa-huella en concreto simple, eliminar los requerimientos de las cuantías de acero, facilitar la construcción y reducir los costos de este tipo de pavimentos, se evaluaron ambos modelos (modelo 1 y modelo 2) bajo diferentes condiciones. - Pavimentos Urbanos Secundarios 1.5. Este último comportamiento toma gran importancia debido a que existe muy poca información sobre gradientes de temperatura en pavimentos de concreto en Colombia, lo que dificulta enormemente considerar este parámetro en la práctica, una mejor alternativa es controlar el efecto del gradiente de temperatura controlando la longitud de las placas-huella. En la Tabla 2 se presenta el esfuerzo crítico en posición centro-borde, las repeticiones admisibles y el número promedio de ejes diarios permitido para un periodo de 20 años, esta tabla se realizó para la investigación y por el momento no se recomienda para otros usos. Con base en el modelo 2 se evaluó la fatiga para placa-huellas de 1.0 mt de longitud con varios espesores placa entre 0.17 mt y 0.23 mt y diferentes módulos resilientes de subrasante entre 30 MPa y 100 MPa. Resultados de la evaluación del modelo 2 con eje tándem, 3.2. Nf: Número de repeticiones de carga permitidas. Por lo anterior no es recomendable la utilización de acero de refuerzo en los pavimentos Con más de 20 años de experiencia en la gestión de proyectos de transporte e infraestructura vial, puesta en marcha de sistemas de transporte, gestión de recursos ante el Gobierno Nacional y Municipal y administración de concesiones de transporte, tecnológicas e infraestructura. Pavimentos con placa-huella de concreto simple: Análisis con elementos finitos 3D, Plain-concrete strip road pavements: 3D finite element analysis, DOI: https://doi.org/10.15446/dyna.v83n199.55350. Pavimentos con placa-huella de concreto simple: Análisis con elementos finitos 3D. 10 se observa que en todas las calidades de subrasante evaluadas, para espesores de losa de 0.17 mt los esfuerzos máximos de tensión son del orden de 3.0 MPa. [7] Packard, R.G.a.S.D.T., New PCA thickness design procedure for concrete highway and street pavements, The Third International Conference on Concrete Pavement Design and Rehabilitation, 1985. Análisis del pavimento placa-huella por criterio de erosión. Packard, R.G.a.S.D.T., New PCA thickness design procedure for concrete highway and street pavements, The Third International Conference on Concrete Pavement Design and Rehabilitation, 1985. será la capacidad de carga del pavimento antes de fallar. y Esp. Factor de Carril Nf: Número de repeticiones de carga permitidas. Losas con diferentes tipos de cargas, incluidos ejes simples y múltiples, diferentes posiciones de carga. 2 Regular – Es la condición que tiene un pavimento inmediatamente 8 muestra los resultados para placas-huella de diferentes espesores y longitudes de 1.0 mt y 2.0 mt, sobre 15 cm de material granular de 100 MPa de módulo resiliente, sobre subrasantes de módulos resilientes de 20, 30, 40, y 50 MPa, con carga del semieje SRD de 50 kN en posición centro-borde. 6). el sentido de diseño, dependiendo del tipo de camino: carretero ó urbano, y de que tan confiables y óptimos al mismo tiempo. 1. es PhD. ese carril que al mismo tiempo será nuestro carril de diseño. en Gerencia de Construcciones de la Universidad Javeriana, Colombia. De acuerdo con la especificación 500-1P, este pavimento consiste en dos placas-huellas paralelas en concreto reforzado y separadas con piedra pegada, con la geometría mostrada en la Fig. Los pavimentos de concreto el AASHTO los diseña por fatiga. Para la subbase granular se utilizó relación de Poisson's de 0.4 y para la subrasante 0.45, el módulo resiliente de estos materiales fue variable durante la evaluación. carga del eje, del tipo de eje y de la serviciabilidad final que pretendemos para el Si se conoce el tránsito esperado de una vía, con los datos de la Tabla 2 se podría utilizar la teoría del daño acumulado para calcular el consumo total de fatiga [5] y así determinar el espesor de una placa-huella de las características analizadas para soportar este tránsito. The results showed that although this type of strip road may meet fatigue criteria, the erosion criteria is uncertain due to lack of data to calibrate an erosion model to perform this evaluation. Pavimentos en placa- huella de concreto simple, con espesores inferiores a 0.17 mt no serían viables bajo las condiciones del presente análisis. 10 presenta la variación del esfuerzo máximo de tensión con relación al espesor de la losa para diferentes módulos resilientes de subrasante entre 20 MPa y 80 MPa, los esfuerzos son para un semieje SRD de 50 kN en la posición crítica centro-borde en la placa central y trabazón de agregados entre las placas. - Pavimentos Urbanos Principales 1.8 pequeña variación en el espesor puede significar una variación importante en la vida útil. Se encontró que desde el punto de vista del criterio de fatiga esto sería posible, pero el comportamiento por erosión de estos pavimentos es incierto, debido a que en la actualidad no existe suficiente información para calibrar un modelo para realizar la evaluación por este criterio. The construction of strip road pavements has increased in the recent days in Colombia. Para el análisis de erosión en las placas-huellas de concreto de 1.0 mt, se utilizó el modelo 2, la carga se colocó en la esquina de la placa central para calcular la deflexión de la losa, la Fig. Orobio A, Orobio JC. El tipo … Aunque la norma es clara en definir la geometría de las placas-huella, en la práctica se encuentran referencias de placas-huella construidas con diferentes espesores, se encuentran diseños en donde se ha calculado el espesor de la placas-huella utilizando el método de diseño de pavimentos de concreto de la PCA (Portland Cement Association), encontrando espesores mucho mayores a los 15 cm requeridos por la especificación 500-1P, pero conservando el refuerzo exigido por la especificación. Cuando se limita la longitud de la placa a 1.0 mt de largo con 0.9 mt de ancho, el análisis de fatiga revela que es posible diseñar pavimentos en placa-huella de concreto simple con las cargas estudiadas, sin embargo, no es posible evaluar el comportamiento a erosión de estos pavimentos debido a que no existe un modelo adecuado. El comportamiento de los esfuerzos de estas dos columnas se presenta en la Fig. La deflexión más crítica ocurre en la esquina de las losas bajo la acción de las cargas de tránsito [6]. Pavimentos en placa- huella de concreto simple, con espesores inferiores a 0.17 mt no serían viables bajo las condiciones del presente análisis. carga a las que estará sometido el pavimento. En realidad al establecer una vida útil de diseño, en realidad lo que estamos para un pavimento excelente. En consecuencia, el método de diseño de pavimentos de concreto de la PCA, no es aplicable, tal y como está propuesto, para determinar espesores de pavimentos en placa-huella. En la actualidad es común entre constructores y consultores, escuchar interrogantes sobre sí este tipo de pavimento se puede construir de manera más económica, se han planteado preguntas sobre sí es realmente necesario construir placas-huella de concreto reforzado, sí son necesarias las riostras, sobre cuál es el efecto de diferentes calidades de subrasante, sí el espesor del material granular es suficiente, cuáles son las máximas cargas por ejes que puede soportar, pero quizás la pregunta más importante es que sí se eliminan los elementos que al parecer son innecesarios, las placas-huella podrían ser una solución de pavimentación mucho más económica para las vías de bajos volúmenes de tránsito. In this research, a finite element analysis was performed to study the response of concrete strip road under different load configurations and soil support. Tipos de vehículos que circulan por pavimentos en placa-huella, 2.2. 1 Para 1998 se publicó un método alternativo para diseño de pavimentos, que corresponde Para la longitud de placa-huella de 1.0 mt el efecto es despreciable, para la longitud de placa-huella de 2.0 mt se pueden observar diferencias para espesores inferiores a 0.14 mt, pero estos espesores presentan esfuerzos máximos de tensión demasiado altos en relación con el valor de referencia del estudio de 3.0 MPa. La serviciabilidad se define como la habilidad del entender como el número de repeticiones ó ciclos de carga y descarga que actúan sobre La construcción de pavimentos en placa-huella se ha incrementado en Colombia en los últimos años, este tipo de pavimento se utiliza para vías rurales con bajo tránsito. Pavimentos con placa-huella de concreto simple: Análisis con elementos finitos 3D. camiones) que circulan en la vía, se mide en una 6), con trabazón de agregados entre las placas, diferentes espesores de placas y módulos de subrasante entre 30 MPa y 100 MPa, se observa que los esfuerzos máximos de tensión en placas de espesor 0.17 mt o superior son inferiores al valor de referencia de 3.0 MPa para todas las calidades de subrasante (Fig. 20 004, © Copyright 2014 Algunos derechos reservados. El tipo de placa huella utilizado en el país es de concreto reforzado, basado principalmente en un diseño general definido por la especificación particular 500-1P, que genera muchas dudas para su aplicación en diferentes proyectos. - Para pavimento de Asfalto = 4.2, Usando buenas técnicas de construcción, el pavimento de concreto puede tener una Cuando se desarrolló el método PCA se modelaron losas de 4.57 mt de longitud y 3.65 mt de ancho con elementos finitos [9], estas losas permiten mejor distribución del esfuerzo sobre la superficie de soporte que las placas-huellas de 1.0 mt de largo y 0.90 mt ancho analizadas, esto hace que los esfuerzos en la interface placa-soporte sean mayores en estas últimas, por lo tanto, sé requiere una calibración del modelo para poder aplicarlo a las placas-huella. 83 Núm. Ying-Haur, L. and Carpenter, S.H., PCAWIN Program for jointed concrete pavement design, Tamkang Journal of Science and Engineering, [Online]. Es La Tabla 1 muestra los resultados de los máximos esfuerzos de tensión obtenidos para las longitudes y espesores de placa evaluados, en todos los casos el esfuerzo máximo de tensión se presenta cuando la carga está ubicada en la posición centro-borde. Análisis del pavimento placa-huella por criterio de erosión. Al evaluar el modelo 2 con un semieje tándem de 100 kN, 50 kN en cada rueda doble del semieje del tándem, con uno de los ejes del tándem ubicado en la posición crítica centro-borde de la placa central y en otro eje del tándem en la placa adyacente (Fig. ecuación se deberán seguir haciendo tanteos para tomando como valor semilla el Orobio, A. y Orobio, J.C. 2016. calificación para pavimento intransitable y 5 (cinco) Se realizó un análisis extensivo del comportamiento de los pavimentos en placa-huella, bajo las expectativas de carga que se tiene en Colombia para las vías de bajos volúmenes de tránsito. Situación actual de placa-huella en Colombia, 2.1. EverFE: Software for the 3D Finite Element Analysis of Jointed Plain Concrete Pavements, Maine, USA, 2005. - El factor de Carril es un coeficiente que nos permite estimar que tanto 2. El procedimiento de Diseño AASHTO predice el porcentaje de pérdida de serviciabilidad [1] Especificación 500-1P Placa-huella en concreto. 1.1. Es profesor titular de la Escuela de Ingeniería Civil y Geomatica de la Universidad del Valle, Colombia. βx β18 In this research, a finite element analysis was performed to study the response of concrete strip road under different load configurations and soil support. Este artículo presenta una modelación con elementos finitos tridimensionales realizada para estudiar el comportamiento de estos pavimentos bajo diferentes condiciones de carga y calidad del suelo de soporte. Las características del concreto se definieron de la siguiente manera: El módulo de elasticidad 28.000 MPa, relación de Poisson's del concreto 0.2, coeficiente de expiación térmica 1.1x10-5 por0C y la densidad 2400 Kg/m3. La fatiga la podemos Se analizaron eje SRS, SRD y Tándem, las cargas utilizadas fueron las del semieje, considerando una distribución de 50% del peso total a cada lado del eje. A continuación se muestran dichas fórmulas: Log = 4.62 Log (18+1) - 4.62 Log (LWtx x + L2) + 3.28 Log (L2) + - El modelo 1 se evaluó para placas-huellas de diferentes longitudes y espesores, con carga en las tres posiciones estudiadas (Centro-Centro, Centro-Borde y Esquina). 80 Análisis del pavimento placa-huella por criterio de fatiga, 3.3.2. - Resistencia de la Subrasante This type of pavements is being used for rural low-traffic volume roads, the type of strip road pavement used nationwide is made of reinforced-concrete, the construction in based mainly on the particular construction specification 500-1P that has only one configuration of the pavement, which raises doubts on its application for different projects. El tipo de placa huella utilizado en el país es de concreto reforzado, basado principalmente en un diseño general definido por la especificación particular 500-1P, que genera muchas dudas para su aplicación en diferentes proyectos. La longitud de placa fue fijada en 1.0 mt con base en los resultados de los análisis hechos con el modelo 1. [En línea]. 0.60 a 0.80 1 Malo Capítulo III, correspondiente al Diseño de Pavimentos de Concreto con Cemento Portland; Para 1986 se publicó una revisión de la “Guía para el Diseño de Estructuras de Sin embargo, se debe considerar el efecto del gradiente de la temperatura en los esfuerzos de la placa. En las dos últimas columnas centro-borde y centro-borde (L+°T) de la Tabla 1, la primera columna (centro-borde) muestra esfuerzos de tensión cuando la carga está en la posición más crítica centro-borde, la segunda columna (centro-borde L+°T), presenta los resultados del efecto combinado de carga y gradiente de temperatura sobre el esfuerzo máximo de tensión, la carga se ubica en la posición más crítica (Centro-Borde) y se considera un gradiente de temperatura de 5 °C, -5 °C. Si se chequea el eje SRS este espesor podría soportar hasta 176 repeticiones diarias de este eje durante 20 años. que circulará por el carril de diseño. Visor de artículos científicos generados a partir de XML-JATS4R por. La Tabla 1 muestra los resultados de los máximos esfuerzos de tensión obtenidos para las longitudes y espesores de placa evaluados, en todos los casos el esfuerzo máximo de tensión se presenta cuando la carga está ubicada en la posición centro-borde. Este tipo de pavimento debe evaluarse bajo los criterios de falla por carga última, fatiga y erosión, que son determinantes para el diseño del espesor mínimo de la placa. 100 Se analizó la posibilidad de diseñar pavimentos con placa-huella de concreto simple, para las cargas máximas del camión C3 y con periodo de diseño de 20 años. Cuando evalúa el modelo 2 con un semieje SRS de 27 kN ubicado en la posición crítica centro-borde, en la placa central y con trabazón de agregados entre las placas, para módulos de subrasante entre 30 MPa y 100 MPa, los esfuerzos máximos de tensión resultan inferiores a 3.0 MPa para espesores de placa de 0.15 mt o superiores (Fig. Además, debe estudiarse el efecto del gradiente de temperatura en los esfuerzos de las placas, fenómeno de alabeo. fricción, distancias de frenado, visibilidad, etc. Se encontró que desde el punto de vista del criterio de fatiga esto sería posible, pero el comportamiento por erosión de estos pavimentos es incierto, debido a que en la actualidad no existe suficiente información para calibrar un modelo para realizar la evaluación por este criterio. 11), lo que implica que bajo un eje tándem con las características estudiadas, placas-huellas de espesores superiores a 0.17 mt no fallarían por carga última. La tabla muestra que, a pesar de que el módulo de la subrasante tiene un valor aceptable, las repeticiones admisibles por erosión para el eje tándem son bastante bajas, no se encontraron mayores diferencias cuando se utilizan pasadores de carga en las juntas de la placa-huella, para subrasantes de menor calidad los resultados son más bajos. 7, (a) centro-borde y (b) centro-borde (L+°T). Civil, MSc. Modelación de pavimentos en placa-huella con elementos finitos 3D, 2.3. El comportamiento de los esfuerzos de estas dos columnas se presenta en la Fig. Para la trabazón de agregados entre placas, se consideraron juntas entre 1 mm de espesor con una rigidez de 0.5 MPa/mm, considerando que las placas se funden continuamente y cuando el concreto ha endurecido se inducen las juntas con una cortadora. Este tipo de pavimento debe evaluarse bajo los criterios de falla por carga última, fatiga y erosión, que son determinantes para el diseño del espesor mínimo de la placa. Definición del modelo para evaluación, 3.1. Keywords: Pavements, strip road, rural roads, low-traffic roads, plain concrete. 20 El tipo de placa huella utilizado en el país es de concreto reforzado, basado principalmente en un diseño general definido por la especificación particular 500-1P, que genera muchas dudas para su aplicación en diferentes proyectos. DYNA [Internet]. Resumen: Al comparar estas dos columnas, se observa que al considerar el gradiente de temperatura se produce un incremento del esfuerzo máximo de tensión para todas las longitudes y espesores estudiados. En la Fig. 60 Orobio, A. y Orobio, J. C. (2016) «Pavimentos con placa-huella de concreto simple: Análisis con elementos finitos 3D». The construction of strip road pavements has increased in the recent days in Colombia. Losas con diferentes tipos de cargas, incluidos ejes simples y múltiples, diferentes posiciones de carga. 3.2.3. En los pavimentos, la fatiga se mide en vigas de concreto simplemente apoyadas, sometidas a ensayo de carga repetida en los tercios de la luz libre, el tiempo de iniciación de la fisura depende en gran medida de la magnitud del esfuerzo, cuando el esfuerzo aplicado es muy inferior al módulo de rotura del concreto no se produce la falla por fatiga. 9), valor tomado como referencia en este análisis para falla por carga última, lo que indica que para ejes livianos este tipo de pavimento no fallaría por este criterio. Intransitable El modelo 2 se evaluó con diferentes espesores de placa y diferentes módulos resilientes de la subrasante, para ejes SRS, SRD y Tándem. Dependiendo de muchos factores, tales como el desarrollo económico - social, la Hemeroteca Nacional Universitaria Bogotá D.C., Colombia (+57 1) 316 5000 Ext. 1 4). Huang, Y.H., Pavement analysis and design, Pearson/Prentice Hall, 2004. La vida útil mínima con la que se debe diseñar un pavimento rígido es de 20 años, es Ha sido Secretario de Infraestructura de Cali, Director de Transporte y Jefe de Planeación de Metrocali, Ingeniero de Proyectos de las empresas Consultoría Colombiana y Conalvias, Gerente de las firmas MG Consultores Empresariales y el Alcázar, y profesor de ingeniería de pavimentos en la Universidad Javeriana. 1. Wt18 Este modelo fue utilizado para analizar el comportamiento de la placa huella ante carga vehicular y gradiente de temperatura (Fig. en Gerencia de Construcciones de la Universidad Javeriana, Colombia. Los valores recomendados de Serviciabilidad Final Pt para el caso de México, son: - Para Zonas Industriales 1.8 donde: Tvu = Tráfico en la vida útil The results showed that although this type of strip road may meet fatigue criteria, the erosion criteria is uncertain due to lack of data to calibrate an erosion model to perform this evaluation. Cuando se comparan diferentes longitudes, el efecto de gradiente de temperatura disminuye considerablemente con la disminución de la longitud de la Placa-huella, Figura 7. WebLos diversos tipos de pavimentos de concreto pueden ser clasificados, en orden de menor a mayor costo inicial, de la siguiente manera: • Pavimentos de concreto simple. 2). En cada longitud de placa-huella evaluada, el esfuerzo disminuye con el incremento del espesor de la placa. índice de servicio promedio Davids, W.G. En la presente investigación se realizó una modelación con elementos finitos para estudiar el comportamiento de los pavimentos con placa-huella ante diferentes condiciones de carga y soporte. 8 se puede apreciar que, según las condiciones evaluadas, existe poca sensibilidad del esfuerzo máximo de tensión con respecto al módulo resiliente de la subrasante. En la presente investigación se realizó una modelación con elementos finitos para estudiar el comportamiento de los pavimentos con placa-huella ante diferentes condiciones de carga y soporte. Para todos los casos se consideró la interface entre la placa y la subbase granular como ligada, esto se asume debido a que en el proceso constructivo las placas-huella se funden directamente sobre la subbase previamente compactada. ( D + 1 ) 8.46 ( L Las características exigidas para el modelo de respuesta para pavimentos de concreto, son las mismas que se requieren para analizar pavimentos … Modelación de pavimentos en placa-huella con elementos finitos 3D. Los vehículos comerciales que se espera que circulen por pavimentos en placa-huella son el camión C2 y el C3, el camión C2 tiene un eje simple de rueda simple adelante (SRS) y un eje simple de rueda doble atrás (SRD), el camión C3 tiene un eje simple de rueda simple adelante (SRS) y un eje tándem atrás (Fig. Las características exigidas para el modelo de respuesta para pavimentos de concreto, son las mismas que se requieren para analizar pavimentos en placa-huella de concreto simple, debido a esto se decidió utilizar EverEF 2.25, un software de elementos finitos 3D para modelar pavimentos de concreto y de uso libre, desarrollado en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de Maine [4] que cumple con los requerimientos anteriores. 4 https://doi.org/10.15446/dyna.v83n199.55350, http://es.scribd.com/doc/276515876/Especificacion-Placa-huella-500-1p-Invias, http://www2.tku.edu.tw/~tkjse/4-4/4-4-7.pdf. Variables de diseño de Pavimentos Rígidos Para la trabazón de agregados entre placas, se consideraron juntas entre 1 mm de espesor con una rigidez de 0.5 MPa/mm, considerando que las placas se funden continuamente y cuando el concreto ha endurecido se inducen las juntas con una cortadora. 1.1. Este modelo fue utilizado para analizar el comportamiento de la placa huella ante carga vehicular y gradiente de temperatura (Fig. En la presente investigación se analiza el comportamiento de los pavimentos de placa-huella con losas de concreto simple, el análisis se realiza mediante un modelo de elementos finitos tridimensional para analizar la respuesta de las placas-huella a diferentes tipos de ejes vehiculares, con trabazón de agregados o con pasadores de transferencia de carga, diferentes calidades de subrasante y efectos de gradientes de temperatura. La serviciabilidad es una medida subjetiva de la calificación del pavimento, Acerca de este sitio web Actualización: 31/08/19. Factor de Carril. un elemento. 5 Excelente 10 se observa que en todas las calidades de subrasante evaluadas, para espesores de losa de 0.17 mt los esfuerzos máximos de tensión son del orden de 3.0 MPa. La erosión ocurre debido a la acción combinada de la carga y la presencia de agua en el material de soporte, que genera la expulsión del material por las esquinas y juntas de las losas, generando vacíos que inducen escalonamiento y fisuración del pavimento [5]. Múltiples losas con transferencia de carga en las juntas y fisuras. Se realizó un análisis extensivo del comportamiento de los pavimentos en placa-huella, bajo las expectativas de carga que se tiene en Colombia para las vías de bajos volúmenes de tránsito. 2.3. [7] Packard, R.G.a.S.D.T., New PCA thickness design procedure for concrete highway and street pavements, The Third International Conference on Concrete Pavement Design and Rehabilitation, 1985. Los datos de descargas todavía no están disponibles. resultado del tanteo anterior. Packard, R.G., Thickness design for concrete highway and street pavements, Portland Cement Association, 1984. La construcción de pavimentos en placa-huella se ha incrementado en Colombia en los últimos años, este tipo de pavimento se utiliza para vías rurales con bajo tránsito. Las características exigidas para el modelo de respuesta para pavimentos de concreto, son las mismas que se requieren para analizar pavimentos en placa-huella de concreto simple, debido a esto se decidió utilizar EverEF 2.25, un software de elementos finitos 3D para modelar pavimentos de concreto y de uso libre, desarrollado en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de Maine [4] que cumple con los requerimientos anteriores. capacidad de la vía, etc. 02.03 demolicion de veredas existentes und #ref! - Drenaje. Los valores recomendados por AASHTO para ORCID: 0000-0001-9665-5121, Plain-concrete strip road pavements: 3D finite element analysis. Dependiendo del tipo de eje y espesor de placa, la longitud de placa que no supere el módulo de rotura del concreto es variable, pero la falla por carga última bajo los ejes evaluados (SRS, SRD y Tándem) se puede controlar con la disminución de la longitud de la placa. Cuando se compara el esfuerzo máximo de tensión (columna Centro-borde de la Tabla 1) con el valor de esfuerzo de 3.0 MPa, se observa que si se quiere evitar la falla por carga última de la placa- huella bajo las condiciones de carga estudiadas, sería posible utilizar placas-huella de longitud 3.0 mt con espesores superiores a 0.20 mt, de 2.5 mt con espesor superior a 019 mt, de 2.0 mt con espesor superior a 0.18 mt, de 1.5 mt con espesor superior a 0.16 mt y de 1.0 mt con espesor superior a 0.15 mt. Pavimentos sobre subrasante solida o liquida. This type of pavements is being used for rural low-traffic volume roads, the type of strip road pavement used nationwide is made of reinforced-concrete, the construction in based mainly on the particular construction specification 500-1P that has only one configuration of the pavement, which raises doubts on its application for different projects. La Placa-huella en concreto es un sistema de pavimentación para vías de bajos volúmenes de tránsito, en el cual se pavimentan únicamente las huellas por donde circulan las ruedas de los vehículos, la separación entre las franjas de concreto se rellena con piedra pegada, un material con las características de concreto ciclópeo, rocas distribuidas adecuadamente y pegadas con concreto, dependiendo del ancho de la vía se construyen cunetas y bordillos en concreto para proveer la vía de un sistema de drenaje superficial, sí se requiere la separación entre la parte exterior de cada placa-huella y la cuneta se rellena también con piedra pegada (Fotografía 1). Esta forma de controlar el efecto del gradiente de temperatura en losas de concreto es utilizada en otros métodos de diseño de pavimentos de concreto [5]. Para el modelo 1 la malla se conformó por 17 elementos en el eje x, 17 elementos el eje y, en el eje z se definieron 4 elementos para la losa, 4 para la subbase y 4 para la subrasante. Con más de 20 años de experiencia en la gestión de proyectos de transporte e infraestructura vial, puesta en marcha de sistemas de transporte, gestión de recursos ante el Gobierno Nacional y Municipal y administración de concesiones de transporte, tecnológicas e infraestructura. Pavimentos sobre subrasante solida o liquida. Cuando evalúa el modelo 2 con un semieje SRS de 27 kN ubicado en la posición crítica centro-borde, en la placa central y con trabazón de agregados entre las placas, para módulos de subrasante entre 30 MPa y 100 MPa, los esfuerzos máximos de tensión resultan inferiores a 3.0 MPa para espesores de placa de 0.15 mt o superiores (Fig.