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NORMA TÉCNICA CE.010 ACERAS Y PAVIMENTOS

CAPITULO I

GENERALIDADES Y DEFINICIONES

I.1 ORGANIZACIÓN DE LA NORMA

I.1.1 La norma consta de 6 capítulos, 21 items y 6 Anexos.

I.1.2 El Capítulo I trata sobre aspectos generales relativos a la organización de la norma, denominación, objetivo, ámbito de aplicación, alcances, obligatoriedad, requisitos de los Informes Técnicos y Responsabilidad Profesional. Asimismo, se dan algunas definiciones clave.

I.1.3 En el Capítulo II, se consigna la información mínima previa con la que deberá contar el Profesional Responsable para la Ejecución de los Estudios de Suelos, Estudios de Tránsito y Diseños de Pavimentos.

I.1.4 En el Capítulo III se reglamentan las Técnicas de Exploración e Investigaciones de Campo y Laboratorio, que se deberán utilizar en la ejecución de los Estudios de Suelos, así como las Técnicas de Control de Calidad que se deberán utilizar antes, durante y después de la ejecución de las Obras de Pavimentación.

I.1.5 En el Capítulo IV se dan las pautas para el diseño de los pavimentos urbanos nuevos, rehabilitaciones y reposiciones.

I.1.6 En el Capítulo V se norma la rotura y reposición de pavimentos para el tendido, reparación o rehabilitación de obras de servicios públicos.

I.1.7 En el Capítulo VI se norma el contenido mínimo de los Informes Técnicos relativos a los Estudios de Suelos y Diseño de Pavimentos, así como el de los planos y el de las Especificaciones Técnicas Constructivas.

I.1.8 En el Anexo A se acompaña un Glosario de Términos.

I.1.9 En el Anexo B se adjunta una metodología para el Diseño de Pavimentos Asfálticos de Calles y Estacionamientos.

I.1.10 En el Anexo C se adjuntan las Especificaciones Modelo para Trabajos de Pavimentación Asfáltica Urbana.

I.1.11 En el Anexo D se adjunta una metodología para el Diseño de Pavimentos Urbanos de Concreto de cemento Portland.

I.1.12 En el Anexo E se adjuntan las Especificaciones Guía para la Construcción de Calles de concreto de cemento Portland.

I.1.13 En el Anexo F se adjunta una metodología para el Diseño de Pavimentos Urbanos con Bloques Inter trabados (Adoquines) de concreto de cemento Portland.

I.1.14 En el Anexo G se adjuntan las Especificaciones Guía para la Construcción de Calles y estacionamientos con Bloques Inter trabados (Adoquines) de concreto de cemento Portland.

I.1.15 En el Anexo H se dan los Factores para Convertir Espesores de Componentes de Pavimentos Existentes a Espesor Efectivo (Te).

I.1.16 Al final se adjuntan las referencias Bibliográficas empleadas en la elaboración de la Norma.

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I.2 DENOMINACION Y OBJETIVO

I.2.1 La presente se denomina Norma Técnica de Edificación - Habilitaciones Urbanas - Componentes Estructurales - CE.010: Aceras y Pavimentos.

I.2.2 Esta norma tiene por objeto establecer los requerimientos mínimos para el diseño, construcción, rehabilitación, mantenimiento, rotura y reposición de pavimentos urbanos, desde los puntos de vista de la Mecánica de Suelos y de la Ingeniería de Pavimentos, a fin de asegurar la estabilidad y el buen comportamiento de aceras, pistas y estacionamientos urbanos, a lo largo de su vida de servicio.

I.3 AMBITO DE APLICACIÓN, ALCANCES Y LIMITACIONES

I.3.1 La presente Norma Técnica de Edificación tiene su ámbito de aplicación circunscrito al límite urbano de todas las ciudades del Perú.

I.3.2 Los alcances de la presente norma se consideran mínimos, por lo que las autoridades competentes podrán exigir al Profesional Responsable mayor profundidad y/o mas detalle en sus investigaciones y diseños.

I.4 OBLIGATORIEDAD DE LOS INFORMES TECNICOS

I.4.1 En los casos listados a continuación es obligatorio presentar un Informe Técnico conteniendo la Memoria Descriptiva del Estudio de Suelos y del Diseño de Pavimentos, sea que se trate de la construcción de pavimentos nuevos, de rehabilitaciones de pavimentos existentes o de la rotura y reposición de pavimentos existentes para tendido o reparación de servicios:

a) Habilitaciones Residenciales (ver NTE TH.010) b) Habilitaciones Comerciales (ver NTE TH.020 ) c) Habilitaciones Industriales (ver NTE TH.030) d) Habilitaciones para Usos Especiales (ver NTE TH.040) e) Habilitaciones en Riberas y Ladera (ver NTE TH.050 ) f) Reurbanización (ver NTE TH.060 )

I.4.2 Se podrá utilizar la información contenida en Estudios de Suelos con fines de Cimentación, siempre que el número de puntos de investigación cumpla lo estipulado en III.2. La Memoria Descriptiva del Diseño de Pavimentos deberá incluir en este caso los Certificados de los Ensayos de CBR sobre los Suelos de Fundación y de la Sub-rasante.

I.5 REQUISITOS DE LOS INFORMES TECNICOS

Todo Informe de Estudios de Suelos para el diseño de pavimentos nuevos, rehabilitaciones de pavimentos existentes, o para rotura y reposición de pavimentos existentes con fines de instalación o reemplazo de servicios, deberá sustentar sus conclusiones en un programa de exploración del suelo basado en calicatas complementadas con perforaciones con barreno manual o mecanizado; ensayos de campo y de laboratorio; análisis del tránsito esperado durante el período de vida de diseño; características de los materiales a usar en las diferentes capas del pavimento; métodos de diseño de pavimentos; y análisis del costo durante el ciclo de vida.

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Los Informes Técnicos se presentarán por triplicado conteniendo las Memorias Descriptivas de los Estudios de Suelos y del Diseño de Pavimentos, con una descripción detallada de los Trabajos de Campo, Laboratorio y Gabinete llevados a cabo, mas Anexos conteniendo los planos o croquis de Ubicación de las Obras, Distribución de Calicatas, Registros de la Estratigrafía hasta cubrir la Profundidad Activa de las Cargas Vehiculares, Resultados de los Ensayos de campo y/o Laboratorio, Salidas de las corridas del(os) software(s) utilizado(s) o las respectivas Hojas de Cálculo, Detalles Constructivos de los Pavimentos en forma de Laminas o planos, Fotografías y Especificaciones Técnicas Constructivas. I.6 RESPONSABILIDAD PROFESIONAL

Todo informe Técnico, incluyendo los planos de pavimentos, deberá estar refrendado por un Ingeniero Civil Colegiado, quien asume la responsabilidad por el contenido y las conclusiones del mismo, así como por la veracidad de los ensayos de campo y laboratorio que acompañan al Informe y a quien se denomina Profesional Responsable (PR). I.7 DEFINICIONES CLAVE1 ACERA

Parte de la vía urbana ubicada entre la pista y el límite de propiedad, destinada al uso peatonal. Normalmente es de concreto simple, aunque también podría ser de asfalto, ladrillo, adoquines de piedra o concreto hidráulico, o cualquier combinación de ellos.

ALAMEDA

Calle amplia con arborización intensa. CALLE

En su sentido más genérico es una vía pública en un área urbana entre límites de propiedad, con o sin acera, destinada al tránsito de peatones, animales y/o vehículos. Incluye a las calles propiamente dichas y a las avenidas, las que se diferencian fundamentalmente por sus respectivos volúmenes de tránsito.

CICLOVIA Espacio dentro de la vía urbana destinada exclusivamente al tránsito de bicicletas.

CONTRATISTA

Es la firma de construcción contratada o sus subcontratistas seleccionados para ejecutar todo o parte del trabajo según los planos y especificaciones del contrato.

ESTACIONAMIENTO

Espacio pavimentado entre la pista y la acera, destinado al aparcamiento vehicular.

PAVIMENTO Estructura de capas diseñada y construida para soportar cargas estáticas y dinámicas, con una transitabilidad adecuada. Se construye apoyada íntegramente sobre el terreno (natural en corte o terraplén compactado en relleno), preparado para recibirla, el cual recibe el nombre de sub-rasante. Los pavimentos por las

1 Ver también Glosario del Apéndice A.

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características de los materiales de los que están hechos se clasifican de mayor a menor calidad en: rígidos de concreto hidráulico, flexibles de concreto asfáltico, semi-rígidos de adoquines (de piedra y de concreto hidráulico), tratamientos asfálticos superficiales (múltiples, dobles, simples), empedrados, afirmados y de suelo estabilizado no superficial.

PISTA O CALZADA

Pavimento flexible, rígido o mixto (flexible y rígido), diseñado y construido para soportar cargas vehiculares, constituido por una estructura de capas, que se apoya en toda su superficie sobre la sub-rasante.

PROPIETARIO

Persona natural o jurídica que ejerce o ejercerá derecho de propiedad sobre la obra.

SUPERVISIÓN

Es el propietario o su representante quien administra la obra según los planos y especificaciones del contrato.

Son responsabilidades de la Supervisión de la Obra:

• Verificar el estado y funcionamiento de todo el equipo utilizado por el Contratista.

• Supervisar la correcta aplicación de los métodos de trabajo aceptados. • Vigilar el cumplimiento de los programas de trabajo. • Exigir el cumplimiento de las medidas de seguridad y mantenimiento del

tránsito • Comprobar que los materiales por emplear cumplan los requisitos de calidad

exigidos.

VIAS ARTERIALES

Son vías que permiten ligaciones interurbanas con fluidez media a alta, baja accesibilidad y relativa integración con el uso del suelo colindante. Son vías que deben integrarse dentro del sistema de vías expresas y permitir una buena distribución y repartición del tráfico a las vías colectoras y locales. En su recorrido no es permitida la descarga de mercancías. Se usan para todo tipo de tránsito vehicular. El transporte colectivo de pasajeros se hace mediante buses en vías exclusivas o carriles segregados con paraderos e intercambios.

VIAS COLECTORAS Sirven para llevar el tránsito de las vas locales a las arteriales, dando servicio tanto al tránsito de pasada como hacia las propiedades adyacentes. El flujo de tránsito es interrumpido frecuentemente por intersecciones semaforizadas, cuando empalman con vías arteriales y con controles simples con señalización horizontal y vertical, cuando empalman con vías locales. El estacionamiento de vehículos se realiza en áreas adyacentes, destinadas especialmente a este objetivo. Se usan para todo tipo de vehículo, quedando solo para las áreas comerciales e industriales un porcentaje elevado de camiones.

VIAS EXPRESAS

Son un nexo entre el sistema interurbano de carreteras y el sistema vial urbano. Unen zonas de elevada generación de tráfico, transportando grandes volúmenes de vehículos livianos, con circulación a alta velocidad y bajas condiciones de

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accesibilidad. El transporte colectivo de pasajeros se hace mediante buses en carriles segregados con paraderos en los intercambios. Sirven para viajes largos entre grandes áreas de vivienda y concentraciones industriales, comerciales y el área central. En su recorrido no es permitido el estacionamiento, la descarga de mercancías ni el tránsito de peatones.

VIAS LOCALES Tienen por objeto el acceso directo a las áreas residenciales, comerciales e industriales, priorizando a las propiedades colindantes sobre el tránsito de paso.

VIAS URBANAS

Area entre límites de propiedad destinada a la circulación pública de vehículos, peatones y animales. Según la función que prestan se clasifican en: - Vías Expresas; - Vías Arteriales; - Vías Colectoras; y - Vías Locales.

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CAPITULO II

INFORMACIÓN PREVIA PARA LA EJECUCIÓN DE LOS ESTUDIOS Y DISEÑOS

II.1 INFORMACION RELATIVA AL TERRENO

Previamente a la ejecución del Estudio Geotecnico y al subsiguiente Diseño del Pavimento, se requiere conocer la ubicación y la topografía del terreno para lo que el Propietario debe proporcionar al PR de un plano topográfico con curvas a nivel, mostrando los linderos, obras existentes, ubicación de las vías a pavimentar, limites de obras de pavimentación vecinas, tipo y estado de los pavimentos existentes, disposición de acequias, postes, buzones, drenajes y toda obra que interfiera con las pistas, veredas y estacionamientos del Proyecto. Asimismo, se requiere contar con los planos de rasantes, donde se indique el perfil del terreno y el perfil longitudinal final de la vía.

También es conveniente conocer la historia del lugar, respecto de zonas bajas rellenadas con desmontes, presencia de estructuras enterradas, antiguas acumulaciones o cursos de agua, tierras de cultivo, etc. II.2 INFORMACION RELATIVA AL PROYECTO

Se debe disponer de información concerniente a la calidad, espesores y estado de los pavimentos existentes; características del tránsito esperado durante el Periodo de Diseño; y a la disponibilidad de materiales que conformarán las capas del pavimento. Esta información deberá ser proporcionada por el PR como parte del Proyecto. II.3 INFORMACION COMPLEMENTARIA

Complementariamente a todo lo indicado, el PR deberá disponer de información adicional referente al clima, geología y geomorfología, fotografías aéreas, etc.

CAPITULO III

TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DE CAMPO, ENSAYOS DE LABORATORIO Y PRUEBAS DE CONTROL

III.1 CONDICIONES GENERALES

III.1.1 Todos los anteproyectos y proyectos definitivos de Pavimentos deberán ser presentados según el formato patrón que se expone a continuación. La normalización del formato tiene por objeto simplificar las informaciones, racionalizar el desarrollo de las actividades, orientar la obtención de datos y uniformizar la forma de presentación de los documentos técnicos con el objeto de reducir los costos.

III.1.2 Toda la documentación técnica deberá ser presentada en dos partes:

a) Memoria Descriptiva: conteniendo un resumen de todos los Trabajos de Campo, Laboratorio y Gabinete efectuados para el Estudio de Suelos, el Estudio de Tránsito y el Diseño de Pavimentos, así como los Anexos Técnicos conteniendo las hojas de cálculo y toda la información que sustenta los diseños, según se norma en el Capítulo V. Su objetivo es que cualquier persona con base técnica y sin necesidad de conocer el sitio, llegue a tener una visión general de lo que se pretende hacer.

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b) Documentos para Licitación: incluye toda la información en planos, las especificaciones técnicas, los análisis de precios unitarios, metrados, presupuesto, cronograma de ejecución de obra y relación de equipos a utilizarse en la obra, de utilidad para el organismo que realizará la licitación.

III.2 TECNICAS DE INVESTIGACION DE CAMPO

III.2.1 Las técnicas de investigación en el campo, aplicables al Estudio de Suelos para Pavimentación, son:

N° CODIGO DEL

INDECOPI NORMA

1 ---- Pozos, calicatas, trincheras y zanjas

2 NTP 339.129 SUELOS. Método de Prueba Estándar para el Contenido de Humedad del Suelo y Roca In-situ por Métodos Nucleares (poca profundidad)

3 NTP 339.133 SUELOS. Método de Ensayo de Penetración Estándar (SPT)

4 NTP 339.143 SUELOS. Método de Ensayo Estándar para la Densidad y el Peso Unitario del Suelo In-situ Mediante el Método del Cono de Arena.

5 NTP 339.144 SUELOS. Método de Ensayo Estándar para la Densidad In-situ de Suelo y Suelo-Agregado por medio de Métodos Nucleares (Profundidad Superficial).

6 NTP 339.150 SUELOS. Descripción e Identificación de Suelos. Procedimiento Visual-Manual.

7 NTP 339.159 SUELOS. Método de Ensayo Normalizado para la Auscultación con Penetrómetro Dinámico Ligero de Punta Cónica

8 NTP 339.161 SUELOS. Práctica para la Investigación y Muestreo de Suelos por Perforaciones con Barrena.

9 NTP 339.169 SUELOS. Muestreo Geotecnico de Suelos con Tubos de Pared Delgada

10 NTP 339.172 SUELOS. Método de ensayo para el análisis granulométrico

11 NTP 339.175 SUELOS. Método de Ensayo Normalizado In-situ para CBR (California Bearing Ratio-Relación del Valor Soporte) de Suelos

III.2.2 El número de puntos de investigación (pozos o calicatas y trincheras o zanjas) será de 3 por hectárea y nunca menor de tres. La ubicación de los puntos de investigación será cada 100 m, con un error máximo de 2 m. Su distribución será paralela al eje de la vía, alternadamente en los bordes y el centro.

III.2.3 Los puntos de investigación se excavarán preferentemente en todos los cruces de vías, pudiendo emplearse perforaciones o auscultaciones en los puntos intermedios, que permitan establecer la estratigrafía a lo largo de la vía.

III.2.4 El diámetro o dimensión mínima de las calicatas y trincheras será de 0.75 m, con una profundidad mínima de 1.50 m por debajo de la cota de rasante final de la vía.

III.2.5 Donde existan rellenos, se deberán investigar en todo su espesor y por lo menos 0.50 m adicionales dentro del terreno natural.

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III.2.6 Donde se encuentren macizos rocosos dentro de la profundidad de investigación, se deberá registrar su profundidad, grado de fracturamiento, dureza (resistencia a la compresión) y RQD.

III.2.7 Efectuados el registro de la estratigrafía y el muestreo, se deberán rellenar las excavaciones con los materiales extraídos, hasta lograr una densidad aproximada a la densidad natural. Si por alguna razón no se efectúa el relleno, el PR lo deberá hacer constar en el Informe Técnico.

III.2.8 Durante la investigación de campo se elaborará un perfil estratigráfico para cada punto de investigación, basado en la clasificación visual, donde se indiquen las profundidades y espesores de los estratos, inclinaciones y principales características de los suelos encontrados, según la norma NTP 339.150 indicada en II.2.1.

III.2.9 En cada calicata o trinchera se ejecutarán ensayos in-situ para determinar la densidad natural de la sub-rasante y se tomará por lo menos una muestra de cada tipo de suelo para su posterior ensaye selectivo de laboratorio, según las normas respectivas indicadas en II.2.1..

III.2 TECNICAS DE LABORATORIO

III.2.1 Las técnicas de Laboratorio aplicables a los Estudios de Suelos con fines de Pavimentación son las siguientes:

N° CODIGO DEL

INDECOPI NORMA

1 NTP 339.126 SUELOS. Métodos para la reducción de las muestras de campo a tamaños de muestras de ensayo

2 NTP 339.127 SUELOS. Método de ensayo para determinar el contenido de humedad de un suelo

3 NTP 339.128 SUELOS. Método de ensayo para el análisis granulométrico

4 NTP 339.129 SUELOS. Método de ensayo para determinar el límite líquido, límite plástico, e índice de plasticidad de suelos

5 NTP 339.131 SUELOS. Método de ensayo para determinar el peso específico relativo de sólidos

6 NTP 339.132 SUELOS. Método de ensayo para determinar el material que pasa el tamiz N°200

7 NTP 339.134 SUELOS. Método para la clasificación de suelos con propósitos de ingeniería S.U.C.S.

8 NTP 339.135 SUELOS. Clasificación de suelos para uso en vías de transporte

9 NTP 339.137 SUELOS. Método de ensayo estándar para la determinación del índice de Densidad y peso unitario máximos de suelos utilizando una mesa vibratoria

10 NTP 339.138 SUELOS. Método de ensayo estándar para la determinación del índice de densidad y peso unitario mínimos de suelos y cálculo de densidad relativa

11 NTP 339.139 SUELOS. Determinación del Peso volumétrico de suelos cohesivos

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N° CODIGO DEL INDECOPI

NORMA

12 NTP 339.140 SUELOS. Límite de contracción

13 NTP 339.141 SUELOS. Relación Humedad-Densidad por método de Proctor Modificado

14 NTP 339.142 SUELOS. Relación Humedad-Densidad por método de Proctor Estándar

15 NTP 339.144 SUELOS. Densidad in-situ de suelo y suelo-agregado por métodos nucleares (poca profundidad)

16 NTP 339.145 SUELOS. Valor Relativo de Soporte C.B.R.

17 NTP 339.146 SUELOS. Equivalente de arena de suelos y agregados finos

18 NTP 339.147 SUELOS. Permeabilidad en suelos granulares, método de carga constante

III.3 CONTROL Y TOLERANCIAS

El control de calidad no es un concepto absoluto sino más bien dependiente de la magnitud e importancia de la obra. Por ello, se establecen los siguientes requisitos mínimos y tolerancias:

III.3.1 En la Sub-rasante: Se comprobará la compactación cada 50 m.l. de vía alternadamente en los bordes y el centro. El grado de compactación requerido será del 95% de su Máxima Densidad Seca Teórica Proctor Modificado (NTP 339.141) en suelos granulares y del 95% de su Máxima Densidad Seca Teórica Proctor Estándar (NTP 339.142) en suelos cohesivos. Se tolerará hasta dos puntos porcentuales menos en cualquier caso aislado, siempre que la media aritmética de 6 puntos de la misma compactación sea igual o superior al especificado. Los tramos por aprobar se definirán sobre la base de un mínimo de seis (6) determinaciones de la densidad.

La humedad de trabajo no debe variar en ± 2% del respectivo Optimo Contenido de Humedad obtenido con el Proctor Estándar o Modificado.

Se determinará el CBR cada 1,000 m.l., con por lo menos un ensayo por cada tipo de suelo. Esta información, conjuntamente con la densidad de campo, se usará para verificar el CBR de diseño. La Supervisión de la obra es la responsable de proponer las modificaciones a que hubiere lugar.

Respecto de las cotas del proyecto, se permitirá una tolerancia de ± 2 cm. La tolerancia por exceso en el bombeo será de hasta 20%. No se tolerarán errores por defecto en la flecha del bombeo.

Donde se haya mejorado la sub-rasante se verificará adicionalmente a lo anterior, los valores propuestos en el Proyecto para el agente modificador, en un mínimo de tres determinaciones para cada tipo de agente.

El incumplimiento de los requisitos indicados originará el rechazo del tramo.

III.3.2 En la Sub-base y Base Granulares: Se efectuarán ensayos granulométricos y de Limites de Consistencia cada 200 m.l. de pista, estacionamiento o vereda. Se determinará el CBR cada 1,000 m.l.

Se comprobará la compactación cada 50 m.l. de pista, estacionamiento o vereda. El grado de compactación será del 100 % como mínimo del obtenido en el

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laboratorio para el Proctor Modificado. Se tolerará hasta dos puntos porcentuales menos en cualquier caso aislado, siempre que la media aritmética de 6 puntos de la misma compactación sea igual o superior al especificado. Los tramos por aprobar se definirán sobre la base de un mínimo de seis (6) determinaciones de la densidad.

La humedad de trabajo no debe variar en ± 1.5% del Optimo Contenido de Humedad obtenido con el Proctor Modificado.

Respecto de las cotas del proyecto, se permitirá una tolerancia de ± 1 cm. La tolerancia por exceso en el bombeo será de hasta 20%. No se tolerarán errores por defecto en la flecha del bombeo.

El incumplimiento de los requisitos indicados originará el rechazo del tramo.

III.3.3 En las Mezclas Asfálticas: Se hará un control directo de las cantidades de agregados y asfalto que se mezclan, según las siguientes frecuencias y normas de ensayo.

ENSAYO NORMA FRECUENCIA LUGAR

Contenido de Asfalto MTC E 502 2 por día Pista/planta

Granulometría 2 por día Pista/planta

Ensayo Marshall MTC E 504 2 por día Pista/planta

Temperatura Cada volquete Pista/planta

Las mezclas en caliente deberán cumplir las siguientes tolerancias:

- Materiales que pasa el tamiz de ¾” ± 5% - Material comprendido entre los tamices de 3/8” y N° 200 ± 4% - Material que pasa el tamiz N° 200 ± 1% - Porcentaje de Asfalto ± 0.3% - Temperatura de la mezcla al salir de la mezcladora ±11°C - Temperatura de la mezcla entregada en obra ±11°C

Las mezclas en frío deberán cumplir las siguientes tolerancias:

- Materiales que pasan los tamices N° s 4, 8 y 200 ± 5% - Licuantes ± 2% - Asfalto ±0.3%

III.3.4 En los Pavimentos Asfálticos Terminados:

La Supervisión está obligada a efectuar las siguientes verificaciones:

(1) Compactación

Las determinaciones de densidad de la capa compactada se realizarán según las normas MTC E 506, MTC E 508 y MTC E 510 en una proporción de cuando menos una (1) por cada doscientos cincuenta metros cuadrados (250 m2) y los tramos por aprobar se definirán sobre la base de un mínimo de seis (6) determinaciones de la densidad. Los sitios para las mediciones se elegirán siguiendo un Proceso Aleatorio.

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La densidad media del tramo (Dm) deberá ser, cuando menos, el noventa y ocho por ciento (98%) de la media obtenida al compactar en el laboratorio con la técnica Marshall, cuatro (4) probetas por jornada de trabajo (De).

Dm > 0,98 De

Además, la densidad de cada testigo individual (Di) deberá ser mayor o igual al noventa y siete por ciento (97%) de la densidad media de los testigos del tramo (Dm).

Di > 0,97 Dm

El incumplimiento de alguno de estos dos requisitos implica el rechazo del tramo por parte de la Supervisión.

La toma de muestras testigo se hará de acuerdo con norma MTC E 509 y las densidades se determinarán por alguno de los métodos indicados en las normas MTC E 506, MTC E 508 Y MTC E 510.

(2) Espesor

Sobre la base de los tramos escogidos para el control de la compactación, el Supervisor determinará el espesor medio de la capa compactada (em) según la norma MTC E 507, el cual no podrá ser inferior al de diseño (ed).

em > ed

Además, el espesor obtenido en cada determinación individual (ei), deberá ser, cuando menos, igual al noventa y cinco por ciento (95%) del espesor de diseño.

ei > 0.95 ed

El incumplimiento de alguno de estos requisitos implica el rechazo del tramo.

(3) Lisura

La superficie acabada no podrá presentar zonas de acumulación de agua, ni irregularidades mayores de cinco milímetros (5 mm) en capas de rodadura o diez milímetros (10 mm) en capas de base y bacheos, cuando se compruebe con una regla de tres metros (3 m) colocada tanto paralela como perpendicularmente al eje de la vía, en los sitios que escoja la Supervisión, los cuales no podrán estar afectados por cambios de pendiente.

(4) Regularidad Superficial o Rugosidad

La regularidad superficial de la superficie de rodadura será medida y aprobada por la Supervisión, para lo cual, por cuenta y cargo del contratista, deberá determinarse la rugosidad en unidades IRI.

Para la determinación de la rugosidad podrán utilizarse métodos topográficos, rugosímetros, perfilómetros o cualquier otro método aprobado por la Supervisión.

La medición de la rugosidad sobre la superficie de rodadura terminada, deberá efectuarse en toda su longitud y debe involucrar ambas huellas, registrando mediciones parciales para cada kilómetro. La rugosidad, en términos IRI, tendrá un valor máximo de 2,5 m/km. En el evento de no satisfacer este requerimiento, deberá revisarse los equipos y procedimientos de esparcido y compactado, a fin de tomar las medidas correctivas que conduzcan a un mejoramiento del acabado de la superficie de rodadura.

(5) Medición de Deflexiones sobre la Carpeta Asfáltica Terminada

El Contratista bajo el control de la Supervisión efectuará mediciones de la deflexión en todos los carriles, en ambos sentidos cada 50 m y en forma alternada. Se analizará la deformada o la curvatura de la deflexión obtenida de por

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lo menos tres valores por punto y se obtendrán indirectamente los módulos de elasticidad de la capa asfáltica. Además, la Deflexión Característica obtenida por sectores homogéneos se comparará con la deflexión admisible para el número de repeticiones de ejes equivalentes de diseño.

Para efecto de la medición de deflexiones podrá emplearse la viga Benkelman o el FWD. Los puntos de medición estarán referenciados con el estacado del Proyecto. La medición de deflexiones sobre la carpeta asfáltica terminada, se efectuará al finalizar la obra como control final de calidad del pavimento terminado y para efectos de recepción de la obra.

III.3.5 En las Mezclas de Concreto de Cemento Pórtland:

Se harán controles directos de la consistencia de la mezcla, la calidad de los materiales y la resistencia. El muestreo y ensayos se harán de acuerdo con las Normas Técnicas Nacionales del MTC.

Se harán los siguientes ensayos sobre los agregados finos:

ENSAYO NORMA FRECUENCIA LUGAR

Granulometría MTC E 204 250 m³ Cantera

Materia que pasa la malla Nº 200 (75 µm)

MTC E 202 1000 m³ Cantera

Terrones de Arcillas y partículas deleznables

MTC E 212 1000 m³ Cantera

Equivalente de Arena MTC E 114 1000 m³ Cantera

Reactividad ASTM C-84 1000 m³ Cantera

Cantidad de partículas livianas

MTC E 211 1000 m³ Cantera

Contenido de Sulfatos (SO4

=) 1000 m³ Cantera

Contenido de Cloruros (Cl-) 1000 m³ Cantera

Durabilidad MTC E 209 1000 m³ Cantera

Sólo se permitirá una variación de hasta 0.2% en el Módulo de Fineza del agregado fino.

El total de sustancias perjudiciales en los agregados no deberá superar el 4% en peso.

Se harán los siguientes ensayos sobre los agregados gruesos:

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ENSAYO NORMA FRECUENCIA LUGAR

Granulometría MTC E 204 250 m³ Cantera

Desgaste los Ángeles MTC E 207 1000 m³ Cantera

Partículas fracturadas MTC E 210 500 m³ Cantera

Terrones de Arcillas y partículas deleznables

MTC E 212 1000 m³ Cantera

Cantidad de partículas Livianas MTC E 211 1000 m³ Cantera

Contenido de Sulfatos (SO4=) 1000 m³ Cantera

Contenido de Cloruros (Cl-) 1000 m³ Cantera

Contenido de carbón y lignito MTC E 215 1000 m³ Cantera

Reactividad ASTM C-84 1000 m³ Cantera

Durabilidad MTC E 209 1000 m³ Cantera

Porcentaje de Chatas y Alargadas (relación largo espesor: 3:1)

MTC E 221 250 m³ Can

Se harán ensayos de consistencia de la mezcla:

Consistencia MTC E 705 1 por carga (1) Punto de vaciado

III.3.6 En los Pavimentos de Concreto de Cemento Pórtland Terminados:

ENSAYO NORMA FRECUENCIA LUGAR

Resistencia a Flexo – Tracción

MTC E 709

1 juego por cada 50 m3, pero no menos de uno

por día

Punto de vaciado

La resistencia a flexo-tracción no será menor de 40 kg/cm2 cuando sea controlada con el ensayo ASTM C 78. Se tolerará hasta 38 kg/cm2 en puntos aislados, cuando por lo menos el 80% de los ensayos realizados sean iguales o superiores a 40 kg/cm2.

El espesor promedio de la losa no será menor en 1/8” al espesor requerido en los planos.

III.3.7 En los Pavimentos de Bloques Articulados (Adoquines) de Concreto de Cemento Pórtland Terminados:

La superficie acabada no podrá presentar irregularidades mayores de cinco milímetros (5 mm) cuando se compruebe con una regla de tres metros (3 m)

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colocada tanto paralela como perpendicularmente al eje de la vía, en los sitios que escoja la Supervisión.

III.3.8 La Supervisión puede llevar a cabo la inspección de materiales en la fuente de origen así como en los laboratorios de control de calidad.

III.3.9 Todo material rechazado por no cumplir con las especificaciones exigidas deberá ser restituido por el Contratista y queda obligado a retirar de la obra los elementos y materiales defectuosos a su costo, en los plazos que indique la Supervisión.

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CAPITULO IV

GUIA PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS URBANOS

IV.1 METODO DE DISEÑO

IV.1. Se podrá utilizar cualquier método racional sancionado por la experiencia, siempre que este se encuentre debidamente sustentado en teorías y experiencias a largo plazo y siempre que se utilice la última edición vigente en su país de origen. La metodología empleada deberá formar parte de los Anexos a la Memoria Descriptiva.

IV.2 Alternativamente se podrán emplear las metodologías adjuntas en los Apéndices C, E y G a esta norma.

IV.2 DISEÑO ESTRUCTURAL

IV.2.2 En cualquier caso se efectuará considerando los siguientes factores:

a) Calidad y valor portante del suelo de fundación y de la sub-rasante b) Características del tránsito durante el período de servicio c) Vida útil del pavimento d) Condiciones climáticas e) Diseño geométrico de la vía f) Tipo de pavimento a usarse

IV.3 ESPECIFICACIONES MINIMAS DE DISEÑO

IV.3.1 En los Anexos D, F y H se acompañan las Especificaciones Guía o Modelo para pavimentos flexibles, rígidos y de adoquines. No obstante, se indican las siguientes especificaciones mínimas que en todo caso prevalecen sobre las indicadas:

IV.3.2 Para pavimentos flexibles:

a) Sub-rasante compactada uniformemente al 95% de su Máxima Densidad Seca Proctor Modificado (suelos granulares), o de su Máxima Densidad Seca Proctor Estándar (suelos cohesivos), en un espesor mínimo de 25 cm para vías locales y colectoras y de 30 cm para vías arteriales y expresas.

b) Sub-base granular con CBR ≥ 30% y Base granular con CBR ≥ 80% c) Capa de Imprimación Asfáltica con penetración mínima de 5 mm d) Carpeta asfáltica de mezcla asfáltica en caliente, con espesor mínimo de 1 ½”

para vías locales y colectoras y de 2 ½” para vías arteriales y expresas. IV.3.3 Para pavimentos rígidos

a) Sub-rasante compactada uniformemente al 95% de su Máxima Densidad Seca Proctor Modificado (suelos granulares), o de su Máxima Densidad Seca Proctor Estándar (suelos cohesivos), en un espesor mínimo de 25 cm para vías locales y colectoras y de 30 cm para vías arteriales y expresas.

b) Sub-base granular con CBR ≥ 30% c) Losa de concreto simple o reforzado con malla de acero o fibras metálicas,

con o sin elementos de transferencia de cargas.

IV.3.3 Para pavimentos de adoquines de concreto:

e) Sub-rasante compactada uniformemente al 95% de su Máxima Densidad Seca Proctor Modificado (suelos granulares), o de su Máxima Densidad Seca

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Proctor Estándar (suelos cohesivos), en un espesor mínimo de 25 cm para vías locales y colectoras y de 30 cm para vías arteriales y expresas.

f) Sub-base granular con CBR ≥ 30% y Base granular con CBR ≥ 80% g) Cama de Asiento de arena gruesa con un espesor de 1”. h) Adoquines de concreto de cemento Pórtland con una resistencia a compresión

a los 28 días mínima de 280 kg/cm2.

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CAPITULO V

ROTURA Y REPOSICION DE PAVIMENTOS

V.1 OBJETO

V.1.1 El presente capítulo tiene por objeto regular los aspectos técnicos relacionados con la rotura y reposición de pavimentos por las empresas de servicios públicos, con la finalidad de conservar la infraestructura urbana, mantener el orden, la circulación y el tránsito, así como uniformizar los criterios de diseño y construcción de los pavimentos afectados.

V.2 RESPONSABILIDADES

V.2.1 Las empresas de servicios públicos, así como cualquier otra persona natural o jurídica que realicen obras en aceras y pavimentos, tienen la obligación de presentar en las respectivas municipalidades hasta el 31 de diciembre de cada año, la Programación Anual de Ejecución de Obras en Areas de Dominio Público, correspondientes al año siguiente. Esta Programación será actualizada trimestralmente y comprenderá las obras de mantenimiento, ampliación o construcción de obras nuevas, incluyendo sus estudios básicos, planos y especificaciones técnicas, señalando la fecha prevista de ejecución y los plazos previstos para las intervenciones programadas.

V.2.2 Las empresas de servicios públicos, así como cualquier otra persona natural o jurídica que realicen obras en aceras y pavimentos, tienen la obligación de presentar en las respectivas municipalidades los expedientes técnicos de las obras por ejecutar conteniendo: Memoria Descriptiva conteniendo el Estudio de Suelos y el Diseño de Pavimentos, Especificaciones Técnicas, Planos, Metrados y Presupuestos, Análisis de Precios Unitarios, Relación de Equipo, Cronograma de Ejecución de Obra y Anexos conteniendo: plano o croquis de ubicación de las obras, distribución de calicatas y sondeos exploratorios, perfiles estratigráficos y hojas de cálculo del diseño de pavimentos.

V.2.3 Las respectivas autoridades municipales son las encargadas de revisar, aprobar los expedientes técnicos, autorizar la ejecución de las obras, velar por el cumplimiento de la presente norma y de otorgar los Certificados de Conformidad de Obra.

V.3 ROTURA DE ACERAS Y PAVIMENTOS

V.3.1 La rotura de aceras y pavimentos debe hacerse adoptando formas geométricas regulares con ángulos rectos y bordes perpendiculares a la superficie.

V.3.2 Para el corte se debe emplear disco diamantado. Solamente se usará equipo rompe-pavimento en labores de demolición.

V.3.3 Los desmontes provenientes de la rotura de pavimentos deberán eliminarse de la zona de trabajo antes de proceder con las excavaciones con el objeto de evitar la contaminación de suelos con desmontes.

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V.4 EXCAVACION

V.4.1 Como regla general, no debe abrirse la zanja con demasiada anticipación al trabajo de colocación de tuberías o ductos.

V.4.2 La excavación debe efectuarse a mano o con equipo mecánico, con el ancho y la profundidad indicados en el Estudio de Suelos, necesarios para efectuar la instalación que corresponda.

V.4.3 Para profundidades mayores de 1.50 m, deberá entibarse las paredes de la zanja con el objeto de evitar que colapsen.

V.4.4 El trabajo de excavación deberá hacerse de tal manera que el material proveniente de la excavación no invada la parte del pavimento o acera que deberá seguir siendo usada para el tránsito vehicular o peatonal, respectivamente.

V.4.5 El material excedente deberá eliminarse fuera de la obra en un plazo máximo de 24 horas.

V.5 RELLENO Y COMPACTACION

V.5.1 Los fines esenciales de un buen relleno son:

a) Proporcionar un lecho apropiado para el apoyo y confinamiento de ductos y tuberías; y

b) Proporcionar por encima de ductos y tuberías, un material que sirva de amortiguador al efecto de las cargas vehiculares, sin provocar hundimientos en el pavimento.

V.5.2 El relleno debe seguir a la instalación de la tubería tan cerca como sea posible. En todos los casos deben programarse los trabajos de tal manera que los procesos de excavación, colocación de tuberías y relleno, queden limitados a distancias cortas, permitiendo colocar las tuberías con la misma velocidad con que se abren las zanjas.

V.5.3 Los rellenos se clasifican en tres grupos:

a) Cama de Apoyo: es aquél que soporta las tuberías y generalmente es un suelo generalmente granular, uniforme, libre de gravas, piedras y materiales vegetales. Se requiere que en operación tenga una densidad de por lo menos el 90% de su Máxima Densidad Seca Teórica Proctor Modificado.

b) Relleno de confinamiento: es el que va alrededor de ductos y tuberías y hasta una altura variable por encima de ellos. Generalmente es de material seleccionado similar al de la Cama de Apoyo, el que se coloca por capas para permitir su apisonado. Se requiere que en operación tenga una densidad de por lo menos el 90% de su Máxima Densidad Seca Teórica Proctor Modificado.

c) Relleno masivo: podrá ser hecho con material propio, es decir con el extraído de la excavación, con o sin selección previa, o con material de préstamo. Se coloca por capas de espesor compactado a humedad óptima comprendido entre 15 cm y 20 cm, dependiendo del equipo empleado en la compactación. Se requiere que en operación tenga una densidad de por lo menos el 90% de su Máxima Densidad Seca Teórica Proctor Modificado para suelos cohesivos y del 95% de su Máxima Densidad Seca Teórica Proctor Modificado para los suelos granulares. Estos rellenos se deben llevar hasta una profundidad por debajo del pavimento (sub-base o base), que no exceda de 20 cm en el caso de aceras y vías locales y de 30 cm en todos los otros casos (vías expresas, colectoras y arteriales).

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V.5.4 Toda compactación se controlará por cada capa compactada, a razón de un control por cada 50 metros lineales. Si la obra tiene menos de 50 m.l., los controles se harán a razón de dos por cada capa compactada.

V.6 REPOSICION DE ACERAS Y PAVIMENTOS

V.6.1 La reposición debe efectuarse con materiales de las mismas características de la acera o pavimento original, excepto en el caso de los pavimentos de concreto hidráulico rehabilitados con una sobre capa asfáltica de superficie, en que alternativamente se podrá hacer la reposición con un pavimento de concreto asfáltico con el mismo número estructural que el pavimento mixto existente, a fin de lograr el mismo acabado que el pavimento circundante.

V.6.2 Todas las mezclas asfálticas para reposiciones, serán en caliente.

V.6.3 En cualquier caso, la superficie de la reposición deberá quedar enrasada con la del pavimento existente, sin depresiones ni sobre elevaciones.

V.6.4 En los casos en que existan diferentes tipos de pavimentos deberá hacerse la reposición con el de mejor calidad (ver I.6), siempre que este cubra más del 30% del área afectada.

V.7 CONTROL DE CALIDAD

V.7.1 Se tomarán las pruebas y se ejecutarán los mismos tipos de ensayos y con las mismas frecuencias indicados para el caso de los pavimentos nuevos.

V.7.2 La inspección de la Obra es la responsable por la ejecución de las pruebas y por el cumplimiento de las exigencias de esta norma.

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CAPITULO VI

PRESENTACION DEL PROYECTO

VI.1 DOCUMENTOS

VI.1. Todo proyecto de pavimentación contendrá los siguientes documentos y planos:

a) Informe Técnico relativo a la Memoria Descriptiva del Estudio de Suelos con fines de Pavimentación, conteniendo un Anexo con planos de ubicación de las obras, registros de las calicatas y perforaciones, resultados de los ensayos de laboratorio, y fotografías

b) Plano de pavimentos mostrando los detalles constructivos en planta; secciones y detalles.

c) Especificaciones Técnicas.

VI.2 INFORME TECNICO

Comprenderá los siguientes items:

VI.2.1 Resumen y conclusiones: conteniendo una descripción resumida de todos los tópicos del Informe principal a) Exploración de Campo b) Características de la Estratigrafía c) Diseño d) Criterios de Proyecto y Recomendaciones Constructivas

VI.2.2 Generalidades: contenido una descripción de la ubicación de las obras, las características topográficas del terreno, el estado de las vías existentes, los tipos de pavimentos a emplearse en el Proyecto, la climatología anualizada y los alcances y limitaciones del Informe Técnico.

VI.2.3 Exploración de campo: Con la descripción detallada de los trabajos efectuados en el campo

VI.2.4 Ensayos de laboratorio: Con la descripción detallada de los trabajos efectuados en el laboratorio

VI.2.5 Interpretación de los Resultados: análisis de los ensayos de campo y laboratorio conjuntamente con la información referencial, para elaborar los perfiles estratigráficos típicos, y caracterizar el suelo de cimentación y sub-rasante

VI.2.6 Diseño estructural de Pavimentos: con una descripción de los parámetros utilizados con la metodología seleccionada.

VI.3 PLANOS Considerando los detalles constructivos de los pavimentos y de sus obras de protección. Contendrá:

VI.3.1 Espesores, detalles de juntas en planta y en sección, encuentro con otras obras existentes

VI.3.2 Especificaciones relativas a la sub-rasante y cada una de las capas que conforman el pavimento.

VI.3.3 Otros detalles que el diseñador considere necesarios

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VI.4 ESPECIFICACIONES TECNICAS Conteniendo los siguientes items: VI.4.1 Descripción VI.4.2 Materiales VI.4.3 Equipos V.4.4 Procedimiento Constructivos VI.4.5 Controles VI.4.6 Método de Medición VI.4.7 Bases de Pago VI.5 PRESENTACION Se presentarán el original y dos copias de la Memoria Descriptiva del Estudio de Suelos, los planos y las especificaciones técnicas.

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ANEXO A2

GLOSARIO DE TERMINOS

AÑO BASE

Es el año para el que se escogen y consideran los datos del tráfico que servirá de base al tráfico de diseño.

APROBACIÓN

Autorización escrita o aceptación previa de la Supervisión al inicio de una actividad.

BASE

Capa generalmente granular aunque también podría ser de concreto asfáltico. Su función principal es como elemento estructural de los pavimentos flexibles, aunque en algunos casos puede servir también como capa drenante.

BERMA CENTRAL

Es el separador para el caso especifico de flujos de tránsito en sentidos opuestos. BERMA LATERAL

Parte de la vía adyacente a la pista de circulación, que permite el tránsito eventual o el estacionamiento de vehículos.

BOMBEO

Es la convexidad dada a la sección transversal de una vía para facilitar el drenaje de las aguas superficiales.

CAMIONES PESADOS

Camiones con configuraciones iguales o mayores a 2 ejes y 6 llantas. No se incluyen camionetas Pick-Up ni paneles. S incluye camiones ligeros de 4 llantas, omnibuses y camiones de trabajo pesado con llantas de base ancha.

CAPA ASFALTICA DE SUPERFICIE Es la capa superior de un pavimento asfáltico, llamada a veces Capa de Desgaste o Carpeta Asfáltica.

CAPACIDAD DE LA VIA Es la capacidad práctica de una calle o avenida en términos del máximo número de vehículos de todos los tipos para los que la vía deberá ser diseñada geométricamente.

CAPA DE BASE ASFALTICA Es una capa estructural de algunos pavimentos flexibles compuesta de agregados minerales unidos con productos asfálticos.

CAPA DE IMPRIMACION ASFALTICA Riego asfáltico aplicado sobre la Base Granular para lograr la adherencia de esta con la Capa Asfáltica de Superficie.

CARGA POR EJE SIMPLE EQUIVALENTE A 80 kN (18,000 LB) (ESAL por sus siglas en inglés)

2 Ver también I.7 y NTP 330.136.

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Es el efecto sobre el comportamiento del pavimento de cualquier combinación de cargas por eje de magnitud variada, equivalente al número de aplicaciones de un eje simple de 80 kN (18,000 lb), requeridas para producir un efecto equivalente.

CARRIL DE TRANSITO Parte de la pista destinada a la circulación de vehículos en una sola fila. El ancho ideal de un carril es 3.50 m, sin embargo los siguientes son valores mínimos y recomendables: Mínimo Recomendable -Vía Expresa 3.50 m 3.60 m - Vía Arterial 3.30 m 3.50 m - Vía Colectora 3.00 m 3.50 m - Vía Local 2.70 m 3.00 m

CARRIL DE DISEÑO

Es el carril sobre el que se espera el mayor número de aplicaciones de cargas por eje simple equivalente de 80 KN (18 Kip). Normalmente, será cualquiera de los carriles en una vía de 2 carriles, o el carril exterior en una vía de carriles múltiples.

CONCRETO ASFALTICO

Es una mezcla asfáltica de alta calidad producida en planta, compuesta de cemento asfáltico y agregados bien gradados de alta calidad, completamente compactada en una masa densa, uniforme y que cumpla con los criterios de mezcla del Instituto del Asfalto.

CONSTRUCCION PLANIFICADA POR ETAPAS Es la construcción de calles y avenidas colocando refuerzos sucesivos de concreto asfáltico de acuerdo a un diseño y cronograma preestablecidos.

ENTIBAR

Apuntalar, fortalecer con maderas, metales y tablas las excavaciones con riesgo de falla.

ESAL DE DISEÑO

Es el número total de aplicaciones de carga por eje simple equivalente a 80 kN (18,000 lb), durante el Período de Diseño.

ESPESOR DE DISEÑO Es el espesor total de las capas de mezcla asfáltica y de base granular, determinados de las cartas de diseño de acuerdo a unas condiciones de diseño en particular.

ESPESOR EFECTIVO (Te) El espesor efectivo de cada capa de un pavimento existente se calcula multiplicando su espesor real por el correspondiente factor de conversión, C (ver Apéndice B) y por el factor de equivalencia apropiado, E (ver Tabla A.1 a continuación)

ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO ASFALTICO

Es una estructura de pavimento con todas sus capas de mezclas asfálticas, o de una combinación de capas asfálticas y base granulares, colocadas encima de la sub-rasante natural o mejorada. Tabla A.2 factores de Equivalencia para Convertir las Capas de Otros Tipos

de Materiales a Espesores Equivalentes de Concreto Asfáltico

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Tipo de Material Factor de Equivalencia (E)

Concreto asfáltico 1.00 Base de asfalto emulsificado Tipo I 0.95 Base de asfalto emulsificado Tipo II 0.83 Base de asfalto emulsificado Tipo III 0.57

ESTUDIO DE CARGAS Es un estudio para determinar el peso transportado por cada eje y el número de ejes para cada tipo de camión.

FACTOR CAMION Es el número de aplicaciones de cargas por eje simple equivalentes a 80 kN (18,000 lb), producidas por una pasada de un vehículo. Los Factores Camión pueden aplicarse a vehículos de un solo tipo o clase o a un grupo de vehículos de diferentes tipos.

FACTOR DE EQUIVALENCIA DE CARGA Es un factor utilizado para convertir las aplicaciones de cargas por eje de cualquier magnitud, a un número de cargas por eje simple equivalentes a 80 kN (18,000 lb).

LABORATORIO

Es una organización que mide, examina, ejecuta los ensayos; o de otra forma, determina las características o el comportamiento de materiales o productos. Esto puede incluir organizaciones que ofrezcan servicios comerciales de ensayos, como una función del control de calidad in-situ, u otras organizaciones que suministren los servicios de ensayos demandados. Estos laboratorios deben cumplir con los requerimientos de la Norma ASTM C 1077 “Práctica Estándar para Laboratorios de Ensayos de Concreto y Agregados del Concreto para Uso en Construcción y Criterios para la Evaluación de Laboratorios”.

LOSA DE CONCRETO DE CEMENTO HIDRAULICO

Principal elemento estructural y superficie de rodadura en los pavimentos rígidos. LOTE

Es una cantidad medida de material o construcción producida por el mismo proceso. Ejemplos: un área de suelo bien definida, la producción de un día de una planta de mezclado, cien camiones o un período especifico de tiempo durante la construcción.

MATERIALES CEMENTICIOS

Sustancias que por sí solas tienen propiedades hidráulicas cementantes (fraguan y endurecen en presencia de agua), tales como las puzolanas naturales, las cenizas volantes o las escorias granuladas de altos hornos.

METODOS DE ENSAYO PARA LA EVALUACION DE MATERIALES

Ensayos de resistencia mecánica usados para evaluar materiales para el diseño de espesores de pavimentos (Ver Manual de Suelos MS-10 del Instituto del Asfalto).

(1) Relación Soporte de California (CBR). Un ensayo empleado para evaluar bases, sub-bases y sub-rasantes para el diseño de espesores de pavimentos.

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(2) Módulo de Resilencia (Mr). Un ensayo empleado para evaluar materiales en el diseño de espesores de pavimentos.

MODULO DE RESILENCIA DE DISEÑO DE LA SUB-RASANTE

Es el valor del Módulo de Resilencia de la Sub-rasante usado para el Diseño. Es un valor percentil adoptado de los valores obtenidos del ensayo para el módulo resiliente, que varía con el EAL de Diseño.

MODULO DE RESILENCIA DE LA SUBRASANTE Es el módulo de la sub-rasante determinado mediante ensayos de compresión triaxiales con carga repetida sobre las muestras de suelo. Es la relación de la amplitud del esfuerzo axial cíclico a la amplitud de la deformación axial recuperable. Se designa generalmente con el símbolo Mr.

MODULO DINAMICO DE LA MEZCLA ASFALTICA

Es el módulo determinado por aplicación de una carga axial sinusoidal a una muestra de concreto asfáltico de pavimentación. Es la relación entre la amplitud del esfuerzo axial sinusoidal y la amplitud de la deformación axial sinusoidal recuperable. (El módulo dinámico se denomina también "el valor absoluto del módulo complejo" y generalmente se denota con el símbolo E*.).

MUESTRA Es un segmento de una población (lote) seleccionado para representar a toda la población (lote).

MUESTREO ALEATORIO Una muestra tomada empleando un plan de muestreo, en el cual cada unidad del lote debe tener la oportunidad de ser elegida.

NUMERO ESTRUCTURAL (SN) Cantidad adimensional que caracteriza a un pavimento nuevo. Está definida por: los espesores de las capas del pavimento (Di), el tiempo que las capas granulares del pavimento estarán en una condición de saturación (valores mi, ver Tabla A.2 a continuación) y por las calidades de los materiales del pavimento (coeficientes de capa, ai):

SN= a1 D1 + a2 m2 D2 + a3 m3 D3

donde: a1 = coeficiente de capa del concreto asfáltico nuevo = 0.44/plg ó

0.17/cm a2 = coeficiente de capa de la base granular (CBR ≥ 100%) =

0.14/plg ó 0.06/cm a3 = coeficiente de capa de la sub-base granular (CBR ≥ 30%) =

0.11/plg ó 0.04/cm

D1, D2 y D3 = espesores de capas asfáltica de superficie, base granular y sub-base granular, respectivamente.

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TABLA A.2 Valores de mi recomendados para los Coeficientes de Capa Modificados de Materiales de Base y Sub-base Granuylares en Pavimentos Flexibles

% del Tiempo que la Estructura del Pavimento Estará

Expuesta a Niveles de Humedad Cercanos a la Saturación

Calidad del

Drenaje < 1

1 - 5

5 – 25

> 25

Excelente

1.40 - 1.35

1.35 - 1.30

1.30 -1.20

1.20

Bueno

1.35 - 1.25

1.25 - 1.15

1.15 -1.00

1.00

Regular

1.25 - 1.15

1.15 - 1.05

1.05 -0.80

0.80

Pobre

1.15 - 1.05

1.05 - 0.8

0.80 - 0.60

0.60

Muy Pobre

1.05 - 0.95

0.95 - 0.75

0.75 - 0.40

0.40

En el caso de los pavimentos existentes se usa el concepto de Espesor Efectivo (ver Anexo B).

PARADERO

Area adyacente a la pista destinada al embarque y desembarque de pasajeros o a paradas de emergencia.

PAVIMENTO ASFALTICO DE ESPESOR-TOTAL (Full-Depth® por el A.I.)

El término FULL-DEPTH (registrado y patentado por el Instituto del Asfalto) certifica que el pavimento está construido sobre la sub-rasante o sobre la sub-rasante mejorada, con mezclas asfálticas en todas sus capas. Un pavimento asfáltico de Espesor-Total, se construye directamente sobre la sub-rasante preparada.

PERIODO DE ANALISIS

Es el período de tiempo usado para realizar las comparaciones económicas entre diseños alternativos, incluyen los costos iniciales de construcción y recapados futuros. No debe confundirse con el Período de Diseño.

PERIODO DE DISEÑO Es el número de años desde la apertura del pavimento al tráfico hasta el primer recapado mayor planificado. No debe confundirse con la Vida del Pavimento o con el Período de Análisis. Se puede extender indefinidamente la vida útil de un pavimento añadiéndole sobre capas asfálticas cuando sean requeridas, o hasta que las consideraciones geométricas u otras razones hagan al pavimento obsoleto.

PLANOS

Dibujos, diagramas, detalles o estándares que describen las dimensiones, elevación, forma, ubicación o tamaño del pavimento o cualquiera de sus componentes, incluyendo la cimentación o cualquier infraestructura existente.

PROFESIONAL RESPONSABLE (PR)

Ingeniero Civil Colegiado. En las especificaciones técnicas se denomina simplemente como Ingeniero.

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RUGOSIDAD

Secuencia de deformaciones longitudinales o transversales del pavimento. SARDINEL

Elemento delimitador y/o confinante de concreto de cemento Pórtland, concreto asfáltico, piedra o ladrillo, dependiendo de la función

SEPARADOR

Es un área no pintada ubicada longitudinalmente entre dos pistas del mismo sentido o sentidos opuestos, para separar e impedir el paso de una a otra.

SUB-BASE

Capa de material granular que se ubica debajo de la Base y encima de la Sub-rasante en los pavimentos flexibles; debajo de las Losas de concreto y encima de la Sub-rasante en los pavimentos rígidos; y debajo de los Adoquines y encima de la Sub-rasante en los pavimentos de adoquines. Es un suelo de granulometría intermedia entre los suelos de la Base y los de la Sub-rasante para prevenir la contaminación de la Base, Losas o Adoquines y contribuir a la capacidad portante de los pavimentos flexibles. En algunos casos se puede usar también como capa drenante.

SUB-RASANTE

En cortes es el suelo natural o mejorado, nivelado, perfilado y compactado en un espesor comprendido entre 20 cm (aceras y vías locales) y 30 cm (vías expresas, arteriales y colectoras), preparado para soportar la estructura del pavimento. Constituye una capa de transición entre el pavimento y el "suelo de fundación" o "suelo de cimentación". En rellenos es la capa superior del terraplén, en los espesores indicados.

SUB-RASANTE MEJORADA

Cualquier capa o capas de materiales selectos o mejorados entre el suelo natural de la sub-rasante y la estructura del pavimento. El mejoramiento puede ser físico o químico y debe involucrar un espesor comprendido entre 20 cm (aceras y vías locales) y 30 cm (vías expresas, arteriales y colectoras).

SUELO Sedimentos u otras acumulaciones no consolidadas de partículas sólidas producidas por la desintegración física o química de rocas, con o sin materia orgánica (ASTM D 653).

SUELO DE FUNDACION O SUELO DE CIMENTACION

Es el terreno natural ubicado debajo de la sub-rasante. TÉCNICO DE LABORATORIO

Persona o personas que sean ingenieros, técnicos en ingeniería o técnicos con experiencia con calificaciones en el campo apropiado, equivalentes al Nivel I del ACI (Instituto Americano del Concreto).

TRAFICO Cantidad de personas o vehículos que circulan por una vía.

TRANSITO Acción de ir o pasar de un punto a otro por vías públicas.

VOLUMEN PROMEDIO DIARIO (V.P.D.)

Es el promedio de los vehículos que circulan durante las 24 horas del día.

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ANEXO B

DISEÑO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS PARA CALLES, PLAYAS DE

ESTACIONAMIENTO, ESTACIONES DE SERVICIO Y ACCESOS3

GENERALIDADES Este Anexo está referido al diseño de pavimentos asfálticos para vías locales, vías colectoras, playas de estacionamiento, estaciones de servicio y accesos, sometidos a las cargas de automóviles ligeros y camiones, siguiendo la metodología del Instituto de Asfalto para pavimentos asfálticos de Espesor –Total4 (ver Glosario), modificada para permitir el uso de pavimentos con Bases y Sub–bases Ganulares.

BASES DE DISEÑO

Esta metodología incluye la última información para el diseño de Espesor-Total (TA) de los pavimentos asfálticos para las playas de estacionamiento y accesos. Está basado en el manual (MS-1) Diseño de Espesores del Instituto del Asfalto, Revisión de 1984, el cual cubre en detalle todos los aspectos del diseño de espesores de pavimentos asfálticos, utilizando la última información computarizada de los ensayos de pavimentos.

Los espesores de pavimentos que se dan en esta metodología son para condiciones típicas en vías locales, vías colectoras, playas de estacionamiento, estaciones de servicio y accesos. Para vías arteriales y vías expresas, así como para condiciones excepcionales, se debe consultar el manual (MS-1) del Instituto del Asfalto sobre Diseño de Espesores.

FACTORES QUE AFECTAN AL DISEÑO

Los principales factores que afectan el diseño de una estructura de pavimento asfáltico son:

A. El tráfico - peso y número de vehículos B. El soporte de la sub-rasante C. Las propiedades de los materiales en la estructura del pavimento D. El medioambiente

TRÁFICO

La metodología de diseño simplificada presentada en este Anexo está basada en dos tipos de tráfico: (1) vehículos ligeros; y (2) camiones. Los espesores de pavimentos para automóviles ligeros (Columna A, Tabla I) están adecuados para soportar los poco frecuentes camiones de reparto en las vías locales y accesos, así como los camiones ligeros en las playas de estacionamiento. Mayores espesores de pavimentos (Columna B, Tabla I), sin embargo, deben incorporarse en las porciones de las playas de estacionamiento de automóviles ligeros, usadas por camiones más pesados, pero no para el tráfico industrial. Los espesores dados en la Tabla II están basados en el uso de camiones pesados. Para mayores volúmenes de camiones pesados, cargados al o cerca del límite legal de carga por eje, se debe seguir los procedimientos de diseño detallados en el manual (MS-1) de Diseño de Espesores. 3 NOTA IMPORTANTE: Esta publicación se refiere a playas de estacionamiento abiertas y accesos

construidos sobre el terreno, no a pavimentaciones sobre cubiertas de estructuras. 4 Basado en Information Series Nº 91 (IS-91) del Asphalt Institute. Quinta edición.

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SUB-RASANTE

Es deseable utilizar un ensayo de laboratorio para evaluar las características de soporte de carga de los suelos de sub-rasante. Sin embargo, si el equipo de ensayos de laboratorio no está disponible, se pueden hacer los diseños en base a una evaluación del campo cuidadosa* por un PR que pueda asignar a los suelos de sub-rasante, a una de las siguientes categorías:

1. Buena a Excelente. Los suelos de sub-rasante Buenos retienen una cantidad

sustancial de su capacidad de soportar cargas cuando están húmedos. Se incluyen las arenas limpias, arenas con gravas y suelos libres de cantidades perjudiciales de materiales plásticos. Los suelos de sub-rasante Excelentes no se ven afectados por la humedad o por el congelamiento. Ellos incluyen arenas y gravas limpias y angulosas, particularmente aquéllas que son bien graduadas. Propiedades típicas: Módulo Resiliente = 170 MPa (25,000 psi), CBR = 17%, Valor-R = 43.

2. Mediana, los suelos de sub-rasante retienen un grado moderado de firmeza bajo condiciones adversas de humedad. Incluye suelos como loams, arenas limosas, y arena-gravas conteniendo cantidades moderadas de arcilla y limo fino. Propiedades típicas: Módulo Resiliente = 80 MPa (12,000 psi), CBR = 8%, Valor-R = 20.

3. Pobre, Suelos de sub-rasante que devienen algo blandos y plásticos cuando están húmedos. Incluyen aquellos suelos con cantidades apreciables de arcilla y limo fino. Los limos gruesos y los loams arenosos también pueden mostrar pobres capacidades portantes en áreas donde la penetración por helada dentro de la sub-rasante es un factor. Propiedades típicas: Módulo Resiliente = 30 MPa (4,500 psi), CBR = 3%, Valor-R = 6.

MATERIALES EN LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO

Dada una combinación cualquiera de tráfico y suelo de sub-rasante, la manera de diseñar el espesor de una estructura de pavimento, depende de las características de los materiales en la estructura. Debido a su elevada resistencia uniforme, impermeabilidad, resistencia a las heladas y otros factores, la construcción de un concreto asfáltico de Espesor-Total, permite el diseño de una estructura de espesor mínimo. Sin embargo, en esta metodología simplificada se ha tomado en cuenta la costumbre en el Perú de usar bases y sub-bases granulares en lugar de las bases negras.

El concreto asfáltico es una mezcla completamente controlada de alta calidad, de cemento asfáltico en caliente y agregados bien graduados de alta calidad, completamente compactada en una masa densa y uniforme. Para uso como base y en la capa de superficie, debe cumplir con la Especificación D3515 de la Sociedad Americana para Ensayos y Materiales (ASTM), correspondiente a las designaciones de mezcla y de tamaño máximo nominal del agregado entre 37.5 mm (1 1/2 pulg.) y 9.5 mm (3/8 plg.). Si se requiere información sobre el diseño de mezcla, referirse a los Métodos de Diseño de Mezcla para Concreto Asfáltico y Otros Tipos de Mezcla en Caliente (MS-2) del Instituto del Asfalto. Las instalaciones de mezclado capaces de fabricar mezclas de concreto asfáltico que cumplan las especificaciones para los trabajo de carreteras, son capaces de proporcionar mezclas de concreto asfáltico tales como las definidas anteriormente.

MEDIOAMBIENTE

* El Manual de Suelos del Instituto del asfalto, Manual Serie No. 10 (MS-10), describe en detalle los sistemas de

evaluación de suelos más comúnmente usados. La evaluación del campo del suelo involucra la inspección visual y

pruebas simples de campo.

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Debido a que las mezclas asfálticas están influenciadas por la temperatura, se recomienda que se usen diferentes grados, donde prevalezcan diferentes condiciones de temperatura. En la tabla siguiente se dan los grados de asfalto recomendados para condiciones variadas de temperatura.

Condición de Grados de Temperatura Asfalto

Frío, temperatura media anual del aire AC-5, AC-10 ≤ 7ºC (45ºF) AR-2000, AR-4000 PEN 120/150, 85/100

Templado, temperatura media anual del AC-10, AC-20 aire entre 7º C (45º F) y 24º C (75º F) AR-4000, AR-8000 PEN 85/100, 60/70

Caliente, temperatura media anual del AC-20, AC-40 aire ≥ 24º C (75º F) AR-8000, AR-16000 PEN 60/70, 40/50

ESPESOR DEL PAVIMENTO

Las Tablas I y II muestran espesores de pavimentos asfálticos de Espesor-Total para vías locales, vías colectoras, playas de estacionamiento, estaciones de servicio y accesos.

Para vías arteriales, vías expresas y en general para condiciones mayores que las mostradas en las tablas, o para diseños más precisos, se deberá usar el Manual para el Diseño de Espesores (MS-1) del Instituto del Asfalto. CONTRATISTAS Y HABILIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN

Es recomendable que los diseñadores de pavimentos contacten a los contratistas locales de pavimentación asfáltica para conseguir consejo acerca de los materiales locales y la buena práctica constructiva.

OTROS TIPOS DE MEZCLAS

La construcción de pavimentos asfálticos es tan versátil que a menudo se encuentran disponibles algunos tipos de mezclas asfálticas diferentes al concreto asfáltico mezcla en caliente para la construcción de la base, bajo ciertas condiciones de economía, tráfico y climáticas. Éstos incluyen, mezcla de planta colocadas en frío, macadam asfáltico mezcla en caliente y mezclas arena-asfalto en caliente, con módulos resilientes inferiores a los del concreto asfáltico mezcla en caliente.

Para convertir los espesores del concreto asfáltico en caliente a bases y sub-bases granulares, se utilizan los coeficientes de capa de la Guía AASHTO de 1993: 0.44 para concreto asfáltico, 0.14 para base granular y 0.11 para sub-base granular. Así, 1” de concreto asfáltico equivale a 3.14” de base granular y a 4” de sub-base granular. Por analogía, se deberán emplear los coeficientes de capa de las mezclas de planta colocadas en frío, macadam asfáltico mezcla en caliente y mezclas arena-asfalto en caliente, para transformar los espesores de concreto asfáltico mezcla en caliente obtenidos en esta metodología de diseño, a espesores equivalentes de los otros tipos de materiales.

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Tabla I Playas de Estacionamiento, Vías Locales y Accesos para Vehículos Ligeros

A: (sección transversal izquierda) B: (sección transversal derecha)

Sub-rasante (ver Accesos Residenciales Playas de Estacionamiento con Descripción en la Vías Locales (ver pág. 5) 200-500 espacios página 23 ) Playas de Estacionamiento, (ver Tabla II para Accesos y Carriles hasta 200 espacios de Tráfico utilizados por

Camiones Pesados)

Espesor, TA Espesor, TB

Bueno a excelente 100 mm (4”) mínimo 100 mm (4”) mínimo

Mediana 100 mm (4”) mínimo 100 mm (4”) mínimo

Pobre 100 mm (4”) mínimo 115 mm (4 ½”) NOTA: Espesor mínimo de Carpeta Asfáltica = 1 ½”

A: Vías de Acceso Residencial B: Playas de Estacionamiento

Concreto Asfáltico 100 mm (4”) Concreto Asfáltico Sub-rasante-Buena a Excelente Sub-rasante-Buena a Excelente Mediana y pobre TA = 100 mm (4”) TA = 100 mm (4”)

100 mm (4”) Concreto Asfáltico Sub-rasante-Media TA = 100 mm (4”) 115 mm (4 ½”) Concreto Asfáltico Sub-rasante-Pobre TA = 115 mm (4 ½”)

Tabla II Playas de Estacionamiento, Estaciones de Servicio, Vías Colectoras y Accesos para Camiones

A: (sección transversal izquierda) B: (sección transversal derecha)

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Sub-rasante (ver Playas de estacionamiento, de hasta Playas de estacionamiento (incluyendo Descripción en 20 camiones pesados* por día paraderos de camiones) 20-400 pág camiones pesados* por día

Estaciones de Servicio Playas de estacionamiento de vehículos ligeros

Playas de estacionamiento Entradas & carriles de tráfico usadas para vehículos ligeros por camiones pesados*

Entradas & carriles de tráfico Areas (no) cargadas usadas por camiones pesados* Vías Colectoras

Espesor, TA Espesor, TA

Bueno a excelente 100 mm (4”) 215 mm (8 ½”)

Mediana 140 mm (5 ½”) 265 mm (10 ½”)

Pobre 190 mm (7 ½”) 320 mm (12 ½”) * Camiones pesados son vehículos comerciales pesados, normalmente con 2-ejes 6-neumáticos o mayores. Los pick-ups y paneles ligeros están excluidos. Se incluyen los camiones con neumáticos de ancha base para trabajo pesado. NOTA: En algunas playas de estacionamiento donde se almacenan camiones trailers muy cargados, las ruedas de plataforma móvil que se hacen descender cuando se remueve el tracto, pueden dañar la superficie del pavimento. Aunque cualquier mezcla asfáltica puede diseñarse para soportar esta carga de extremadamente alta presión, una solución más económica es colocar una plancha debajo de cada grupo de ruedas de plataforma móvil. Esta plancha deberá ser de aproximadamente 25 mm (10”) de ancho, 1 m (36”) de longitud y 50 mm (2” ) de espesor. A B

Concreto asfáltico

100 mm (4”) 215 mm Concreto asfáltico (8 ½”) Sub-rasante-Buena a Excelente

TA = 100 mm (4”) Sub-rasante-Buena a Excelente TA = 215 mm (8 ½” )

Concreto asfáltico 140 mm (5 ½”) Concreto asfáltico 265 mm

Sub-rasante-Mediana (10 ½”) TA = 140 mm (5 ½”) Sub-rasante-

Mediana TA = 265 mm (10 ½”)

Concreto asfáltico 190 mm (7 ½”) 320 mm Concreto asfáltico

(12 ½”) Sub-rasante-Pobre TA = 190 mm (7 ½”) Sub-rasante-Pobre

TA=320mm (12 ½”)

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NOTA: Espesor mínimo de Carpeta Asfáltica = 2 ½” COMPACTACIÓN Sub-rasante

Debe prestarse atención especial a la preparación de la sub-rasante para asegurar una compactación apropiada. El mejor método para controlar la compactación es por medio del uso de procedimientos y ensayos límite, recomendados en Preparación de la Sub-rasante para Pavimentos Asfálticos de Espesor-Total (CL-1), detallado en el Manual de Suelos (MS-10), del Instituto del Asfalto. Si no pueden hacerse estas pruebas, se deberá hacer pasar un camión muy pesado sobre la sub-rasante, anotando las deflexiones.

Si un área muestra una deflexión muy pronunciada, quiere decir que no ha sido adecuadamente compactada, lo que significa que no ha sido suficientemente rodillada o que el contenido de humedad es demasiado alto. Si un rodillado adicional no corrige la condición inestable, se debe escarificar la sub-rasante hasta una profundidad de por lo menos 150 mm (6 plg.), airearla, re-compactarla y re-ensayarla, para asegurar una compactación uniforme. En algunos casos puede ser necesario remover la porción superior de la sub-rasante y reemplazarla con material selecto. Pavimentos

Para las vías locales, vías colectoras, playas de estacionamiento, estaciones de servicio y accesos con un tamaño que permitan su uso, se debe emplear un rodillo neumático, además del rodillo liso de acero para asegurar la compactación apropiada del pavimento asfáltico si es que no se usa un rodillo vibratorio. La presión del contacto de los neumáticos del rodillo debe igualar o exceder a la de la mayoría de vehículos que se espera usen las instalaciones. CONSTRUCCIÓN POR CAPAS GRUESAS

La colocación de una capa de base asfáltica mezcla en caliente en una sola capa ofrece algunas ventajas:

1. Debido a que la capa más gruesa mantiene el calor mucho mas tiempo

(a) es más fácil de alcanzar la densidad requerida; y (b) la mezcla puede ser colocada en un clima más frío que con capas delgadas.

2. Una sola operación para colocar un capa gruesa es más económica que las dos o más requeridas para colocar el mismo espesor en capas delgadas.

3. Una capa de base asfáltica puede colocarse directamente sobre la sub-rasante preparada, sin la distorsión y agrietamiento resultantes que pueden ocurrir mientras se está rodillando una capa delgada.

Las capas de base asfáltica gruesas se colocan y compactan con el equipo de pavimentación convencional. Se pueden usar motoniveladoras para extender la mezcla de base asfáltica si es que la pavimentadora de asfalto no puede colocar el material en el espesor deseado.

CONSTRUCCIÓN PLANIFICADA POR ETAPAS

En muchas situaciones, la construcción por etapas de los pavimentos tiene un buen sentido económico. Los pavimentos asfálticos se prestan para este tipo de construcción.

Nota: Es una buena práctica esterilizar el suelo de sub-rasante antes de colocar las sobre capas de recubrimiento.

Cuando se usan esterilizadores comerciales, debe tenerse cuidado de seguir las recomendaciones del fabricante

para el manipuleo y aplicación y cumplir con las leyes, ordenanzas, o regulaciones que gobierna el uso de tales

químicos.

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Por ejemplo, cuando el espesor eventual de diseño (Etapas 1 y 2) es de 190 mm (7 1/2 plg.), la Etapa 1 comprenderá la capa de base negra [posiblemente 150 mm (6 plg.) de espesor], seguida cuando sea apropiado por otra de 40 mm (1 1/2 plg.) de concreto del asfáltico como Etapa 2.

La construcción por etapas tiene la ventaja de proporcionar un pavimento totalmente adecuado, a todos los climas para el desarrollo inicial de un área. Cualquier daño al pavimento de la Etapa 1 causado por tráfico, asentamientos, o roturas de los servicios, puede ser reparado antes de la colocación de la superficie final. Con un riego de liga asfáltico apropiado, donde se necesite, la Etapa 2 del pavimento se une a la superficie vieja y se vuelve una parte integral de la estructura final del pavimento. SARDINELES DE ASFALTO

Los sardineles de asfalto son económicos de construir, dan un servicio excelente y son agradables en su apariencia. Además de controlar el agua superficial, se usan como divisores para encauzar el tránsito y también como delimitadores. Ellos se construyen fácil y rápidamente sin encofrados y si es necesario expandir o alterar el área del estacionamiento, pueden ver a las Especificaciones y Métodos de Construcción de Sardineles y Cunetas Asfálticas (SS-3) del Instituto del Asfalto. DRENAJE

Playas de Estacionamiento

Una buena superficie de drenaje es absolutamente esencial para la construcción exitosa de playas de estacionamiento. Con una sección transversal apropiada, es posible proporcionar un escurrimiento rápido del agua superficial hacia los límites exteriores del área pavimentada, hacia una cuneta poco profunda a lo largo del centro, o para dejarla caer en sumideros con espaciamiento apropiado para que ninguna cantidad de agua quede sobre la superficie.

Para proporcionar un drenaje superficial rápido, la pendiente de todas las entradas hacia los sumideros o cunetas no debe ser menos de 20 mm por metro. Se pueden instalar drenes interceptores a lo largo del perímetro de la playa de estacionamiento cuando las condiciones requieran la remoción del agua superficial o subterránea fuera del área pavimentada. Vías y Accesos

En la construcción de vías y accesos asfálticos es muy deseable el buen drenaje. Ellos deben estar en declive o debe llevar un bombeo no menor de 20 mm por metro para drenar fuera toda el agua superficial. De ser posible, deben conducirse los empoces mediante tuberías fuera del borde de las vías y accesos.

CONDICIONES CLIMÁTICAS

Es una buena práctica de construcción colocar los pavimentos sólo cuando las condiciones del tiempo sean favorables. La construcción debe ser suspendida cuando hay agua libre sobre la superficie a ser pavimentada, hasta que la superficie esté seca.

Cuando es necesario proceder con la construcción en climas fríos, todas las cargas de mezclas asfálticas deben ser entregadas en camiones cubiertos y aislados. La mezcla debe ser extendida y compactada inmediatamente después de su llegada al sitio de trabajo.

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MANTENIMIENTO

Los pavimentos asfálticos son fáciles de mantener, especialmente los pavimentos construidos de concreto asfáltico, los cuales duran por años con una pequeña o ninguna reparación. La renovación de la superficie, cuando es necesaria, puede lograrse rápida y económicamente con una interferencia mínima al tráfico. Un sello asfáltico -una aplicación ligera de asfalto y gravilla, o un slurry seal – impermeabilizarán rápidamente al pavimento y mejorarán su apariencia superficial. REFUERZOS FUTUROS

Una de las ventajas del pavimento asfáltico es la facilidad con la que puede reforzarse para soportar cargas más pesadas o un mayor volumen de tráfico. Una sobre capa de concreto asfáltico colocada con un espesor diseñado para las condiciones del tráfico, agregará muchos años de servicio a las vías, playa de estacionamiento o accesos existentes. Una bonificación extraordinaria de una sobre capa de refuerzo es una nueva superficie lisa, resistente al patinaje y al agua. Para mayores detalles sobre el diseño de sobre capas, referirse a Sobre Capas Asfálticas para Rehabilitación de Calles y Carreteras (MS-17), del Instituto del Asfalto.

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ANEXO C

ESPECIFICACIONES MODELO PARA TRABAJOS DE PAVIMENTACION CON

CONCRETO ASFALTICO DE ESPESOR-TOTAL∗∗∗∗

1. Alcance. Proporcionar y construir una estructura de pavimento asfáltico de Espesor-

Total para Areas de Estacionamiento de 4,200 m2 o menores, Accesos, Estaciones de Servicio, Ciclovías, Sendas para carros de golf, Vías Locales o Vías Colectoras, tal como está especificado.

A. REQUISITOS GENERALES

2. Establecimiento de Niveles y Perfiles:* Los niveles y perfiles deberán ser (serán)

establecidos por el contratista (propietario) y las estacas deberán ser (serán) colocadas a la elevación deseada por el contratista (propietario). El establecimiento de los perfiles deberá estar (estará) limitado por obras existentes, drenajes, límites de propiedad adyacentes y por una buena apariencia.

3. Preparación de la Sub-rasante:* Todos los deshechos, vegetación u otros materiales perecibles deberán ser removidos del lugar de trabajo, exceptuando los árboles o arbustos designados para ser preservados. El sitio a ser pavimentado deberá ser perfilado a la sección requerida y todo material en exceso removido fuera del lugar de trabajo. Los materiales en zonas blandas deberán ser removidos hasta la profundidad requerida para lograr una cimentación firme y deberán reemplazarse por materiales iguales o mejores que el mejor material de sub-rasante en el sitio. Toda el área de sub-rasante deberá ser completamente compactada al contenido de humedad más bajo al que un puñado de suelo se pueda moldear apretándolo firmemente con la mano. La superficie de la sub-rasante después de la compactación deberá quedar dura, uniforme, lisa y al perfil y sección transversal del proyecto. Si es especificado por el propietario o por su ingeniero, antes de colocar la capa de base, las áreas de sub-rasante diseñadas deberán ser tratadas con agentes esterilizadores, a la tasa especificada por el fabricante para prevenir el crecimiento de malas hierbas. Si se especifica, deberá imprimarse la sub-rasante.

4. Espesor de la Estructura: Sobre la sub-rasante preparada se debe colocar una base asfáltica preparada en planta, en _____capa(s), a un espesor compactado de ________milímetros.

5. Capa de Imprimación:* Si está especificado por el propietario (ingeniero), deberá aplicarse una capa de imprimación asfáltica sobre la sub-rasante a una tasa de_________litros/m2.

6. Equipo, Materiales y Mano de Obra:* El contratista deberá proporcionar el equipo, los materiales y la mano de obra necesarios para completar el trabajo de manera aceptable por el propietario. Las variaciones en el tamaño y en la cantidad de equipo, dependerán de la magnitud del área que está siendo pavimentada.

7. Muestreo y Ensayos: Si está especificado por el propietario (ingeniero), el contratista deberá proporcionar muestras representativas para el ensayo y análisis de los materiales a ser usados en la obra. Alternativamente, si está especificado por el propietario (ingeniero), el contratista deberá proporcionar certificación de que el material proporcionado está de acuerdo con el contrato. El muestreo y los ensayos deberán estar en concordancia con la última revisión de los procedimientos Estándar

∗ Ver Notas al Propietario (Ingeniero) al final.

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de la Asociación Americana de Oficiales Estatales de Carreteras y Transportes (AASHTO) o de las Asociación Americana para Ensayo de Materiales (ASTM)♦ para muestreo y ensayos de los materiales que están siendo usados en el proyecto.

8. Lisura: La superficie del trabajo terminado, cuando se ensaye con una regla recta de 3 m, no deberá contener irregularidades mayores de 6 mm (1/4”).

B. MATERIALES

9. Asfalto: El asfalto para la mezcla en planta deberá ser (tipo y grado) como ha sido

especificado por el propietario (ingeniero) antes de la aplicación del contrato. El material asfáltico seleccionado deberá cumplir los requisitos de la tabla contenida en las Especificaciones para Asfaltos de Pavimentación e Industriales (publicación SS-2 del Instituto del Asfalto). Se exigirá un certificado indicando el cumplimiento del asfalto con la especificación.

10. Agregados Minerales: Mezclas Asfálticas de Planta para Base y Capa de Superficie.

(1) El agregado mineral para las mezclas asfálticas de planta deberá consistir de agregados gruesos, finos y de ser necesario, de filler mineral. El agregado grueso deberá ser sano, de piedra angulosa triturada, de grava triturada, o de escorias trituradas. Se puede usar agregado grueso no triturado en la mezclas de capa de base, si la mezcla cumple los criterios de diseño. El agregado fino deberá ser arena bien graduada, moderadamente angulosa a angulosa.

(2) El agregado mineral y el asfalto deberán ser combinados en una planta, para lograr la siguiente gradación en el concreto asfáltico de base y de capa superficial, como ha sido especificado por el ingeniero antes de la aplicación del contrato.

Base y Capa Superficial *Porcentaje en Peso Tamaño de Malla que Pasa

25.0 mm (1 pulg)…………………………………__________________ 19.0 mm (3/4 pulg)……………………………….__________________ 9.5 mm (3/8 pulg)………………………………..__________________ 4.75 mm (Nº 4)…………………….......................__________________ 2.36 mm (Nº 8)…………………….......................__________________ 600 µm (Nº 30)…………………….......................__________________ 300 µm (Nº 50)…………………………………...__________________ 150 µm (Nº 100)………………………………….._________________ 75 µm (Nº 200)…………………….......................__________________ Asfalto (porcentaje en peso del total de la mezcla)__________________

C. CONSTRUCCION

11. Esparcido de las Capas de Base y de Superficie: Capas Asfálticas de Base y de Superficie

(1) Para todas las áreas de más de 840 m2, las capas asfálticas de base y de superficie deberán ser colocadas y esparcidas con una pavimentadora. Todas las irregularidades en la capa de superficie del pavimento deberán ser corregidas directamente detrás de la pavimentadota. Todo material en exceso que forme sobre elevaciones deberá removerse con una lampa. Las áreas dentadas deberán

♦ o de las Normas Técnicas Peruanas del ITINTEC (NTP); o de las normas del Manual de Ensayos de

Materiales para Carreteras del MTC, en el caso del Perú (EM).

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rellenarse con mezcla en caliente y alisarse con el borde de una lampa. No se permitirá el vaciado de mezcla sobre tales áreas.

(2) Si no es práctico usar una pavimentadora o una caja esparcidora en áreas de 840 m2 o menos, se pueden esparcir y terminar a mano las capas asfálticas de base y superficie. Se pueden usar encofrados de acero o madera, soportados de manera firme para asegurar el perfil y la sección transversal correctos. La colocación manual deberá ser hecha de manera cuidadosa para evitar la segregación del material. No se deben permitir ensanches del material. Debe removerse todo grumo que no se rompa fácilmente.

12. Compactación de Base y Capa de Superficie Asfálticas: El rodillado deberá empezar tan pronto se pueda compactar la mezcla asfáltica en caliente, sin sufrir desplazamientos. El rodillado deberá continuar hasta que esté completamente compactada y todas las marcas hubieran desaparecido.

En áreas muy pequeñas para el rodillo, se debe usar un compactador de plancha vibratoria o pisones manuales para alcanzar la compactación deseada.

13. Método de Medición: Las cantidades a ser pagadas serán como sigue:

(1) Preparación de la Sub-rasante – Número total de metros cuadrados de sub-rasante realmente preparada para ser cubierta por el material de base.

(2) Mezcla Asfáltica - Número total de toneladas de mezcla asfáltica realmente incorporada al trabajo.

14. Bases de Pago: Las cantidades enumeradas en la Sección 13 serán pagadas al precio unitario del contrato para cada item o al precio a suma alzada de la oferta. Los pagos serán la compensación total por suministro, manipuleo y colocación de materiales, por rodillado y por toda mano de obra y uso de equipo, herramientas e imprevistos necesarios para completar el trabajo de acuerdo con estas especificaciones.

15. Garantía:* El contratista deberá garantizar por escrito la calidad y los materiales del pavimento terminado por un periodo de _____años.

NOTAS AL PROPIETARIO (INGENIERO)

1. Esta especificación es aplicable a trabajos pequeños de pavimentación tales como:

Areas de Estacionamiento de 4,200 m2 o menores. Accesos Estaciones de Servicio Ciclovías Sendas para carros de golf Aceras

2. Se recomiendan los pavimentos de Espesor-Total para mayor resistencia y durabilidad.

3. Artículo 2. Establecimiento de Perfiles. Si el contratista va a establecer los perfiles, borrar “será” y “propietario” donde aparezcan en la primera oración. Si el propietario es quien vaya a establecer los perfiles, borrar “deberá ser” y “contratista”.

4. Artículo 5. Capa de Imprimación – Se recomienda de 0.25 a 0.7 litros/m2 de diluidos SS-1, SS-1h, CSS-1 ó CSS-1h. La emulsión asfáltica deberá ser diluida con partes iguales de agua.

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5. Artículo 6. Equipo – Si el trabajo está bajo la supervisión de un ingeniero, este deberá aprobar todos los equipos aplicables al trabajo para el que se aplica la especificación.

6. Artículo 10. Mezclas en Planta de Agregado Mineral-Asfalto para Mezclas de Base y de Superficie – Se recomiendan las mezclas asfálticas que cumplan la Especificación Estándar ASTM D3515. Se pueden usar las mezclas asfálticas especificadas por las municipalidades locales si es que ellas tienen una historia de comportamiento satisfactorio.

7. Artículo 15. Insertar el número de años apropiado. Los periodos generalmente van de uno a cinco años.

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ANEXO D

DISEÑO DE PAVIMENTOS URBANOS DE CONCRETO5 Los estándares de diseño y construcción de pavimentos urbanos, deben proporcionar una vida de servicio larga con un mantenimiento bajo. Como una guía para alcanzar esos objetivos, esta metodología basada en la publicación IS108.02P de la Asociación Americana de Pavimentos de Concreto, proporciona diseños adecuados que resultarán en costos anuales más bajos, considerando los costos iniciales de construcción y los costos de mantenimiento del pavimento. En otras tres publicaciones de la PCA (Portland Cement Association), Sub-rasantes y Sub-bases para Pavimentos de Concreto, Diseño y Construcción de Juntas para Calles de Concreto y Especificaciones Sugeridas para la Construcción de Calles de Concreto, se discuten los aspectos de sub-rasantes y sub-bases, juntas y especificaciones, con mucho más detalle.

A continuación se dan los factores involucrados en el proceso de diseño de calles de concreto:

1. Sub-rasantes y Sub-bases 2. Calidad del concreto 3. Clasificación de calles y tráfico 4. Diseño geométrico 5. Espesor de diseño 6. Juntas 7. Especificaciones constructivas

SUB-RASANTES Y SUB-BASES

A diferencia de otros materiales de pavimentación, la resistencia estructural de un pavimento de concreto está en gran parte en el concreto en sí, debido a su naturaleza rígida. Debido a la notable resistencia de viga del concreto, las cargas pesadas se distribuyen en grandes áreas, resultando en presiones muy bajas sobre la sub-rasante. Esto hace económicamente impráctico elevar la resistencia de la sub-rasante por medio de capas gruesas de piedra o grava triturada. El comportamiento ha demostrado que los caminos con alto volumen de tránsito tales como las carreteras, generalmente fallan por bombeo y erosión de la sub-rasante en las juntas y bordes de los pavimentos. En tales aplicaciones, cuando se especifican sub-bases granulares, estas funcionan no tanto como capa estructural, sino como una capa anti-bombeo, destinada a reducir la erosión del suelo debajo de las losas del pavimento. Desde que los caminos con bajo volumen de tránsito no fallan de esta manera, no requieren de sub-bases para prevenir el bombeo de la sub-rasante. En la mayor parte de los casos, estos pavimentos de concreto pueden colocarse directamente sobre la sub-rasante compactada.

Es importante que los suelos de sub-rasante sean de un material uniforme, en tipo y en densidad, para lograr un comportamiento satisfactorio del pavimento. Los cambios abruptos en el tipo de sub-rasante, puede resultar en movimientos diferenciales de las sub-rasantes susceptibles a la acción de las heladas en los climas nórdicos, así como en contracciones e hinchamientos excesivos de suelos expansivos. Los levantamientos diferenciales en estos casos pueden ser controlados asegurando un tipo de suelo uniforme. Los cambios de volumen pueden reducirse sustancialmente compactando el suelo de 1 a 3 puntos porcentuales por encima del óptimo contenido de humedad.

5 Adaptado de: IS184.02P de la ACPA (American Concrete Pavement Association).

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En la Referencia 1 se puede encontrar información adicional sobre sub-rasantes y sub-bases.

CALIDAD DEL CONCRETO

Las mezclas de pavimentación en concreto se diseñan para producir la resistencia a flexión deseada y para dar durabilidad satisfactoria bajo las condiciones a las que el pavimento estará sujeto durante su vida de servicio.

Desde que el modo de falla considerado en el diseño de pavimentos de concreto es la fatiga por flexión, es importante que el concreto tenga adecuada resistencia a flexión (módulo de rotura), para resistir el agrietamiento. Bajo condiciones promedio, el concreto debería alcanzar un módulo de rotura (MR) a los 28 días de 3.8 a 4.8 MPa cuando se mide de acuerdo con ASTM C78, en el ensayo de carga en los tercios.

En áreas afectadas por heladas, los pavimentos de concreto deben estar protegidos contra los ciclos de hielo y deshielo y contra la acción de las sales deicificantes. Es esencial que la mezcla tenga una relación agua : cemento baja, un factor cemento adecuado, suficiente aire incorporado y un curado adecuado. La cantidad de aire incorporado necesaria para concreto resistente al clima, varía con el tamaño máximo del agregado. La Tabla 1 da los contenidos de aire recomendados para un concreto durable(2). Adicionalmente a hacer que el concreto endurecido sea resistente al clima, el aire incorporado mejora al concreto cuando se encuentra al estado plástico, previniendo la segregación, aumentando la trabajabilidad y reduciendo la exudación.

Tabla 1. Contenido de Aire Recomendado para un Concreto Durable

Tamaño máximo del Contenido de aire total en Agregado – pulgs. Porcentaje*

Exposición Exposición Severa Moderada

3/8 (9.5 m) 7 – ½ 6

½ (12.5 mm) 7 5 – ½

¾ (19 mm) 6 5

1 (25.0 mm) 6 4 – ½

1 – ½ (37.5 mm) 5 – ½ 4 – ½

2 (50.0 mm) 5 4

* Una tolerancia aceptable para el contenido de aire es -1 a +2 puntos porcentuales.

La cantidad de agua de mezcla también tiene una influencia crítica en la durabilidad y resistencia al clima del concreto endurecido. La menor cantidad de agua de mezcla que producirá una mezcla plástica, trabajable, resultará en el concreto endurecido con la mayor durabilidad. Un contenido mínimo de cemento Pórtland de 335 kilogramos por metro cúbico de concreto, con una relación agua: cemento máxima como se muestra en la Tabla 2, incrementará significativamente las resistencias a los ciclos de hielo-deshielo y a los sulfatos del pavimento de concreto. Las Referencias 2 y 3 son excelentes recursos para estudios posteriores acerca de este tópico.

CLASIFICACIÓN DE CALLES Y TRÁFICO

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Los estudios de tráfico llevados a cabo dentro de los límites de las ciudades han demostrado que las calles con características similares tienen esencialmente las mismas densidades de tráfico e intensidades de cargas por eje. Una metodología práctica para diseño consiste en establecer un sistema de clasificación de cales que proporcione una distribución de cargas por eje, para las diferentes categorías de calles. En este documento se divide a los pavimentos urbanos en seis clasificaciones de calles. La descripción de cada clasificación incluye los volúmenes de tráfico, tipo de vehículos y cargas máximas por eje. Esas clasificaciones se incluyen en la Sección de Diseño de Espesores de este documento.

Tabla 2. Relación Agua:Cemento Máxima Permisible para Pavimentos de Concreto Durables

Tipo de exposición Máxima relación agua: cemento, en peso

Congelamiento/ Deshielo con químicos deicificantes 0.45

Severa exposición a los sulfatos [sulfatos solubles en el agua (SO4) en el suelo, porcentaje en peso de 0.20 y superiores] 0.45

Exposición moderada a los sulfatos [sulfatos solubles en agua (SO4) en el suelo, porcentaje en peso de 0.10 – 0.20] 0.50

DISEÑO GEOMÉTRICO

Servicios

Durante la construcción de nuevas vías y desarrollos comerciales, los servicios se colocan comúnmente en el derecho de vía exterior del área del pavimento, para facilitar el mantenimiento y posibles adiciones a los sistemas de servicios. Se deben evaluar las necesidades presentes y futuras y tomarse las previsiones necesarias. La previsión puede eliminar la rotura de pavimentos existentes para trabajos en los servicios.

Sardineles Integrales

La manera más práctica y económica de construir pavimentos urbanos de concreto es con una sección conteniendo un sardinel integral. Un sardinel integral se construye con el pavimento en una sola operación – haciendo todos los trabajos de concreto simultáneamente. Cuando se utilizan encofrados, es fácil darle forma al sardinel. Los sardineles integrales también pueden construirse para casi cualquier sección transversal usando una pavimentadora de encofrados deslizantes.

Cuando se usan sardineles integrales, se reducen los esfuerzos y deflexiones en el borde del pavimento, incrementando de esta manera la capacidad estructural del pavimento, o de manera inversa, permitiendo una reducción en el espesor del pavimento. Las ventajas y la economía inherentes a la construcción de sardineles integrales es un aspecto a considerar en los pavimentos urbanos.

Anchos de Calles

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Los anchos de calles varían de acuerdo con el tráfico que va a soportar la calle. El ancho mínimo recomendado, excepto en casos inusuales es 7.60 m, con una pendiente transversal máxima de 20 mm por metro. Es deseable tener anchos de carriles y pendientes transversales consistentes.

Los carriles de tráfico tienen normalmente de 3.00 a 3.70 m de ancho. No se recomienda anchos mayores de 3.70 m debido a que la experiencia ha demostrado que los conductores intentarán sobrepasar en carriles más anchos, ocasionando accidentes.

Los estacionamientos a lo largo de los sardineles son usualmente de 2.10 m a 2.40 m de ancho. Cuando predominan los vehículos ligeros de pasajeros, se usan carriles de 2.10 m; y 2.40 m cuando estacionarán camiones. No se recomiendan los carriles de 1.80 m. En las avenidas, los carriles de estacionamiento son de 3.00 a 3.70 m de ancho y también se pueden usar como carriles de tráfico o para volteo.

En las calles en las que está prohibido el estacionamiento, generalmente se proporciona un ancho extra de 0.60m paralelo a los sardineles, como un espacio no transitable. ESPESOR DE DISEÑO

El procedimiento de diseño que se presenta aquí utiliza el método y las teorías descritas en la publicación de la Portland Cement Association, Diseño de Espesores de Pavimentos de Concreto para Calles y Carreteras (4) y en manual del software para computadoras personales de PCAPAV(5).

Este método de diseño determina el espesor para pavimentos de concreto simple y reforzado. Por definición, los pavimentos de concreto simple se construyen sin ningún tipo de refuerzo de acero o sin pasajuntas (dowels) de acero en las juntas de control. Las juntas de control normalmente están espaciadas a intervalos de 4.60 m o menos, con la transferencia de carga por medio de trabazón de agregados. Los pavimentos de concreto simple con juntas con pasajuntas utilizan dowels de acero para lograr una transferencia de carga adicional en las juntas de control. Los pavimentos de concreto reforzado con mallas o fibras metálicas, tienen mayores espaciamientos entre juntas de control – hasta un máximo de 9.1 m – con el refuerzo de malla de alambre colocado entre juntas de control con el objeto de mantener unidas a las grietas que se espera se desarrollen. Debido a que tiene mayores espaciamientos que los pavimentos de concreto simple, los pavimentos de concreto reforzado siempre requieren dowels de acero en las juntas de control para proporcionar una adecuada transferencia de carga. Los pavimentos pueden diseñarse con o sin bermas o sardineles y cunetas de concreto

En la Referencia 4 se discuten dos criterios límite para el diseño de pavimentos. El primero es un criterio de erosión, donde los caminos con altos volúmenes de tráfico muestran fallas por bombeo y erosión de la sub-rasante o sub-base, debido al elevado número de cargas pesadas en o cerca de las juntas o bordes del pavimento. El segundo criterio es el criterio de fatiga por flexión del pavimento. Esta falla ocurre en caminos de bajo volumen, donde las cargas repetidas producen esfuerzos de pandeo en el pavimento, resultando eventualmente en el agrietamiento por fatiga. Es este último criterio, el de agrietamiento por fatiga a flexión, es el que controla el diseño de pavimentos en esta metodología.

En las secciones siguientes se describen los factores que tienen mayor influencia en la determinación del espesor de diseño.

Resistencia a Flexión (MR)

Los pavimentos de concreto se pandean bajo las cargas repetidas por eje, produciendo esfuerzos de compresión y flexión. Desde que la relación del esfuerzo de compresión a la resistencia a compresión es relativamente pequeña, comparada con la relación del

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esfuerzo de flexión a la resistencia a la flexión del concreto, es esta última la que controla el diseño de los pavimentos. La resistencia a flexión del concreto se determina mediante el ensayo del módulo de rotura (MR), usualmente hecho sobre una viga de 150 mm x 150 mm x 760 mm (carga en los tercios del ASTM C78). La resistencia a los 28 días es comúnmente usada como una representación de la resistencia de diseño del concreto.

Para la determinación de los espesores usando la Tabla 6, se debe usar el módulo de rotura promedio a los 28 días. La resistencia promedio es usualmente 10 a 15 por ciento mayor que la resistencia mínima especificada para la aceptación del concreto.

RESISTENCIA DE LA SUB-RASANTE O SUB-BASE (K)

El grado de soporte de la sub-rasante o sub-base se define en términos del módulo de Weestergaard de reacción de la sub-rasante (k). Este se determina por la carga en newtons por metro cuadrado sobre un plato de 760 mm de diámetro, dividida entre la deflexión en milímetros que produce esa carga. El valor de k se expresa en mega pascales por metro. Desde que los ensayos de placa son caros y consumen mucho tiempo, usualmente se correlaciona el valor de k con otros valores de soporte de la sub-rasante (Figura 1), o se determinan de la Tabla 3.

Tabla 3. Tipos de Suelos de Sub-rasante y Valores Aproximados de k

Tipo de Suelo Soporte Rango de Valores

de k pci (MPa/m)

Suelos de granos finos en los Bajo 75-120 (20-34)

que predominan las partículas

del tamaño de limos y arcillas

Arenas y mezclas de arenas- Medio 130-170 (35-49)

gravas con cantidades

moderadas de limo y arcilla

Arenas y mezclas de arenas- Alto 180-220 (50-60)

gravas, relatí vamente libres

de finos plásticos

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(1) Para la idea básica ver O.J. Porter, “Cimentaciones para Pavimentos Flexibles”, Highway Research Board. Proceedings of the Twenty-Second Annual Meeting, 1942. Vol 22, pp 100-136.

(2) ASTM D2487 (3) “Clasificación de Materiales de Sub-rasante para Carreteras”, Highway Research

Board. Proceedings of the Twenty-Fifth Annual Meeting, 1945. Vol 25, pp 376-392. (4) C. E. Warnes, “Correlación entre el Valor R y el Valor k”. Reporte no publicado,

Portland Cement Association, Rocky Mountain-Northwest Region, Octubre 1971 (es la mejor correlación con corrección por saturación).

(5) See T.A. Middlebrooks y G.E. Bertram, “Ensayos de Suelos para el Diseño de Pavimentos de Pistas de Aterrizaje”, Highway Research Board. Proceedings of the Twenty- Second Annual Meeting, 1942. Vol 22, pag. 152.

(6) Vert item (5) página 184

Sistema ASTM de Clasificación de Suelos (Clasificación Unificada)

Clasificación AASHTO de Suelos

Valor R de Resistencia

Módulo k de Reacción de la Sub-rasante

Valor Soporte

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Figura 1. Interrelaciones aproximadas entre clasificaciones de suelos y valores soporte

CLASIFICACIÓN DE LAS CALLES URBANAS

Residencial Ligera. Estas calles no son largas y se encuentran en sub divisiones y áreas residenciales similares. Ellas pueden terminar como calles sin retorno o con retorno. Sirven para tráficos de aproximadamente 20 ó 30 lotes o casas. Los volúmenes de tráfico son bajos, menores de 200 vehículos por día (vpd), con tráfico diario promedio de camiones (ADTT por sus siglas en inglés) de 2 a 4 (en dos direcciones, excluyendo camiones de dos ejes y cuatro llantas). Las cargas máximas para estas calles son ejes simples de 80 kN y ejes tandem de 160 kN.

Residenciales. Estas calles soportan tráficos similares a las residenciales ligeras, más algún camión pesado ocasional. En un sistema de calles tipo malla, estas calles soportan tráficos que sirven hasta 300 casas, así como para recolectar todo el tráfico residencial ligero dentro del área y distribuirlo en el sistema principal de calles. Los volúmenes de tráfico van de 200 a 1000 vpd, con aproximadamente 10 a 50 ADTT. Las cargas máximas para estas calles son de 98 kN para ejes simples y 160 kN para ejes tandem.

Colectoras. Estas calles recolectan el tráfico de diferentes sub divisiones y pueden tener varios kilómetros de largo. Pueden servir como rutas de buses y para el movimiento de camiones de y hacia un área, aunque ellas no son generalmente consideradas rutas completas. Los volúmenes de tráfico varían de 1,000 a 8,000 vpd, con aproximadamente 50 a 500 ADTT. Las cargas máximas para estas calles son 116 kN para ejes simples y 196 kN para ejes tandem.

Comerciales. Las calles comerciales proporcionan acceso a tiendas y al mismo tiempo sirven al tráfico en la zona comercial. Las calles comerciales están frecuentemente congestionadas y las velocidades son bajas debido a los elevados volúmenes de tráfico, pero con un bajo porcentaje de ADTT. Los volúmenes de tráfico promedio varían de 11,000 a 17,000 vpd, con aproximadamente 400 a 700 ADTT, con cargas máximas similares a las de las calles colectoras.

Industriales. Las calles industriales proporcionan acceso a áreas o parques industriales. Los volúmenes totales de vpd pueden ser bajos, pero el porcentaje de ADTT es alto. Los valores típicos de vpd están alrededor de 2,000 a 4,000, con un promedio de 300 a 800 ADTT. Los volúmenes de camiones no son muy diferentes que los de la clase comercial, sin embargo, las máximas cargas por eje son más pesadas, de 133 kN para ejes simples, y 231 kN para ejes tandem.

Arteriales. Las arteriales llevar tráfico hacia y desde vías expresas y sirven para los movimientos principales dentro y a través de áreas metropolitanas no atendidas por las vías expresas. Las rutas de buses y camiones son usualmente por arteriales. Para propósitos de diseño, se dividen en arteriales mayores y menores, dependiendo del tipo y capacidad del tráfico. Las arteriales menores soportan alrededor de 4,000 a 15,000 vpd, con 300 a 600 ADTT. Las arteriales mayores soportan alrededor de 4,000 a 30,000 vpd, con 700 a 1,500 ADTT y usualmente están sometidas a cargas de camiones más pesados. Las cargas máximas para las arteriales menores son de 116 kN para ejes simples y 196 kN para ejes tandem. Las arteriales mayores soportan cargas máximas de 133 kN para ejes simples y 231 kN para ejes tandem.

47

CARGAS DE TRÁFICO DE CAMIONES (ADTT) Y DISTRIBUCIONES DE CARGAS

Este método de diseño utiliza el tráfico diario promedio de camiones en ambas direcciones (ADTT) para modelar las cargas sobre el pavimento de concreto. Para propósitos de diseño, se asume este tráfico como igualmente distribuido en cada una de las dos direcciones (es decir, 50 por ciento en cada vía). El valor ADTT incluye solamente a los camiones con seis llantas o más y no incluye camiones panel, pick-ups y otros vehículos de cuatro llantas.

Las cargas por ejes de camiones se distribuyen según el tipo de clasificación de carreteras en las categorías descritas en la Tabla 4.

Desde que el valor ADTT representa el tráfico diario promedio en toda la vida del pavimento, el diseñador debe ajustar el valor presente del ADTT para anticipar cualquier crecimiento futuro del tráfico. Se puede usar la Tabla 5 para multiplicar el ADTT presente por un factor de proyección apropiado para llegar a un tráfico diario promedio de camiones estimado.

PERÍODO DE DISEÑO

El período de diseño es la vida teórica del pavimento antes que requiera una rehabilitación mayor o una reconstrucción. No representa necesariamente la vida real de pavimento, la cual puede ser de lejos mayor que la de diseño, o más corta debido a incrementos en el tráfico no previsto. Las tablas de diseño de esta metodología asumen una vida de diseño de 30 años. Para períodos de diseño diferentes a 30 años, se puede ajustar el ADTT. Por ejemplo, si se desea un período de diseño de 20 años en lugar de 30 años, el valor del ADTT estimado se multiplica por un factor de 20/30.

Las tablas de diseño que se dan a continuación han incorporado las categorías apropiadas de cargas por eje y los factores de seguridad (SF por sus siglas en inglés) de la carga(4). Los SF se aplican a las cargas por eje para compensar sobrecargas no previstas de camiones y variaciones de la construcción normal en materiales y espesores de capas para cada categoría de tráfico.

JUNTAS

Las juntas deben diseñarse y construirse cuidadosamente para asegurar un buen comportamiento. Con excepción de las juntas de construcción, las cuales dividen el trabajo de pavimentación en tramos de espesor consistente con el equipo de pavimentación, las juntas en los pavimentos de concreto se usan para mantener los esfuerzos dentro de límites seguros y para prevenir la formación de grietas irregulares. En Calles de Concreto: Secciones Típicas de Pavimentos y Detalles de Juntas(6), se dan detalles de juntas para calles residenciales.

Juntas Longitudinales

Las juntas longitudinales se instalan para controlar al agrietamiento longitudinal. Su espaciamiento usualmente se hace coincidir con las marcas de los carriles – a intervalos de 2.4 a 3.7 m. El espaciamiento entre juntas longitudinales no deberá ser mayor de 4.0 m, a menos que la experiencia local haya demostrado que los pavimentos se comportarán satisfactoriamente. La profundidad de las juntas longitudinales deberá ser de un cuarto a un tercio del espesor del pavimento (D/4 – D/3).

Tabla 4 Distribución de Cargas por Eje Usadas para Preparar las Tablas de Diseño

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Carga por Eje Ejes por cada 1000 Camiones

Kips (KN) Categoría LR Categoría 1 Categoría 2 Categoría 3

Ejes Simples

4 (18) 846.15 1693.31 6 (27) 369.97 732.28 8 (36) 283.13 483.10 233.60 10 (44) 103.40 204.96 142.70 12 (53) 39.07 124.00 116.76 182.02 14 (62) 20.87 56.11 47.76 47.73 16 (71) 11.57 15.81 23.88 31.82 18 (80) 4.23 16.61 25.15 20 (89) 0.96 6.63 16.33 22 (98) 2.60 7.85 24 (107) 1.60 5.21 26 (116) 0.07 1.78 28 (125) 0.85 30 (133) 0.45

Ejes Tandem

4 (18) 15.12 31.90 8 (36) 39.21 85.59 47.01 12 (53) 48.34 139.30 91.15 16 (71) 72.69 75.02 59.25 99.34 20 (89) 64.33 57.10 45.00 85.94 24 (107) 42.24 39.18 30.74 72.54 28 (125) 38.55 68.48 44.43 121.22 32 (142) 27.82 19.59 54.76 103.63 36 (160) 14.22 4.19 38.79 52.25 40 (178) 7.76 21.31 44 (196 1.16 8.01 48 (214) 2.91 52 (231) 1.91

* Excluyendo camiones de dos ejes y cuatro llantas.

49

Tabla 5. Tasas Anuales del Crecimiento del Tráfico y los Correspondientes factores de Proyección*

Tasa anual de Factor de Factor de Crecimiento del Proyección, Proyección, Tráfico, % 30 años 40 años 1 1.2 1.2 1 ½ 1.3 1.3 2 1.3 1.5 2 ½ 1.4 1.6 3 1.6 1.8 3 ½ 1.7 2.0 4 1.8 2.2 4 ½ 1.9 2.4 5 2.1 2.7 5 ½ 2.2 2.9 6 2.4 3.2

* Los factores representan valores a la mitad del período de diseño que se usan ampliamente en la práctica. Otro método de calcular esos factores se basa en el valor anual promedio. Las diferencias entre ambos métodos (basados en el interés compuesto), raramente afectarán al diseño.

50

Tabla 6(a) – Espesor de Concreto (pulgadas), Diseño para 30 años

CON sardinel y cuneta de concreto

o bermas de concreto

Clasificación del Tráfico k=100 pci k=150 pci k=200 pci k=300 pci

Módulo de Módulo de Módulo de Módulo de

Rotura (psi) Rotura (psi) Rotura (psi) Rotura

(psi)

500 600 650 500 600 650 500 600 650 500 600 650

RESIDENCIAL

LIGERO ADTT= 3

(Cat LR, SF=1.0) 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0

RESIDENCIAL ADTT=10 6.0 5.5 5.0 5.5 5.0 5.0 5.5 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0

(Cat 1, SF= 1.0) ADTT=20 6.0 5.5 5.5 5.0 5.5 5.0 5.5 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0

ADTT=50 6.0 6.0 5.5 6.0 5.5 5.0 5.5 5.0 5.0 5.5 5.0 5.0

COLECTOR ADTT=50 7.0 6.5 6.0 6.5 6.0 6.0 6.5 6.0 5.5 6.0 5.5 5.5

(Cat 2, SF= 1.1) ADTT=100 7.0 6.5 6.5 7.0 6.5 6.0 6.5 6.0 6.0 6.0 6.0 5.5

ADTT=500 7.5 7.0 7.0 7.0 7.0 6.5 7.0 6.5 6.5 6.5 6.0 6.0

COMERCIAL ADTT=400 7.5 7.0 6.5 7.0 6.5 6.5 7.0 6.5 6.0 6.5 6.0 6.0

(Cat 2, SF= 1.1) ADTT=700 7.5 7.5 7.0 7.5 7.0 7.0 7.0 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5

ARTERIAL MENOR ADTT=300 8.0 7.5 7.0 7.5 7.0 6.5 7.5 7.0 6.5 7.0 6.5 6.0

(Cat 2, SF= 1.2) ADTT=600 8.0 7.5 7.5 7.5 7.5 7.0 7.5 7.0 7.0 7.0 6.5 6.5

INDUSTRIAL ADTT=300 9.0 8.5 8.0 8.5 8.0 7.5 8.0 7.5 7.0 7.5 7.5 7.0

(Cat 3, SF= 1.2) ADTT=800 9.5 9.0 9.0 8.5 8.5 8.5 8.5 8.0 8.0 8.0 7.5 7.5

Reducir el espesor en ½” si se

usan dowels

Reducir el espesor en 1” si se

usan dowels

ARTERIAL MAYOR* ADTT=700 9.0 8.5 8.0 8.5 8.0 7.5 8.5 8.0 7.5 8.0 7.5 7.0

(Cat 3, SF= 1.2) ADTT=1100 9.5 9.0 8.5 9.0 8.5 8.0 8.5 8.0 7.5 8.0 7.5 7.0

ADTT=1500 9.5 9.0 8.5 9.0 8.5 8.0 8.5 8.0 7.5 8.0 7.5 7.5

* Para esta clasificación solamente,

el espesor mostrado es con dowels CONVERSIONES

1 pulg = 25.4 mm

Añadir ½” si no se usan dowels 100 psi= 0.689 MPa

Añadir 1” si no se usan dowels 100 pci= 27.15 MPa/m

51

Tabla 6(b) – Espesor de Concreto (pulgadas), Diseño para 30 años

SIN sardinel y cuneta de concreto

o bermas de concreto

Clasificación del Tráfico k=100 pci k=150 pci k=200 pci k=300 pci

Módulo de Módulo de Módulo de Módulo de

Rotura (psi) Rotura (psi) Rotura (psi) Rotura (psi)

500 600 650 500 600 650 500 600 650 500 600 650

RESIDENCIAL

LIGERO ADTT= 3

(Cat LR, SF=1.0) 6.0 5.5 5.5 6.0 5.5 5.5 5.5 5.5 5.0 5.5 5.0 5.0

RESIDENCIAL ADTT=10 7.0 6.5 6.0 6.5 6.0 5.5 6.0 6.0 5.5 6.0 5.5 5.5

(Cat 1, SF= 1.0) ADTT=20 7.0 6.5 6.0 6.5 6.0 6.0 6.5 6.0 5.5 6.0 5.5 5.5

ADTT=50 7.0 6.5 6.5 7.0 6.5 6.0 6.5 6.0 6.0 6.0 6.0 5.5

COLECTOR ADTT=50 8.0 7.5 7.0 7.5 7.5 7.0 7.5 7.0 6.5 7.0 6.5 6.5

(Cat 2, SF= 1.1) ADTT=100 8.5 8.0 7.5 8.0 7.5 7.0 7.5 7.0 7.0 7.0 7.0 6.5

ADTT=500 9.0 8.5 8.0 8.5 8.0 7.5 8.0 7.5 7.0 7.5 7.0 7.0

COMERCIAL ADTT=400 9.0 8.5 8.0 8.5 8.0 7.5 8.0 7.5 7.0 7.5 7.0 7.0

(Cat 2, SF= 1.1) ADTT=700 9.0 8.5 8.0 8.5 8.0 7.5 8.0 7.5 7.5 8.0 7.5 7.0

ARTERIAL MENOR ADTT=300 9.0 8.5 8.0 8.5 8.0 8.0 8.5 8.0 7.5 8.0 7.5 7.0

(Cat 2, SF= 1.2) ADTT=600 9.5 9.0 8.5 9.0 8.5 8.0 8.5 8.0 8.0 8.0 7.5 7.5

INDUSTRIAL ADTT=300 10.0 9.5 9.0 9.5 9.0 8.5 9.5 9.0 8.5 9.0 8.5 8.0

(Cat 3, SF= 1.2) ADTT=800 10.5 10.0 10.0 10.0 9.5 9.5 9.5 9.0 9.0 9.0 8.5 8.5

Reducir el espesor en ½” si se

usan dowels

ARTERIAL MAYOR* ADTT=700 10.5 10.0 9.5 10.0 9.5 9.0 9.5 9.0 8.5 9.0 8.5 8.0

(Cat 3, SF= 1.2) ADTT=1100 11.0 10.0 9.5 10.0 9.5 9.0 10.0 9.0 9.0 9.5 9.0 8.5

ADTT=1500 11.0 10.0 9.5 10.0 9.5 9.0 10.0 9.5 9.0 9.5 9.0 8.5

* Para esta clasificación solamente,

el espesor mostrado es con dowels CONVERSIONES

1 pulg = 25.4 mm

Añadir ½” si no se usan dowels 100 psi= 0.689 MPa

Añadir 1” si no se usan dowels 100 pci= 27.15 MPa/m

Añadir 1 1/2” si no se usan dowels

52

Los pavimentos urbanos con sardineles y cunetas están confinados por el relleno detrás de los sardineles, lo cual elimina la necesidad de unir las juntas longitudinales con barras deformadas o pernos de unión.

Juntas Transversales

Las juntas transversales de contracción se usan para controlar el agrietamiento transversal. Las juntas de contracción alivian: (1) los esfuerzos que ocurren cuando la losa se contrae; y (2) los esfuerzos de torsión y alabeo causados por diferenciales de temperatura y de humedad dentro de la losa. La mayor parte de las juntas de contracción se construyen formándolas manualmente o aserrándolas después de que el concreto ha fraguado. La selección del método a usar está normalmente basada en aspectos económicos de la operación. En cualquier caso, la profundidad de las juntas en calles debe ser igual a un cuarto (D/4) del espesor del pavimento. Esta profundidad deberá incrementarse a D/3 en los pavimentos construidos sobre sub-bases estabilizadas (con cemento o asfalto).

Las mallas de acero o de alambre como se usan normalmente, solamente sirven para mantener los bordes de las grietas firmemente unidos. El acero, en las cantidades usadas en esta aplicación, no añade resistencia estructural al pavimento. Si las juntas de contracción transversal están apropiadamente espaciadas, no debería ocurrir agrietamiento intermedio, con lo que el acero distribuido podría omitirse. Así, es necesario determinar el espaciamiento entre juntas de contracción que controlará el agrietamiento.

Las fibras de acero le añaden tenacidad al comportamiento del concreto simple, por lo que el diseño de pavimentos de concreto con fibras metálicas deberá considerar este beneficio.

En general, para concreto simple de pavimentos urbanos, el espaciamiento entre juntas no deberá exceder de 24 a 30 veces el espesor del pavimento, con un espaciamiento máximo de 4.60 m. La Tabla 7(7), indica los espaciamientos de juntas para pavimentos urbanos. NOTA: Los datos de un gran número de investigaciones han mostrado variaciones significativas en el espaciamiento entre juntas; por eso, los registros locales son la mejor guía para establecer un espaciamiento de juntas que controlará efectivamente el agrietamiento transversal.

También en general, la incorporación de refuerzo metálico en forma de mallas o fibras, permitirá duplicar el espaciamiento entre jun tas de contracción, hasta un máximo de 9 m.

Tabla 7. Espaciamiento de Juntas Recomendado para Pavimentos de Concreto Simple

Espesor de Pavimento Espaciamiento de Juntas* 5 in. (125 mm) 3.00 – 3.80 m 6 in. (150 mm) 3.70 – 4.60 m 7 in. (175 mm) 4.30 – 4.60 m 8 in. (200 mm) o más 4.60 m

* Puede variar si la experiencia local así lo indica; depende del clima y de las propiedades del concreto.

53

La necesidad del uso de dowels en las juntas transversales de contracción depende del servicio al que estará sometido el pavimento. Los dowels no se requieren en pavimentos residenciales o en calles con tráfico ligero, pero pueden ser requeridos en calles arteriales que soportan grandes volúmenes y pesos de tráfico de camiones. Las juntas de aislamiento no se requieren excepto en objetos fijos e intersecciones no simétricas. Para una información adicional sobre juntas en pavimentos urbanos, ver Diseño y Construcción de Juntas para Pavimentos Urbanos(7).

ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCIÓN

En el Anexo F se dan las Especificaciones-Guía para la Construcción de Pavimentos Urbanos. También se encuentran en la Portland Cement Association(8, 9).

REFERENCIAS

1. Subgrades and Subbases for Concrete Pavements. Portland Cement Association, IS029P, 1991.

2. Scale-Resistant Concrete Pavements, Portland Cement Association, IS117P, 1992.

3. Design and Control of Concrete Mixtures, Portland Cement Association, EB001T, 1991.

4. Thickness Design for Concrete Highway and Street Pavements, Portland Cement Association, EB109P, 1984.

5. PCAPAV, Portland Cement Association concrete design software, MC003X, 1990. 6. Concrete Streets: Typical Pavement Sections and Jointing Details, Portland

Cement Association, IS211P, 1980. 7. Design and Construction of Joins for Concrete Streets, Portland Cement

Association, IS061P, 1992. 8. Suggested Specifications for Construction of Concrete Streets, Portland Cement

Association, IS119P, 1975. 9. Guide Specifications for Concrete Curbs and Combined Curbs and Gutters,

Portland Cement Association, IS110P, 1983.

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ANEXO E

ESPECIFICACIÓN-GUÍA PARA LA CONSTRUCCIÓN DE CALLES DE CONCRETO6

6 Adaptado de: Concrete Information IS119.02P– ACPA (American Concrete Pavement Association)

1. Alcance. Este documento contiene las especificaciones-guía a ser usadas en el desarrollo de proyectos de pavimentos de concreto para calles. Estas guías no deberán usarse como especificación de referencia en documentos contractuales. La Entidad Contratante deberá modificar estas especificaciones guía para adaptarlas a las condiciones, preferencias o prácticas constructivas locales. También deberá escoger entre los estándares de materiales disponibles y los métodos de ensayo de esta guía.

En este documento se hace referencia a los estándares de materiales, métodos de ensayo y especificaciones ASSHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials), ASTM (American Society of Testing Materials), NTP (Norma Técnica Peruana del INDECOPI) y EM (Norma para Ensayo de Materiales del MTC). Esas referencias asumen que el Contratista y la Supervisión usarán los estándares y los métodos adecuados que se ofertan para el proyecto. También asumen que el responsable de redactar las especificaciones, escogerá las normas o ensayos más apropiados para su cliente o proyecto.

Se acompañan algunos pies de página, fotografías y diagramas como una guía específica que dan referencias importantes y describen características de las especificaciones y opciones para facilidad de quien redacta las especificaciones.

Los criterios de aceptación de la resistencia, están basados en métodos de aseguramiento de la calidad para ensayos y aceptación de pavimentos de concreto, que no son normalmente usados en calles. Actualmente, muchas agencias de carreteras y aeropuertos están usando o desarrollando especificaciones que engloban conceptos de aseguramiento de calidad y control de calidad (QA/QC por sus siglas en inglés). Estos conceptos no están normalmente difundidos en forma amplia en la ingeniería de calles. Mientras no esté claro que los conceptos de QA/QC sean beneficiosos o de costo efectivo para pequeños proyectos, a la fecha ellos probablemente serán usados en proyectos mayores de calles.

Las especificaciones basadas en QA/QC son una combinación de especificaciones de resultado final y especificaciones de métodos y materiales. Estas especificaciones estadísticas usan métodos tales como el muestreo aleatorio y los ensayos por lote. El contratista es responsable por el control de calidad (control del proceso) y el propietario/supervisor es responsable de la aceptación del producto.

En esta especificación la aceptación del producto, requiere que el contratista someta al supervisor, un plan de evaluación de la resistencia.

Los ensayos de aseguramiento y aceptación serán realizados por un laboratorio certificado del contratista. Algunas especificaciones QA/QC requieren que el supervisor y el contratista, realicen pruebas por separado, así el supervisor tomará pruebas al azar para validar los procedimientos de ensayo del contratista. Este sistema requiere más ensayos y más personal, lo que podría ser difícil para algunas entidades públicas locales. Exigiendo al contratista el empleo de laboratorios certificados, esta especificación reduce la carga sobre las empresas públicas. La entidad puede confiar en los ensayos del contratista, sin destinar personal para los ensayos del proyecto.

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A. DESCRIPCIÓN 2. Este trabajo consiste en la construcción de un pavimento de concreto de cemento

Pórtland sobre una superficie preparada∗.

B. MATERIALES

3. En la Tabla 1 a continuación se dan los materiales apropiados a utilizar de acuerdo a la última versión de las especificaciones estándar. Estos materiales deberán ser de fuentes aprobadas por la Supervisión. No usar sin aprobación marcas o tipos diferentes de cemento Pórtland, o igual marca o tipo de cemento, pero de diferentes fábricas.

Tabla 1 Material Especificación AASHTO ASTM NTP

Aditivos Incorporadores de Aire M154 C 260 Cloruro de Calcio M 144 D 98 Aditivos Químicos M 194 C 494 Agregado Grueso M 80 C 33 Materiales de Curado: - Compuestos para Membrana Líquida. - Láminas (Papel impermeable, película de Polietileno, Yute Blanca de Polietileno).

- Paño de Yute.

M 148

M 171 M 182

C 309

C 171 ---

Resinas Epóxicas Adhesivas. M 235 C 881 Agregado Fino. M 6 C 33 Cenizas Volantes M 295 C 618 Escoria Granuladas de Altos Hornos M 302 C 989 Sellos de Juntas y Selladores: - Tipo Elástico vaciado en caliente. - A base de Asfalto Polimérico vaciado en caliente. - Tipo Elastomérico vaciado en caliente. - Policloropreno elastomérico prefabricado. - Lubricante para la instalación de sellos prefabricados. - Rellenador prefabricado de juntas de expansión. - Sellos de siliconas.

M 173

M 301 M 282 M 220

---

M 213 ---

D 1190

D 3405 D 3406 D 2628

D 2835

D 1751 D 5893

Cemento Pórtland Cementos Pórtland Adicionados

M85 M240

C 150 C 595 C 1157

Acero de Refuerzo: - Barras Corrugadas y Lingotes Lisos de Acero - Barras Corrugadas y lisas de acero para rieles - Barras corrugadas y lisas de acero de ejes. - Malla de Alambre de Acero Soldado - Alambre de Acero Corrugado

M 31 M 42 M 53 M 55 M 225

M 254

A 615 A 616 A 617 A 185 A 496

---

∗ Nota al Especificador – Para recomendaciones y lenguaje de especificación respecto de la preparación de la sub-

rasante, suelo estabilizado, sub-base granular, sub-base asfáltica y/o sub-base de concreto pobre, consultar los párrafos

apropiados en la Sección 300 de las “Especificaciones Guía para la Construcción de Carreteras” de la AASHTO.

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- Barras Lisas de Acero Revestidas para Resistir la Corrosión

- Barras de Acero Cubiertas con Epóxicos. - Fibras de acero

M 284 ---

D 3963 A 820

Agua T 26 --- A23.1

C. EQUIPO

4. Suministrar el equipo que cumpla con lo siguiente:

(1) Planta de Mezclado y Equipamiento. Usar una planta de mezclado que cumpla con AASHTO M157, o ASTM C 94. Las balanzas para el peso de los agregados y el cemento, deben cumplir con los requerimientos de AASHTO M 157, o ASTM C 94 y con la sub sección 109.01 de las “Especificaciones Guía para la Construcción de Carreteras” de la AASHTO(1)

(2) Mezcladoras. Mezclar el concreto en una planta mezcladora central o en camiones mezcladores en conformidad con AASHTO M 157, o ASTM C 94. Operar el equipo dentro de la capacidad recomendada por el fabricante para producir concreto de consistencia uniforme

a. Planta Mezcladora Central. Combina el cemento, los agregados, el agua y los aditivos en la mezcladora. Suministra los aditivos líquidos a través de un flujómetro, o utiliza recipientes con la suficiente capacidad para medir de una sola vez la cantidad total de aditivo por tanda. Si la mezcla requiere más de un aditivo, cada recipiente debe tener su equipo por separado.

b. Camiones Mezcladores y Camiones Agitadores. Usar camiones mezcladores para mezclar y transportar el concreto y camiones agitadores para transportar el concreto mezclado en la planta mezcladora central, conforme a los requerimientos de AASHTO M 157, o ASTM C 94. No usar camiones agitadores que tengan paletas gastadas en mas de 25 mm (1 plg), a partir de la dimensión de fabricación, o con acumulación de concreto o mortero dentro del tambor.

c. Camiones No Agitadores (Volquetes). Usar camiones no agitadores para transportar el concreto mezclado en la planta mezcladora central, conformes con los requerimientos de AASHTO M 157, o ASTM C 94.

(3) Equipo de Pavimentación. Suministrar el equipo de pavimentación y acabado, aplicable al tipo de construcción del contrato, de la siguiente manera:

d. Máquina de Encofrados Deslizantes. Si este es el caso, suministrar maquinas capaces de extender, consolidar, enrasar y acabar el concreto fresco en una pasada, de forma que se logre un pavimento denso y homogéneo, que requiera un mínimo de acabado manual.

Equipar la máquina pavimentadora con lo siguiente:

d.1 Controles automáticos del alineamiento y pendiente a uno o ambos lados de la máquina, o del promedio de los patines que referencian la pendiente.

d.2 Vibradores para la consolidación del concreto en el ancho y espesor completo de la franja de pavimento que está siendo colocada.

d.3 Un sistema seguro de interconexión para detener la vibración y los elementos de

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presión cuando pare el motor de la máquina.

e) Máquinas Autopropulsadas sobre Encofrados Fijos. Donde se requieran, proporcionar máquinas autopropulsadas esparcidoras y terminadoras, capaces de consolidar y acabar el concreto con un mínimo uso de mano de obra. No usar máquinas que desplacen los encofrados fijos.

Suministrar vibradores internos de tubo inmerso o vibradores múltiples. Unir los vibradores a la esparcidora o acabadora, o adóselos a una carreta que preceda a la acabadora.

f) Máquinas Pavimentadoras con Encofrados Fijados Manualmente. Donde sean necesarias, suministrar maquinas esparcidoras y acabadoras, capaces de consolidar y acabar el concreto, hasta 200 mm (8 plg) de espesor.

g) Vibradores. Suministrar vibradores internos de tubo inmerso o vibradores múltiples para los pavimentos con espesores mayores de 200 mm (8 plg). Operar los vibradores a frecuencias comprendidas entre 5,000 y 8,000 vibraciones/minuto.

Suministrar un vibrador plano de superficie como alternativa a los tipos anteriores para la consolidación de losas de hasta 200 mm (8 plg) de espesor. Operar el vibrador de superficie a una frecuencia no menor de 3,500 vibraciones/minuto.

Para la construcción en áreas irregulares, utilice vibradores manuales. Operar el vibrador a una frecuencia comprendida dentro del rango recomendado por el fabricante, según el diámetro de la cabeza del vibrador.

(4) Sierras para Concreto†. Suministrar sierras para concreto que sean capaces de cortar concreto nuevo, para el control de fisuras en todos los pavimentos de concreto del contrato. Todas las sierras deberán estar equipadas con protectores de las hojas y guías o mecanismos para el control del alineamiento y la profundidad.

† Nota para el Especificador – No es aconsejable especificar un tipo o estilo específico de sierra para el proyecto, permitiendo que el contratista escoja las sierras en función de sus experiencias previas. Darle esta potestad al contratista,

asegura un mayor grado de éxito en la construcción de juntas de pavimentos.

A menudo es necesario que el contratista haga el aserrado de noche para prevenir el agrietamiento aleatorio. El ruido

generado por las operaciones de aserrado, puede exceder al permitido por las ordenanzas municipales. Los contratistas

experimentados cumplen las ordenanzas sobre aserrado nocturno antes de empezar un proyecto y en todo caso solicitan

permisos especiales. Para evitar el aserrado nocturno, un contratista puede elegir usar el aserrado temprano en seco, que

permite un aserrado mas pronto que con un aserrado diamantino húmedo. Este sistema también es mucho más silencioso.

Aserrado en seco de ingreso temprano

Aserrado diamantino en húmedo

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(5) Encofrados. Suministrar encofrados rectos de acero, con una altura igual al espesor nominal del pavimento en los bordes. Para bordes curvados con radios menores a 30 m, suministrar encofrados flexibles o curvados. Cumplir lo siguiente:

a) Usar encofrados rectos con una longitud mínima de 3 m.

b) Usar encofrados con una desviación máxima en la cara superior de 3 mm en 3 m.

c) Usar encofrados con una desviación máxima en la cara interior de 6 mm en 3m.

d) Equipar cada encofrado con dispositivos para asegurarlos adecuadamente a la sub-base o sub-rasante y para resistir las operaciones del equipo de pavimentación y presión del concreto.

e) Los encofrados deberán tener mecanismos para unir apropiada y sólidamente cada pieza de ellos.

(6) Sello de Juntas. Suministrar el equipo para el sellado de las juntas, si es requerido, según las recomendaciones del fabricante y para el sello especificado en los planos.

(7) Herramientas de acabado. Suministrar herramientas manuales de aluminio, magnesio o madera para el acabado.

D. REQUERIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN 5. Composición de las Mezclas de Concreto (Dosificación). Dosificar y producir

concreto que cumpla con los requisitos de las Tablas 2 y 3 para los tipos especificados, incluyendo las notas a pie de página. Usar materiales cementicios y aditivos químicos suplementarios para variar las propiedades del concreto fresco o endurecido, cuando sea necesario. Comenzar a producir la(s) mezcla(s) solo después de recibir la notificación de aprobación del Supervisor‡.

6. Producción del Concreto. Cumplir con las secciones aplicables de ASTM C 94 y AASHTO M 157 y con los requerimientos siguientes para el almacenamiento y manipuleo del material y para la medición, el mezclado y la entrega del concreto.

(1) Almacenamiento y Manipuleo del Material. Almacenar y manipular el material de manera que se prevenga la segregación, contaminación u otros efectos dañinos. No usar material que haya estado almacenado por periodos que excedan las recomendaciones del fabricante. No usar cementos ni cenizas volantes que presenten evidencias de contaminación por humedad. Almacenar y manipular los agregados de forma que se asegure un contenido de humedad razonablemente uniforme al momento del mezclado. En caso de que el fabricante lo recomiende, agitar los aditivos químicos para garantizar su consistencia durante el mezclado.

‡ Nota para el Especificador – Si no hay registros históricos adecuados o disponibles del comportamiento de las

mezclas de concreto, es necesario añadir el siguiente requerimiento adicional a la Sección 5: Prepare una mezcla (o

mezclas) de prueba a partir de las mismas fuentes de materiales propuestas para su uso y ensáyela(s) para demostrar

su(s) adecuación(es) al proyecto. Asegure los servicios de un laboratorio certificado para los ensayo. Proporcione toda

la información de la Tabla 1 para cada tipo de mezcla de concreto propuesta para ser usada en el proyecto. Remita a la

Supervisión la documentación describiendo la mezcla del concreto, por lo menos con 30 días de anticipación.

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Tabla 2

Mezcla (1) Relación agua/materi

al cementicio mínimo (2)

Contenido de aire

(3) %

Contenido mínimo de material

cementicio (4)

Kgs/m3

Revenimiento (5)

mm

Resistencia a la

Compresión a los 28 días

MPa (6)

Estándar con aire incorporado

0.49

Ver Tabla 3

215 15-75

28

Estándar

0.49 ------ 215 15-75 28

Alta Resistencia con aire incorporado

0.45 Ver Tabla 3

215 15-75 41

Alta resistencia 0.45 ----- 215 15-75

41

Apertura Rápida al Tránsito con aire incorporado

0.43 Ver Tabla 3

415

15-75 28 ver nota (7)

Apertura Rápida al Tránsito

0.43 ------ 415

15-75 28 ver nota (7)

(1) Verificar la durabilidad de la mezcla . (2) Para calcular la relación agua/material cementicio, añadir la masa del material

cementicio suplementario a la del cemento pórtland. (3) Determinar los contenidos de aire de la grava y del agregado grueso de piedra

usando AASHTO T 152, o ASTM C 231,. Para mezclas con escorias o agregados gruesos muy porosos, use AASHTO T 196, o ASTM C 173.

(4) Mantener el mínimo contenido de material cementicio (cemento Pórtland y materiales cementicios suplementarios) en las mezclas. Si se usan cenizas volantes, añadirlas en porcentajes comprendidos entre 10% y 25% en peso del cemento, para producir una adecuada trabajabilidad y una durabilidad a largo plazo

(5) Determinar el asentamiento de acuerdo con AASHTO T 119, o ASTMC 143. Medir el asentamiento a los 4 ó 5 minutos de que el concreto haya sido descargado del camión mezclador.

(6) Preparar, curar y ensayar los especimenes en la prueba de resistencia según AASHTO T 23, o ASTMC 31.

(7) Diseñar las mezclas de rápida apertura al tránsito (fast-track) para obtener una resistencia temprana apropiada y poder abrir el pavimento al tráfico, en concordancia con la Tabla 11. (Las especificaciones típicas del fast-track para calles, requieren 24 MPa a las 24 horas.

Tabla 3

Tamaño máximo del agregado grueso mm

Contenido de aire y tolerancia

% 37 5.5 (-1/+2) 25 6.0 (-1/+2) 18 6.0 (-1/+2) 12 7.0 (-1/+2)

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(2) Dosificación del Concreto.- Dosificar el concreto de acuerdo a las proporciones previstas y con las tolerancias de la Tabla 4.

(3) Mezclado del concreto.- Producir la(s) mezcla(s) de acuerdo a las proporciones previstas, excepto por lo siguiente, cuando sea necesario:

Tabla 4

Componente Tolerancia (% en peso )

Cemento + 2 Material Cementoso + 2

Agua + 1 Agregados + 2 Aditivos + 3

a) Para el concreto con aire incorporado, ajustar apropiadamente las proporciones o el procedimiento de mezclado, para mantener el contenido de aire del concreto dentro del rango especificado.

b) Si no se puede producir el concreto con la plasticidad y la trabajabilidad deseadas, cambiar las proporciones en lo que sea necesario, sin ajustar el contenido de cemento de diseño, excepto por lo estipulado en c) y d) a continuación.

c) Si no se puede producir concreto con la consistencia requerida sin añadir agua a la mezcla, incrementar la cantidad de material cementicio en un peso igual a la cantidad adicional de agua necesaria. Mantenerse siempre por debajo de la relación agua/cemento máxima permisible.

d) Si es necesario o deseable preparar una nueva mezcla, someter un diseño de mezcla revisado a la aprobación de la Supervisión antes de cambiar las fuentes de aprovisionamiento o los tipos de materiales. No usar mezclas no aprobadas.

Mezclar cada tanda en una planta mezcladora central por el tiempo mínimo recomendado por el fabricanteξ. Comenzar a contar el tiempo de mezclado a partir del momento en que todos los materiales estén en el tambor. El tiempo de mezclado se dará por finalizado al abrir el canal de descarga. Descargar el contenido del tambor antes que la tanda siguiente sea cargada y cuidando que no se produzca segregación.

Cargar la tanda en el tambor de un camión mezclador, de forma que una parte del agua de mezcla ingrese antes que el cemento. Mezcle cada tanda de concreto con no menos de 70 ni más de 100 revoluciones de las paletas del tambor, a la velocidad de mezclado. Comience a contar las revoluciones del mezclado, tan pronto como todo el material, incluida el agua, esté en el tambor del camión mezclador.

(4) Entrega del Concreto.- Entregar el concreto con camiones agitadores o no agitadores. Coordinar la entrega para permitir una descarga continua, sin que el concreto alcance el tiempo de fragua inicial

ξ Nota para el Especificador – Los requerimientos del tiempo de mezclado varían con el diseño de la planta y la edad de

fabricación. Consulte al fabricante para verificar el tiempo apropiado para la planta suministrada por el contratista o fije

los requerimientos del tiempo de mezcla en base a pruebas de comportamiento (ver ASTM C 94) realizados por el

contratista antes de que el proyecto esté completamente en marcha. A falta de recomendaciones del fabricante o de una

prueba de comportamiento, especifique un tiempo mínimo de 60 segundos.

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antes de colocar el concreto adyacente. Minimizar el re-manipuleo del concreto. Cumplir con la Tabla 5.

Tabla 5

Cemento que contiene la Mezcla (1):

Tiempo Máximo

Camiones Agitadores (2)

de Entrega

Camiones No Agitadores

Tipos I, IA, II, ó IIA 60 min 45 min Tipos I, IA, II, ó IIA con aditivo reductor de agua o retardador

90 min 45 min

Tipos III o HE 45 min 30 min Tipos III o HE con aditivo reductor de

agua o retardador 75 min 30 min

Tipos IS, I(SM), IP, I(PM) Lo recomendado por el fabricante

(1) Tipos de cementos considerados por ASTMC 150, C 595 y C1157. Reemplazar las designaciones AASHTO como sea apropiado. (2) Para la entrega en camiones mezcladores se pueden añadir cantidades adicionales de agua y aditivos (si es que están considerados en la mezcla aprobada), para obtener el asentamiento o el contenido de aire requeridos en el lugar de la pavimentación, cuidando que la cantidad de agua en la mezcla no exceda la máxima relación agua/material cementicio requerida. Remezclar el concreto dentro de los 45 minutos (75 minutos para el caso de cementos Tipos I, IA, II, ó IIA con aditivos reductores de agua y retardadores del tiempo de fragua). No adicionar agua ni aditivos cuando el concreto haya alcanzado su fragua inicial.

7. Pavimentación. Humedecer uniformemente la superficie de la cama de apoyo antes

de la pavimentación. No colocar concreto sobre una sub-rasante o sub-base congelada. Si los vehículos han estado operando sobre la sub-base o sub-rasante antes o durante la pavimentación, se deberá reparar el ahuellamiento excesivo u otros daños antes de colocar el concreto, según instrucciones de la Supervisión.

Colocar el concreto con equipos de pavimentación de encofrados fijos o deslizantes. La operación del equipo de pavimentación deberá ser con un movimiento continuo y hacia adelante, tanto como sea practicable, debiendo coordinarse el mezclado, la entrega y la distribución del concreto, para proporcionar un progreso uniforme. No se debe aplicar ninguna fuerza de tracción al equipo de pavimentación de encofrados deslizantes salvo en caso de emergencia y a menos que sea controlada desde la propia máquina.

Colocar el acero de refuerzo como lo indican los planos. Colocar el refuerzo firmemente en posición sobre soportes aceptables antes del vaciado del concreto, o insertarlo en el concreto en estado plástico, dentro de las tolerancias requeridas de posición y alineamiento.

En áreas irregulares o de difícil acceso a los equipos de pavimentación autopropulsados, se deberá construir el pavimento usando encofrados fijos y equipos de pavimentación con encofrados fijados manualmente. Vibrar y consolidar completa y uniformemente el concreto durante su colocación, sin segregación del material. Use vibradores manuales internos a lo largo de los encofrados y alrededor de objetos embebidos en el concreto, incluyendo canastillas para soporte de dowels e

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instalaciones de servicios, cuando sea necesario, para asegurar una adecuada consolidación.

Cuando se está pavimentando a temperaturas extremadamente frías o calientes, tome las medidas para la protección adecuada del concreto∗. El concreto que la Supervisión sospeche haya sido dañado por acción de las heladas o por excesivo calor, esta sujeto a ensayos adicionales para determinar su calidad.

8. Juntas∞∞∞∞. Construir juntas transversales y longitudinales, formándolas o

aserrándolas, de acuerdo con los detalles, dimensiones y espaciamientos mostrados en los planos, usando para ello el equipo aprobado. Use juntas de construcción en cualquier junta longitudinal necesaria para facilitar la construcción por etapas.

Extienda todas las juntas transversales a todo lo ancho del pavimento. Cuando se construyan sardineles o separadores monolíticos con el pavimento, construir las juntas transversales a través de ellos. Cuando el pavimento limite con un pavimento existente o con un sardinel y cuneta, construir las juntas transversales en el pavimento coincidentes con las juntas transversales o agrietamientos en el pavimento existente, o use juntas de aislamiento para separar el pavimento nuevo del antiguo.

(1) Juntas de Contracción. Se construyen formando o aserrando‡ para controlar el agrietamiento. Para formar las juntas, instalar un listón separador que quedará en el sitio o formar el canal de la junta en el concreto fresco empleando la herramienta apropiada.

Cuando se están aserrando juntas, comenzar tan pronto el concreto haya endurecido lo suficiente para prevenir un astillamiento excesivo a lo largo del corte de sierra y dar el acabado antes que las condiciones induzcan un agrietamiento incontrolado, independientemente del tiempo o del clima. Aserrar las juntas longitudinales de contracción inmediatamente después de haber aserrado las juntas transversales. No detener el aserrado, excepto en los siguientes casos: 1) No aserrar una junta, en o cerca de una grieta de contracción visible; 2) No continuar el aserrado de una junta si se forma una grieta delante de la sierra.

Si ocurre un agrietamiento incontrolado, seguir las indicaciones de la Sección

(2) Juntas de Construcción. Construir una junta transversal de construcción al final de cada día de trabajo, o donde se interrumpa la colocación del concreto por un tiempo suficientemente largo para que el concreto comience a endurecer. Use un encofrado de metal o de madera para formar la junta, o aserrar totalmente a través del concreto y remover el material en exceso, para exponer el concreto sólido. Los encofrados de madera o acero deben cubrir toda la sección transversal del

∗ Nota para el Especificador – Para definir la aceptación práctica mínima para protección en su área, referirse a los

requerimientos del MTC para climas fríos y climas cálidos, o referirse al ACI 306R y ACI 305R, respectivamente. En

esta guía no se especifican limitaciones de la temperatura del aire o del concreto, asumiendo que una protección adecuada

controlará los problemas potenciales. ∞ Nota para el Especificador – Se recomienda repasar y revisar los detalles de juntas, para cumplir con la nomenclatura

y principios descritos en esta especificación. Más adelante se dan los detalles de juntas transversales y longitudinales y

las juntas para encasillar a las instalaciones de servicios dentro del pavimento. ‡ Nota para el Especificador – Evite el lenguaje de la especificación dictando la metodología o especificando el

momento para el aserrado o formado. El propósito de esto es definir el resultado esperado, dando solamente la guía

necesaria para definir la práctica apropiada. Especifique directamente las decisiones para la metodología del aserrado y la

responsabilidad conjunta por el control del agrietamiento. Si ocurre un agrietamiento incontrolado, el contratista decidirá

si empezar a aserrar más pronto, omitir las juntas, usar aserrado temprano en seco o incrementar el número de aserrados.

Como una regla, debe esperarse algún astillamiento del concreto inmaduro antes de aserrar para prevenir el agrietamiento

incontrolado. También es una práctica aceptable cuando se utilizan sierras convencionales, aserrar cada tercera junta

transversal de contracción, retornando luego a aserrar las juntas intermedias, tan pronto como sea posible.

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pavimento y permitir la instalación de los dowels. Construir las juntas longitudinales de construcción donde sean necesarias, de acuerdo con los detalles mostrados en los planos.

(3) Juntas de Dilatación y de Aislamiento†. Construir juntas transversales y longitudinales de aislamiento por aserrado o juntas transversales de dilatación instalando un rellenador preformado de juntas en el concreto. Instalar el rellenador preformado de juntas en todo el espesor del pavimento, perpendicular a la sub-rasante y conforme con los detalles mostrados en los planos. Remover todo el concreto que pudiera caer en el espacio para la junta. Construir juntas longitudinales de construcción donde sean necesarias, en conformidad con los detalles mostrados en los planos.

(4) Barras de Transferencia de Cargas (Dowels), Barras de Amarre o de Unión, Pernos de Entrabe, Acero de Refuerzo o Malla de Acero de Refuerzo. Donde sea necesario, se colocarán estos elementos, de acuerdo con lo siguiente:

a) Barras de transferencia para juntas de contracción. Colocar dowels en el lugar, profundidad y espaciamientos mostrados en los planos. Fijar los dowels a canastillas rígidas. Alinear los dowels vertical y horizontalmente con una tolerancia del 3% en ambas direcciones y proveer una longitud de empotramiento mínima de 150 mm (6 pulg) a cada lado de la junta. Asegure la canastilla de los dowels a la sub-base o subrasante usando estacas o uñas. Usar los dowels con un agente no adherente aplicado en el taller o cubra cada barra con aceite similar al empleado con los encofrados, antes de la pavimentación.

b) Barras de transferencia (dowels) para juntas de construcción. Coloque los dowels en las juntas transversales de construcción en el lugar, profundidad y espaciamientos mostrados en los planos. Perfore agujeros y coloque los dowels recubiertos por epóxico en la cara de una junta aserrada, o insértelos en los agujeros del encofrado, teniendo cuidado de mantener el alineamiento apropiado. Los dowels deben cumplir las tolerancias especificadas en .

c) Barras de transferencia de carga (dowels) para juntas de dilatación. Colocar los dowels en las juntas transversales de dilatación en el lugar, profundidad y a los espaciamientos mostrados en los planos. Asegurar los dowels a una canastilla de expansión que quedará en el pavimento, proporcionar espacio para el rellenador de la junta y mantener cada dowel paralelo a la superficie y línea central del pavimento. Los dowels deben cumplir las tolerancias especificadas en . Fijar cápsulas de expansión a cada dowel como se muestra en los planos.

d) Barras de unión. Coloque las barras de unión razonablemente perpendiculares a las juntas longitudinales con un equipo de inserción mecánico o mediante soportes asegurados en forma rígida, sin causar daño o quebrar al concreto. No doble y enderece las barras en más de 90º para colocarlas en la posición correcta. Reemplace o repare las barras de unión muy dañadas o rotas.

e) Pernos de Entrabe. Como una opción use pernos de entrabe en lugar de las barras de unión. Asegure los pernos de entrabe a los encofrados previamente fijados.

f) Barras o mallas de refuerzo de acero. Colocar acero corrugado de refuerzo, o mallas de refuerzo en la ubicación y con la orientación mostradas en los

† Nota– En el documento original solamente se menciona a las juntas de aislamiento. La diferencia de estas con las de

dilatación es que no llevan dowels.

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planos. Si se requiere, usar soportes de metal o plástico, los que deberán cumplir con lo indicado en los planos.

g) Fibras Metálicas. Incorporar fibras metálicas siguiendo las indicaciones del fabricante.

9. Acabado de la Superficie. Frotachar manualmente la superficie lo suficiente para obtener una superficie uniforme y perfilar las esquinas; no use mortero en exceso para restablecer los bordes de la losa ni para redondear las esquinas. Antes de la fragua inicial del concreto, trabajar los bordes del pavimento a lo largo de cada lado de las juntas transversales de aislamiento, juntas formadas, juntas transversales de construcción y encofrados colocados, para producir un radio continuo de 6 mm (1/4”) y un acabado liso y denso del mortero. Donde fuera necesario, controlar manualmente la superficie del concreto fresco con una regla recta larga, de 3 m de longitud o mayor. Retirar las zonas elevadas indicadas por la regla. Traslapar 1.5 m en cada pasada sucesiva de la regla.

Proteger la superficie del daño por lluvia.

10. Texturizado. Después del acabado superficial, texturizar todas las superficies de concreto que serán usadas por el tráfico. Usar herramientas manuales o mecánicas para producir una textura uniforme que cumpla con las dimensiones mostradas en los planos y de acuerdo con lo siguiente:

(1) Velocidades de Diseño menores de 80km/h. Aplicar una lona de arpillera (yute), una lona de arrastre de césped plástico, o escobas de texturizado.

Si se realiza el texturizado con lonas de arrastre de yute, pasar dos capas de yute humedecido a lo largo del pavimento en la dirección de la pavimentación. El yute debe ser suficientemente ancho y largo para cubrir todo el pavimento y producir una textura uniforme con corrugaciones de alrededor de 1.5 mm (1/16”) de profundidad. Limpiar periódicamente el yute para eliminar el mortero adherido, o reemplazarlo de ser necesario.

Cuando se use una lona de arrastre de césped plástico, pasarla a lo largo del pavimento en la dirección de la pavimentación. El césped plástico debe ser suficientemente ancho y largo para cubrir todo el pavimento y producir una textura uniforme con corrugaciones de alrededor de 1.5 mm (1/16”) de profundidad. Use una lona con una densidad de 77,500 briznas/m2 y cada una de ellas de al menos 20 mm de largo.

Para un texturizado con escoba, use una de cerdas rígidas, barriendo desde el centro del pavimento hacia los bordes. Traslapar ligeramente las pasadas para producir una textura uniforme con corrugaciones de alrededor de 1.5 mm (1/16”) de profundidad.

(2) Velocidades de Diseño mayores de 80 km/h. Aplicar un texturizado longitudinal o transversal§ en conformidad con los planos.

11. Curado. Después del texturizado, e inmediatamente después de que el agua de exudación deje la superficie, cubra la superficie de la losa; y en caso de usar encofrados deslizantes, cubra sus lados, con un compuesto de curado apropiado.

§ Nota al Especificador – Ambos texturizados con escobillas, transversal o longitudinal pueden proporcionar adecuada

resistencia al patinaje (derrape) y calidad de bajo ruido.

Las texturas transversales por escobilla incluyen este requerimiento en la especificación o en la forma de una nota en los

planos: Espaciar el texturizado transversal aleatóriamente como sigue: espaciamiento mínimo 10 mm (1/2”),

espaciamiento máximo 40 mm ( 1-1/2”), con no mas del 50% de las ranuras espaciadas en mas de 25 mm (1”). Use

ranuras con 3 mm (1/8”) de ancho, con una tolerancia de ± 0.5 mm (± 3/16”) y hasta una profundidad de 3-6 mm (1/8”-1/4”). Para texturas longitudinales incluya este requerimiento en las especificaciones o por medio de una nota en los

planos: Aplique el ranurado longitudinal paralelo a la línea central del pavimento. Espaciar las marcas uniformemente

cada 20 mm (3/4”). Use escobillas de 3 mm ((1/8”) de ancho y aplíquelas a una profundidad de 3-6 mm (1/8”-1/4”).

65

En el caso de encofrados fijos, cubrir los lados del pavimento después de remover los encofrados. Se debe cumplir los siguientes requerimientos adicionales:

(1) Aplicar el compuesto a una tasa de 5m2/lt para mezclas y aplicaciones normales. Use una tasa de 3.75 m2/lt para concreto fast-track y una tasa de aplicación de 2.50 m2/lt para losas de espesores menores a 125 mm (5 pulg).

(2) Omitir la aplicación del compuesto de curado, cuando se escoge un método alternativo de curado: rociado con agua o neblina, láminas de yute mojado o láminas plásticas. Demostrar la idoneidad del método de curado alternativo y recibir la aprobación de la supervisión antes de reemplazar el compuesto de curado.

(3) Para materiales de curado laminares, extender las láminas más allá de los bordes de la losa, hasta una distancia de por lo menos dos veces el espesor del pavimento. Colocar y mantener las láminas en completo contacto con la superficie.

(4) En temperaturas frías y en áreas que requieren de una pronta apertura al tráfico, aplicar mantas aislantes para mantener el calor. Use mantas con una capa de celda cerrada de poliestireno expandido y una lámina protectora de plástico, que proporcione una resistencia térmica mínima (R) de 0.035 m≤∞K/W (0.5 hrft≤∞F/BTU). Cumplir con los requerimientos de la Tabla 6.

Tabla 6

Mínima Temperatura del Aire durante el Periodo de Aislamiento

Tiempo de Apertura Requerido, Hr 8 16 24 36 48

o más

< 10 °C

aislar aislar aislar aislar solo compuesto

10-18 °C aislar aislar aislar solo solo compuesto compuesto

18-27 °C

aislar solo solo solo solo compuesto compuesto compuesto compuesto

> 27 °C

solo solo solo solo solo compuesto compuesto compuesto compuesto compuesto

12. Sellado de Juntas. Donde se requiera, el sellado de juntas deberá cumplir con los detalles mostrados en los planos y las recomendaciones del fabricante. Aserrar los reservorios del material de sello e instalarlo antes de abrir el pavimento al tránsito.

13. Apertura al Equipo de Construcción. Proteger los carriles previamente construidos del daño debido a los equipos de construcción. Sólo se permitirá su paso cuando el concreto haya alcanzado la resistencia apropiada mostrada en la Tabla 7. Preparar y ensayar los especimenes de prueba §.

§ Nota para el Especificador – Para obtener resultados de ensayos más fácil y más rápido, ciertas agencias de carreteras

y firmas de construcción utilizan métodos de ensayo no destructivos en las medidas de la resistencia para la apertura al

tránsito. Los métodos de ensayos alternativos incluyen la maduréz (ASTM C 1074), velocidad de pulsos (ASTM C 597),

arrancamiento (ASTM C 900), rotura (ASTM C 1150), resistencia a la penetración (ASTM C 803) o martillo de rebote

(ASTM C 805). La variación estadística de cada ensayo no destructivo difiere de las pruebas de resistencia cilíndrica a la

compresión. Antes de permitir que un contratista use un ensayo alternativo, requiera de él una demostración de las

pruebas, incluyendo una comparación con la resistencia cilíndrica a la compresión.

66

Tabla 7

Espesor de Losa Mm (plg)

Resistencia a la Compresión Mínima para Apertura al Tránsito del Equipo de Construcción MPa (psi) (1, 2, 3, 4)

125 (5.0) o menos 150 (6.0) 175 (7.0) 200 (8.0) 0 mayor

27.6 (4000) 17.9 (2600) 9.8 (1425) 7.6 (1100)

(1) Incluye: Camiones mezcladores del concreto, volquetes, cisternas, etc. (2) La referencia original utiliza el criterio de resistencia a la flexión. Los valores

mostrados aquí fueron desarrollados para sub-bases granulares [Módulo k de Reacción de la Sub-rasante de 27 MPa/m (100 psi/plg)], usando la correlación fr= C (f’cr)

0.5. Donde: fr= resistencia a la flexión, MPa (psi); C= constante, 0.75 para valores métricos (9 para valores U.S.); f’cr= resistencia a la compresión MPa (psi).

(3) Operar equipo ligero (sierras manuales y de a pie, perfilógrafos, carretas motorizadas, etc) cuando sean necesarios sin dañar la superficie del pavimento, o en el caso del aserrado, sin causar despostillado excesivo a lo largo del corte.

(4) Asuma que habrán 50 pasadas del vehículo totalmente cargado.

Prueba de Resistencia a la Penetración

Medidor de la Maduréz

Prueba de Velocidad de Pulso

67

DETALLES DE JUNTAS

Contracción:

Construcción:

Aislamiento (A) y Dilatación (D):

3 - 9 mm (típico) 3 - 9 mm (típico)

3-9 mm (típico) 3-9 mm (típico)

Transversal-Sin Dowel (Tipo A-1)

Transversal-Con dowel (Tipo A-2)

Longitudinal- Sin Barra de Unión (Tipo A-3)

Barra Corrugada de Unión

Longitudinal- Con Barra de Unión (Tipo A-4)

Dowel Liso

Dowel liso

Transversal- A tope Con Dowel (Tipo B-1) (Barra Lisa Redondeada)

Barra corrugada de unión Barra corrugada de unión (opcional)

Transversal- Con Barra de Unión (Tipo C-1) (Machimbrado Opcional)

Longitudinal- Machimbrada (Tipo C-2) (Barra de Unión Corrugada Opcional)

Transversal (A)- De Borde Ensanchado (Tipo D-1) Transversal (D)- Con Dowel (Tipo D-2)

Longitudinal (D)- Sin Dowel (Tipo D-4) Transversal (A)- Con Losa Durmiente (Tipo D-3)

25 mm max. (típico) Cáps. de Expans.

2 m (típico)

Instalación o Estructura

Longitudinal- A tope Con Barra de Unión (Tipo B-2) (Barra de Unión Corrugada)

Anti adherente

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ANEXO F

DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS DE BLOQUES INTER TRABADOS (ADOQUINES) DE CONCRETO PARA CALLES Y ESTACIONAMIENTOS7

INTRODUCCION

El concepto de las unidades de pavimentación apretadas, asentadas sobre una base granular es tan antiguo como el Imperio Romano. La versión moderna son los pavimentos con bloques de concreto inter trabados, originados en los Países Bajos a finales de los años 1940, en reemplazo de las calles con ladrillos de arcilla. Esta tecnología rápidamente se extendió a Alemania y Europa Occidental como un método atractivo y práctico para pavimentos peatonales y vehiculares.

Los adoquines de concreto inter trabado llegaron al Perú en los años 1970 y han sido usados exitosamente en numerosas aplicaciones de pavimentación. Los pavimentos construidos con adoquines de concreto tienen muchas ventajas, incluyendo su resistencia a los ciclos de hielo-deshielo, facilidad de mantenimiento y reparación, fácil acceso a los servicios, bajos costos de mantenimiento y atractivo visual.

En la Figura 1 se muestran algunas secciones transversales típicas. En 1(a), tanto la base como la sub-base están compuestas de materiales granulares. También se pueden usar bases estabilizadas con asfalto o cemento, como se muestra en 1(b). Se requiere restricción de borde a lo largo de los bordes de los pavimentos de bloques de concreto inter trabados, para prevenir el movimiento de las unidades debido a las fuerzas del tráfico. Tales movimientos pueden ocasionar la abertura de las juntas y la pérdida de trabazón entre los adoquines. La restricción de borde mostrada en la Figura 1 puede conseguirse con diferentes diseños de sardineles.

Los adoquines de concreto se colocan manual o mecánicamente, sobre una cama de apoyo de arena gruesa. Después de colocar los adoquines sobre la arena, se vibran con una plancha vibratoria de alta frecuencia. Luego se esparce arena y se barre dentro de las juntas y los adoquines son nuevamente compactados, hasta que las juntas queden rellenas con arena, para proveer de trabazón a los adoquines de concreto.

7 Adaptado de: Structural Design of Interlocking Concrete Pavements for Roads and Parking Lots. Columbia

Machine Inc.

Figura 1 – Secciones Transversales Típicas

Adoquines de Concreto Adoquines de Concreto Sello de Arena Sello de Arena

Sardinel

/Restric

ción de

Borde

Sardinel

/Restric

ción de

Borde

Cama de Arena

Cama

de

Arena

Sub-base Granular

Compactada

Base Granular

Compactada

Suelo de Sub-rasante Compactado

(a) Base/Sub-base Granular

Suelo de Sub-rasante Compactado

(a) Base/ Tratada con Cemento o

Asfalto

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El siguiente procedimiento de diseño estructural para calles y estacionamientos, está basado en un procedimiento simplificado del método encontrado en la Referencia 1 y en la Guía para el Diseño de Estructuras de Pavimentos (Referencia 2) de la AASHTO. Se eligió el formato de la AASHTO debido a que la distribución de cargas y modos de fallas de los pavimentos inter trabados con bloques de concreto, son muy similares a los de otros sistemas de pavimentos flexibles: deformaciones permanentes excesivas causadas por esfuerzos debidos a cargas repetidas.

CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL

Generalidades

El diseño estructural de los pavimentos con bloques inter trabados de concreto está basado en una evaluación de cuatro factores y sus efectos interactivos. Estos factores son: medioambiente, tráfico, resistencia del suelo de sub-rasante y materiales del pavimento. La selección de los datos de entrada para el análisis del diseño es una decisión del diseñador. Se puede usar un amplio rango de metodologías para evaluar cualquiera de esos factores. Ellas van desde correlaciones muy aproximadas y suposiciones de calidad de las condiciones de diseño, hasta extensos ensayos de laboratorio y estudios detallados de ingeniería. Cuando mas detallada sea la información obtenida, mayor será la confiabilidad del diseño. El nivel de esfuerzo en el diseño deberá ser consistente con la importancia de la estructura. El grado de ingeniería deberá incrementarse cuando disminuye la resistencia de la sub-rasante y se incrementa el nivel del tráfico esperado. En otras palabras, las estructuras de pavimento a ser construidas para elevados volúmenes de tráfico sobre suelos blandos, deberán tener los más altos grados de análisis. Para estudios analíticos detallados, se recomienda usar el software de la NCMA, Pavior Plus (Referencia 3), en la evaluación de los diseños estructurales para pavimentos de bloques inter trabados de concreto.

Medioambiente

El comportamiento de los pavimentos está significativamente influenciado por dos factores medioambientales principales, la humedad y la temperatura. La humedad afecta adversamente la capacidad de carga de los pavimentos, reduciendo la resistencia de los suelos granulares y de la sub-rasante. La humedad también causa levantamientos e hinchamientos diferenciales en ciertos tipos de suelos. La temperatura también puede afectar la capacidad portante de los pavimentos, particularmente de aquellos que tienen capas estabilizadas con asfalto. El efecto combinado de la temperatura y de la humedad puede conducir a efectos perjudiciales de la acción de las heladas por medio de: (1) levantamiento ocasionado por la expansión del agua durante el congelamiento; y (2) reducción en la resistencia del material causada por el deshielo.

Esos efectos perjudiciales se pueden reducir, o incluso eliminar, previniendo que la humedad ingrese al sistema del pavimento, removiendo o disminuyendo la susceptibilidad al hinchamiento o congelamiento, o seleccionando materiales del pavimento que resistan la degradación medioambiental. Las restricciones del presupuesto a menudo no permiten una protección completa contra los efectos de la humedad y el congelamiento-deshielo. Consecuentemente, sus efectos deben ser mitigados en la medida permitida por el presupuesto y por los materiales disponibles.

En este procedimiento de diseño, los efectos medioambientales se incluyen en la caracterización de la resistencia del suelo de sub-rasante y de los materiales del pavimento. Las descripciones subjetivas de la calidad del drenaje y de las condiciones de humedad ayudan a determinar los valores de resistencia de diseño para los suelos de sub-rasante y de los materiales granulares. Si la acción de congelamiento-deshielo es una consideración, el valor de soporte del suelo de sub-rasante se reduce de acuerdo con su categoría de susceptibilidad al congelamiento.

70

Tráfico

La evaluación del tráfico deberá tomarse en cuenta para diferenciar las cargas vehiculares, configuraciones de ejes y ruedas y número de cargas de cada tipo de vehículo durante el período de diseño. El daño a la estructura del pavimento debido a las cargas por eje se expresa típicamente como el daño de la carga de un eje estándar. Esta carga por eje estándar es una carga por eje simple de 18-kip (80kN). En la Tabla 1 se muestran los factores de equivalencia para otras cargas por eje. La tabla muestra que una carga por eje simple de 38-kip (169 kN), debería causar el mismo daño en el pavimento que 30 pasadas de una carga por eje simple de 18-kip (80 kN). Por lo tanto, los efectos combinados del daño ocasionado por diferentes repeticiones de cargas por eje se pueden igualar al efecto dañino de un número de repeticiones de una carga por eje simple de 18 kip (80 kN) (EALs).

Tabla 1

Factores de Equivalencia de cargas por Eje (Ref. 2)

Eje Simple Eje Tandem Kips (kN) F. de E. Kips (kN) F. de E.

2 (9) 0.0002 10 (44) 0.008 6 (27) 0.01 14 (62) 0.03 10 (44) 0.08 18 (80) 0.08 14 (62) 0.34 22 (98) 0.17 18 (80) 1.00 26 (115) 0.34 22 (98) 2.44 30 (133) 0.63 26 (115) 5.21 34 (157) 1.07 30 (133) 10.0 38 (169) 1.75 34 (157) 17.9 42 (186) 2.73 38 (169) 29.9 46 (204) 4.11 Notas: a. Asumir valores de la Serviciabilidad Terminal, pt de 2.0

Para pavimentos que soportan una amplia variedad de vehículos, se requieren grandes esfuerzos para obtener la distribución probable de cargas por eje y las operaciones anticipadas de cada vehículo (carga por eje), dentro del período de diseño. En ausencia de una información detallada del tráfico, se puede usar la Tabla 2 como una guía general, listando los EALs típicos en función de la clase de vía. Se incorpora en nivel deseado de confiabilidad (grado de conservadurismo) en el proceso de diseño por medio de un factor aplicado al tráfico de diseño como se muestra a continuación:

EALs ajustados = FR * EALs (estimados o de la Tabla 2)

donde FR es el factor de confiabilidad. En la Tabla 2 también se dan los factores de confiabilidad recomendados por tipo de vía, junto con los correspondientes EALs ajustados para su uso en el diseño.

71

Tabla 2

EALs Típicos de Diseño (Ref. 1)

Clase de EALsa Nivel de Factor de EALs de diseñoa Vía (millones) Confiab.b (%) Confiabil. (millones)

Arterial o Calles Principales Urbanas 7.5 90 3.775 28.4 Rurales 3.6 85 2.029 10.6

Colectoras Mayores Urbanas 2.8 85 2.929 8.3 Rurales 1.5 80 2.390 3.5

Colectoras Menores Urbanas 1.3 80 2.390 3.0 Rurales 0.55 80 2.390 1.3

Comerciales/ Multi- Familiares Locales Urbanas 0.43 75 2.010 0.84 Rurales 0.28 75 2.010 0.54

Notas:

a. Basados en una vida< de diseño de 20 años, 4% de crecimiento, 50% de tráfico direccional

b. Basada en una desviación estándar de 0.45.

Soporte de la Sub-rasante

La resistencia del suelo de sub-rasante ha tenido gran efecto en la determinación del espesor total de la estructura de pavimento de bloques articulados de concreto. Donde sea posible, se deberán conducir ensayos de laboratorio del módulo resiliente o de la Relación Soporte de California (CBR) en suelos típicos de sub-rasante sumergidos, para evaluar su resistencia. Esos ensayos deberán conducirse a las condiciones de campo más probables de densidad y humedad, que se pronostican durante la vida de diseño del pavimento.

En ausencia de ensayos de laboratorio, se han asignado valores típicos del módulo resiliente (Mr) a cada tipo de suelo definido en el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS), descrito en la Referencia 3, o en el sistema de la AASHTO (ver Tablas 3 y 4). Se proporcionan tres valores de módulos para cada tipo de suelos SUCS o AASHTO, dependiendo de las condiciones medioambientales y de drenaje anticipadas para el sitio.

En la Tabla 5 se resumen las pautas para seleccionar el valor del Mr apropiado. A cada tipo de suelo en las Tablas 3 y 4 también se le ha asignado un valor reducido de Mr (columna de la derecha), para ser usado solamente cuando la acción de las heladas es una consideración de diseño.

La compactación del suelo de sub-rasante durante la construcción deberá ser por lo menos del 95% de AASHTO T-99 para suelos cohesivos (arcillosos) y por lo menos el 95% de AASHTO T-180 para suelos sin cohesión. La profundidad de compactación efectiva en ambos casos deberá ser por lo menos las 12 pulgadas (300 mm) superficiales. Los suelos que tengan Mr de 4,500 psi (31 MPa) o menos (CBR de 3% o

72

menos), deberán evaluarse para reemplazo con un material más apropiado o para mejoramiento mediante estabilización.

Tabla 3

Resistencia de la Sub-rasante en Función del Tipo de Suelo SUCS (Ref. 2)

Grupo de Suelo Módulo Resiliente (103 psi)a,b Módulo Reducido a,c SUCS Opción 1 Opción 2 Opción 3 (103 psi)

GW, GP, SW, SP 20.0 20.0 20.0 N/A GW-GM, GW-GC GP-GM, GP0, GC 20.0 20.0 20.0 12.0 GM, GM-GC, GC 20.0 20.0 20.0 4.5 SW-SM, SW-SC SP-SM 20.0 20.0 20.0 9.0 SP-SC 17.5 20.0 20.0 9.0 SM, SM-SC 20.0 20.0 20.0 4.5 SC 15.0 20.0 20.0 4.5 ML, ML-CL, CL 7.5 15.0 20.0 4.5 MH 6.0 9.0 12.0 4.5 CH 4.5 6.0 7.5 4.5

Notas: a. Conversiones: 1psi= 0.0068 MPa, 1500 psi asumido = 1% CBR b. Referirse a la Tabla 5 para la selección de la opción más apropiada c. Use solamente cuando la acción de las heladas es una consideración de

diseño.

Tabla 4

Resistencia de la Sub-rasante en Función del Tipo de Suelo AASHTO (Ref. 2)

Grupo de Suelo Módulo Resiliente (103 psi)a,b Módulo Reducido a,c AASHTO Opción 1 Opción 2 Opción 3 (103 psi)

A-1-a 20.0 20.0 20.0 N/A A-1-b 20.0 20.0 20.0 12.0 A-2-4, A-2-5, A-2-7 20.0 20.0 20.0 4.5 A-2-6 7.5 15.0 20.0 4.5 A-3 15.0 20.0 20.0 9.0 A-4 7.5 15.0 20.0 4.5 A-5 4.5 6.0 9.0 4.5 A-6 4.5 10.5 20.0 4.5 A-7-5 4.5 6.0 7.5 4.5 A-7-6 7.5 15.0 20.0 4.5

Notas: a. Conversiones: 1 psi= 0.0068 MPa, 1500 psi asumido = 1% CBR b. Referirse a la Tabla 5 para la selección de la opción más apropiada c. Use solamente cuando la acción de las heladas es una consideración de

diseño.

73

Tabla 5

Opciones de Medioambiente y Drenaje para Caracterización de la Sub-rasante (Ref. 2)

Calidad de Porcentaje de Tiempo que el Pavimento Estará Expuesto Drenaje a Niveles de Humedad Cercanos a la Saturación < 1% 1 a 5% 5 a 25% >25%

Excelente 3 3 3 2 Bueno 3 3 2 2 Regular 3 2 2 1 Pobre 2 2 1 1 Muy Pobre 2 1 1 1

Materiales del Pavimento

Se deben identificar todos los materiales de pavimentos disponibles para construcción. Se debe establecer su resistencia y se deben desarrollar las combinaciones de tipos de materiales y espesores de capas que proporcionen suficiente capacidad estructural.

El comportamiento estructural de los pavimentos inter trabados de bloques de concreto depende de la trabazón de las unidades individuales. Cuando se aplica una carga, la transferencia de corte entre las unidades permite que la carga sea distribuida en un área amplia. El patrón de colocación y espesor de la cama de arena también influye en la distribución de cargas. Se debe usar un patrón en forma de espiga en áreas sujetas a tráfico vehicular continuo. Otras formas tienden a deslizar en la dirección del tráfico y afectar de manera adversa a la trabazón de los adoquines. Se recomienda un espesor mínimo de bloque de 3.15 pulgadas (80 mm) para todos los pavimentos sujetos a tráfico vehicular, excluyendo las entradas residenciales.

El espesor de la cama de arena no deberá exceder de 1.5 pulgadas (40 mm) después de la compactación. Una capa gruesa de arena no proporcionará estabilidad. Capas de arena muy delgadas (menores de 1 pulgada [25 mm] después de la compactación), no producirán la acción de trabazón obtenida por la migración de la arena hacia arriba en las juntas durante la compactación inicial durante la construcción. La cama de arena deberá tener la graduación mostrada debajo. No use polvo obtenido de triturado ni polvo de piedra.

Tamaño del Tamíz % Pasante

3/8” (9.5 mm) 100 Nº 4 (4.75 mm) 95-100 Nº 8 (2.36 mm) 80-100 Nº 16 (1.18 mm) 50-85 Nº 30 (600 µm) 25-60 Nº 50 (300 µm) 10-30 Nº 100 (150 µm) 2-10

La junta de arena proporciona trabazón vertical y transferencia de corte debido a las cargas. Ella puede ser ligeramente más fina que la cama de arena. La gradación de este material puede tener un máximo de 100% pasando la malla Nº 16 (1.18 mm) y no más de 10% pasando la malla Nº 200 (75 µm).

La investigación en los EE.UU. y en ultramar ha mostrado que los adoquines y la cama de arena combinados se rigidizan cuando están expuestos a un gran número de cargas de tráfico. La rigidización progresiva de los adoquines y la arena generalmente ocurre

74

muy temprano en la vida del pavimento, antes de los 10,000 EALs. Una vez que se ha aplicado este número de cargas, Mr= 450,000 psi (3100 MPa) para los adoquines de 3.125” (80 mm) y 1-1 ½” (25-40 mm) de cama de arena. Este módulo es similar al de un espesor equivalente de asfalto. A diferenta del asfalto, los adoquines de concreto no disminuirán sustancialmente su módulo cuando se incrementa la temperatura, ni se volverán quebradizos en climas fríos. Ellos pueden soportar las cargas en temperaturas extremas sin fallas ni deterioros.

Las especificaciones para materiales de base y sub-base granulares deberán contar con un requerimiento de resistencia mínima de CBR= 80% para las bases y de 30% para las sub-bases. Para las bases granulares, el Indice de Plasticidad deberá estar también limitado a 6; el Límite Líquido a 25; y la compactación deberá ser por lo menos el 95% de la densidad AASHTO T-180. Para las sub-bases granulares el material deberá tener un Indice Plástico menor de 10, un Límite Líquido menor a 25; y los requerimientos de compactación deberán ser por lo menos del 95% de la densidad AASHTO T-180. Si se usa una base tratada con asfalto, el material deberá conformar las especificaciones de un concreto asfáltico de gradación densa, bien compactado, es decir una estabilidad Marshall de por lo menos 1800 libras (8000 N). El material de base tratada con cemento deberá tener una resistencia a la compresión no confinada a los 7 días de por lo menos 650 psi (4.5 MPa).

Los espesores mínimos de las capas de base y sub-base son: 4 pulgadas (100 mm) para todas las capas granulares; 3 pulgadas (75 mm) para las bases tratadas con asfalto y 4 pulgadas (100 mm) para las bases tratadas con cemento. Para fines de diseño, el espesor mínimo de la base granular (CBR=80) deberá ser de 4 pulgadas (100 mm) para niveles de tráfico debajo de 500,000 EAL y 6 pulgadas (150 mm) para EALs por encima de 500,000.

Curvas de Diseño Estructural

Las Figuras 2, 3 y 4 representan las curvas de diseño de espesores para materiales granulares, tratados con asfalto y tratados con cemento, respectivamente. Esos valores de espesores son función de la resistencia de la sub-rasante (Mr o CBR) y las repeticiones del tráfico de diseño (EALs). El uso de esas curvas para el diseño de pavimentos de bloques inter trabados de concreto, requiere los siguientes pasos:

1. Calcular los EALs de diseño. Use valores conocidos del tráfico o use los valores recomendados por defecto dados en la Tabla 2. Los EALs son típicamente estimados para un período de diseño de 20 años. Se debe considerar el crecimiento anual de los EALs durante toda la vida de servicio del pavimento.

2. Caracterizar la resistencia de la sub-rasante. En ausencia de datos de ensayos de campo o laboratorio, use las Tablas 3 y 4 para estimar Mr o CBR.

3. Determine los requerimientos de espesor de la base. Use el Mr o el CBR de la sub-rasante y diseñe los EALs como dato en las Figuras 2, 3 ó 4, dependiendo de los materiales de base requeridos. Una porción de todo el espesor estimado de la base que exceda el espesor mínimo puede substituirse por un material de calidad inferior, como una sub-base granular. Esto se logra por medio del uso de los valores de equivalencia de capa: 1.75 para bases granulares, 3.40 para bases tratadas con asfalto y 2.50 para bases tratadas con cemento.

Esos valores indican que 1 pulgada (25 mm) de base granular equivale a 1.75 pulgadas (45 mm) de sub-base granular; 1 pulgada de base tratada con asfalto es equivalente a 3.40 pulgadas (85 mm) de sub-base granular; y 1 pulgada (25 mm) de base tratada con cemento equivale a 2.50 pulgadas (65 mm) de sub-base granular.

75

Datos de Diseño

Se va a diseñar una calle residencial urbana de dos carriles usando adoquines de concreto. Los ensayos de laboratorio sobre el suelo de sub-rasante indican que el pavimento va a ser construido sobre un limo arcilloso, es decir un suelo tipo ML según el SUCS. No se dispone de datos del CBR de campo o del módulo resiliente. De los datos del clima disponibles y del tipo de suelo de sub-rasante, se anticipa que el pavimento estará expuesto a niveles de humedad cercanos a la saturación por más del 25% del tiempo. La calidad del drenaje será regular; y el congelamiento es una consideración de diseño. No hay información detallada del EAL del tráfico.

Usando la información anterior, se desarrollará los diseños para los siguientes materiales de pavimentación de base y sub-base: base granular, base tratada con asfalto y sub-base granular. Todos los diseños incluirán una capa de base pero no necesariamente una sub-base granular.

Solución y Resultados

1. Calcular las repeticiones EAL de diseño. Desde que no se dispone de información de tráfico, se usan los valores recomendados en la Tabla 2: 840,000 EALs.

2. Caracterizar el suelo de sub-rasante. Desde que solamente se conoce la clasificación SUCS, se usa la Tabla 3 para establecer el valor de la resistencia de diseño. Para un suelo ML y la humedad y condiciones de drenaje dadas, el valor estimado del módulo de sub-rasante es Mr= 7,500 psi (52 MPa), ó CBR= 5%. Desde que la acción de las heladas es una elemento a considerar, el valor de la resistencia de diseño reducida es Mr= 4,500 psi (31 MPa), ó CBR= 3%.

3. Determinación de los requerimientos de espesor de la base. Ingresando los valores del tráfico de diseño (840,000 EALs) y de la resistencia de la sub-rasante (Mr= 4,500 psi [31 MPa] en las Figuras 2 y 3 se obtiene un requerimiento de

CBR% de la Sub-rasante

Módulo de la Sub-rasante x 103 psi (MPa)

Espesor de la Base Granular (pulgadas)

Espesor de la Base Granular (m

m)

Figura 2 Curvas de Diseño del Espesor-Base Granular (Ref. 1)

76

espesor para la base granular de 13 pulgadas (330 mm), o 5.25 pulgadas (133 mm) para una base tratada con asfalto.

Esos espesores también se pueden usar para obtener los espesores de sub-base. Desde que todos los diseños deben incluir una capa de base, solamente el espesor que exceda el valor mínimo permisible (4 pulgadas [100 mm] para bases granulares y 3 pulgadas [75 mm] para bases tratadas con asfalto), se convierten a un material con calidad de sub-base. En el caso de la opción con base granular, 9 pulgadas (13 pulgadas – 4 pulgadas) se pueden convertir a sub-base, resultando en 15.75 pulgadas (9 pulgadas x 1.75). Del mismo modo, para la opción de base tratada con asfalto, 2.25 pulgadas (5.25 pulgadas – 3 pulgadas) de material se pueden convertir a sub-base granular, resultando en 7.65 pulgadas (2.25 pulgadas x 3.40).

En la Figura 5 se muestran las alternativas de la sección transversal de diseño final. Se recomiendan 3.15 pulgadas (80 mm) de adoquines de concreto y 1 pulgada (25 mm) de cama de arena (después de la compactación). Las alternativas mostradas son una muestra pequeña de las posibles combinaciones de tipos de materiales y espesores que satisfacen los requerimientos de diseño. Se deberá llevar a cabo el análisis de costos de las diferentes alternativas de pavimentos para seleccionar el diseño óptimo.

CBR% de la Sub-rasante

Módulo de la Sub-rasante x 103 psi (MPa)

Espesor de la Base Tratada con Asfalto (pulgadas)

Espesor de la Base Tratada con Asfalto (mm)

Figura 3 - Curvas de Diseño del Espesor-Base Tratada

con Asfalto (Ref. 1)

77

CBR% de la Sub-rasante

Módulo de la Sub-rasante x 103 psi (MPa)

Figura 4 - Curvas de Diseño del Espesor-Base Tratada

con Cemento (Ref. 1)

Espesor de la Base Tratada con Cem

ento (pulgadas)

Espesor de la Base Tratada con Cem

ento (mm)

Sub-rasante

Sub-rasante

Sub-rasante Sub-rasante

Figura 5 – Secciones Transversales de Soluciones

Alternativas para el Ejemplo del Método de Diseño

Adoquines de Concreto de 3.15” (80 mm) Adoquines de Concreto de 3.15” (80 mm)

Adoquines de Concreto de 3.15” (80 mm)

Adoquines de Concreto de 3.15” (80 mm)

Cama de Arena de 1” (25 mm) Cama de Arena de 1” (25 mm)

Cama de Arena de 1” (25 mm)

Cama de Arena de 1” (25 mm)

Base Tratada con Asfalto

5.25” (130 mm) Base Granular 10.50”

(265-275 mm)

Sub-Base Granular

11.50” (290-300 mm) Sub-Base Granular

7.75” (195-200 mm)

Base Granular 4” (100 mm)

Base Tratada con Asfalto 3” (75 mm)

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REFERENCIAS

1. Rada, G.R. y colaboradores (1990). Structural Design of Concrete Block Pavements. ASCE Journal of Transportation, Vol. 116, Nº 5.

2. AASHTO Guide for Design of Pavement Structures (1993). American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, D.C.

3. Pavior PlusTM Concrete Paver Software, CMS-11311.National Concrete Masonry Association, 2000.

4. Standard Classification of Soils for Engineering Purposes, ASTM D2487-00. American Society for Testing and materials, Philadelphia, PA, 2000.

5. Standard Specifications for Transportation Materials and Methods of Sampling and Testing, Part II – Tests, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, D.C.

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ANEXO G

ESPECIFICACIONES GUIA PARA CONSTRUCCION DE PAVIMENTOS CON ADOQUINES DE CONCRETO

DESCRIPCIÓN

Este trabajo consiste en la construcción de un pavimento con adoquines de concreto colocados sobre una Cama de Arena, que a su vez irá sobre una Base preparada de acuerdo con las presentes especificaciones, conforme con las dimensiones, alineamientos y pendientes señalados en los planos del proyecto y las instrucciones del Supervisor. MATERIALES

a) Adoquines

Los adoquines deberán conformar la norma NTP 399.611-2003 y serán de concreto simple elaborados con cemento Portland que cumpla con la Norma ASTM C150, agregados fino y grueso conformantes de la norma ASTM C33 y agua fresca, limpia y apta para el consumo humano.

Las dimensiones serán de___ mm x ___ mm x ___ mm y su peso no será mayor de __ kg. Las dimensiones en planta no deberán diferir en más de 2 mm de las nominales y la altura promedio no deberá diferir en más de 3 mm de la especificada.

El contenido mínimo de cemento usado en su elaboración será de 360 kg/m3 y la resistencia a la compresión mínima a los 28 días será de 280 kg/cm2.

La absorción promedio de las muestras no será mayor de 5%.

b) Sardineles

Servirán como elementos confinantes en los bordes del pavimento de adoquines y serán prefabricados o vaciados in-situ, con una resistencia a la compresión no menor de 175 kg/cm2 a los 28 días.

c) Cama de Asiento

Será de arena con menos de 3% en peso de limo y arcilla y un contenido de humedad razonablemente uniforme.

De preferencia deberá conformar el siguiente huso granulométrico:

Malla % que pasa

3/8” 100 N° 4 95-100 N° 8 80-100 N° 16 50-85 N° 30 25-60 N° 50 10-30 N° 100 2-10 d) Arena Fina Para Sellado Final

Se esparcirá sobre los adoquines colocados y compactados.

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No contendrá sales contaminantes o sustancias que puedan manchar los adoquines y deberá conformar la siguiente granulometría:

Malla % que pasa

3/8” 100 N° 4 95-100 N° 8 95-100 N° 16 90-100 N° 30 80-100 N° 50 20-50 N° 100 0-10

EQUIPO

El equipo empleado para la construcción de pavimentos con adoquines de concreto se restringe a una plancha compactadora. REQUERIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN

Generalidades

Después de culminados los trabajos de preparación de la Subrasante, de la Sub-base Granular en caso así lo requiera el proyecto y de la Base________, se construirán los sardineles confinantes previamente a la colocación de la Cama de Asiento, la misma que tendrá un espesor de 25 mm y deberá compactarse hasta un 95% de su Máxima Densidad Seca Teórica Proctor Modificado.

Todo el manipuleo y transporte de los adoquines se hará de modo que se eviten roturas, quiñaduras y despostillamientos.

Los adoquines se apilarán sobre un frente abierto, ajustados a mano y dispuestos en la forma indicada en el proyecto, sin usar fuerza mecánica.

Los adoquines para rellenar los remates deberán cortarse mecánicamente a su tamaño y forma definitiva. Solo se usarán trozos de adoquín mayores o iguales a la cuarta parte del mismo. Los espacios que no puedan ser rellenados con trozos de adoquines se rellenarán con concreto de f’c 280 kg/cm2.

COMPACTACIÓN

El proceso de compactación se iniciará una vez terminados todos los remates.

Se vibrará la superficie del adoquinado mediante planchas vibratorias que tengan un rango de vibración comprendido entre 75 y 100 hertz. El área de la plancha vibratoria no debe ser inferior a 0.25 m2.

Sellado de Juntas

Después de completar la compactación de toda la superficie pavimentada, se esparcirá arena fina seca sobre la superficie, barriéndola entre las juntas. Una vez completada esta operación deberá recompactarse toda la superficie, eliminando el sobrante de arena fina sobre el pavimento, mediante barrido. MEDICIÓN

La unidad de medida de pavimento con adoquines de concreto será el metro cuadrado (m2), aproximado al entero, en las áreas señalados en los planos o indicados por el Supervisor, a plena satisfacción de éste.

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PAGO

El trabajo de pavimento con adoquines de concreto se pagará al precio unitario pactado en el contrato, por toda obra ejecutada satisfactoriamente de acuerdo con la presente especificación y aceptada por el Supervisor.

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ANEXO B FACTORES C PARA CONVERTIR ESPESORES DE COMPONENTES DE

PAVIMENTOS EXISTENTES A UM ESPESOR EFECTIVO (Te) Clasificación Descripción Factores de del material del Material Conversión*

I a) Sub-rasante natural en todos los casos 0.0

b) Sub-rasante Mejorada**-predominantemente de materiales granulares. Pueden contener algo de limo y arcilla, pero tener I.P. de 10 ó menor c) Sub-rasante modificada con cal construida de suelos de alta plasticidad – I.P. mayor de 10.

II Sub-base o Base Granular – Razonablemente bien gradada, agregados duros 0.1-0.2 con algunos finos plásticos y CBR no menor de 20. Usar la parte superior del rango si I.P. es 6 o menor; la parte inferior del rango si I.P. es mayor de 6.

III Sub-bases y bases** estabilizadas con cemento o cal-ceniza volante, 0.2-0.3 de suelos de baja plasticidad – I.P. 10 ó menor

IV a) Superficies de asfalto emulsionado o diluido y bases que muestran 0.3-0.5

agrietamiento extenso, considerables peladuras o degradación de agregados, deformación apreciable en las huellas vehiculares y pérdida de estabilidad.

b) Pavimentos de concreto de cemento portland, (incluyendo aquellos debajo

de superficies asfálticas) que han sido quebrados en pedazos pequeños de 0.6 m o menos en su dimensión máxima, con anterioridad a la construí- Ción de la sobre capa. Usar la parte superior del rango cuando lleva sub- base;la parte inferior del rango cuando las losas están sobre la sub-rasante.

c) Bases** estabilizadas con cemento o cal-ceniza volante, que han desarro-

llado un patrón de grietas, como las grietas reflejas en la superficie. Usar la parte superior del rango cuando las grietas son angostas y ajustadas; y la parte inferior del rango cuando las grietas son anchas, con evidencia de bombeo o inestabilidad.

V a) Superficie y base de concreto asfáltico que exhibe un patrón de 0.5-0.7 agrietamiento apreciable b) Superficies y bases de asfalto emulsionado o diluido que exhiban algún agrietamiento fino, alguna pérdida de ligante o degradación del agregado y ligera deformación en las huellas vehiculares, pero que permanece estable.

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c) Pavimento de concreto de cemento portland apreciablemente agrietado y escalonado (incluyendo aquellos debajo de superficies asfálticas) que no puede ser sub-sellado de manera efectiva. Los fragmentos de losa tienen tamaños de aproximadamente uno a cuatro metros cuadrados y han sido bien asentados sobre la sub-rasante mediante rodillado neumático pesado.

VI a) Superficies y bases de concreto asfáltico que muestran algún agrietamiento 0.7-0.9 fino, tienen un patrón de agrietamiento intermitente y ligera deformación en las huellas vehiculares, pero permanecen estables. b) Superficies y bases de asfalto emulsionado o diluido que son estables, generalmente sin agrietar, no muestran exudación y exhiben ligera deformación en las huellas vehiculares. c) Pavimentos de concreto de cemento portland (incluyendo aquellos debajo de superficies asfaltadas) que son estables y sub-sellados, tienen poco agrietamiento pero no contienen pedazos menores de un metro cuadrado.

VII a) Concreto asfáltico, incluyendo base de concreto asfáltica, generalmente no 0.9-1.0 agrietada, y con poca deformación en las huellas vehiculares. b) Pavimento de concreto de cemento portland estable, sub-sellado y generalmente no agrietado. c) Base de concreto de cemento portland, debajo de superficie asfáltica, estable,sin bombeo y que exhibe poco agrietamiento superficial reflejo. * Los valores y rangos de los Factores de Conversión son multiplicadores para la

conversión de los espesores de capas estructurales existentes, a espesor equivalente de concreto asfáltico.

** Cumplen originalmente con los requerimientos mínimos de resistencia y compactación.

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS DE LA NORMA

1. El Diseño Estructural de Pavimentos en Lima Metropolitana. Ingº Germán Vivar

Romero. III Congreso Nacional de Ingeniería Civil. Cusco. 1980. 2. Diseño de Vías Urbanas. Municipalidad de Lima Metropolitana. INVERMET.

Grupo Asesor TECNOCAN/ESTU. Julio 1987. 3. Propuesta de Norma de Pavimentos Urbanos. Tesis para Optar el Título de

Ingeniero Civil. Bachiller Yuri Valderrama Yupanqui. Asesor Ingº Germán Vivar Romero. Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. 20-01-1999.

4. Ordenanza: Reglamento para la Ejecución de Obras en el Area de Dominio Público. Publicada en El Peruano del 28-01-1999.

5. Manual de Pavimentación. Municipalidad de Lima Metropolitana. INVERMET. Grupo Asesor TECNOCAN/ESTU. Sin fecha.

6. Pavimentos de Espesor-Total para Playas de Estacionamiento, Estaciones de Servicio y Accesos. Instituto del Asfalto. IS-91. Quinta edición.

7. Design of Concrete Pavement for City Streets. ACPA. IS1849.02P. 8. Construction Specification Guideline for Concrete Streets and Local Roads. ACPA.

IS119.02P. 9. Structural Design of Interlocking Concrete Pavements for Roads and Parkings

Lots. Columbia Machine Inc.