Capítulo I.A, Diseño Estructural by Pedro Yáñez Ramírez

CAPITULO I.A

DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS .. I.A-1

1. METODOLOGIA MECANICISTA ............................................................................ I.A-2 1.1 1.2 1.3

CARTILLA DE DISEÑO DE PAVIMENTOS ASFALTICOS PARA PASAJES, CALLES LOCALES Y DE SERVICIO ................................................................................................... I.A-3 CARTILLA DE DISEÑO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO PARA PASAJES Y CALLES LOCALES MEDIANTE BASES Y SUB BASES ESTABILIZADAS QUÍMICAMENTE ........ I.A-4 CARTILLA DE DISEÑO DE PAVIMENTOS DE HORMIGÓN.............................................. I.A-5

2. METODOLOGÍA AASHTO ...................................................................................... I.A-6 2.1 2.2

DISEÑO PAVIMENTOS DE H.C.V......................................................................................... I.A-6 DISEÑO PAVIMENTO ASFÁLTICO...................................................................................... I.A-9

3. DISEÑO DE ACCESOS.......................................................................................... I.A-13 3.1 3.2

ACCESO TIPO PARA PROPIEDADES PRIVADAS............................................................. I.A-13 ACCESOS A ESTACIONES DE SERVICIOS. ...................................................................... I.A-15

4. ESPECIFICACIONES PARA DISEÑO Y UBICACIÓN DE VEREDAS. .................. I.A-16 5. PAVIMENTOS ARTICULADOS ............................................................................. I.A-17 6. DISEÑO ESTRUCTURAL ROTURA Y REPOSICIÓN DE PAVIMENTOS .............. I.A-19 6.1 6.2 6.3

CARTILLA DE DISEÑO DE HORMIGÓN PARA ROTURA Y REPOSICIÓN DE PAVIMENTOS PARA PASAJES, CALLES LOCALES Y DE SERVICIO...................................................... I.A-19 CARTILLA DE DISEÑO DE ASFALTO PARA ROTURA Y REPOSICIÓN DE PAVIMENTOS PARA PASAJES, CALLES LOCALES Y DE SERVICIO...................................................... I.A-20 TÉRMINOS DE REFERENCIA - TESTEO MEDIANTE EQUIPO DE DEFLECTOMETRÍA EN ROTURA Y REPOSICIÓN DE PAVIMENTOS..................................................................... I.A-21

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CAPITULO I.A

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

En materia de diseño estructural de pavimentos urbanos, en la actualidad la tendencia mundial es de usar metodologías mecanicistas, las cuales han demostrado predecir en forma más acertada el comportamiento de ese tipo de pavimentos.

En este contexto cabe precisar que existen metodologías validadas que utilizan criterios empíricos / teóricos como el basado en la prueba AASHO americana, que tienen aplicabilidad limitada en pavimentos urbanos restringidos a tráficos por sobre 1 x 106 Ejes Equivalentes (EE) que incluso en la actualidad han sido transformados utilizando métodos mecanicistas (AASHTO 1998 y 2002).

En la generalidad de los casos, las vías no estructurantes según la Ordenanza del Plan Regulador Metropolitano de Santiago, tienen un tránsito inferior a 1 x 106 EE, por tanto su diseño estructural se basa en la metodología mecanicista. Por el contrario, las vías contempladas en el Plan (Metropolitanas, Troncales y Colectoras) deben diseñarse con la metodología ASSHTO, pudiendo verificarse con la metodología mecanicista.

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I.A-1

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

CAPITULO I.A

METODOLOGIA MECANICISTA

Se basan en la determinación racional del estado de tensiones en cualquier punto bajo el pavimento y la aplicación de un modelo de fatiga que permite estimar consumo de fatigas para cada estado tensional

Datos requeridos para los modelos: • Propiedad de los materiales:

E : MR : ν

(Módulo Elástico de las capas aglomeradas) (Módulo Resiliente de las capas no aglomeradas y del suelo de subrasante) (Coeficiente de Poisson)

• Espesor capas:

• Cargas:

magnitud, geometría, Nº de repeticiones, presión de inflado de los neumáticos.

• Coordenadas:

X, Y, Z

• Clima

La experiencia muestra que los estados tensionales críticos se producen en la interfase de Carpeta/Capas Granulares (Base-Sub base) y de Capas Granulares (Base-Sub base)/Subrasante.

CARGA

AA A CARPET AAAA CAPAS GRANULARES

SUBRASANTE El SERVIU Metropolitano posee cartillas de diseño para tráficos de menos de 1x106 EE, las que han sido generadas en consideración a las características más relevantes de los pavimentos urbanos de la Región Metropolitana y que tienen aplicación en la medida que las obras de pavimentación respectivas sean construidas en estricto apego a las Especificaciones Técnicas del Serviu Metropolitano. SERVIU METROPOLITANO

I.A-2

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

CAPITULO I.A

1.1

CARTILLA DE DISEÑO DE PAVIMENTOS ASFALTICOS PARA PASAJES, CALLES LOCALES Y DE SERVICIO

Tipo de Vía

Tránsito

Capa Carpeta Asfáltica

Pasajes

≤ 50.000 EE

Estabilidad (N) 6.000

9.000

Base Mejoramiento

Calles Locales

≤ 200.000 EE

6.000

Sub-Base

Calles de Servicio

≤ 1x106 EE

≤ 3

7 40

8 - 12

13 - 20

> 20

150

≥ 20

150

200

150

----

≥ 20 (2)

450

200

----

150

200

≥ 100

Mejoramiento Carpeta Asfáltica Binder Asfáltico

(1)

9.000

Base

CBR Suelo (%)

40 ≥ 100

Sub-Base Carpeta Asfáltica

CBR Capa (%)

(1)

≥ 20

150

200

150

----

≥ 20 (2)

450

200

----

9.000

14.000

8.000

12.000

Base

≥ 80

150

200

Sub-Base

≥ 20

150

250

150

----

450

200

----

Mejoramiento

≥ 20

(2)

Notas: 1. Poder de Soporte California (CBR) 100% o alternativamente utilizar un estabilizador químico que sea capaz de alcanzar en el material de base una tensión a comprensión no confinada a los 7 días de al menos 25 kg/cm2. 2. El mejoramiento de suelos considera el uso de geotextiles para evitar contaminación de capas granulares. Como alternativa al uso de geotextiles, se aumentará el espesor de mejoramiento en 150 mm. 3. En caso de existir napa de agua subterránea, el proyectista deberá proponer los diseños constructivos adicionales que estime conveniente. 4. En casos de suelos expansivos, en el mejoramiento del terreno el proyectista deberá proponer los diseños constructivos adicionales que estime conveniente. 5. En caso de disponer de solares tipo Manquehue (sólo en pasajes) se debe aumentar el espesor de la capa asfáltica en 10 mm. 6. Espesores expresados en mm.

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I.A-3

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

CAPITULO I.A

1.2

CARTILLA DE DISEÑO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO PARA PASAJES Y CALLES LOCALES MEDIANTE BASES Y SUB BASES ESTABILIZADAS QUÍMICAMENTE

Tipo de Vía

Tránsito

Capa

CBR Capa (%)

CBR Suelo (%) CE

Carpeta Asfáltica

Pasajes

≤ 50.000 EE

Base estabilizada químicamente(1) Sub-Base de Suelo natural estabilizado químicamente(2) Sub-Base de Suelo natural estabilizado químicamente(3)

Calles Locales

Carpeta Asfáltica Base estabilizada químicamente(1) Sub-Base de ≤ 200.000 EE Suelo natural estabilizado químicamente(2) Sub-Base de Suelo natural estabilizado químicamente(3)

4-7

≤ 3

8-12

13-16 17-20

> 20

30 - 50

0.15

> 20

0.13

0.09

30 - 50

0.15

> 20

0.13

0.09

Notas: 1. Base Estabilizada Químicamente: Corresponde a material con 30% ≤ CBR ≤ 50%, al 95% de la densidad máxima compactada seca (D.M.C.S.) en estado natural, que al ser estabilizado se obtiene una resistencia a la compresión no confinada a los 7 días ≥ 25 kg/cm2, en que se adopta Coeficiente Estructural (CE) = 0.15. Para un mayor valor de CE se deberá obtener resistencia a la compresión no confinada mayor, de acuerdo a la relación AASHTO. 2. Sub-Base de suelo natural estabilizado químicamente: Corresponde a un material con CBR ≥ 20% al 95% de la D.M.C.S., en estado natural, que al ser estabilizado químicamente se obtiene un CE = 0.13, es decir, resistencia mínima a la compresión no confinada, a los 7 días, de 15 kg/cm2. 3. Sub-Base de suelo natural estabilizado químicamente: Corresponde a un material con CBR bajo en estado natural, que al ser estabilizado químicamente se obtiene una resistencia a la compresión no confinada, a los 7 días, de 7 kg/cm2 y tiene un CE = 0.09. 4. Por cada 200 m3 de base o sub-base tratada químicamente se tomarán 6 muestras para ensayar a compresión no confinada según la norma ASTM D4609-86 y D2166.

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I.A-4

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

CAPITULO I.A

5. En caso de existir napa de agua subterránea, el proyectista deberá adoptar los diseños constructivos adicionales que estime convenientes. 6. En casos de suelos expansivos, en el mejoramiento del terreno, el proyectista deberá adoptar los diseños constructivos adicionales que estime convenientes. 7. Espesores expresados en cm. 1.3

CARTILLA DE DISEÑO DE PAVIMENTOS DE HORMIGÓN Tipo de Vía

CBR %

Tránsito

≤3

4 - 7

8 -12

13 - 20

> 20

Pasajes

≤ 50.000 EE

H losa

140

130

120

e base

300

150

Locales

≤ 200.000 EE

H losa

160

140

130

e base

300

150

Servicio

≤ 1x106 EE

H losa

170

160

150

e base

300

150

Nota: 1. Hormigón: Resistencia media a la flexotracción de 50 kg/cm2 a los 28 días. 2. Base: CBR > 60%. 3. Espesores expresados en [mm]. 4. Separación entre juntas transversales igual a 3,5m. 5. En caso de disponer de soleras tipo Manquehue (sólo en pasajes) se debe aumentar el espesor de la losa en 10mm. 6. En el caso de presentar una configuración con cuneta (cambio de pendiente transversal) se deben aumentar en 20mm los espesores de las losas, además de disponer de juntas transversales adicionales (entre juntas “normales”) para las losas de la cuenta (debe mantenerse la relación 1:1,2 para ancho:largo de las losas). 7. Los espesores de la cartilla pueden ser disminuidos en 10mm en caso de considerar losas de 2,25m de largo por 1,75m de ancho. En este caso debe señalarse que las juntas deben tener un corte de ancho 2mm sin sello (ver especificaciones Capítulo II.B. 3.10.1).

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I.A-5

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

CAPITULO I.A

METODOLOGÍA AASHTO

2.1

.DISEÑO PAVIMENTOS DE H.C.V. 2.1.1

Parámetros de Diseño

Tránsito Ejes Equivalentes (EE) Se determinará a partir de la clasificación de vías según la Ordenanza del Plan Regulador Metropolitano de Santiago (P.R.M.S.), el Artículo 2.3.2 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones y encuestas de tránsito según Estudio de Estratigrafía de Tránsito del Serviu Metropolitano. En el caso de que no se cuente con estratigrafía de tránsito, ni conteos de flujo vehicular, que permitan estimar el número de ejes equivalentes del proyecto, se debe alternativamente considerar los EE mínimos de diseño por pista que se indica a continuación: Tipo de Vía Vías Metropolitanas Vías Troncales Vías Colectoras Nota: 1. Con diseño de vía expresa

Tránsito EE 20 × 106 (1) 10 × 106 3 × 106

En el caso de contar con conteos vehiculares y estratigrafías, ha de considerarse para el cálculo de los EE de diseño los siguientes parámetros, teniendo presente que los mínimos EE de diseño son los indicados precedentemente: -

Confiabilidad del Diseño (R) En términos generales: Tipo de Vía

Metropolitanas Troncales Colectoras Servicio o locales

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Confiabilidad R (%) 80 75 60 50

I.A-6

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

CAPITULO I.A

Desviación Estándar Combinada (So) En términos generales en Pavimentos H.C.V., So = 0.35

Coeficiente Estadístico Asociado a la Confiabilidad (ZR) En términos generales:

Confiabilidad R (%)

Coeficiente Estadístico ZR

80 75 60 50

- 0.841 - 0.674 - 0.253 - 0.000

Módulo de Reacción de la Subrasante (K) Se puede determinar de dos formas: 1.

De correlaciones con el CBR CBR (%) ≤ 10 > 10

Mediante deflectrometría, con la salvedad que si se trata de suelos finos el valor obtenido se divide por 2.

Coeficiente de Drenaje de la Base (Cd) Cd 1.0 0.9

K (kg/cm3) 0.25 + 5.15 log CBR 4.51 + 0.89 (log CBR)4.34

Caso En zonas urbanas En casos especiales, como suelos muy finos con presencia de napa en la zona de influencia de transmisión de carga (0 a 1 m)

Resistencia Media de Diseño (Rm) Se debe considerar el valor de la resistencia media a flexotracción a los 28 días. En términos generales entre 50 y 52 kg/cm2 En zonas urbanas normalmente se coloca hormigón de Planta, es decir, con buen control de calidad de las materias primas y los procesos, en consecuencia, es normal obtener coeficientes de variación entorno al 10%.

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I.A-7

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

CAPITULO I.A

Coeficiente de Transferencia de Carga (J) Este valor puede variar dependiendo de la época del año y la hora del día, además de si existen o no barras de transferencia (que en Chile no se usan), en consecuencia, el valor varía normalmente entre 3.6 y 3.8.

Módulo de Elasticidad del Hormigón (E) En términos generales E varía entre 290.000 y 300.000 kg/cm 2

2.1.2

Fórmula Aashto 93 Pavimentos de Hormigón Cemento Hidráulico 7.35 α  H + 25.4  EE =  ⋅ 10 ⋅ B( 4.22−0.32⋅ pf )   25.882 

 pi − pf  log   4.5 − 1.5  + ZR ⋅ So α= 8.46  180.779  1+   H + 25.4      0.75 Rm ⋅ Cd  H − 12.808  B= ⋅ 0.25  1.487 ⋅ J K   H 0.75 − 83.200 ⋅      E  

EE H pf pi ZR So K Cd Rm E J

= = = = = = = = = = =

Ejes equivalentes de 80 KN (8.16 ton) de rueda doble Espesor losa de pavimento en mm Indice de serviciabilidad final del pavimento Indice de serviciabilidad inicial del pavimento Coeficiente estadístico asociado a la confiabilidad Desviación estándar combinada en la estimación de los parámetros Módulo de reacción de la Subrasante en MPa/m Coeficiente de drenaje de la base Resistencia media del hormigón a flexotracción a 28 días Módulo de elasticidad del hormigón en MPa Coeficiente de Transferencia de carga

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I.A-8

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

CAPITULO I.A

2.2

DISEÑO PAVIMENTO ASFÁLTICO 2.2.1

Parámetros de Diseño

Tránsito EE 20 × 106 (1) 11 × 106 4 × 106

Confiabilidad del Diseño (R) En términos generales: Tipo de Vía

Metropolitanas Troncales Colectoras Servicio o locales

Confiabilidad R (%) 80 75 60 50

Desviación Estándar Combinada (So) En términos generales en Pavimentos Asfálticos, So = 0.45

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I.A-9

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

CAPITULO I.A

Coeficiente Estadístico de Confiabilidad (ZR) En términos generales:

Confiabilidad R (%)

Coeficiente Estadístico ZR

80 75 60 50

- 0.841 - 0.674 - 0.253 - 0.000

Modulo Resiliente (MR) Capa Base Granular Subbase Granular Subrasante

CBR de aplicación (%) ≥

≤

MR (kg/cm2)

60 20 2

80 40 30

-0.147 (CBR)2 + 29.9 (CBR) + 592 -0.152 (CBR)2 + 22.44 (CBR) + 512 115.247 ( CBR)0.595

Coeficientes Estructurales (ai) Estos coeficientes dependientes del tipo de capa estructural y de sus características: Capa estructural: Carpeta asfáltica Estabilidad Marshall

Coeficiente

14.000

12.000

10.000

0.44 0.43

0.42

10.000 - 8.000 0.41 0.40 Nota: 1. Es obligatorio en espesores de carpeta de más de 4 cm, usar árido de tamaño máximo ¾”

Capa Estructural: Binder asfáltico Estabilidad Marshall

Coeficiente

7.000

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9.000

0.39

I.A-10

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

CAPITULO I.A

Capa estructural: Base estabilizada CBR

Coeficiente

(%)

80 a 100

0.13

Capa estructural: Sub base granular

CBR

Coeficiente

(%)

30 a 40

0.11

Coeficiente de Drenaje (mi) mi

Caso

1.0 0.9

En zonas urbanas En casos especiales, suelos muy finos y presencia de napa en la zona de influencia de transmisión de cargas (0 a 1m).

Números Estructurales (NEi) NE 3 : Número estructural calculado a partir del módulo resiliente de la Subrasante. NE 2 : Número estructural calculado a partir del módulo resiliente de la Subbase NE 1 : Número estructural calculado a partir del módulo resiliente de la Base.

2.2.2

Formula Aashto 93 Pavimento de Concreto Asfáltico

EE = ( NEi + 25.4 )

9.36

 pi − pf  1 B ⋅10 − (16.4− ZR ⋅So ) ⋅ MRi 2.32 ⋅    4.2 − 1.5 

5.19  97.811  B = 0.40 +   NEi + 25.4 

EE = NE = pf = pi = ZR = So = MRi=

Ejes equivalentes de 80 kN (8.16 ton ) de rueda doble Números estructurales en mm Indice de serviciabilidad final del pavimento Indice de serviciabilidad inicial del pavimento Coeficiente estadístico asociado a la confiabilidad Desviación estándar combinada en la estimación de los parámetros Módulo resiliente de la capa i en MPa

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I.A-11

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

CAPITULO I.A

2.2.3

Verificación por Capas

easf

≥ NE 1 / aasf

ebase

≥ (NE 2 - easf* aasf) / 0.13

esubbase ≥ (NE 3 - ebase * 0.13 – easf* aasf) / 0.11

2.2.4

Verificación de Potencial de Rigidez de las Capas no Ligadas (Verificación por el Método Shell) 2.2.4.1 Espesor de la Subbase a. Se debe verificar: k 1 ⋅ MRsubrasante ≥ MRsubbase

Donde:

k 1 = 0.2 ⋅ (esubbase )0.45 Para esubbase expresada en mm. b. Si no cumple ⇒ aumentar esubbase 2.2.4.2 Espesor de la Base a. Se debe verificar:

k 2 ⋅ (k 1 ⋅ MRsubrasante ) ≥ MRbase Donde:

k 2 = 0.2 ⋅ (ebase )0.45 Para ebase expresada en mm. b. Si no cumple ⇒ aumentar ebase

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I.A-12

CAPITULO I.A

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

DISEÑO DE ACCESOS

3.1

ACCESO TIPO PARA PROPIEDADES PRIVADAS. Los accesos a propiedades privadas tales como viviendas unifamiliares, edificios de departamentos, estacionamientos o instalaciones, conjuntos habitacionales, condominios de más de cinco viviendas, locales comerciales u otros, que originen el paso frecuente de vehículos por la acera desde o hacia la calzada adyacente, deberán cumplir los siguientes requisitos: a. Sus accesos y salidas no podrán interrumpir las soleras, por lo que, éstas deberán ser rebajadas. b. Respecto a la longitud de cada rebaje de soleras, éste no podrá ser superior a 14m y el cruce con la vereda tendrá un ancho máximo de 7.5m (Ver la O.G.U.C., capítulo 4, art. 2.4.4 y 2.4.5). c. Entre los accesos o salidas sucesivas, correspondientes a un mismo predio, deberá existir un refugio peatonal de una longitud mínima de 2m. en el sentido de la circulación peatonal. El área a considerar no debe ser inferior a 4.5 m2 (Ver REDEVU Art.3.301.6). d. El punto de inicio más próximo a la esquina del rebaje de solera o salida vehicular, no podrá distar menos de 6m de la línea de detención de los vehículos, ni menos de 10m. de la intersección virtual entre las líneas de solera de dicha esquina. e. El pavimento del acceso debe subir al nivel de la vereda, manteniendo ésta su continuidad geométrica. El empalme del acceso con calzada debe ser utilizando soleras rehundidas plinto 0.05 m. f. En el caso de accesos vehiculares a viviendas unifamiliares, si la distancia entre línea de solera y vereda es mayor a 1.0 m, se podrá proyectar dos huellas de 0.30 m de ancho. g. Las propiedades privadas deben contar con solución interna de aguas lluvias, de modo de asegurar que ellas no evacuarán el diferencial de aguas lluvias generado por la nueva urbanización hacia el sector público. Esta información (planos) deberá ser adjuntada al proyecto con 2 copias. h. Respecto al valor de los radios a considerar en la entrada a los accesos, se deberán diseñar para una velocidad apropiada de ingreso, utilizando radios menores a 3m. Se permite también el empalme mediante ochavos. Se exceptúa de lo anterior el caso particular de estaciones de servicio donde se deberá diseñar de acuerdo al ángulo θ. (Ver cap. 3.2 de este manual. Diseño acceso a estaciones de servicio). i.

Como antecedente al proyecto, y como una forma de verificar el buen estado de conservación de veredas y calzadas existentes, se deberá adjuntar set fotográfico de frente predial (impreso y digital), cuyas fotografías serán debidamente identificadas. En caso de estar fuera de vida útil o en mal estado, ya sean las veredas, soleras y/o calzada, se debe presentar e incluir las obras de reposición respectiva.

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I.A-13

CAPITULO I.A

DISEﾃ前 ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

DETALLES ACCESOS

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I.A-14

CAPITULO I.A

3.2

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

ACCESOS A ESTACIONES DE SERVICIOS. En el artículo 3.404.2 del Vol. 3 del REDEVU, se define el caso en particular correspondiente a un emplazamiento tipo de una estación de servicio ubicada en la intersección de dos vías bidireccionales.(Ver Lámina. 3.404-A). En el caso de que este tipo de accesos se encuentre próximo a alguna esquina, se debe especificar la distancia mínima que debe existir entre ellos y la intersección de las líneas de soleras asociadas a cada frente, calculando las distancias d1, d2 y dq de acuerdo al flujo considerado según tipo de vía.(Art. 2.3.2 de O.G.U.C.). En la Lámina 3.404-B se especifican los parámetros de diseño para la definición geométrica de los elementos que componen los accesos de entrada y salida a la estación de servicio. Esta definición es compatible con la configuración descrita para ambos frentes en la lámina 3.404-A. Se considerarán los valores mínimos de las distancias b1, b2 y b3, como también, se verificará el dmín de la isla resultante entre accesos (de entrada y salida), considerando que el lado más reducido de la banda peatonal en la isla, deberá tener un largo mínimo de 2.0m. Por otro lado, se diseñarán las distancias a1, a2 y los radios de curvatura circular Ri según el ángulo de incidencia θ. (ver Lám. 3.404-B). Nota: El acceso deberá quedar a nivel de la vereda en el cruce con ésta.

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I.A-15

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

CAPITULO I.A

ESPECIFICACIONES VEREDAS.

PARA

DISEÑO

UBICACIÓN

a. Los estándares de diseño, como el ancho mínimo de las veredas, se realizarán de acuerdo al tipo de vía según lo señalado en el Art. 2.3.2 de la O.G.U.C. b. Las veredas contiguas a los accesos (ambos lados) deben ser reforzadas en una longitud mínima de 1m, considerando espesores de hormigón e=0.10m y base estabilizada e=0.10m. Sin embargo, para el caso puntual de accesos a viviendas unifamiliares, el ancho de las veredas reforzadas podrá ser de 0.5m. c. Las veredas deben ubicarse mínimo a una distancia de 0.20 m. de la L. O. y a 0.6 m de la línea de soleras. d. En el diseño de pasajes, no se contempla la proyección de veredas, pues, éstos por si solos conforman una solución peatonal. e. Las veredas deben ser con trazados preferentemente rectos y sin obstrucciones.(Art. 2.2.8, O.G.U.C.). f. Respecto a su vida útil esperada, ésta será de 12 años para aquellas realizadas de baldosas microvibradas, de cemento Pórtland o de cemento similar. (Ver Art. 6 del D.S. Nº 411(1948)). g. Se deberá considerar la implementación de dispositivos de rodados donde corresponda. La ubicación de estos sistemas tratará de facilitar el acceso a la calzada de personas discapacitadas, para lo cual se implementan depresiones (rampas), continuando con la proyección de las veredas que se interceptan en una esquina de calles. Por lo tanto, por cada intersección de veredas se considerará la creación de dos sistemas de rodados cuyas dimensiones se rigen por lo establecido en el Art. 3.402.5 del Manual de Vialidad Urbana, Vol.3. REDEVU. h. Para los dispositivos de rodado se deben considerar soleras rebajadas plinto 0,01m a 0,03m en el empalme con la calzada que enfrentan.

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I.A-16

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

CAPITULO I.A

PAVIMENTOS ARTICULADOS

Adoquines prefabricados de hormigón: Su forma y espesores tienen relación directa con la resistencia de los pavimentos. La selección de resistencia se hará conforme al diseño del pavimento, de acuerdo a la siguiente Tabla: 1.

Especificaciones de Elementos Prefabricados según requerimiento Uso

Adoquines Adopastos Adocésped

Peatonal Calzadas de pasajes Estacionamientos

Espesor (cm) 6 8 8

Resistencia (kg/cm2) 250 400 400

Los estacionamientos (bandas) deben ser proyectados en adocésped o adopasto. Espesor material utilizado como Base [mm] CBR Subrasante

≤3

4-10

>10

Base (CBR 100%)

400

250

150

Nota: 1. Se podrán utilizar bases de material granular, suelos estabilizados o concreto pobre.

Esquema diseño de pavimento con adoquines: Elementos en la estructura de un pavimento de adoquines: - Capa de rodado compuesta por adoquines. - Cama de arena (espesor 30mm). - Sub-base . - Confinamiento en todos sus bordes. - Subrasante. B)

Baldosas Se presentan tres situaciones en relación a la estructuración mínima asociada al uso de baldosas: 1. Veredas peatonales: En el caso de disponer de baldosas como superficie peatonal se debe respetar la siguiente estructuración: una base espesor 0,08m (CBR mín 60%), un mortero de pega espesor 0,04m y baldosas microvibradas espesor mínimo 0,036m. 2. Veredas reforzadas: Esta situación aplica al refuerzo dado a las veredas adyacentes a un acceso (1m longitud mínima) o bien puede corresponder al acceso mismo en el caso de viviendas unifamiliares. Se debe respetar la siguiente estructuración: una base espesor 0,08m (CBR mín 60%), una vereda de hormigón espesor 0,07m, un mortero de pega espesor 0,04m y baldosas microvibradas espesor mínimo 0,036m.

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I.A-17

CAPITULO I.A

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

3. Veredas acceso: En el caso de accesos la estructuración debe responder a la cartilla de pavimentos de hormigón para pasajes (acápite 1.3 de este documento) y sobre ésta deben disponerse las baldosas microvibradas de espesor mínimo 0,036m.

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I.A-18

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

CAPITULO I.A

DISEÑO ESTRUCTURAL PAVIMENTOS

ROTURA

REPOSICIÓN

El diseño estructural de la reposición de pavimentos de asfalto y hormigón, para vías colectoras, troncales y metropolitanas, deben realizarse de acuerdo a la Metodología AASHTO (acápite 2. de este mismo documento), aplicando un Factor de Seguridad del 1,40 al diseño obtenido. En el caso de vías de servicio, locales y pasajes este Servicio ha diseñado las siguientes cartillas (cartillas de acápite 1 amplificadas por 1,4). 6.1

CARTILLA DE DISEÑO DE HORMIGÓN PARA ROTURA Y REPOSICIÓN DE PAVIMENTOS PARA PASAJES, CALLES LOCALES Y DE SERVICIO. CBR(%)

Tipo de Vía Pasajes Locales Servicio

4 - 7

≤3

8 -12

13 - 16

> 20

H losa

200

180

170

e base

420

210

H losa

220

200

180

e base

420

210

H losa

240

220

210

e base

420

210

Notas: 1. Hormigón Resistencia media a la flexotracción de 50 kg/cm2 a lso 28 días. 2. Base CBR >60%. 3. En caso de existir napa de agua subterránea, el proyectista deberá proponer los diseños constructivos adicionales que estime conveniente. 4. En casos de suelos expansivos, en el mejoramiento del terreno el proyectista deberá proponer los diseños constructivos adicionales que estime conveniente. 5. Espesores expresados en mm

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I.A-19

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

CAPITULO I.A

6.2

CARTILLA DE DISEÑO DE ASFALTO PARA ROTURA Y REPOSICIÓN DE PAVIMENTOS PARA PASAJES, CALLES LOCALES Y DE SERVICIO. Tipo de Vía

Capa Carpeta Asfáltica

Pasajes

Calles Locales

Calles de Servicio

Estabilidad (N) 6.000

CBR Capa (%)

9.000

Base

CBR Suelo (%) ≤ 3 60

(1)

7 60

8 - 12

13 - 20

> 20

210

Sub-Base

≥ 20

210

280

210

----

Mejoramiento

≥ 20

630

280

----

210

280

Carpeta Asfáltica

≥ 100

6.000

9.000

Base

≥ 100

(1)

Sub-Base

≥ 20

210

280

210

----

Mejoramiento

≥ 20

630

280

----

Carpeta Asfáltica Binder Asfáltico

9.000

14.000

8.000

12.000

Base

≥ 80

210

280

Sub-Base

≥ 20

210

350

210

----

Mejoramiento

≥ 20

630

280

----

Notas: 1. Poder de Soporte California (CBR) 100% o alternativamente utilizar un estabilizador químico que sea capaz de alcanzar en el material de base una tensión a comprensión no confinada a los 7 días de al menos 25 kg/cm2. 2. En caso de existir napa de agua subterránea, el proyectista deberá proponer los diseños constructivos adicionales que estime conveniente. 3. En casos de suelos expansivos, en el mejoramiento del terreno el proyectista deberá proponer los diseños constructivos adicionales que estime conveniente. 4. Espesores expresados en mm.

Conjuntamente con el diseño estructural los proyectos de rotura y reposición de obras de pavimentos se deben seguir las siguientes especificaciones para pavimentos de hormigón y asfalto: a. En pavimentos de hormigón, el ancho mínimo de la ventana a reponer será de 2m. Se considerará demoler la mitad del paño sólo si ésta supera el ancho mínimo, sino se deberá considerar la reposición del paño completo. b. En pavimentos de asfalto el ancho mínimo de las ventanas corresponderá a 2m. c. La distancia mínima entre bordes de ventanas será de 5m, medidos en terreno por el Inspector de Obras. d. Si la ventana que se habilite para intervenir una tubería afecta ambas pistas de la calzada, se deberá considerar la demolición entre soleras. e. Si la ventana que se habilite para intervenir una tubería afecta una sola pista, se debe demoler media calzada e inducir la junta, cumpliendo con lo establecido en el punto a). SERVIU METROPOLITANO

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CAPITULO I.A

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

f. La extracción y recolocación de soleras es completa para los paños intervenidos y se debe reemplazar las soleras dañadas o en mal estado. g. El equipo mínimo para compactar materiales no aglomerados debe ser rodillo vibratorio liso de peso estático mínimo 2 Toneladas. h. La densidad de compactación debe ser superior al 95 % de la D.M.C.S. del Proctor Modificado para cada capa y se medirá exclusivamente a través del ensayo del cono de arena, prohibiéndose el densímetro nuclear. i. El corte de las ventanas se deberá hacer con sierra. j. Las cámaras que se intercepten con la obra, deben quedar a nivel con la nueva rasante. k. Respecto a la colocación de las tuberías, éstas deberán ser ubicadas a una profundidad superior a 1.2m medidos desde la clave de la tubería a la rasante. Excepcionalmente y en casos justificados, si las tuberías ubicadas se encuentran a una profundidad inferior a 1.2m de la clave, se debe reforzar la tubería de acuerdo a un proyecto estructural a desarrollar en cada caso. l. Si en obras se socava o daña el pavimento que no está en el proyecto de rotura, deberá reponerse con el diseño aprobado en el proyecto, utilizando las mismas indicaciones de esta guía.

6.3

TÉRMINOS DE REFERENCIA - TESTEO MEDIANTE EQUIPO DE DEFLECTOMETRÍA EN ROTURA Y REPOSICIÓN DE PAVIMENTOS

La evaluación estructural deberá considerar el método AASTHO, con el uso de deflectómetro de impacto clase 1 (Falling Weight Deflectometer – FWD). El reporte requerido deberá incluir al menos la extracción de testigos de 2” de diámetro, para calibrar el espesor de la calzada existente. Adicionalmente considerará un informe que reporte la magnitud del número estructural total y por capa, en el caso de pavimentos asfálticos y la constante de reacción de la subrasante para el caso de pavimentos de HCV, todo lo cual se resumirá en una gráfica que identifique los puntos testeados. El análisis se hará para una carga normalizada de 45 kN y con evaluación en cada intervención (reposición de pavimento). Se cuidará de evaluar, por intervención, a unos 15 cm de cada borde de intervención, es decir, por intervención habrá 4 testeos, dos de los cuales se ubicarán en el pavimento de reposición y los otros dos en el pavimento que se conserva. Así mismo, el testeo de preferencia se ubicará en la línea mas probable de paso de los vehículos pesados. Complementariamente, se testeará el pavimento existente en algún punto distante unos 5 m de las intervenciones, teniendo presente las mismas condicionantes que los testeos en el entorno de las intervenciones. El informe deberá incluir fotografías de cada intervención y láminas que precisen los puntos de testeo para cada intervención. Una vez hechos los testeos, se rellenará los puntos en que se extrajo los testigos, mediante la aplicación de mezcla asfáltica en frío y predosificada, que deberá ser introducida en la perforación y perfectamente compactada y enrasada al nivel del pavimento existente.

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CAPITULO I.A

DISEÑO ESTRUCUTRAL DE PAVIMENTOS

El criterio de aceptación o rechazo de una intervención de pavimento será: a) Pavimento Asfáltico: -

La deflexión medida en la zona de reposición debe ser menor a la deflexión medida en la misma zona, previo a la intervención. El Módulo Resiliente (Mr)de la estructura de reposición debe ser mayor o igual al Módulo Resiliente del diseño de la estructura de pavimento que se repone.

b) Pavimento de Hormigón de Cemento Vibrado: -

La deflexión medida en la zona de reposición debe ser menor a la deflexión medida en la misma zona, previo a la intervención. La transferencia de carga entre paños nuevos y existentes (contiguos) no debe ser inferior a la transferencia de carga existente entre los paños que se rehacen y los que se conservan (contiguos). El índice de vacíos en la zona de reposición y en los paños contiguos, deberá ser menor al que se mida en las zonas que se demuelen y rehacen previo a la intervención. En caso de incumplimiento, en el caso de pavimentos asfálticos, se demolerá y rehará la totalidad de la intervención más al menos 2 m a cada lado de los bordes de esa intervención. La estructura de reposición será completa, es decir, se replicará el espesor y material de la estructura de pavimento de la reposición en las zonas que se ha demolido adicionalmente. Para el caso de las roturas y reposiciones de pavimentos de hcv, se aplicará el mismo criterio, salvo que la reposición adicional se hará hasta la junta de pavimento más cercana, cuidando de respetar los 2 m mínimos y, que el índice de evaluación será la constante de reacción de la subrasante.

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