Exposición Concreto Permeable Ing Velasquez

8/3/2019 Exposición Concreto Permeable Ing Velasquez

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CONCRETO PERMEABLECONCRETO PERMEABLE

ING. JOSÉ VELÁSQUEZ DIAZING. JOSÉ VELÁSQUEZ DIAZ

Arequipa , 09 de setiembre, 2011

CONCRETO POROSOPOP CORN CONCRETE



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INTRODUCCIÓN



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Es un concreto que permite que elagua lluvia se infiltre y susescurrimientos se dirijan a lugarespre establecidos.

DEFINICIÓN

• CEMENTO

• AGREGADOS TAMAÑO 3/8" o 1/2"

• AGUA

• ADITIVOS

COMPOSICIÓN

NO CONTIENE AGREGADOS FINOS



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• PESO ENTRE 1600 A 1900 Kg./m3

• RESISTENCIA A COMPRESIÓN DE:

35 a 280 Kg./cm2

• PERMEABILIDAD

120 a 200 litros/Minuto/m2.

CARACTERÍSTICAS

7.2 mm./hora/m2 a 12.0 mm./hora/m2

DISEÑO DE MEZCLASTÍPICO



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DISEÑO DE MEZCLAS TÍ PICOS

MaterialMaterial ContenidoContenido

CementoCemento 180 a 360 kg./m180 a 360 kg./m33

Agregado GruesoAgregado Grueso 1,440 a 1620 kg./m1,440 a 1620 kg./m33

Agregado FinoAgregado Fino NoNo

A/CA/C 0.27 a 0.450.27 a 0.45

ENSAYOS



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PROPIEDADES DELCONCRETO POROSO

RELACIONES PRIN CIPALES

PERMEABILIDAD



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PERMEABILIDAD VS. RELACIÓN DE VACÍOS

Permeabilidad vs.Relación de Vacíos

Relación de Vacíos (%)

CURVAEXPONENCIAL

Permeabilidad(in/hora)

R2 = 0.6748

H. de Solominihac



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RESISTENCIA A COMPRESIÓN

RELACIÓN RESISTENCIA A COMPRESIÓN vs VACÍOS

VACÍOS (%)

CURVAEXPONENCIAL

RESISTENCIA ACOMPRESIÓN vs

VACÍOS

Res

istenciaaCompresión(psi)



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RESISTENCIA A LAFLEXIÓN

VACÍOS (%)

RESISTENCIA A FLEXIÓN vs VACÍOS

RESISTENCIA AFLEXIÓN vs VACÍOS

CURVAEXPONENCIAL

ResistenciaaFlexión(psi)



1

H. de Solominihac

Ins t i tu t o Co lombiano de Cemento Por t land



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Instituto Colombiano de Ceme nto Portland

Instituto Colombiano de Ce mento Portland



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HIDROLOGÍA

Curva de Intensidad – Duración – Frecuencia

Duración (minutos)

Intensidad

Tr = 100 Años

Tr = 20 Años

Tr = 100 Años

Tr = 2 Años



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Tormenta de DiseñoTormenta de

Diseño

PPrecipitación

Área

Impermeable

ÁreaImpermeable

ConcretoPoroso

Infiltración

Infiltración Escorrentía Superficial

ANTES URBANIZADO IMPLEMENTADO



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Tiempo

Caudal

Tiempo

Caudal

Sin Habilitación Urbana

URBANIZADA



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IN TENSIDAD DE PRECIPITACIÓNRelación de Dyck y Peschke

Pd = P 24 (d/1440)^0.25 / 60

P d = precipitación total para la duración d (en minutos).

P24 = precipitación máxima en 24 horas para el periodo dediseño

Q = m3/s

CAUDAL DE DISEÑO

MÉTODO RACIONAL

Q = 0278 C I A

C = Coeficiente de Escorrentía

I = Intensidad de precipitación mm./hora

A = Área de la cuenca en Km2.



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CAUDAL DE DISEÑOMÉTODO SCS

eP

Tp

A**208,0Qp=

A = Área de Cuenca

T c D u

T p *6,02

+=

Tp (horas) = Tiempo al Pico

Lc T T 67.1=

5.07.0

7.08.0

14104

)86.222540(

S CN

CN LT L

−=

Velocidades de Infiltrac ión (SCS 198 6)

SCS Textura del Suelo Infiltración

Velocidades de Infiltrac ión (ASCE 19 49)

Grupo de SueloInfiltración

Arenas

Arenas Limosas, Limos

Limos Arcilloso; Arcillas

Arenas; Arenas - Limosas

Limos

Arenas - Arcillosas

Limos – Arcillosos; Arcillas



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Velocidad de

Infiltración

Tiempo

Valor de DiseñoFlujo Permanente

PAVIMENTOS DE CONCRETO



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PAVIMENTOS

Los pavimentos de concreto se diseñabanconsiderando principalmente los aspectosestructurales del mismo

La seguridad, economía y niveles deservicios se consideraban secundarios.

En la actualidad se da la misma importanciaa los que fueron considerados secundarios.

Se utiliza en su construcción trenes depavimentación (esparcidora – compactadora –equipos y herramientas para acabados)

PAVIMENTOS

Las juntas:

• actualmente aserradas en concretoendurecido

• anteriormente en concreto fresco



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PAVIMENTOS

De acuerdo a la información reciente, setrata de utilizar en pavimentos losconcretos porosos, con la finalidad de:

• Drenar rápidamente el agua precipitada

• Disminuir el deslizamiento de los vehículos

• Mejorar condiciones de reflexión lumínica

GUÍAS DE DISEÑO

PAVIMENTO POROSO

Filtro –Geomembrana

Compactación dela Base es críticapara una buenafiltración

PEDRAPLEN 40 % VACÍOSPARA UNA BUENA RECARGA



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SARDINEL

CONCRETO POROSO

BASE

AVIMENTO DE CONCRETO POROSO – SISTEMA CERRADO

subrasante

MembranaImpermeable

Base

Permeable

Pavimento deConcreto Poroso

Tubería



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DISEÑO ESTRUCTURAL

Concreto Poroso es un material únicoque cuenta con una matriz que ladiferencia en comportamiento de lascaracterísticas convencionales deconcreto de cemento portland o deotros materiales de pavimento.

DISEÑO ESTRUCTURAL

Los Ensayos en Laboratorio sonobligatorios – Diseño de Mezclas.



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El diseño con concreto poroso sigueel procedimiento estándar de diseñode pavimentos (AASHTO, ACI 325.9R,o ACI 330R).

DISEÑO ESTRUCTURAL

• Características de la subrasante (CBR)• Tráfico• Cargas• Número Estructural

Espesor Inicial del Pavimento.Módulo de Reacción K del suelo.Tráfico.Transferencia de Carga y Soporte Lateral.Propiedades del Concreto.Módulo de Ruptura (Considera unareducción del 15% por seguridad).Módulo de Elasticidad Fijo = 4,000,000 psi.Módulo de Poisson Fijo = 0.15.

DISEÑO ESTRUCTURALAASHTO – 1993



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−−−+

+×+

−

∆

+−++=25.0

75.0

75.0

46.8

718

) / (

42.18(63.215

)132.1(`log)32.022.4(

)1(

10625.11

5.15.4

log

06.0)1log(35.7log

k E D J

DcS

D

PSI

DS Z W

c

d c

t o R

ECUACIÓN DE LA GUÍA AASHTO 1993ECUACIÓN DE LA GUÍA AASHTO 1993

W18 : número de aplicaciones de carga de 18 kipsW18 : número de aplicaciones de carga de 18 kipsZZRR :: áreaárea bajobajo lala curvacurva dede distribucióndistribución estandarizadaestandarizada parapara unauna

confiabilidadconfiabilidad RR

So : desviación estándar de las variablesSo : desviación estándar de las variables

Δ PSIPSI :: pérdidapérdida dede lala serviciabilidadserviciabilidad previstaprevista enen elel diseñodiseño

D : espesor de la losa en pulgadasD : espesor de la losa en pulgadasS’c : módulo de rotura del concretoS’c : módulo de rotura del concreto

Cd : coeficiente de drenajeCd : coeficiente de drenajeJ : Coeficiente de transferencia de cargaJ : Coeficiente de transferencia de cargaEc : módulo de elasticidad del concretoEc : módulo de elasticidad del concretok : módulo de reacción de la subrasantek : módulo de reacción de la subrasante

SUELOS - SUBRASANTE

Tipo de SueloCapacidadPortante

k Valuespsi/in 3

(MPa / m)CBR Valor - R

Suelos de grano fino predominanarcillas. Baja

75 a 120(20 a34) 2,5 a 3,5 10 a 22

Suelos arenosos – Arenas –Gravosas. Cantidades moderadasde arena y arcilla

Media130 a 170(35 a 49) 4,5 a 7,5 29 a 41

Arenas y mezclas arena - gravaRelativamente libre de finos –plásticos.

Alta 180 a 220(50 a 60)

8,5 a 12 45 a 52



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DISE O DE PAVIMENTOS RIGIDOSMETODO AASHTO

Espesor del pavimento, losa de concreto ( pulgadas ) 7.54 8.40 Confiabilidad = 0.95Espesor del pavimento, losa de concreto ( m) 0.19 0.21 CBR= 15.00

Resistencia del concreto f'c (kg/cm2) 340 350 k (kg/cm3)= 3.60

pi = 4.00

Zr * So -0.58 -0.58 Zr = -1.645

So = 0.35

7.35*Log(D+1)-0.06 6.79 7.09 D(pulgadas) = 8.00

DPSI = 2.00

log(PSI/(4.5-1.5))/((1+(1.624*107)/(d+1)

8.46)) -0.15 -0.16 pt = 2.00

S'c (psi) = 607

(4.22-0.32pt) 3.58 3.58 Cd = 1.00

Ec (psi) = 3800000

log((S'c * Cd(d0.75

-1.132))/(215.63*J((d0.75

-((18.42)/(Ec/k)0.25

)) -0.02 0.04 k (pci) = 129.79

f'c (kg/cm2

) = 340logw18 6.00 6.50 J= 3.20

EAL= w18 1.00 3.16

PRECAUCIONES EN SUELOSEXPANSIVOS



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Las siguientes condiciones de diseñodeberían considerarse en el diseño depavimento de concreto poroso en zonascon suelos que contienen cantidadessignificativas de arcilla, sedimentos de altacompresibilidad y suelos expansivos:

SUELOS EXPANSIVOS

El uso de concreto poroso debería de

evitarse en suelos expansivos (subrasante).

SUELOS EXPANSIVOS

Debe considerarse el reemplazo:

Utilizándose rellenos que incrementen lacapacidad portante – Arena; Grava.

Alternativamente una sub base de arenacolocada sobre un geotextil que evite lamigración de partículas finas.

Suelos con alto contenido orgánico debenreemplazarse con suelos granulares.



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Sub rasante

Zona Almacenamient

Concreto Poroso

Pedraplen **

OpcionalObligatorioDepende del suelo

DISPOSICIÓN DEL PAQUETEESTRUCTURAL



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PAQUETE ESTRUCTURAL

CarpetaImprimación

BASESUB BASE

SubRasante

PAQUETE ESTRUCTURAL

Concreto HidráulicoBASE

SUB BASESub

Rasante



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PAQUETES ESTRUCTURALESCONCRETO POROSO

SUB RASANTE CON DRENAJE

ADECUADO - BUENOConcreto Poroso (+ o – 20 % de vacíos

Pedraplén 40 % de vacíos

Geotéxtil No Tejido

Suelo permeable 12 mm. /hora



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Suelo poco permeable

Geotextil No Tejido

Pedraplén 40 % de vacíosConcreto Poroso alrededor del 20 % de vacíos

SUB RASANTE CON DRENAJE - REGULAR

SECCIONES TÍPICAS DEPAVIMENTOS DE

CONCRETO POROSO



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Superficie de ConcretoPoroso

Sección Típica

Sub Base de Grava

Filtro

Sub rasante



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JUNTA

Concreto Poroso

Sub Base de GravaFiltroSub rasante

Junta

Junta de Contracción

Junta AserrradaMÍNIMO

Concreto Poroso

Sub Base de Grava

FiltroSub rasante



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Sardinel - Cordón

Concreto Poroso

Sub

Base

Sub Base deGrava

FiltroSub Base

CONSIDERACIONES ESPECIALESDE DISEÑO

CONGELAMIENTO -DESCONGELAMIENTO



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MasaRemanente(%)

Número de Ciclos

Energía de Compactación –Baja

ESPECIFICACIONES



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ACI 522 – CONCRETO POROSO

Especificaciones – En Revisión

Alcances:

• Comportamiento – Niveles de Servicio• Control de Calidad de Materiales• Ensayos• Colocación – Acabado

•

APLICACIONES



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AeropuertosPlayas de Estacionamiento

Depósitos



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PAVIMENTOSURBANOS



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CARRETERAS



4

SECCIÓN TÍPICA PAVIMENTO ZONA DE LUTITASExpansión máxima al 100% de compactación = 2.18 % a 7.90 %Expansión máxima al 95% de compactación = 2.77 % a 9.15 %

Material granular diámetro > 3”

Coeficiente Estructural de capa = 0.09

SECCIÓN TÍPICA PAVIMENTO ZONA DE LUTITAS

Expansión máxima al 100% de compactación = 2.18 % a 7.90 %Expansión máxima al 95% de compactación = 2.77 % a 9.15 %

Concreto Poroso Espesor < 90 cm.Coeficiente estructural de capa =

Se elimina

Se elimina



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SUB DRENAJE

BERMA - CUNETA



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BERMA - CUNETA

PROYECTOSHIDRÁULICOS



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BOCATOMAS

BOCATOMA –ALIVIADERO DE COMPUERTAS



45

BOCATOMA - ALIVIADERO

CANALES



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Concreto PorosoTubería perforada

Descenso Rápido



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Concreto Poroso



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En el Perú debe incentivarse lainvestigación a través de tesisuniversitarias.

DISEÑO ESTRUCTURAL

PREGUNTAS



GRACIASPOR SU ATENCIÓN

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