Diseño Pavimentos Para Aeropuertos

Sesión 3. Diseño de Pavimentos para Aeropuertos

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ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES

ÍÍNNDDIICCEE DDEE TTAABBLLAASS Tabla No. 1 Conversión de un tipo de tren a otro ....................................... 7 Tabla No. 2 Profundidad de Compactación .............................................. 11 Tabla No. 3 Densidades para un suelo no cohesivo .................................. 12 Tabla No. 4 Recomendaciones para suelos sensibles ............................... 13 Tabla No. 5 Espesores mínimos de base granular ................................... 16 Tabla No. 6 Resultados ....................................................................... 19 Tabla No. 7 Factores Equivalentes para Subbases de Mayor Calidad que una Subbase P-154 ................................................................................... 20 Tabla No. 8 Factores Equivalentes para Bases de Mayor Calidad que una Base P-209 ................................................................................................ 20 Tabla No. 9 Distancias ........................................................................ 32 Tabla No. 10 Usos de las Juntas Longitudinales ....................................... 34 Tabla No. 11 Usos de Las Juntas Transversales ....................................... 36 Tabla No. 12 Espaciamiento de las varillas ............................................. 37

ÍÍNNDDIICCEE DDEE FFIIGGUURRAASS Figura No. 1 Eje simple ................................................................................................ 5 Figura No. 2 Eje doble .................................................................................................. 5 Figura No. 3 Eje Tándem o Bogie .............................................................................. 5 Figura No. 4 Fuselaje ancho – Airbus 380 ................................................................ 6 Figura No. 5 Determinación de espesores - Ejes Tándem ................................... 15 Figura No. 6 Sección del Pavimento ....................................................................... 18 Figura No. 7 Determinación del Valor de K ............................................................ 24 Figura No. 8 Áreas Críticas y No críticas ................................................................. 26 Figura No. 9 Eje Dual ................................................................................................. 27 Figura No. 10 Interrelaciones aproximadas de las clasificaciones de suelos y los valores de las capacidades de carga .................................................................. 28 Figura No. 11 Obtención del módulo de reacción por efectos de la subbase ... 29 Figura No. 12 Obtención del espesor de la losa .................................................... 30 Figura No. 13 Obtención del Módulo ....................................................................... 33 Figura No. 14 Coeficiente de Alabeamiento ........................................................... 34 Figura No. 15 Detalles de Juntas ............................................................................. 35 Figura No. 16 Detalles de Juntas ............................................................................ 36 Figura No. 17 Detalles de Juntas ............................................................................. 38 Figura No. 18 Juntas en Pavimentos Reforzados ................................................ 39


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ÍÍNNDDIICCEE DDEE GGRRÁÁFFIICCAASS

Gráfica No. 1 Curvas de Diseño………………………………………………………14 Gráfica No. 2 Curvas de Diseño………………………………………………………14


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Diseño de pavimentos para Aeropuertos En el diseño de pavimento para aeropuertos existe una división importante entre los procedimientos empleados para aeronaves civiles y de aviación militar. Estas últimas tienen diferentes configuraciones de los trenes de aterrizaje y de magnitudes de las cargas transportadas, por lo cual sus procedimientos de diseño son particulares, y no se tratarán en este documento. Existen diversas aproximaciones para el diseño de pavimentos para aeropuertos civiles, dentro de las cuales se destacan las siguientes:

- Método FAA - Método del Cuerpo de Ingenieros - Método del Departamento de Transporte Canadiense - Método del Instituto del Asfalto - Método de la PCA - Práctica de Francia - Práctica del Reino Unido - Métodos Racionales

Los principales parámetros involucrados en el diseño del pavimento para aeropuertos son:

- El tipo de pavimento - Los tipos de Aeronaves - Presión de Neumáticos - Tránsito - Las características del terreno de fundación (CBR - k) y de los materiales

de la estructura Los cuales, son comparables a los que se han estudiado en el caso de diseño de pavimentos para automóviles. Uno de los métodos mas sencillos y de mayor aceptación para el diseño es el método de la FAA (Federal Aviation Administration) de Estados Unidos de América el cual se encuentra desarrollado en la circular (Advisory Circular) AC 150/5320-6D Airport Pavement Design and Evaluation (1-30-96), disponible en la página web de la FAA. A continuación se presenta una síntesis de dicho procedimiento y las principales consideraciones que incorpora dicho método. Sin embargo, se recomienda al lector en el momento del diseño la consulta del documento principal.


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El método de la FAA desarrolla un procedimiento particular para el diseño de pavimentos flexibles y otro para el diseño de pavimentos rígidos. Dichos procedimientos son similares y se desarrollan a partir de gráficos de diseño. Los parámetros involucrados en la metodología de la FAA son:

- La magnitud de las cargas de las aeronaves - La geometría del tren de aterrizaje - El volumen de tránsito esperado - Las características de los suelos de subrasante - Los materiales con que se construye la estructura - El período de diseño por defecto para este método es de 20 años, el cual

no se puede variar. Cargas El primer elemento de diseño es la determinación de la magnitud de las cargas de las aeronaves que emplearán el pavimento para las condiciones del aeropuerto. El peso de operación de las aeronaves, cualquiera sea su tipo, está condicionado por elementos como la configuración de la aeronave (motores, serie, etc), el tipo de operación (carga, pasajeros o mixta), la distancia del recorrido, las condiciones ambientales del aeropuerto (temperatura, presión atmosférica), por limitantes del aeropuerto como elevación y longitudes de pista y por la forma de operación de la aeronave determinadas por la aerolínea. En la determinación del peso de la aeronave se debe consultar la documentación de la aeronave consignada en el Airport Planning, en el cual se encuentra la información presentada por el fabricante de la aeronave relevante para el diseño del aeropuerto, al igual que información de las aerolíneas y el aeropuerto, con el fin de determinar los pesos operacionales de la aeronave para las condiciones del aeropuerto en función de las variables mencionadas anteriormente. En el caso del método de la FAA, el peso requerido es el peso bruto de la aeronave al despegue. Este ejercicio se debe realizar para cada una de las aeronaves que opere en el aeropuerto. Si es imposible la determinación del peso de despegue para las condiciones de operación del aeropuerto, se puede emplear el peso máximo de despegue de la aeronave determinado por el fabricante. Una vez determinado el peso de operación, el método sugiere suponer que el 95% de la carga de la aeronave lo toman los trenes principales y el 5% restante el tren de la nariz o proa del avión.


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Otra consideración importante en cuanto a la carga es la forma como esta es trasmitida al pavimento, la cual depende del tipo y geometría del tren de aterrizaje principal. Las principales configuraciones son:

- Simple - Doble - Bogie o tándem - Aeronaves de Fuselaje ancho, aeronaves como B747, AIRBUS 380, etc,

que tienen configuraciones diferentes a las tres anteriores. En las siguientes figuras se presentan estas configuraciones.

Figura No. 1 Eje simple

Figura No. 2 Eje doble

Figura No. 3 Eje Tándem o Bogie


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Figura No. 4 Fuselaje ancho – Airbus 380

Tránsito El siguiente elemento a considerar es el tránsito de aeronaves. Para esto se requiere realizar el pronóstico de salidas anuales de cada tipo de aeronave que empleará el pavimento o pista que se esté diseñando en el año de inicio de operación del pavimento. El método tiene incorporado en sus ábacos el crecimiento del tránsito dentro de las tasas esperadas para operaciones civiles para un periodo de diseño de 20 años. Por esta razón, no se pueden diseñar pavimentos para periodos de diseño diferentes a éste. Una vez determinado el número de operaciones de despegue en el año de inicio de la operación del pavimento, se debe determinar la aeronave de cálculo, a continuación se describe brevemente el procedimiento.

1. Realizar el pronóstico de SALIDAS ANUALES por tipo de aeronave 2. Se determina la aeronave de cálculo como la que requiera el mayor espesor de pavimento con las gráficas de diseño, siguiendo el procedimiento de diseño de pavimento flexible presentado adelante para cada tipo de aeronave en función de su peso, número de operaciones y condiciones de subrasante. Es importante destacar, que la aeronave de cálculo no es necesariamente la más pesada. 3. A continuación se determinan el número de salidas anuales equivalentes de la aeronave de cálculo


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3.1 Determinación de salidas anuales en salidas de ejes de la aeronave de cálculo. Para esto, el número de salidas anuales de las aeronaves se transforman a salidas de aeronave de diseño en función de los factores de ajuste presentadas en la Tabla No. 1 El procedimiento es el siguiente: las salidas de un avión cualquiera se multiplican por el factor de ajuste de la tabla, en función de las configuraciones de los trenes de aterrizaje de la aeronave de estudio y la que fue determinada como aeronave de cálculo en el paso anterior.

Tabla No. 1 Conversión de un tipo de tren a otro

3.2. Determinación salidas anuales equivalentes de la aeronave de cálculo para cada tipo de aeronave

• Determinar la carga por rueda de avión de diseño en el eje

principal: A partir del la carga de la aeronave, se supone la distribución 95%-5% de la carga en el tren principal y tren de proa, y se determina la carga por rueda en el tren principal tomando en cuenta el número de llantas en dicho eje.

• Convertir salidas anuales expresadas en ejes de avión de diseño a

salidas anuales equivalentes de avión de diseño. Para este paso se propone la siguiente ecuación, en la cual R1, representa el número de salidas anuales equivalentes de la aeronave de diseño o cálculo.

Para convertir de a Multiplíquese las salidas por

Rueda simple Ruedas gemelas 0,8 Rueda Simple Bogie 0,5 Ruedas gemelas Bogie 0,6 Bogie doble Bogie 1 Bogie Rueda simple 2 Bogie Ruedas gemelas 1,7 Ruedas gemelas Rueda simple 1,3 Bogie doble Ruedas gemelas 1,7

2/1

12

2log1log

=W

WRR


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Donde: R1 = Salidas anuales equivalentes de aeronave cálculo R2 = Salidas anuales expresadas en el tren aeronave de cálculo W2 = Carga sobre rueda aeronave en cuestión W1 = Carga sobre rueda aeronave de cálculo

Para las aeronaves de fuselaje ancho se tienen consideraciones especiales: cada una de estas es tratada como una aeronave dual tandem (bogie) de 300.000 libras

• Determinar salidas anuales totales de avión de diseño: Esto se logra con la acumulación de las salidas de todas las aeronaves transformadas en salidas equivalentes de aeronave de cálculo.


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Diseño de Pavimentos Flexibles Generalidades Los pavimentos flexibles consisten en una mezcla asfáltica caliente colocada sobre una base y subbase cuando se requiera según las condiciones de la Subrasante, la cual a su vez debe soportar toda la estructura del pavimento. En el caso de pavimentos para aeropuertos, según este método los materiales deben cumplir las especificaciones de materiales de la FAA. Los materiales contemplados se encuentran presentados en la siguiente lista.

- Item P-208 - Aggregate Base Course (Restricción aeronaves sobre 27 000 kg)

- Item P-209 - Crushed Aggregate Base Course - Item P-211 - Lime Rock Base Course - Item P-304 - Cement Treated Base Course - Item P-306 - Econocrete Subbase Course - Item P-401 - Plant Mix Bituminous Pavements - Item P-154 - Subbase Course - Item P-210 - Caliche Base Course - Item P-212 - Shell Base Course - Item P-213 - Sand Clay Base Course - Item P-301 - Soil Cement Base Course

A continuación se recuerdan las definiciones de los componentes de una estructura de pavimento flexible y sus características principales que deben respetarse durante el diseño y su construcción. Superficies de Mezcla Asfáltica en Caliente. Es una capa revestida en asfalto con el fin de prevenir la penetración del agua de la superficie a la base granular; es una superficie lisa y bien compacta, de alta estabilidad y durabilidad con el fin de prevenir que las partículas sueltas pongan en peligro las aeronaves; resistente a los esfuerzos inducidos por las cargas de aeronaves; y su terminado debe tener cualidades antideslizantes y que no cauce un desmedido desgaste a las llantas. Una gradación densa de un concreto de mezcla asfáltica en caliente, se debe producir en planta, para que reúna satisfactoriamente todos los requisitos de la especificación FAA-P-401.


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Base Granular La base es el principal componente de la estructura del pavimento. Esta tiene la función de distribuir las cargas impuestas por las ruedas a la subbase o subrasante. La base por si misma, debe resistir las presiones verticales que producen consolidación, y da como resultado una distorsión en la superficie, y además debe resistir los cambios de volúmenes causados por las fluctuaciones del contenido de humedad. En el desarrollo de la obtención de espesores de los pavimentos, la base como requisito mínimo debe asumir un valor de CBR de 80. La calidad de la base depende de la composición, de las propiedades físicas y su compactación. Las especificaciones cubren la calidad de los componentes, su gradación, manejo, control y preparación de varios tipos de base usadas en aeropuertos, para cubrir que las cargas de diseño estén en los 14.000 kilogramos o más. Las principales bases utilizadas son: (1) Item P-208 Base granular (2) Item P-209 Base en agregado triturado (3) Item P-211 Base en roca limosa (4) Item P-304 Base tratada con cemento (5) Item P-306 Subbase en concreto pobre (6) Item P-401 Base de mezcla en planta en caliente. El uso de la base P-208 se limita al diseño de pavimentos para aeronaves cuya carga bruta sea 60.000 lb o 27.000 kilogramos o menos. Si se quiere utilizar como base, el espesor de la mezcla asfáltica en caliente debe incrementarse en una pulgada o 25 mm. Subbases Granulares Se incluye como parte integral de la estructura de todos los pavimentos flexibles exceptuando donde se encuentren subrasantes con CBR mayores de 20. Su función es similar a la de la base. Sin embargo a bajas intensidades de cargas; los requerimientos de material no son tan estrictos y su valor de CBR es variable. Las especificaciones cubren la calidad de los componentes, su gradación, manejo, control y preparación de varios tipos de subbase usadas en aeropuertos, para cubrir que las cargas de diseño estén en los 14,000 kilogramos o más. Las principales subbase utilizadas son: (1) Item P-154 Subbase granular (2) Item P-210 Subbase en caliche (3) Item P-212 Subbase en shell (4) Item P-213 Subbase de arena arcillosa


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(5) Item P-301 Subbase en suelo cemento. El uso de las subbases P-213 y P-301, no es recomendable cuando se tiene penetración por heladas en la estructura del pavimento (zonas muy frías o de estaciones). Subrasante Las subrasantes deben estar sometidas a bajos esfuerzos que vienen desde la superficie y pasan la carpeta, base y subbase, los cuales se atenúan con la profundidad. Una de estas condiciones particulares de la subrasante es la gran variabilidad por el contenido de humedad o densidad. Los requisitos de una partícula de suelo importantes en el diseño del pavimento son la resistencia al corte y a la deformación, parámetros que varían con su densidad y contenido de humedad. Con el objeto de reducir la variabilidad de estas propiedades y mejorar su capacidad portante, se han establecido requerimientos a la compactación de esta capa, en función de la profundidad, los cuales se presentan en la Tabla No. 2.

Tabla No. 2 Profundidad de Compactación

Se debe cuidar de contaminar las bases o subbases con la subrasante por lo que se aconseja protegerlas por medio de geotextiles. Ejemplo de uso de la tabla No. 2.

Avión de

diseño

Peso bruto en libras

Suelos no cohesivos, profundidad de compactación en pulgadas

Suelos cohesivos profundidad de compactación en pulgadas

100 % 95 % 90 % 85 % 95 % 90 % 85 % 80 % Rueda Simple

30.000 8 8-18 18-32 32-44 6 6-9 9-12 12-17 50.000 10 10-24 24-36 36-48 6 6-9 9-16 16-20 75.000 12 12-30 30-40 40-52 6 6-12 12-19 19-25

Rueda doble, inc. El C-130

50.000 12 12-28 28-38 38-50 6 6-10 10-17 17-22 100.000 17 17-30 30-42 45-55 6 6-12 12-19 19-25 150.000 19 19-32 32-46 46-60 7 7-14 14-21 21-28 200.000 21 21-37 37-53 53-69 9 8-16 16-24 24-32

Tandem Doble

100.000 14 14-26 26-38 38-49 6 6-10 10-17 17-22 200.000 17 17-30 30-43 43-56 6 6-12 12-18 18-26 300.000 20 20-34 34-48 48-63 7 7-14 14-22 22-29 400.000 23 23-41 41-59 59-76 9 9-18 18-27 27-36

DC-10 400.000 21 21-36 36-55 55-70 8 8-15 15-20 20-28 L1011 600.000 23 23-41 41-59 59-76 9 9-18 18-27 27-36 B-747 800.000 23 23-41 41-59 59-76 9 9-18 18-27 27-36


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En una extensión de una plataforma que va ser construida para acomodar aviones de tren tándem doble con un peso de 340.000 lb, las investigaciones de suelos mostraron las siguientes densidades para un suelo no cohesivo:

Tabla No. 3 Densidades para un suelo no cohesivo

Profundidad en

Pulgadas Densidad en

el lugar 2 70 % 14 84 % 26 86 % 38 90 % 50 93 %

De acuerdo a la Tabla No. 2 para ese tipo de tren y carga se debe tener la siguiente compactación requerida de la subrasante:

Tipo de avión 100% 95 % 90 % 85 % 340.000 lb 0-21 21-37 37-52 52-68

Al comparase se observa que solo hasta las 38 pulg esta cumpliendo el requisito de compactación para el avión de diseño, entonces; se debe dar compactación en una pulgada de suelo para que suba al 95 %, y en las 21 pulgadas superiores para que suba la compactación al 100 %. Suelos Sensibles Son por lo general suelos arcillosos los cuales exhiben cambios volumétricos significantes a los cambios de humedad. Los pavimentos de aeropuertos construidos sobre estos suelos están sujetos a movimientos diferenciales que causan rugosidad y fisuración al pavimento. Los diseños de los de pavimentos deben proveer métodos que aminoren o prevengan los efectos de estos suelos. El tipo de arcilla que produce hinchamiento por cambio volumétrico, son por lo general ilitas y caolinitas, las cuales usualmente posen LL mayor de 40 y IP superior de 25. Los suelos que exhiben un cambio volumétrico mayor del 3% en el ensayo de CBR, requieren tratamiento. Este tratamiento por lo general consiste en la remoción del suelo, su estabilización, especial cuidado en el control de la compactación y el control de la humedad. Además de brindar un adecuado drenaje que evite la incorporación de humedad al suelo. La FAA, recomienda el siguiente tratamiento cuando se encuentra este tipo de suelo.


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Tabla No. 4 Recomendaciones para suelos sensibles

Potencial

de expansión % de

expansión Potencial de

Humedad Tratamiento.

Bajo

3-5 Bajo Compactar el suelo (en 2 al 3 %) y no mayor del 90% Densidad máxima apropiada

3-5 Alto Estabilizar el suelo hasta una profundidad de 6”

Medio

6-10 Bajo Estabilizar el suelo hasta una profundidad de 12”

6-10 Alto Estabilizar el suelo hasta una profundidad de 12”

Alto

Mayor de 10

Bajo Estabilizar el suelo hasta una profundidad de 12”

Alto Estabilizar el suelo hasta una profundidad de 36”

En suelos variables Estabilizar el suelo hasta una profundidad de 60”

Curvas de Diseño Debido a los diferentes esfuerzos y distribuciones se separan las curvas de diseño para pavimentos flexibles de acuerdo a las configuraciones del tren de aterrizaje. Ejemplos de estas curvas se presentan en las Gráficas 1 y 2, las cuales se desarrollan para materiales de base y subbase no tratadas. Los materiales estabilizados tienen un manejo por separado, en el cual se dan las respectivas tablas de equivalencias para que sean compensados los espesores obtenidos de las figuras anteriores.


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Gráfica No. 1 Curvas de Diseño Gráfica No. 2 Curvas de Diseño

Datos de Entrada

Para el uso de las curvas de cálculo, se requiere el valor del CBR para el material de la Subrasante, el CBR para el material de la Subbase, el peso bruto del avión de diseño o seleccionado, el número anual de salidas del avión de diseño. Cuando se habla de operaciones de un avión se habla de una salida y un aterrizaje. Las curvas o gráficas de cálculo indican el espesor total del pavimento y el espesor del concreto asfáltico. El proceso de diseño se resume en los siguientes pasos:


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1. Espesor total del pavimento (estructura) con el CBR subrasante (terreno de fundación), peso bruto de la aeronave, salidas anuales equivalentes.

Figura No. 5 Determinación de espesores - Ejes Tándem

Para la determinación del espesor, se debe seleccionar la gráfica que corresponde a la configuración del tren de aterrizaje de la aeronave o la gráfica particular para la aeronave en el caso de las aeronaves de fuselaje ancho. La gráfica anterior es la de ejes tándem. Una vez determinada la gráfica se entra a esta en la parte superior con el valor del CBR de la subrasante, se baja verticalmente hasta la curva que representa (o la curva estimada) el peso bruto de operación de la aeronave en las condiciones del aeropuerto y a partir de esta se desplaza horizontalmente hasta la intersección con la línea que representa el número de salidas en el año de inicio de la operación del pavimento. De esta intersección se desciende verticalmente hasta la parte inferior de la gráfica donde se lee el espesor de la estructura. En la gráfica en el recuadro se determina el espesor del concreto asfáltico. 2. Espesor subbase (capa de cimentación), se sigue igual procedimiento al del paso 1, pero ingresando con el CBR sub base. 3. El espesor del concreto asfáltico (superficie asfáltica), es el indicado en la gráfica de diseño


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4. El espesor de la base (firme) es la diferencia entre el espesor total y el espesor de las otras capas, el cual se debe chequear cumplir el espesor mínimo, conforme al CBR de la subrasante y el espesor total de la estructura. En caso de requerir aumento en el espesor de la base por esta condición, este excedente se sustrae del espesor de la subbase calculada en 2. 5. Se deben tener en cuenta requisitos especiales de subbase y subrasante estabilizada cuando las aeronaves sean de mas de 100.000 lb, espesores mínimos de la estructura y la posibilidad de usar subbases y bases estabilizadas, en función de sus factores de equivalencia.

Espesor Mínimo de Base granular De acuerdo a investigaciones y trabajos de campo para diferentes trenes, el diseño recomienda la siguiente tabla para los espesores mínimos de base granular que se debe utilizar en una estructura de pavimento.

Tabla No. 5 Espesores mínimos de base granular

Avión de diseño

Rango de carga del avión Mínimo espesor de base lb Pulg. mm

Rueda Simple 30,000 50,000 4 100 50,000 70,000 6 150

Rueda Doble 50,000 100,000 6 150 100,000 200,000 8 200

Ruedas tandem

100,000 250,000 6 150 250,000 400,000 8 200

767-757 200,000 400,000 6 150 DC-10- L1011 400,000 600,000 8 200

B-747 400,000 600,000 6 150 600,000 850,000 8 200

C-130 75,000 125,000 4 100 125,000 175,000 6 150

Espesor del Pavimento para altos Niveles de Salida. Las Gráficas utilizadas en los diseños de pavimentos flexibles, dentro de sus parámetros de entrada, solo manejan hasta 25,000 salidas anuales, la FAA a través de investigaciones y observaciones en pavimentos de servicio, ha tabulado logarítmicamente para diferentes salidas que superan las 25.000 salidas de las gráficas los porcentajes en que se debe aumentar el espesor obtenido.


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Salidas anuales Porcentaje espesor

50,000 104 100,000 108 150,000 110 200,000 112

Áreas Críticas y No Críticas. Las gráficas de diseño de pavimentos, se utilizan para determinar el espesor total T crítico de pavimento y los requisitos de espesor de la capa la capa de concreto asfáltico, entendiéndose por zonas críticas aquellas en las cuales las aeronaves van a operar a la carga máxima de operación. En el aeropuerto, no todas las zonas van a tener este tipo de operaciones y en algunas de ellas las condiciones de operación van a ser muy favorables para el pavimento, por lo cual el método permite en estas zonas reducir el espesor total de la estructura determinado en los apartes anteriores, de la siguiente forma:

• Espesor completo (T) dónde las aeronaves que parten usarán el pavimento como: plataformas, bahías de espera, y las porciones centrales de las pistas y calles de rodaje

• 0,9T del espesor de base y subbase, donde las aeronaves que llegan usarán el pavimento, como las calles de salida rápida

• 0,7T donde el tráfico de aeronaves es improbable como las partes bermas de pistas y calles de rodadura

• Estas reducciones se permiten en las capas de base y subbase el espesor del concreto asfáltico es el indicado en la gráfica

En la parte variable de la sección (Figura No. 6) y en el borde de la berma, la reducción solo se aplica a la base granular. El espesor de 0.7 T, para la base debe ser por lo menos el mínimo permitido. La subbase entonces deberá incrementarse en su espesor para proporcionar un drenaje superficial positivo para toda la superficie de fundación. Para fracciones de pulgada de 0,5 o más, utilícese le número entero más próximo.


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Figura No. 6 Sección del Pavimento

Ejemplo de Diseño Se supone que un pavimento flexible ha de calcularse para una aeronave de tren de aterrizajes de ruedas dobles con una carga de 75,000 lb (34,000 kg) y 6,000 salidas equivalentes anuales. Los valores de CBR para subbase y terreno de fundación son de 20 y 6 respectivamente.

� Calculo del espesor total del pavimento: Este es obtenido de la Gráfica No. 1 con los datos de entrada, dando para el ejemplo 23 pulgadas (584 mm).

� Espesor total de la subbase: Es determinado de la misma Gráfica No. 1, pero se utiliza el valor de CBR de 20 de la subbase, dando un espesor de 9,5 pulg. (241 mm), siendo este resultado un espesor combinado de mezcla asfáltica y base. El espesor de la Subbase será 23 – 9,5 = 13.5 pulg o 14 “

� Espesor de la Mezcla asfáltica: De la misma Gráfica No. 1, se describe que los espesores en áreas críticas son de 4 pulg (10 mm) y no críticas de 3 pulg. (76 mm).

� Espesor de la Base: El espesor de la base se calcula de la substracción del espesor combinado de mezcla asfáltica y Base, obtenido en el numeral “b”. El espesor de la Base será 9.5 – 4 = 5.5 o 6”. Este espesor aquí calculado se compara con la Tabla No 4 de espesores mínimos de subbase y se puede observar que para este tipo de rueda y carga, se


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exige un espesor de base de 6 pulg, por lo que el espesor final para el cálculo será de 6 pulg o 200 mm.

Comentarios: Se debe utilizar una base granular tipo P-209, según requisito establecido para aviones de peso mayor a 60,000 lb Los espesores de las áreas no críticas se calculan según los factores y condiciones anteriores

Tabla No. 6 Resultados

Tipo material Áreas críticas Áreas no críticas Borde de Berma

Pulg - mm Pulg - mm Pulg - mm Mezcla en Caliente P-401 4 (100) 3 (75) 2 (50) Base Granular P-209 6 (200) 5 (125) 4 (100) Subbase Granular P-154 14 (355) 13 (330) 10 (255) Adición en subbase por drenaje

3 (75) 8 (205)

Total 24 (655) 24 (655) 24 (655) Uso de Base y Subbases Estabilizadas Las capas de base y subbase estabilizadas son necesarias para pavimentos nuevos donde se tenga presencia de aviones que superen las 100,000 lb en peso. Para su uso se recomienda utilizar los factores de equivalencia que más adelante se describen, los cuales son sensibles a diferentes variables tales como espesor de la capa, tipo de agente estabilizador y la localización de la capa estabilizada dentro de la estructura. Esta excepción a la utilización de bases estabilizadas se puede hacer, cuando los materiales que se piensan colocar como estructura proviene de una roca dura, tienen gradación cerrada y son el 100% producidas dentro de un proceso de trituración. Además deben registrar una resistencia al ensayo del CBR mayor del 100% para materiales de Base y 35% para materiales de Subbase. Se recomienda no utilizar materiales de menor calidad en sustitución de otros de mejor calidad. Otro requisito en su utilización, es que el espesor mínimo total del pavimento una vez se halla hecho todas las sustituciones, no debe ser menor que el espesor total de pavimento requerido cuando se utiliza una subrasante de CBR de 20. Subbase granular Todos lo ensayos, factores y recomendaciones que se enuncian para estabilizar una subbase están basados en la utilización de una Subbase P-154, cuya resistencia es de un CBR de 20. La utilización de materiales estabilizados de


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mayor calidad que P-154, debe arrojar espesores menores, ya que el factor escogido, divide el espesor requerido de la subbase P 154

Tabla No. 7 Factores Equivalentes para Subbases de Mayor Calidad que una Subbase P-154

Subbase en Material granular Factor de Equivalencia

P-208 Base Granular 1.0 – 1.5 P-209 Base triturada 1.2 – 1.8 P-211 Base en roca 1.0 – 1.5

Subbase en Material estabilizado Factor de Equivalencia P-301 Base en suelo cemento 1.0 –1.5

P-304 Base granular con cemento 1.6 – 2.3 P-306 En concreto Pobre 1.6 – 2.3 P-401 Mezcla en caliente 1.7 – 2.3

Base granular Todos lo ensayos, factores y recomendaciones que se enuncian para estabilizar una base están basados en la utilización de una base P-209, cuya resistencia es de un CBR de 80. La utilización de materiales estabilizados de mayor calidad que P-209, debe arrojar espesores menores, ya que el factor escogido divide el espesor requerido de la base P-209

Tabla No. 8 Factores Equivalentes para Bases de Mayor Calidad que una Base P-209

Base en Material granular Factor de Equivalencia

P-208 Base Granular 1.0 P-211 Base en roca 1.0

La sustitución de P-208 por P-209, es permisible cuando el peso del avión es menor de 60,000 lb y se aumenta 1 pulg al concreto asfáltico

Base en Material estabilizado Factor de Equivalencia

P-304 Base granular con cemento 1.2 –1.6 P-306 En concreto Pobre 1.2 – 1.6 P-401 Mezcla en caliente 1.2 – 1.6

Cuando se utilizan bases P-304 y P-306 en pavimentos flexibles, se puede encontrar reflexiones por retracción, por lo que el espesor mínimo a utilizar sobre estas bases no debe ser menor a 4” (100 mm).


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Ejemplo. Use los factores de equivalencia, asumiendo que un pavimento flexible es requerido para un avión de diseño de 300,000 lb de tandem doble, con 15,000 salidas equivalentes. El CBR de subrasante es 7 y se quiere utilizar una Subbase P-401.

� Cálculo del espesor total del pavimento: Este es obtenido de la Gráfica 4.4 con los datos de entrada, dando para el ejemplo un espesor 37.5 pulgadas (953 mm).

� Espesor total de la subbase: Es determinado de la misma Gráfica 4.4,

pero se utiliza el valor de CBR de 20 de la subbase, dando un espesor de 17 pulg. (432 mm), siendo este resultado un espesor combinado de mezcla asfáltica y base. El espesor de la Subbase será 37,5 – 17 = 20,5 pulg o 21“.

� Espesor de la Mezcla asfáltica: De la misma gráfica 4.4, se describe que

los espesores en áreas críticas son de 4 pulg (10 mm) y no críticas de 3 pulg. (76 mm).

� Espesor de la Base: El espesor de la base se calcula de la substracción

del espesor combinado de mezcla asfáltica y Base, obtenido en el numeral “b”. El espesor de la Base será 17,0 – 4 = 13”. Este espesor aquí calculado se compara con la tabla de espesores mínimos de subbase y se puede observar que para este tipo de rueda y carga, se exige un espesor de base de 8 pulg, por lo que el espesor final para el cálculo será de 13 pulg o 330 mm.

� Base estabilizada: El espesor obtenido de 13” se divide por 1,4 promedio

del rango para P-401, dando 9” (230 mm).

� Subbase estabilizada: El espesor obtenido de 20,5” se divide por 2,0 promedio del rango para P-401, dando 10” (250 mm).

� Chequeo del espesor mínimo: El total del pavimento estabilizado

requerido es de 4 + 9 +10 = 23 pulg (585 mm), es comparado para un espesor total de pavimento de CBR 20, el cual fue hecho en este ejemplo dando 17 pulg, el espesor de 23 pulg es mayor al de 17, por lo que el diseño es adecuado.


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DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Generalidades Los pavimentos rígidos de Aeropuertos están compuestos de una placa de concreto de cemento portland colocadas sobre una subbase granular o estabilizada, que es soportada en una subrasante compactada. Pavimento de Concreto La superficie de pavimento debe proveer una superficie no deslizante, prevenir las infiltraciones del agua superficial y dar un soporte de acuerdo a la especificación P-501 de pavimentos en concreto de cemento portland. Subbase El propósito de la subbase es proveer bajo un pavimento rígido un soporte uniforme estable para la losa de concreto. El mínimo espesor requerido de subbase en un pavimento es de 4 pulg (100 mm). La FAA toma como subbase estándar en sus diseños la P-154 y acepta utilizar como subbase los siguientes materiales: (1) Item P-154 Subbase granular (2) Item P-208 Base granular (3) Item P-209 Base Triturada (4) Item P-211 Base en roca (5) Item P-304 Base tratada con cemento (6) Item P-306 Concreto Pobre (7) Item P-401 Mezcla asfáltica en caliente La utilización de estas bases y de mayor espesores son considerados en el diseño, a través del módulo de reacción K respectivo para cada una de ellas. Calidad de la Subbase: Subbases estabilizadas son requeridas para los nuevos diseños de pavimentos cuando son solicitadas por aeronaves de peso mayores a las 100,000 lb, y se utilizan las siguientes: (1) Item P-304 Base tratada con cemento (2) Item P-306 Concreto Pobre (3) Item P-401 Mezcla asfáltica en caliente.


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Subrasante: Los materiales bajo pavimentos rígidos deben ser compactados para que brinden una adecuada estabilidad uniforme como se explico en los pavimentos flexibles; sin embargo su exigencia no es tan fuerte debido a los bajos esfuerzos que llegan a la subrasante. Se hacen las siguientes recomendaciones de compactación de la subrasante:

� Para suelos cohesivos en una sección completa 90 % de la densidad máxima.

� Para suelos cohesivos en secciones de corte, hasta las 6 pulg 90 % de la densidad máxima

� Para suelos no cohesivos en una sección completa 100 % de la densidad máxima y a partir de las 6 Pulg de profundidad un 95 %.

� Para suelos no cohesivos en secciones de corte, hasta las 6 pulg 100 % de la densidad máxima y a partir de las 6 pulg hasta las 18 pulg el 95 %

� Para suelos sensibles se deben tener las mismas consideraciones mencionadas atrás.

Determinación del Módulo de Reacción o Fundación En las investigaciones de los suelos, la determinación del módulo de reacción de la subrasante K, es fundamental para saber el soporte de la subrasante y por que además es requerimiento en el diseño del pavimento rígido. El módulo de fundación debe ser asignado al material que esta directamente debajo la losa de concreto, sin embargo es recomendado establecer el valor del K de la subrasante y hacer las correcciones en su magnitud que se deban por efectos de la subbase y espesor utilizado. Se pueden emplear correlaciones de las tablas y cuadro enunciados en el capítulo 2 o utilizar la gráfica de acuerdo al CBR de la subrasante, presentado en la circular de la FAA o de fuentes similares. Determinación del Valor de K por efectos de una Subbase Granular La determinación del módulo de fundación arriba de una subbase por ensayo en la etapa de diseño no es usualmente práctica. El probable incremento en K esta asociado a varios espesores y diferentes materiales de subbase, la FAA con base a experiencias y ensayos ha establecido las figuras, para bases tipo P-154 y P-209 y cuando son estabilizadas, utiliza una sola figura, para subbases tipo P-304, P-306 y P-401.


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Figura No. 7 Determinación del Valor de K

Determinación del Espesor de la Losa de Concreto El diseño de las curvas ha sido preparado para los pavimentos rígidos similares a como se realizaron para pavimento flexible de acuerdo al tipo de tren de aterrizaje y carga. Las gráficas están basadas en que la carga es oblicua al borde de la junta, o si esta localizada en forma perpendicular o paralelo a la junta. El diseño requiere de cuatro parámetros de entrada: resistencia del hormigón a la flexión, módulo del terreno de fundación, peso bruto de la aeronave de cálculo y número de salidas anuales equivalentes de la aeronave de diseño. Los espesores de las demás estructuras del pavimento se calculan por separado.


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Resistencia del Concreto a la Flexión. El espesor del pavimento rígido esta relacionado a la resistencia a la flexión del concreto utilizado, la cual se evalúa por el método de la resistencia a la flexión según la norma ASTM C-78, ya que le trabajo primario de una losa de concreto es a la flexión. El diseño de la resistencia a la flexión se debe basar en la edad del concreto que debe ser requerido, cuando la losa se de al tráfico. El módulo de reacción K del material que soporte el pavimento rígido, se obtiene como se explicó anteriormente. El peso bruto del avión de diseño se da para cada tipo de tren de aterrizaje, para la respectiva carga y para las aeronaves de cabina ensanchada, que tienen su curva especial. La gama de pesos que se utilizan en las curvas, abarca los pesos de la mayoría de aeronaves actuales. El número de salidas anuales de la aeronave de diseño se calcula similar al diseño del pavimento flexible, de acuerdo al tráfico esperado. Utilización de las Curvas de Cálculo. Las curvas del pavimento rígido se trazan de manera que se registren los datos de calculo en el mismo orden que se trato el numeral anterior y se obtiene únicamente el espesor de la losa de concreto, sin tener en cuenta el espesor de la subbase. Se han construido curvas opcionales cuando la carga aplicada por la aeronave al borde la junta, forma ángulo relativo a esta, que influye en la magnitud de los esfuerzos en la losa. Los trenes de aterrizaje de ruedas simples y ruedas dobles producen los mayores esfuerzos cuando están paralelos o perpendiculares a las juntas. Los trenes tándem dobles, producen las tensiones o esfuerzos máximos cuando su posición actúa en ángulo a la junta. La utilización de estas curvas, es más que todo en la bahía de espera, en los finales de pista, en las intersecciones de calles de rodaje y pista y en las plataformas. Como recomendación una vez obtenido el avión de diseño, se obtiene el espesor por las dos curvas y se analiza la posibilidad de que una aeronave de rueda doble pueda afectar el diseño a las salidas anuales equivalentes. Áreas Críticas y no Críticas. Las gráficas de diseño de pavimentos, se utilizan para determinar el espesor de la losa de concreto total T crítico de pavimento. El factor 0.9 T, para pavimentos no críticos se aplica a la losa de concreto. En la parte variable de la sección Figura No. 8 y en el borde de la berma, la reducción sola se aplica a la losa de concreto. El cambio de espesor se debe llevar a todo lo largo y ancho de la losa. En las áreas de losa que tenga espesor variable, el espesor de la subbase debe ajustarse en la medida de lo necesario, para dar una superficie


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de drenaje uniforme a la superficie de la subrasante. Para fracciones de pulgada de 0,5 o más, utilícese le número entero más próximo.

Figura No. 8 Áreas Críticas y No críticas


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Gráficas de diseño: Las gráficas de diseño, al igual que para el caso de pavimentos flexibles se encuentra en función del tipo de ejes principales de la aeronave: ejes simples, ejes duales, tándem y de aeronaves de fuselaje ancho. La siguiente es la de eje dual.

Figura No. 9 Eje Dual

Ejemplo de Diseño Supongamos una aeronave de 160.000 kilogramos, y salidas anuales equivalentes de 6.000 con tren de aterrizaje tipo tándem doble. Dentro de estas salidas se consideran que 1.200 es para una aeronave tipo B-747, con 350,000 kilogramos. La resistencia de la subrasante de fundación es de un CBR de 3, para una arcilla limosa. La resistencia a la flexión del concreto es de 650 psi (4,5 MN/m2). El peso bruto de la aeronave indica que se debe utilizar una subbase estabilizada y para lo cual se escoge una Subbase estabilizada con cemento tipo P-304 con un espesor de 6 pulg.


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El módulo de reacción K, se puede obtener de la Figura No. 10 para un CBR de 3, el cual da un valor de 100 PCI y para continuar con el siguiente procedimiento: Figura No. 10 Interrelaciones aproximadas de las clasificaciones de suelos y

los valores de las capacidades de carga


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a) Obtención del módulo de reacción por efectos de la subbase: de la Figura No. 11 el módulo de reacción se aumenta de 100 PCI a 210 PCI. b) Obtención del espesor de la losa: de la Figura No. 12 se obtiene un espesor de concreto de 16.6 pulg (422 mm) que por redondeo a 17 pulg (430 mm)

Figura No. 11 Obtención del módulo de reacción por efectos de la subbase


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Figura No. 12 Obtención del espesor de la losa

Volúmenes de Alto Tráfico. Las Gráficas utilizadas en los diseños de pavimentos rígidos, dentro de sus parámetros de entrada, solo manejan hasta 25,000 salidas anuales, la FAA a través de investigaciones y observaciones en pavimentos de servicio, ha tabulado logarítmicamente para diferentes salidas que superan las 25.000


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salidas de las gráficas, porcentajes en que se debe aumentar el espesor obtenido.

Salidas anuales Porcentaje espesor

50000 104 100000 108 150000 110 200000 112

Juntas para Pavimento de Concreto Rígido La variación de temperatura y humedad pueden causar cambios en la losa que producen esfuerzos significantes. Como la expansión y la contracción están restringidas a las fuerzas de fricción o cortantes que se desarrollan en la cara que tiene contacto con la subbase, se producen esfuerzos de comprensión y tensión, y en la superficie pude causar craqueo o fisuramiento que dependiendo de su magnitud pude causar daños. Como la prioridad es reducir estos efectos, es necesario dividir el pavimento en losas de predeterminada longitud para las principales juntas longitudinales, que son las que van según el avance de la pavimentación y determinar así los tipos de juntas transversales. Estas losas deben ser lo más cuadradas posibles cuando no son reforzadas. Categoría de las Juntas De acuerdo a su función las juntas están categorizadas en juntas de Expansión o dilatación, contracción y de construcción. Todas las juntas deben ser terminadas en una manera que permita ser selladas. Juntas de Expansión a) Tipo A: Es usada cuando la carga es transferida a través de la junta requerida. b) Tipo B: Es usada cuando las condiciones excluyen el uso dispositivos de transferencia de carga la cual se lleva a través de la junta, tal como donde el pavimento colinda con estructuras o donde ocurren movimientos horizontales diferentes del pavimento. Las juntas se forman con incremento del espesor del pavimento a lo largo del borde de la losa. No se proveen dovelas o varillas lisas. Juntas de Contracción: Su función es controlar el fisuramiento del pavimento cuando el pavimento se contrae por decrecimiento del contenido de humedad o temperatura. Las juntas decrecen los esfuerzos cuando se produce alabeo en la losa de pavimento. Se usan las juntas Tipo F, G y H.


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Juntas de Construcción: Son requeridas cuando dos pavimentos colindantes son colocados a diferente tiempo, tal como el final de jornada o entre líneas de pavimentación. Se usan las Juntas Tipo C, D y E. Espaciamiento de las Juntas. Las juntas como se dijo anteriormente, se deberán construirse previendo el menor movimiento posible, de acuerdo al material que se use de subbase en la estructura del pavimento. Juntas para Subbase no Estabilizadas Siguiendo la regla de la PCA dada para el espaciamiento de las juntas, no debe exceder el espaciamiento en pies al doble de la altura de la losa en pies, y su relación de largo ancho no debe ser mayor de 1.25. La FAA recomienda la siguiente tabla:

Tabla No. 9 Distancias

Espesor de la losa en mm

Distancia Longitudinal en m

Distancia Transversal en m

150 3,8 3,8 175 - 230 4,6 4,6 230 - 305 6,1 6,1 Mayor 305 7,6 7,6

Juntas para Subbase estabilizadas Cuando se utilizan pavimentos sobre estas bases su procedimiento es diferente para el espaciamiento de las juntas. Su espaciamiento esta en función del radio de rigidez relativa de la losa. La junta debe ser seleccionada de tal forma que la relación del rigidez relativa y el espaciamiento de la junta este entre 4 y 6. La rigidez relativa esta definida por Westergard como la rigidez relativa de la losa y la rigidez del modulo de fundación. Esta determinada de la por la siguiente formula

ι = Radio de rigidez en pulg h = Espesor de la placa en pulg K = Modulo de reacción de la subrasante en pci E = Modulo de elasticidad del concreto = 4,000,000 lb/pulg2 u = Modulo de Poisson = 0.15 Ejemplo :


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Para una losa con un espesor de 12” y modulo de reacción de subrasante de 200 lb/plg 2, calcular cual es su dimensionamiento. ι = 41.43 pulg. Lx y Ly sera la multiplicación por 6 del modulo de rigidez relativa = 249 pulg (6.5 m) Si realizamos el mismo ejemplo con los criterios de la PCA para una h = 12 según la Figura No.13 o formula anterior nos da un Módulo de 41.43 pulg. Con la relación de simetría de los lados igual a 1, obtenemos de la Figura No.14 un coeficiente de 7.24, que multiplicado por el radio de rigidez (41.43 * 7.24 = 300) nos una losa de lado de 7.50 m. El criterio de selección por la FAA es tomar el menor lado, por lo que se escoge 6.50 m.

Figura No. 13 Obtención del Módulo


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Figura No. 14 Coeficiente de Alabeamiento

Consideraciones especiales Junta con Llave La consideración de este tipo de juntas debe ser para losas que tengan un espesor mínimo de 9 pulg (230 mm), su uso en losas de menor espesor resultan muy quebradizas. Sistema de Juntas para aviones de Cabina Ancha (Wide – body). Para subrasantes con bajo módulo de reacción menor de 200 pci, se recomienda utilizar juntas con dovelas tipo D o de espesor ensanchado tipo B.

Tabla No. 10 Usos de las Juntas Longitudinales

OBJETIVO USOS TIPO DE JUNTA No se usa en juntas longitudinales A

Expansión

En intersecciones, cuando no se usan hierros y para aislar el pavimento de las estructuras de drenaje u otras

B

Construcción En lugar de juntas tipo D B

Construcción En todas las juntas longitudinales, excepto cuando se requieren tipo E y D. Cuando el K es mayor de 400 pci

C

Construcción En juntas longitudinales de pavimento de D


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OBJETIVO USOS TIPO DE JUNTA menos de 23 cm de espesor de losas.

Cuando hay operaciones de aviones de cabina ensanchada o el K de fundación menor de 200 pci

Construcción

En todas las juntas longitudinales de los carreteos y en las juntas longitudinales de construcción a menos de 7.50 m del borde del pavimento, y cuando el K esta entre 200 y 400 pci

E

No se usa en juntas longitudinales F

Contracción En todas las juntas de contracción longitudinales que estén previstas a menos de 7.50 m del borde del pavimento

G

Contracción En todas las demás juntas de contracción del pavimento

H

Los detalles de las juntas se pueden ver en las Figuras No. 15 y 16.

Figura No. 15 Detalles de Juntas


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Tabla No. 11 Usos de Las Juntas Transversales

OBJETIVO USOS TIPO DE JUNTA

Expansión En las intersecciones para aislar áreas del pavimento

A

Construcción Cuando se prevé futura expansión del pavimento

B

No se usa en juntas transversales C

Construcción

Cuando se para temporalmente o se termina el trabajo de construcción

D

No se usa en juntas transversales E

Contracción

En las ultimas tres juntas antes de llegar a un borde libre pavimento. También en las dos juntas a cada lado de una junta de dilatación. Usar en juntas contracción en pavimento reforzado

F

No se usa en juntas transversales G Contracción En las demás juntas del pavimento H

Juntas Aceradas Las juntas que requieren varillas de acero lisas o corrugadas para dar continuidad al pavimento en su resistencia a los esfuerzos que sufre.


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Las varillas Corrugadas Son usadas principalmente en juntas longitudinales de contracción y en juntas con llave de construcción para mantener en estrecho contacto las caras de las losas y no se separen, por lo tanto, que haya una mejor trasmisión de esfuerzos entre las dos partes del pavimento, por la acción de los agregados del concreto o de las llaves provistas para el efecto. Las varillas corrugadas por ellas mismas no actúan como aparatos de transmisión de cargas. Las varillas corrugadas deben ser No 5 (16 mm) de diámetro, 30 pulg (760 mm) de longitud y separadas cada 30 pulg (760 mm) Las varillas lisas o dovelas Este elemento metálico se coloca para transmitir las cargas a través de la junta y evitar desplazamientos verticales relativos de las placas del pavimento. Las varillas lisas deben permitir movimientos horizontales de las placas, para lo cual unas de las mitades de la varilla se pintan y engrasan. En el extremo de las varillas lisas que van en las juntas expansión se debe colocar un manguito o tubo metálico ajustado a la superficie de la varilla, para permitir movimientos de expansión del pavimento en la junta. Se utilizan para las juntas de expansión transversal y para todas las juntas de construcción. Las varillas se colocan en la mitad de la placa y su espaciamiento esta dado por la siguiente tabla.

Tabla No. 12 Espaciamiento de las varillas

Espesor de la losa en pulgadas

Diámetro en pulgadas

Longitud en Pulgadas

Espaciamiento en pulgadas

6 –7 ¾ 18 12 8-12 1 19 12 13-16 1 ¼ 20 15 17-20 1 ½ 20 18 21-24 2 24 18

Tipo de sellante para juntas El sellante de las juntas es utilizado para prevenir el ingreso de agua y materiales extraños. Sellantes remoldeados son usados, los cuales tienen que ser resistentes a derrames de combustibles o interperismo por agua de mar. Para formar juntas se utilizan normalmente tres sistemas: 1) Se cortan se asierran las juntas con cortadoras de discos de diamante, una vez el concreto se ha endurecido lo suficiente, 2) Ranuras formadas por platinas metálicas cuando aun el concreto esta fresco; y 3) Ranuras preformadas por medio de inserción de tiras metálicas o de fibra, cuando el concreto esta fresco ver Figura No. 15.


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Pavimentos de Concreto Reforzado El principal beneficio de un pavimento reforzado es que a través de él, no se refleje el craqueo o fisuramiento, y que el fisuramiento que se forme sea tan estrechamente cerrado, para que el pavimento y sus caras den una integridad estructural y que se mantenga. Los espesores usados para este tipo de pavimento son los mismos que se explicaron en los numerales anteriores. Los refuerzos pueden ser de varillas o mallas en acero colocados en la placa de pavimento. El área de acero requerida esta dada por la fórmula que combina el coeficiente de fricción con el arrastre en la subrasante

As = 3.7 L^2 t/ fs

As = Área del acero por pie de ancho en pulgadas cuadradas L = Longitud de la losa en pies T = Espesor de la losa en pulg fs = Esfuerzo de tensión del acero en psi. Para el uso de esta fórmula se asume como peso de la losa 12.5 lb/pie2, por cada pulgada de espesor.


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El mínimo porcentaje de acero debe ser 0.05 %. El porcentaje de acero requerido es dividir As por el área del concreto por unidad de longitud y multiplicada por 100. La única ventaja de este refuerzo es en la longitud de las juntas, se amplían hasta una distancia de 23 m. El acero se coloca (h/4) + 1 pulg de la superficie. Estos tipos de concretos reforzados son utilizados en los finales de pavimentos, donde su dimensionamiento o modelado no siguen las dimensiones estándar del ancho del pavimento o tiene formas irregulares y su dimensionamiento se observa en la Figura No. 16.

Figura No. 18 Juntas en Pavimentos Reforzados

En el método se encuentran provisiones para pavimentos en concreto continuamente reforzado y sobrecarpetas, al igual que un procedimiento simplificado para aeronaves livianas (peso bruto menor a 13000 kg).


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REFERENCIAS • FEDERAL AVIATION ADMINISTRATION. AC 150/5320-6D Airport Pavement Design

and Evaluation. 1-30-96. • MORA PEDRO JOSÉ. Diseño Estructural de Pavimentos para Aeropuertos.

2003. Pontificia Universidad Javeriana.

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