Manual_diseño de pisos industriales.pdf

5/21/2018 Manual_diseno de pisos industriales.pdf

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Primera Edicin


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Manual de diseo de Pisos Industriales

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Instituto del Cemento y del Hormign de Chile -

Autor:

Ricardo Salsilli Mura


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CrditosManual de Diseo de Pisos Industriales

Escrito por:Ricardo Salsilli Mura

Publicado por:Instituto del Cemento y del Hormign de Chile

Revisin Tcnica:Ingeniero Mauricio Salgado TorresIngeniero Renato Vargas

Beatriz CabreraDiseo y Diagramacin

Sebastin GarcaGestin y Produccin

Registro de Propiedad Intelectual240.969

Miembros del Comit de Pisos Industriales (2011 - 2013)

Manuel AngueraPablo CastroPablo CaviedesPaolo ChiomaCarlos CurottoJos Maria EspinosaAntonio GonzlezAlfredo GrezCarlos HenriquezNatalia OrellanaTamara OrellanaJulio RossiNestor SquadritoDino Tapia

Ricardo TorresRenato VargasMauricio Salgado

Grupo PolpaicoGrupo PolpaicoMeln S.A.EPCLeisBekaertVSLKatemuSikaProdalamMeln S.A.Rinol-HormipulProdalamBasf

TyC PavimentosICHICH

Josue Smith Solar N 360Providencia, Santiago - ChileFono: (56-2) 2 726 0300 - Fax: (56-2) 2 726 0323E-mail: [email protected]


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PrlogoDebido a la necesidad que genera la creciente demand

de proyectos de pisos industriales que requieren contcon superficies pavimentadas, de dimensiones cada vmayores y que deben ser capaces de responder tantouna mayor complejidad de las solicitaciones a soportar, acomo tambin a especificaciones cada vez ms exigenteel Instituto del Cemento y del Hormign de Chile ICconforma con el apoyo de un grupo de profesionalconocedores de la mencionada problemtica y expertos la materia el Comit de Pisos Industriales.

Este Comit identifica en su momento que es de vitimportancia proporcionar a Mandantes, Consultorherramientas que faciliten y contribuyan a mejorar la lab

de diseo y especificacin de proyectos de pavimentacide pisos industriales, mediante la adopcin de la alternatide solucin ms adecuada para cada caso, segn el tipo dcarga, uso y aplicacin a la que se destinara el respectivpiso.

En este sentido, la ausencia de un documento actualizadaplicable al contexto local motiv al Comit para quemprendiera la tarea de elaborar un manual de diseo dpisos industriales, que permitiera una adecuada orientacipara aquellos que necesitan dimensionar, disear especificar un piso industrial, teniendo en cuenta aquellconsideraciones que permitan el cumplimiento de l

requisitos y especificaciones que se espera cumpla superficie pavimentada y garanticen un ptimo desempedel piso en el tiempo.

El objetivo trazado finalmente se logr gracias al desarroldel presente documento, elaborado por el Ingeniero RicardSalsilli M. contando con el apoyo, revisin y colaboracin dlos miembros del Cmite Pisos Industriales, acompaados la Secretara tcnica del Comit por los ingenieros SeorRenato Vargas y Mauricio Salgado.

Meln

Cementos Bio Bio

Leis

Elasto Plastic Concrete

Bekaert

VSL

Sika Chile

Katemu

Rocland

TyC Pavimentos


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NDICE

CAPTULO 1: INTRODUCCIN ...............................................................................................................

CAPTULO 2: TIPOS DE PAVIMENTOS .................................................................................................. Estructura de Pavimento ......................................................................................................................................... Pavimentos de Hormign Simple con Juntas c/s Dispositivos de Traspaso de Carga ..................................... ... Pavimentos de Hormign Reforzado ...................................... ..................................... ...................................... .... Fibras metlicas ............................................................................................................................................................................... Fibras sintticas ..................... ........................ ........................ ....................... ........................ ................. ............ ............. ............. ....

Pavimentos de Hormign de Retraccin Compensada ........................................................................................Pavimentos de Hormign Post Tensado ................................................................................................................

CAPTULO 3: REGULARIDAD SUPERFICIAL DE PAVIMENTOS INDUSTRIALES .................................. Introduccin .............................................................................................................................................................

Parmetros del Pavimento que Afectan al Funcionamiento de los Equipos de Levante ...................................

Sistema de Nmeros F (Floor Numbers) ................................................................................................................Nmeros FF y FL para Trnsito Aleatorio ...............................................................................................................................Nmeros FMIN para Trnsito Guiado ...........................................................................................................................................

Mtodo del TR34 (4a Edicin) .................................................................................................................................TR34 para Trnsito Aleatorio .......................................................................................................................................................TR34 para Trnsito Guiado ...........................................................................................................................................................

Equivalencia entre Nmeros F y Valores TR34 ....................................................................................................... Equivalencias en Trnsito Aleatorio ....................... ........................ ....................... ........................ ....................... ..................... Equivalencias en Trnsito Guiado ............ .............................................................................................................. Mtodos para Evaluar la Regularidad Superficial ................................ ...................................... ..........................

Regla Fija de Tres Metros ..............................................................................................................................................................Regla Rodante de Tres Metros (HI-LO) .....................................................................................................................................

Especificaciones con Reglas ....................................................................................................................................

CAPTULO 4: CARACTERIZACIN DEL SUELO DE FUNDACIN ..........................................................Fundacin Winkleriana ...........................................................................................................................................Modelo Slido Elstico ............................................................................................................................................

Situacin Real ................................ ...................................... ..................................... ................................................Determinacin del Mdulo de Reaccin de la Subrasante (Constante de Balasto)............................................

Ensaye De Placa de Carga ...................... ........................ ....................... ........................ ........................ ....................... ................ Correlaciones ..................... ....................... ........................ ....................... ........................ ....................... ........................ .................. Exploracin Geotcnica ...........................................................................................................................................

CAPTULO 5: CARGAS ............................................................................................................................ Tipologa de carga ...................................................................................................................................................

CAPTULO 6: JUNTAS .............................................................................................................................

Juntas de Aislacin-Dilatacin ...............................................................................................................................Juntas de Contraccin .............................................................................................................................................Juntas de Construccin ...........................................................................................................................................Juntas en Puertas de Carga y Descarga .................................................................................................................

Dispositivos de Transferencia de Carga ..................................... ..................................... ..................................... ..Sellado de Juntas .....................................................................................................................................................

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CAPTULO 7: ANLISIS ESTRUCTURALES DE LOSAS ...........................................................................

CAPTULO 8: MTODOS DE DISEO DE PAVIMENTOS INCORPORADOS EN LA ACI 360R-10 ...........

Introduccin .............................................................................................................................................................Tensiones Debidas a Carga .......................................................................................................................................Carga de Esquina ......................................................................................................................................................

Carga de Borde .........................................................................................................................................................Correccin por Diferentes Condiciones de Borde ..................................................................................................Radio Equivalente de Carga Aislada .........................................................................................................................................

Efecto de la longitud de losa ..................... ........................ ....................... ........................ ....................... ........................ ............Distancia de la Carga al Borde de la Losa ................................................................................................................................

Transferencia de Carga de Losa Adyacente ..................... ........................ ........................ ....................... ........................ ......Carga Interior ............................................................................................................................................................Carga Distribuida .....................................................................................................................................................Tensiones Debidas al Alabeo por Temperatura .....................................................................................................Caractersticas de la Fatiga del Hormign .............................................................................................................Espesor de Losa Mediante uso de Factores de Seguridad ....................................................................................

Pavimento de Hormign Simple c/s Dispositivos de Transferencia de Carga .....................................................Mtodos de Diseo .........................................................................................................................................................................

Caso 1 Carga de esquina de losa ........................ ....................... ........................ ........................ ....................... ........................ .. Caso 2. Carga Interior de losa (rueda alejada de los bordes) ....................... ....................... ........................ .....................

Caso 3. Carga de rueda en el borde de la losa .......................................................................................................................Caso 4 Carga distribuida en reas parciales ...........................................................................................................................

Mtodo de Diseo de la Asociacin Cemento Portland (PCA) ...................... ........................ ........................ ................. Cargas de Ruedas ........................ ....................... ........................ ....................... ........................ ........................ ....................... ........ Cargas Concentradas ..................... ....................... ........................ ....................... ........................ ........................ ....................... .... Cargas Uniformes ....................... ....................... ........................ ....................... ........................ ........................ ....................... ........ Cargas de Construccin ...................... ........................ ........................ ....................... ........................ ....................... ....................Mtodo de Diseo del Instituto de Refuerzo con Cable (WRI) ............................................................................. Cargas Concentradas ..................... ....................... ........................ ....................... ........................ ........................ ....................... ...

Cargas Uniformemente Distribuidas ........................................................................................................................................ Cargas de Construccin ...................... ........................ ........................ ....................... ........................ ....................... .....................Mtodo de Diseo del Cuerpo de Ingenieros, COE ................................................................................................Pavimento de Hormign Reforzado (Para el Control de Ancho de Grietas) ........................................................ Diseo de Espesor de Losa .................... ........................ ....................... ........................ ........................ ....................... ................

Refuerzo Slo Para el Control de Ancho de Grieta ..............................................................................................................Pavimentos de Hormign de Retraccin Compensada (HRC) ..............................................................................

Consideraciones de Diseo .........................................................................................................................................................Pavimentos de Hormign Post Tensados ............................................................................................................... Requisitos de la Plataforma de Apoyo .................... ........................ ........................ ....................... ........................ .................. Diseo de Pavimento ...................... ....................... ........................ ....................... ........................ ........................ ....................... .. Conceptos de Diseo Elstico ....................... ........................ ....................... ........................ ....................... ........................ ........

Tensado Efectivo ..................... ........................ ....................... ........................ ....................... ........................ ........................ ........... Tensiones por Friccin ...................... ........................ ........................ ....................... ........................ ....................... .......................Prdida de Pretensado ..................................................................................................................................................................Prdida en Sistema de Anclaje ...................................................................................................................................................Prdida Friccin Cable - Hormign............................................................................................................................................Relajacin y Creep ...........................................................................................................................................................................

Creep del Hormign ..................... ........................ ....................... ........................ ........................ ....................... ........................ ....

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CAPTULO 9: EJEMPLOS DE DISEO .....................................................................................................

Pavimentos de Hormign con Fibras ...................................................................................................................... Principios de Diseo .......................................................................................................................................................................Tenacidad a la Flexin ....................................................................................................................................................................Resistencia al Impacto ...................................................................................................................................................................Resistencia a la fatiga por flexin ...............................................................................................................................................

Resistencia al corte ...................... ....................... ........................ ........................ ....................... ........................ ....................... ....... Mtodos de Diseo ....................... ....................... ........................ ....................... ........................ ........................ ....................... .....

Mtodo de la Asociacin de Cemento Portland (PCA) ...........................................................................................Introduccin .......................................................................................................................................................................................

Diseo de Espesor de Losa Segn el Mtodo de la PCA Para el Caso de una Carga de Eje Simple....................Mtodo de la PCA para una Carga de Estantera ..................................................................................................................Informacin de diseo adicional de la PCA ............................................................................................................................

Diseo de Espesor de Losa segn el Mtodo deI Instituto de Refuerzo con Cable (WRI) ...................................Seleccin del Espesor de Losa Segn el Mtodo del WRI Para el Caso de una Carga de Eje Simple .................Momento en un Pasillo Debido a Carga Uniforme...............................................................................................................

Mtodo de Diseo Cuerpo de Ingenieros de EEUU ................................................................................................

Carga de rueda vehicular .............................................................................................................................................................. Carga Pesada de Gra Horquilla .................... ........................ ....................... ........................ ........................ ....................... .......Pavimentos de Hormign de Retraccin Compensada (HRC) ...............................................................................Pavimento de Hormign Post Tensado ...................................................................................................................Piso de Hormign con Fibras (Mtodo de Fluencia) ..............................................................................................Clculos para una carga interior ...............................................................................................................................Clculo para una carga de borde .............................................................................................................................

REFERENCIAS..........................................................................................................................................

ANEXOS...................................................................................................................................................

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CAPTULO

1IntroducciUno de los principales problemas a que se encuentraenfrentado un propietario o inversionista de una futurabodega o patio industrial tiene relacin con el tipo depavimento que deber considerar para su construccin. Esfrecuente que profesionales y/o proyectistas involucradosen los diseos de este tipo de infraestructuras no conozcancabalmente las diferentes tecnologas que existen y que

permite entregar una adecuada solucin de pavimento paraun piso. Entre los distintos tipos de pavimentos, se puedenenumerar los siguientes:

Cada uno de los tipos de pavimentos enunciadosanteriormente presenta ventajas y desventajas, las quedeben evaluarse cuidadosamente al momento de definir lasolucin de piso que se desee.

Los pisos de hormign, sean stos industriales o comerciales,deben ser diseados y construidos sin olvidar los aspectoseconmicos a los que se encuentran ligados. El diseoy construccin de un piso industrial requiere de unacomunicacin estrecha de todos los involucrados en elproyecto y que son el propietario o inversionista, arquitecto,

ingeniero, proyectistas y constructores, con un mutuoentendimiento del nivel de calidad necesaria para unproyecto en particular.

En efecto, consultas o inquietudes como las que se indica continuacin deben estar claramente definidas para adecuado diseo de un piso.

En respuesta a las inquietudes planteadas precedentemense puede distinguir por ejemplo que partes de un pipueda estar destinado al almacenamiento de pallets eracks o sistemas de estanteras con cargas puntualcargas distribuidas a piso y condiciones de carga de pasil

mientras que otras estn destinadas a vas de circulacide los diversos equipos de transporte. Entre los equipos dtransporte se distinguen cargas vehiculares, montacarggras horquilla, etc.

Por lo anterior, el espritu de este libro es entregar a lprofesionales involucrados en el tema de bodegas o patiindustriales los elementos bsicos del comportamientodiseo de los distintos tipos de pisos que actualmente construyen y que contribuya al entendimiento de los pisa considerar para un proyecto en particular.

Captulo 1: Introducc

Pavimentos de hormign simple con juntas con o sindispositivos de transferencia de carga.

Pavimentos de hormign reforzados para el control deancho de grietas.

Pavimentos de hormign con fibras.

Pavimentos de hormign de retraccin compensada.

Pavimentos de hormign postensados.

Cul ser el uso del piso?

Tipo de cargas y magnitud que solicitarn el piso?

Cules sern las caractersticas de regularidasuperficial mnimas requeridas para el adecuadfuncionamiento del piso?

Cules sern las caractersticas ambientales en las qse encontrar el piso?


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Para conseguir los objetivos propuestos, este libro seestructura en 9 captulos. El Captulo 2 entrega unadescripcin de los distintos tipos de pavimentos de hormignque se utilizan en patios y/o bodegas industriales. El captulo3 presenta un detalle de la caracterizacin superficial de unpiso de hormign incluyendo el sistema de los nmerosF incluido en el mtodo del ACI y el descrito en el TR34. Elcaptulo 4 presenta una breve resea sobre la caracterizacindel suelo de fundacin o subrasante requerida para eldiseo de pavimentos. El captulo 5 entrega un detalle de losdistintos tipos de cargas que se normalmente se presentanen los pisos industriales. El captulo 6 presenta los distintostipos de juntas que se consideran en los distintos tipos depisos de hormign. El captulo 7 presenta en forma detalladael anlisis estructural de losas que incluye la determinacinde las tensiones inducidas en la losa como consecuenciade las cargas solicitantes, incluyendo cargas de esquina de

losa, borde, interior, y distribuida. Se incluye adems, lastensiones debidas al alabeo por temperatura. El captulo 8entrega el detalle de los mtodos de diseo para cada unode los tipos de pavimentos considerados. Por ltimo, elcaptulo 9 presenta ejemplos de diseo para cada uno de losmtodos descritos en el captulo anterior.


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Estructuras de Pavimentos

Un piso industrial normalmente se estructura con una subbasegranular sobre la cual se construye el pavimento de hormign.Esta estructura de pavimento (losa de hormign y subbase)se emplaza sobre una superficie especialmente preparaday que se denomina subrasante y que corresponde al suelo

de fundacin que soporta la estructura de pavimento. Laprincipal funcin de la capa de subbase es proporcionar unaplataforma uniforme y estable para el proceso constructivo delpavimento de hormign. Dependiendo de las caractersticaspropias del proyecto, la superficie del pavimento puedeincorporar endurecedores de superficie de cuarzo o metlicos,tambin lquidos, conocidos normalmente como Toppings,cuya funcin es suministrar una mayor resistencia al desgastesuperficial del piso (endurecedores de superficie) comoconsecuencia de las cargas que solicitan al piso. Una alternativaa lo anterior es densificar la superficie del piso en la etapa determinacin. Tambin, para casos en que se requiera aislar el

piso del suelo de fundacin, ya sea por exigencias de humedadsobre el pavimento de hormign, especialmente en zonas connapas muy superficiales puede requerirse la colocacin de unamembrana impermeable que sirva de barrera a la humedad, laque normalmente se coloca bajo la subbase o por ejemplo, enfrigorficos requerirse elementos de aislacin para evitar posiblecongelamiento del suelo de fundacin. Tambin se utilizanmembranas impermeables (lminas de polietileno) en caso quese requiera minimizar la friccin entre la losa y la subbase comopor ejemplo en los pavimentos de hormign postensados.

La Figura 2.1 muestra esquemticamente los elementos de unpiso industrial de hormign.

Previo al diseo de un piso o seleccin de un tipo de pies fundamental conocer el objetivo del mismo (uso pael cual se construir), nivel de servicio requerido, equipque operaran sobre el piso, cargas solicitantes, resistencal desgaste superficial, resistencia qumica, grado dterminacin superficial, etc. Los mecanismos de abrasio desgaste son un proceso complejo y consecuencia d

la accin conjunta de diversas solicitaciones como pejemplo acciones de las ruedas de los equipos de levantetrnsito, cargas de impacto, etc., Actualmente no existe ucriterio normalizado para la evaluacin de la resistencia desgaste de un piso, y no es posible especificar una calidade hormign en trminos de su capacidad para resisel desgaste. La resistencia al desgaste est directamenrelacionada, entre otros, con el diseo de la mezcla dhormign, tipo de ridos, terminacin y curado.

El ataque qumico a los pisos de hormign resulta del derramde productos qumicos agresivos al hormign. La intensidadel ataque depende de varios factores, entre otros, de composicin y concentracin del agente qumico agresivdel pH, permeabilidad del hormign, y tiempo de exposiciEjemplos de sustancia comunes que pueden entrar contacto con el hormign son cidos, vinos, cervezas, lecazcares y aceites minerales y vegetales. En este sentidcualquier agente que ataque al hormign eventualmenproducir un dao superficial al piso, dependiendo dtiempo de contacto con los agentes agresivos. En estos caspuede considerarse la colocacin de un protector superficdel piso como por ejemplo productos en base a resinas

.Un aspecto que debe tenerse presente dice relacin co

la resistencia al deslizamiento de los pisos. Normalmenteterminacin superficial de los pisos se obtiene con el uso dhelicpteros de distinto peso, obtenindose un hormigde mejores caractersticas resistentes superficiales con lequipos de mayor peso. Sin embargo, esta tcnica resulcon una terminacin de piso ms lisa y en consecuenccon una menor resistencia al deslizamiento. No obstante anterior, como regla general, un piso de hormign limpioseco es razonablemente resistente al deslizamiento para mayora de calzados y materiales de ruedas. Sin embarg

CAPTULO

2Tipos de pavimento

Figura 2.1. Elementos de un piso industrial de hormign.

Captulo 2: Tipos de pavimen


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no siempre los pisos se encuentran limpios y secos. Porlo anterior, ante la necesidad de obtener pisos con mayorresistencia al deslizamiento las opciones dependern deltipo de piso, caractersticas de uso, etc. Entre ellas destacanel granallado, chorro de arena, aplicacin de productosgranulares ligados con resina, etc. En la Tabla A.1 del Anexose entrega, a modo de ejemplo, un detalle bsico a considerarparael diseo de un piso industrial.

Pavimentos de Hormign Simple con Juntas c/sDispositivos de Traspaso de Carga

El concepto bsico del diseo de pavimentos de hormignsimple con o sin dispositivos de traspaso de carga esproporcionar un espesor de losa adecuado para prevenirel agrietamiento por fatiga (transversal, longitudinal yesquina), espaciamiento entre juntas apropiado para

minimizar el agrietamiento transversal por tensiones dealabeo y contraccin y abertura de juntas adecuado. Enlos pavimentos de hormign, se construyen juntas para elcontrol del agrietamiento longitudinal y transversal queresultan de los fenmenos de retraccin y alabeo. Sin estecontrol de agrietamiento, los pavimentos desarrollaran unagrietamiento aleatorio resultando en una falla prematuradel pavimento, tanto desde el punto de vista funcionalcomo estructural.

Las losas de pavimento deben estar libres para expandirse ocontraerse con los cambios de humedad y temperatura. Unarestriccin excesiva al movimiento de losa, puede resultar enagrietamiento de ella.

La transferencia de carga en las juntas dependeprincipalmente de la trabazn mecnica entre las dos carasde la grieta en la junta. La prdida de transferencia de cargapor aumento en la abertura de juntas, permite una mayordeflexin de la esquina de la losa facilitando su agrietamiento.El aumento paulatino de los deterioros recin mencionados,pueden eventualmente conducir a una prdida de soportebajo la losa, lo que aumentara los estados tensionales desta al ser sometida a la accin conjunta de las cargas detrnsito y temperatura, producindose agrietamiento por

fatiga.

El agrietamiento de esquina se puede producir por la accinconjunta de cargas de trnsito pesadas, transferencia decarga baja, y alabeo. Para minimizar este deterioro se debemejorar la transferencia de carga y/o aumentar el espesorde losa. De lo anterior se desprende que dichas solucionesapuntan a disminuir la deflexin de esquina productode la carga de esquina. Un factor adicional que podraaumentar las posibilidades de agrietamiento de esquina,

es la existencia de subbases erosionables donde se podranproducir cavidades, resultando en un apoyo de losa irregulaaumentando las deflexiones y tensiones de esquina.

El agrietamiento longitudinal, se asocia por lo general adefectos constructivos. Sin embargo, la accin conjuntade las cargas de trnsito con alabeos cncavos facilitarael desarrollo de este tipo de deterioro, siendo en este casoproducto del consumo de fatiga.

En un pavimento de hormign bien construido, donde nose ha producido agrietamiento por defectos o deficienciasconstructivas, el desarrollo de grietas es causa de fallapor fatiga, la que se produce por los estados de tensionesque se producen en la losa por la accin conjunta de lascargas de trnsito y alabeo. De ah la importancia en limitarlos niveles de las tensiones de traccin por flexin que se

generan en la losa. Las variables ms significativas en la fallapor fatiga, corresponden al espesor de losa y la resistencia aflexotraccin del hormign.

Pavimentos de Hormign Reforzado

El concepto bsico del diseo de un pavimento de hormignreforzado es el control del ancho de grietas de retraccin entre

juntas. El refuerzo normalmente consiste en barras de aceromallas de acero electro soldadas, fibras metlicas o sintticasLas barras y mallas deben colocarse a una profundidad igual a1/3 del espesor de la losa. Este refuerzo se utiliza para controlarla abertura de las grietas. Para losas con espesor insuficiente

para resistir las cargas como en el caso de losas de hormignsimple, el refuerzo requerido debe dimensionarse utilizandolas tcnicas de hormign armado, recomendndose paraeste efecto el mtodo descrito en el ACI 318. El uso de estemtodo con altos niveles de tensiones en la armadura, puedesin embargo resultar en anchos de grietas excesivos.

Existen varios tipos de fibras usados en el hormign, sinembargo, las ms comunes son las fibras metlicas y las depolipropileno. La distribucin de las fibras en el hormignpermite absorber de manera ms eficiente los esfuerzosde retraccin por secado del hormign ya endurecido, as

como los esfuerzos generados por cambios de temperaturadisminuyendo de esta forma la posibilidad de agrietamientosoriginados por estos esfuerzos. As mismo, la incorporacinde fibras aumenta la tenacidad del hormign (rea bajo lacurva tensin deformacin). Adems, este refuerzo permiteuna mayor separacin entre juntas y una mejor transferenciade cargas a travs de las juntas de contraccin, ya que lasmantiene ms cerradas y de esta forma conservando en etiempo la trabazn mecnica entre los ridos a cada lado dela grieta.


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Por otro lado, el uso de fibras elimina prcticamente los costos demano de obra, de supervisin y prdida de material, asociadoscon la utilizacin de sistemas de refuerzo tradicional, donde serequiere varios trabajadores para el armado de las losas y unagran cantidad de tiempo. Es as, que en la construccin de pisosde hormign reforzados con fibras, el tiempo de ejecucinllega a reducirse a ms de la mitad en comparacin con un pisoreforzado con sistemas tradicionales.

Normalmente se recomienda que las fibras se agreguen alhormign fresco en la planta de hormign con la finalidad que seintegren uniformemente a la mezcla por la accin de mezcladodurante el trayecto de los camiones mixer. Es normal esperar quecon el uso de fibras en la mezcla de hormign se vea afectada ladocilidad del hormign, sin embargo, mediante pruebas previasa los trabajos a realizar, se puede estimar de muy buena maneray ser considerado en el diseo de mezcla original.

Fibras metlicas

Son fibras de acero de diferentes formas, con longitudes quevan de 0,75 a 2,5 pulgadas, las cuales se vacan directamenteal camin para mezclarlas con el hormign, de manera que seobtiene una masa de hormign homognea, donde el refuerzose encuentra distribuido de manera aleatoria en toda la masa dehormign, brindando as, un refuerzo multidireccional.

Algunas de las caractersticas ms importantes de las fibrasmetlicas son la forma que tenga para lograr un buen anclajeen el hormign y la relacin entre la longitud y el dimetro

equivalente de la fibra. Esta relacin es uno de los principalesparmetros que diferencia a las fibras metlicas entre s, ya quegeneralmente a un mayor valor de esta relacin resulta en unmejor comportamiento, a cambio de una mayor dificultad en elmezclado, vaciado y acabado del hormign.

Las fibras de acero mejoran las propiedades de ductilidad,dureza, resistencia al impacto y resistencia al desgaste, lo quedepende del tipo de fibra y su dosificacin. Es decir, dependende la longitud de las fibras, de su dimetro, densidad, resistenciaa la flexin y mdulo de elasticidad.

Fibras sintticasEste tipo de fibras se agregan directamente en el camin, para sermezcladas con el hormign, formando una mezcla homognea,compuesta por millones de fibras dispersas en el hormign.

Una de las ventajas principales de las fibras sintticas es queproporcionan un sistema de soporte interno al hormign, lo cuallleva a una exudacin ms uniforme y a evitar la segregacin de losmateriales, adems de disminuir la posibilidad de agrietamientopor retraccin plstica durante la etapa de rigidizacin y

contraccin inicial del hormign, que es justamente cuandse llega a presentar la formacin de microfisuras. En la etaplstica, las fibras sintticas mantienen estas microfisuras mcerradas debido a la friccin que existe entre las fibras y los rid

Pavimentos de Hormign de RetracciCompensada

El Hormign de Retraccin Compensada (HRC) es un hormigexpansivo que, cuando est debidamente restringido pla armadura que se coloca a una profundidad igual a 1/3 despesor de la losa y la friccin entre la losa y la subbase granuexperimenta una expansin inicial igual o ligeramente supera la retraccin de fraguado prevista. De esta forma, debida la restriccin, durante la etapa de expansin el hormigexperimentar una cierta pre compresin, la que luego se liberando durante la etapa de retraccin. El resultado esperado

que, en su estado final de equilibrio, el hormign permanezca cotensin nula o con una ligera compresin residual, minimizandel riesgo de fisuracin y alabeo. Asimismo, con un correcto disedel piso los HRC reducen el alabeo de construccin de las losapermite tamaos de paos de mayores dimensiones. El disedel espesor de losa de este tipo de pavimentos es el mismo queutilizado para el diseo de pavimentos de hormign simple co

juntas. La longitud de los paos es de hasta 45 m. Normalmenlas juntas de este tipo de pavimento se disean de manera qucoincida con las lneas de pilares de la estructura.

Pavimentos de Hormign Post Tensado

El principio del diseo de un pavimento de hormigpostensado, es proporcionar un estado de compresin en pavimento de hormign mediante el tensado de cables de aceque se encuentran insertos en la losa de hormign. Pueden esdispuestos en una o en las dos direcciones. De esta forma,hormign se encuentra en un estado tensional de compresiel que por la accin de las cargas el nivel de compresin enlosa disminuye. De esta manera, es posible disear espesores losa menor que los pavimentos de hormign simple o reforzadAdems, con esta tcnica es posible el diseo de grandes pasin la existencia de juntas o bien con juntas que se encuentratotalmente inadvertidas por la compresin que se le entrega

hormign y de esta forma desaparecen las juntas.

En la Tabla 2.1 siguiente se muestra un cuadro comparativo de ldistintos tipos de pisos de hormign incluyendo sus principaventajas y desventajas. Adems, en la Tabla 2.2 se presenun cuadro con las diferentes clases de pisos en base a su usotcnicas de terminacin final recomendada.



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Tabla 2.1. Cuadro comparativo de Pisos Industriales de Hormign. (ACI 360R-10)

TIPOS DE PISO VENTAJAS DESVENTAJAS

Hormign simple sin refuerzo

con juntas con/sin dispositivos

de traspaso de carga

Continuamente reforzado con

barras o mallas electrosoldadas

Postensado

Fibras sintticas estn expuestas a lasdeformaciones por creep

Juntas de Construccin de hasta 150 m Proceso constructivo ms complejo

El contratista debe tener experiencia enhormign postensado

Ayuda a reducir el agrietamiento porretraccin plstica

Fcil de construir

Elimina las juntas de contraccin y sumantenimiento

Mayor supervisin para garantizar la adecuadacolocacin y tensado de los cables

Minimiza el alabeo de las losas

Tiene un comportamiento elstico cuandoes sobrecargado

Requiere el detalle para perforaciones en la losay del permetro para los movimientos de la losa

Evaluacin del impacto del corte de tendonespor perforaciones del piso despus de construido

Menores espesores de piso

Mejor estndar de planeidad en el largoplazo

No requiere juntas de contraccin Requiere cuanta de armadura relativamente alta(por lo menos 0,5%) colocada cerca de la partesuperior de la losa para eliminar las juntasRestringe el alabeo de la losa

Menores cambios en la planeidad delpiso con el tiempo

Reforzado con barras o mallas

electrosoldadas

Hormign de retraccin

compensada

Posee una mayor resistencia al impacto ya las cargas de fatiga que un piso dehormign reforzado con armadura o malla

Fcil de construir

Puede requerir ajustes en los procedimientosestndares para la fabricacin, colocacin y

terminacin del hormign

Permite la construccin de paos conjuntas de construccin entre 12 a 46 m

No requiere juntas de contraccin

Debe permitirse queelhormign se expandaantesque comience lacontraccin por secado

Debe considerarse la secuencia constructiva delos paos adyacentes que permita el desarrollode la expansin del hormign

El contratista debe tener experiencia con estetipo de hormign

Minimiza el alabeo de las losas

Reduce el costo por mantenimiento de lasjuntas debido al mayor tamao de los paos

El refuerzo se utiliza para limitar elancho de las grietas

Normalmente de mayor costo que un piso dehormign simple con juntas

El agrietamiento que pueda experimentar el pisoes en funcin del tamao de los paos

Esta solucin de pavimento est ms expuesta aque experimente alabeo

La transferencia de carga en las juntas es variablesi no posee disposit ivos de transferencia de carga

Fcil de construir

Requiere la conformacin de juntas decontraccin a una distancia del orden de los 3 m

Esta solucin de pavimento est ms expuestaa que experimente alabeo y deterioro de juntas

Gran cantidad de juntas que mantener

La transferencia de carga en las juntas es variable sino posee dispositivos d e transferencia de carga

La planeidad de la losa puede disminuir en el tiempo

Por lo general esta solucin de pavimentoes la ms econmica constructivamente


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TABLA 2.2 Clases de pisos de acuerdo a su uso. (ACI 302.1R-04)


CLASE TIPO DE USO CONSIDERACIONES ACABADO FINALTRNSITO PREVISTO ESPECIALES

1.- Una Capa.

2.- Una Capa.

Losas planas y a nivel adecuadopara la aplicacin de revestimi-entos, curado. Coordinar lasjuntas con los revestimientosaplicados.

Acabado ligero con llana deacero

4.- Una Capa. Institucional o comercialAcabado normal con helicptero

6.- Una Capa.Pisos industriales sometidos atrnsito pesado; puede estarsometido a cargas de impacto.

Subrasante uniforme,distribucin de juntas,transferencia de carga,resistencia a la abrasin, curado.

8.- Dos Capas.Al igual que en las clases4, 5 o 6.

Recubrimiento no adherido enpisos nuevos o existentes.

Antiadherente en la losa base,espesor mnimo de 100 mm,resistencia a la abrasin, curado.

Al igual en que las clases 4, 5 o 6.

Acabado normal con llana deacero, terminacin antideslizantecuando sea necesario.

Decorativo.

Agregado mineral de color,pigmentacin de color, oagregado expuesto, estampadao patrones de incrustaciones,disposicin de junta artstica,curado.

Cuando sea necesario.

3.- Dos Capas.

5.- Una Capa.Plantas industriales para la

fabricacin, procesamiento y

almacenamiento.

Subrasante uniforme,

distribucin de juntas,

resistencia a la abrasin,

curado.

Acabado con helicptero pesado.

7.- Dos Capas.

9.- Una capa

o recubrimi-

ento.

Pisos en dos capas adheridassometidas a trnsito pesado ycargas de impacto.

Pisos estrechos, almacenes degran altura; estudios de televisin,pistas de patinaje de hielo, ogimnasios.

Diversos requerimientos decalidad del hormign.Procedimientos de aplicacinespeciales y se recomiendaun control exhaustivo a losdetalles cuando se utilizanendurecedores. FF 50 a FF 125.Curado.Aislar de efectos ambientales.

Hormigonado en franjas de6 m de ancho mximo.Se requiere suministrocontinuo del hormign.


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CAPTULO

3Regularidad superficial de pavimentos industrialeIntroduccin

El concepto de regularidad superficial de un pavimentose asocia al grado de planicidad con que ha quedado lasuperficie del pavimento. Lo anterior es una propiedad delpavimento terminado y que tiene una incidencia directa

en el servicio que otorga el pavimento a los usuarios yque corresponde a los equipos de transporte y carga queutilizan estos pavimentos. Mientras mayor sea la altura enque se debe almacenar la carga, mayor relevancia toma laplanicidad del pavimento.

Es importante reconocer que una superficie perfectamenteplana no se puede conseguir y que el costo de terminacinaumenta a medida que se requieren mejores terminacionessuperficiales, como por ejemplo pisos planos o sper planos.

En lo que afecta a la regularidad superficial convienedistinguir entre las que tienen un trnsito de vehculos

con trayectorias determinadas, normalmente porquelos vehculos estn guiados por perfiles metlicos o porinduccin magntica, que denominan instalaciones contrnsito definido o guiado; y las que tienen un trnsitovehicular o peatonal sin trayectorias determinadas.

Las primeras suelen ser almacenes con estanteras dediversas alturas y con pasillos muy estrechos, normalmentede menos de dos metros de anchura. Las segundas suelenser almacenes en donde el trfico es variable.

Parmetros del Pavimento que Afectan al

Funcionamiento de los Equipos de Levante

Los equipos de levante estn diseados para operar pleno rendimiento y con seguridad en pavimentos plany horizontales. Si las condiciones del pavimento no cumpl

con lo anterior, los equipos de levante pueden ser inestabldisminuyendo significativamente su rendimiento.

Por ejemplo, en el caso de existir un desnivel en el sentidlongitudinal como el que se esquematiza en la Figu3.1, puede generarse un momento solicitante comconsecuencia de la carga y eventualmente que el equipo dlevante pierda estabilidad pudiendo caerse la carga o en ucondicin extrema volcar el equipo de levante. Lo anterioragrava con la velocidad de avance del equipo de levante, que estas irregularidades inducen esfuerzos dinmicos lque aumentan la factibilidad de volcamiento del equipo d

levante.

Figura 3.1- Estabilidad longitudinal de equipos de levante

Captulo 3: Regularidad superficial de pavimentos industria


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De igual forma si existe un desnivel en el sentido transversal,el equipo de levante puede experimentar movimientososcilatorios transversales, tal como se esquematiza en laFigura 3.2.

Figura 3.2- Estabilidad transversal de equipos de levante

Es claro que a medida que los desniveles o irregularidadesaumentan, a mayor altura de localizacin de la carga, mayoressern las desviaciones entre la ubicacin de la carga en elequipo de levante y su posicin final de almacenamiento.Ello se traduce en una prdida de rendimiento en el procesode almacenaje y retiro de la carga.

Si, adems, el vehculo est en movimiento, se producirnfuerzas dinmicas horizontales en la parte superior y enconsecuencia los desplazamientos laterales aumentarnsignificativamente.

Sistema de Nmeros F (Floor Numbers)Nmeros FF y FL para Trnsito Aleatorio

El sistema de nmeros F est definido con todo detalle en lanorma ASTM E1155 y su versin mtrica ASTM E1155M.

El sistema de nmeros F utiliza dos parmetros para

caracterizar la regularidad superficial, el nmero FF(FloorFlatness) que define la planicidad y el nmero FL(FloorLevelness) que define la nivelacin u horizontalidaddel pavimento.

La medida bsica de los nmeros FF y FL se realiza sobrelneas rectas de la superficie del pavimento en las quese debe determinar el perfil longitudinal a intervalos delongitud constante del orden de 300 mm.

El procedimiento requiere que una superficie con losmismos requisitos de regularidad se divida en seccionesrectangulares. En cada una de las secciones se replanteanlneas de medida de tal forma que la longitud total que semida, en metros, sea al menos igual a una dcima parte delrea de la seccin, en metros cuadrados. Sobre cada unade las lneas rectas en las que se realizan las medidas secalcula el desnivel entre puntos colindantes (separados 300mm), obtenindose una representacin de las pendientes;y por diferencia de pendientes contiguas se obtiene unarepresentacin de las curvaturas de la superficie. La curvaturase representa mediante el parmetro, q, en milmetros talcomo se ilustra en la Figura 3.3.

Figura 3.3. Valoracin de la curvatura, q.

Asimismo se miden los desniveles entre puntos separados

tres metros, z (mm), como indicadores de la horizontalidadsegn se ilustra en la Figura 3.4.

Figura 3.4. Valoracin del desnivel, z.

300 mm 300 mm

q


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2


Se calcula la media y la desviacin tpica de los valoresq (q y sq) y de los valores z (z y zq) y se definen los nmeros Fde la lnea de medida como:

Para obtener los nmeros F de una seccin compuesta de doso ms lneas de medida, se calcula un nmero F, combinadode cada dos originales, utilizando la frmula siguiente:

siendo

rjy r

klos nmeros de medidas realizadas en las lneas

j y k, y Fj+kel valor del nmero F combinado de ambas lneas

Procediendo de forma iterativa con todas las lneas de laseccin, se obtendran los nmeros F de la seccin.

La disposicin de las lneas en la seccin debe ser tal queno se favorezca a ninguna direccin en particular por loque normalmente se efectan las mediciones en lneasdispuestas a 45.

La aplicacin del sistema de nmeros F est definida en losdocumentos ACI 117 y ACI 302.1R-04 del Instituto NorteAmericano del Hormign (ACI).

El valor de los nmeros F vara normalmente entre 10 y 100,siendo este nmero mayor cuanto mejor sea la regularidadsuperficial del pavimento

Las especificaciones con nmeros F se dan segn dos niveles.Por un lado los valores totales que se aplican al conjunto delpavimento (superficies), que se denominan valores globalesy que definen la calidad media de toda la obra; y por otrolos valores locales o individuales, correspondientes a cadauna de las secciones y que suelen ser del orden de 2/3 de losvalores globales y que definen la calidad mnima permitida.

No se permite que ninguna seccin presente unos nmerosF inferiores a los locales.

Si en una superficie una seccin tiene valores superioresa los mnimos locales aunque inferiores al global, debercompensarse en otras secciones que tengan valoressuperiores al especificado como global.

Si el pavimento cumple la especificacin global y locel pavimento se acepta. Las secciones en donde no cumpla la especificacin local, ser necesario corregirlmediante cepillado u otro procedimiento. Si se cumpla especificacin local en todas las secciones pero no cumple la especificacin global, el pavimento no se acepo si se acepta se le impone una multa.

En la Tabla 3.1 se muestran los valores globales de lnmeros F para distintos tipos de pavimentos de hormigde acuerdo con las recomendaciones entregadas en documento ACI 302.1R-04.

Tabla 3.1 - Nmeros FFy F

L

En la Figura 3.5 se muestra en forma esquemtica uclasificacin general de pisos segn los nmeros F.


3.1

3.2

3.3

REGULARIDAD F F

Corriente 20 15

Plana 35 25

Normal 25 20

Muy Plana 45 35

Sper plana >50 >50

F L


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Figura 3.5. Clasificacin general de pisos segn los Nmeros F, ACI.

Super Plano

Planicidad(FL)

Nivelacin (FL)

Pisos concubiertadelgada

Pisos de gimnasios

Vehicular

Alfombrado

No crtico

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

PLANICIDADGENERAL (FF)

NIVELACINGENERAL (FL)

USO TPICO CLASETPICA

15

25

20

2535Pisos con cubiertas delgadaso pisos de bodegas contrnsito medio a pesado

2, 3, 4, 5,6, 7 u 8

202

3545Almacn con uso de palletareos, pistas de patinaje sobrehielo o de ruedas, pisosde gimnasios

9

>50 Estudios de cine y televisin>50 3 9

1 2

LOSAS SOBRE SUELO


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2


En las zonas de juntas de construccin no se debe aplicar lastolerancias generales de la superficie, pues se trata de zonassingulares del pavimento. De hecho, la norma ASTM E1155establece que no deben realizarse medidas a una distanciainferior a 600 mm de las mismas.

El mtodo de evaluacin de la regularidad superficial con losnmeros F presenta mltiple ventajas entre las que destacan:

Controla tanto la amplitud como la longitud de onda delas irregularidades, es decir la planicidad de la losa.

Controla la horizontalidad del pavimento, es decir sunivelacin.

Es un mtodo de medida sencillo, normalizado, muybien definido y reconoce la naturaleza estadstica delensayo.

Permite catalogar muy fcilmente los pavimentosmediante dos nmeros.

Permite obtener resultados parciales segn se vaconstruyendo el pavimento, lo cual permite a la empresaconstructora corregir sus mtodos para ajustarse a lasespecificaciones establecidas.

Facilita la recepcin de las obras y permite establecermultas y premios segn sean las especificacionesestablecidas y los resultados obtenidos.

Nmeros FMINpara Trnsito Guiado

El sistema de nmeros F est pensado principalmentepara pavimentos sometidos a trnsitos de trayectoriaindeterminada. Existe una variante al sistema que permiteextender el clculo de los nmeros F a pavimentospara trnsitos con trayectoria definida. En este tipo deinstalaciones en las que se conoce la trayectoria de losequipos de levante, es preferible medir directamente losparmetros que afectan al funcionamiento de estos equiposy que segn se ha descrito anteriormente son: la inclinacinlongitudinal, transversal y la variacin de inclinaciones a

lo largo de la trayectoria. Estos parmetros se miden y seconvierten a nmeros F.

Para aplicar el sistema FMIN

es necesario conocer lascaractersticas geomtricas del equipo de levante, enparticular la separacin transversal entre las ruedasdelanteras y la distancia entre el eje delantero y trasero delequipo de levante.

Si para una instalacin se especifica un nmero FMIN

necesario calcular los desniveles (h) mximos permitidentre las ruedas del equipo de levante, tanto longitudinacomo transversales; y las variaciones mximas de pendien(p) permitidas tanto longitudinales como transversales, alargo del pasillo. Las ecuaciones que permiten calcular estvalores mximos son:

y,

En estas frmulas L es la distancia, en metros, entre el edelantero y trasero del equipo de levante, cuando se calcullos desniveles y variaciones de pendientes longitudinalesla separacin entre las ruedas izquierda y derecha del equipde levante, cuando se calculen los parmetros transversalLos valores de h

max son en milmetros y los de p

max

porcentaje (%, mm/dm, cm/m).

El sistema de nmeros FMIN

es, junto con el mtodo del TRel ms adecuado para evaluar la regularidad superficial instalaciones con pasillos muy estrechos. Como, adems, eestos casos la altura de almacenamiento suele ser muy a

es normal que las tolerancias de regularidad superficial seamuy estrictas. Este tipo de pavimento de alta planimetsuele tener especificaciones con nmeros altos los cualson difciles de conseguir.

Las tolerancias necesarias dependen de la altura de elevacide los equipos de levante, del espacio libre existente entel equipo de levante y estantera, y de la velocidad doperacin del equipo de levante.

A nivel indicativo, en pasillos muy estrechos con mrgenentre las cargas en los equipos de levante y las estanterdel orden de 100 o 150 mm, se pueden utilizar las siguient

tolerancias:

Pasillos con estanteras de altura hasta 8 m, FMIN

> 60

Pasillos con estanteras de altura entre 8 y 12 m, FMIN

> 80

Pasillos con estanteras de altura superiores a 12 m, FMIN

> 1


3

3


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Segn el TR34, los pavimentos con trnsito aleatorio se clasificanen cuatro categoras: FM1, FM2, FM3 y FM4. La categora FM1se especifica para pavimentos con requisitos estrictos deregularidad superficial, altura de almacenamiento sobre los13m y sin acomodo lateral de la horquilla. La categora FM2 esapropiada para altura de almacenamiento entre 8 y 13m sinacomodo lateral de la horquilla. La FM3 es la adecuada parapasillos anchos con alturas de almacenamiento inferiores aocho metros sin acomodo lateral de la horquilla y de hasta 13m con acomodo lateral de la horquilla. Por ltimo la categoraFM4 donde las alturas de almacenamiento son inferiores a los4m. Los criterios de clasificacin se presentan en la Tabla 3.2.

Mtodo del TR34 (4 Edicin)

La revisin actual del TR34 considera bsicamente cuatropropiedades del piso para valorar la regularidad superficial:

dX: El desnivel longitudinal entre el eje delantero y trasero

F: La variacin de inclinacin longitudinal cada 300 mm,como indicador de la curvatura del pavimento.

dZ: El desnivel transversal entre rodadas, como indicador dela inclinacin transversal.

E: Desnivel entre puntos separados tres metros, comoindicador de la horizontalidad.

Las propiedades F y E son idnticas a los valores q y z, usados

para la valoracin de los nmeros FF y FL del sistema denmeros F de la ACI y la ASTM.

El sistema distingue entre pavimentos con trnsito aleatorioy con trnsito guiado.

TR34 para Trnsito Aleatorio

En estos pavimentos se define sobre la superficie una mallacuadriculada de puntos espaciados tres metros entre s. Sobrela cuadrcula se replantean lneas de tres metros en nmerotal que su longitud total sea igual o superior a una dcimaparte del rea de la superficie, y sobre estas lneas se miden las

propiedades F y E tal como se muestra en la Figura 3.6.

Figura 3.6.- Propiedades medidas en instalaciones con trfico aleatorio.

Se exige que para cada clase de pavimento y propiedadmedida el 95 percentil no exceda los valores indicados

en la tabla. Adems todos los puntos evaluados segn lapropiedad E deben estar por debajo de 15 mm

TR34 para Trnsito Guiado

En pavimentos con trnsito guiado el mtodo del TR34 requierela medicin de las siguientes propiedades:

Z: Distancia entre los centros de las ruedas delanteras, m

X: Distancia entre los centros de ruedas del eje delantero ytrasero. Se toma como un valor fijo e igual a 2m.

ZPENDIENTE: Pendiente del eje delantero, mm/mdZ : Desnivel entre los centros de ruedas del eje delantero, mm

dX : Desnivel entre el centro del eje delantero y trasero, mm

d2Z : Cambio en dZ al desplazarse el equipo 300 mm en esentido de avance

d2X : Cambio en dX al desplazarse el equipo 300 mm en esentido de avance

CLASE DE

PAVIMENTO

TOLERANCIAS (PERCENTIL 95)

VARIACIN DE

PENDIENTEPROP. F PROP. E

DESNIVEL

FM1 1,8 4,5

FM3 2,2 8,0

FM2 2,0 6,5

FM ,4 10,024

: Variacin de

pendiente

longitudinal cada

300 mm

F

: Desnivel entre

puntos separados

3m

E

Tabla 3.2.- Clasificacin de pavimentos con trfico aleatorio (segn TR34).


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En las Figuras 3.7 a 3.9 se ilustran las propiedades antes sealadas.

Figura 3.7. Propiedades medidas en pavimentos con trnsito guiado.





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En el informe TR34 se clasifican los pavimentos con trnsitoguiado en tres categoras: DM1, DM2 y DM3 segn se indicaen la Tabla 3.3.

Equivalencia entre Nmeros F y Valores TR34Equivalencias en Trnsito Aleatorio

En ambos casos se utilizan los mismos parmetros y ambosconsideran que la distribucin de medidas asemeja unadistribucin normal.

Tabla 3.3.- Lmites Aceptables para las Propiedades dZ, dX, d2Z y d2X para zonas de trnsito guiado.

TR34

(95% de Prop. F)(mm)

15

LFFF

2,5730 30 6,99

5,15 10 20,98

1,5450 50 4,2

0,77 100100 2,1

TR34(95% de Prop. E)

(mm)

PLANICIDAD NIVELACIN

En la Tabla 3.4, se presenta equivalencia entre los valores de

los nmeros F y los valores utilizados por el TR34.

Equivalencias en Trnsito Guiado

Los parmetros que se utilizan en el sistema de nmeros FMIN

y en el sistema del TR34 son exactamente los mismos. Es portanto posible utilizar una equivalencia directa entre lastolerancias de ambos sistemas.

Tabla 3.5.- Equivalencia entre tolerancias del TR 34 y nmeros FMIN

Tabla 3.4.- Equivalencia entree nmeros Fyy valores TR34 para trnsito aleatorio.

CLASIFICACINANCHO

TRANSVERSAL

DESNIVEL

Z

PENDIENTE

Z (m) PENDIENTE FMIN FMIN

LONGITUDINAL

DESNIVEL

dX

PENDIENTE

DM1

DM3

DM2

1

1,2

1,4

1,6

1,8

1,3

1,6

1,8

2,1

2,3

128

119

111

105

100

1,0

92,5

107,9

123,4

138,8

100

84

73

63

56

2,9

2,9

2,9

2,9

2,9

87

87

87

87

87

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

66

66

66

66

66

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

66

62

58

55

52

1,9

0,0

0,0

0,0

0,0

52

44

38

33

29

5,5

5,5

5,5

5,5

5,5

45

45

45

45

45

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

40

40

40

40

40

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,4

2,8

3,2

3,6

83

77

72

69

65

1,5

74,0

86,4

98,7

111,0

65

55

47

41

37

4,4

4,4

4,4

4,4

4,4

57

57

57

57

57

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

50

50

50

50

50

FMIN FMIN


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Mtodos para Evaluar la Regularidad Superficial

Tradicionalmente, el mtodo empleado para evaluar lacalidad de la terminacin de un pavimento, su planicidad,

ha sido mediante reglas de diferente longitud, normalmentede tres metros.

Regla Fija de Tres MetrosLa medida con regla fija se realiza colocando la regla sobre lasuperficie del pavimento, que queda apoyada en dos puntosaltos, y midiendo los desniveles entre la regla y la superficiedel pavimento tal como se ilustra en la Figura 3.10.

Figura 3.10. Desniveles con regla fija.

La utilizacin de las medidas con regla tiene tresinconvenientes:

la medida con regla no est sujeta a un ensayonormalizado en el que se explique cmo hay que hacerla medida, cuantas medidas y donde realizarlas.

sistema no permite distinguir si el pavimento esthorizontal o no.

Regla Rodante de Tres Metros (HI-LO)

El detector Hi-Lo es una regla rodante conformada puna viga metlica indeformable que se apoya en trruedas. Al trasladar el instrumento, la rueda dispuesta centro de la viga y que es la rueda detectora, experimendesplazamientos verticales debido a las irregularidades dla superficie (altos y bajos).

Figura 3.11. Equipo Hi-Lo (LNV).

Existen diferentes equipos para medir la regularidsuperficial, entre los ms usuales destacan:

Reglas.

Inclinmetros digitales DIPSTICK.

Niveles pticos.

Niveles lser.

Perlgrafos.

Concretamente para las reglas, y a pesar que su uso se encuentmuy difundido por todo el mundo, no existe normativa qespecifique las condiciones requeridas para la medicin de regularidad supercial. Los aparatos del tipo DIPSTICK midla inclinacin a travs de la diferencia de nivel existenentre dos puntos separados entre s 300 mm. Con este tipde equipo se consigue una precisin del orden de 0,1 mSuelen estar equipados con un pequeo computador portcon capacidad suficiente para guardar las medidas realizady generar los clculos necesarios. Los DIPSTICK son los equip

ms apropiados para cuantificar la regularidad superficde cualquier pavimento pues tienen una gran precisin, sofciles de transportar y usar, pueden adaptarse para medir lparmetros de los nmeros F, del TR-34 y de las normas Dproporcionando perfiles longitudinales bastante exactos dpavimento.

Tambin pueden ser empleados en la verificacin de nivelacin de los moldajes, aspecto que resulta ser fundamentpara la ejecucin de pavimentos de alta planimetra.


mtodo mide nicamente la amplitud de lairregularidad pero no su longitud de onda, quetiene una importante incidencia en la circulacinde vehculos.


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Con los niveles pticos o de lser, se puede lograr cuantificarlos nmeros F, aunque, por veces, puedan no presentar lasuficiente precisin.

Por ltimo, los perfilgrafos son equipamientos mviles demedida equipados con ruedas sensoras, capaces de registrar,de forma continua, el desnivel entre las mismas. Por normaestn equipados con 4 ruedas sensoras, pudiendo adaptarsesu separacin de acuerdo con la separacin de las ruedas decualquier equipo de levante o vehculo de carga, permitiendoobtener las diferencias de nivel transversales y longitudinalesde la zona donde efectivamente circulan. Como limitacin, noconsiguen proporcionar el perfil longitudinal de cotas. Estosinstrumentos estn especialmente indicados para pasilloscon trfico definido y para cuando se conoce concretamenteel tipo de equipo de levante que ser utilizado. Su Precisindepende de la distancia entre las ruedas sensoras, pero

se puede decir que, para separaciones del orden de los 2metros, la precisin es de 0,1 mm.

Generalmente, se puede decir que el cuidado puesto enla colocacin de los encofrados y durante la colocaciny extendido del hormign, afecta principalmente lahorizontalidad del pavimento (FL), mientras que el cuidadoy dedicacin durante la fase de acabado superficial sern losresponsables de los valores de planicidad (FF).

Foto 3.1. Equipo que determina la regularidad superficial de unpavimento y entrega los nmeros F.

Especificaciones con Reglas

Aunque no existe una correlacin directa entre nmeros F ydesniveles medidos con regla de tres metros, se presenta a

continuacin una tabla con equivalencias aproximadas, quepuede servir de referencia.

Tabla 3.6.- Equivalencias aproximadas entre nmeros F y regla de tresmetros.

DESNIVEL CON REGLADE TRES METROSF F

12 12 mm

25 6 mm

20 8 mm

32 5 mm

50 3 mm


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CAPTULO

4Caracterizacin del suelo de fundaciLa modelacin del suelo de fundacin se efecta utilizandouna fundacin Winkleriana caracterizada por la constante debalasto o mdulo de reaccin de la subrasante (rigidez de lacama de resortes) o una fundacin del tipo slido elsticocaracterizado por su mdulo elstico, E, y razn de Poisson,

Fundacin Winkleriana

Esta modelacin considera que el suelo de fundacin serepresenta por un conjunto de resortes sin interaccin entreellos, por lo que la fundacin se deflecta proporcionalmente ala carga aplicada, sin que se produzcan esfuerzos de corte enlas reas adyacentes. La constante de proporcionalidad entrela deexin y la fuerza aplicada es el valor K. Este modelo sepuede interpretar como una fundacin que acta de formasimilar a una cama de resortes o como un lquido denso conuna densidad igual a K veces la deexin producto de unacarga. Esta modelacin supone que la deflexin bajo el platode carga es igual a la presin aplicada dividida por la rigidez

de los resortes, K. Considera adems, que la deexin es cerofuera del plato de carga. Se define como la constante deproporcionalidad entre la presin aplicada y la deflexin dela placa de carga y es el parmetro que representa la rigidezde los resortes de una fundacin de Winkler. El modelo asumeque la resistencia al corte de la subrasante es despreciable eindica que la fuerza vertical en un punto solo depende de ladeflexin vertical del mismo punto y es independiente a lasdeflexiones en los dems puntos. Es decir, las deformacionesse producen solo bajo la carga aplicada. Adems, son elsticaso recuperables, despus de retirar la carga.Idealmente se determina por ensayos de placa de carga, segnel procedimiento establecido en la norma AASHTO T222.

Una prctica habitual es corregir o ajustar el valor del mdulode reaccin de la subrasante por diversos factores, entre losque destacan, variaciones en el contenido de humedad delsubsuelo, asociado a variaciones estacionales y a la presenciade una capa granular sobre el suelo de fundacin. Conrespecto a la incorporacin del efecto estacional, existenantecedentes en el pas que la variacin en el contenido dehumedad a lo largo del ao no es significativa como para

justificar la correccin por dicho efecto.

Con respecto a la presencia de una capa granular sobre suelo de fundacin, es de opinin del autor de este manuno incorporar este efecto, ya que la presencia de una capgranular afecta fuertemente los resultados del ensaye dplaca de carga, no as el comportamiento de una losa dhormign debido a la diferencia de rigideces entre ldistintos materiales.

Modelo Slido Elstico

En este modelo se asume que se produce una deflexicontinua e infinita de acuerdo a la carga aplicada en superficie de la fundacin. Esta modelacin consideque la deflexin depende del mdulo elstico del suede fundacin, del rea de la carga, y de la distancia desdel centro de la carga. Considera adems que el cuenco ddeflexiones es continuo e infinito y que platos rgidosflexibles producen diferentes deflexiones.

Situacin RealAmbos modelos descritos son idealizaciones dcomportamiento real del suelo. El modelo desarrolladpor Winklerproduce una mejor representacin pamateriales de baja resistencia al corte, en cambio, el modeslido elstico sera ms adecuado para materiales coalta resistencia al corte. Como se puede ver, la respueselstica de un suelo real se encuentra entre los dos modelanteriores, presentando las siguientes caractersticas.

Captulo 4: Caracterizacin del suelo de fundac

El plato se hunde produciendo una deflexin discontinal ser cargado.

Se produce una deflexin en la superficie fuera del plade carga.

La deflexin es igual a cero en una distancia finita.

Para una presin y deflexin dada, el valor k vara segal tamao del plato de carga.


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En la Figura 4.1 se muestra esquemticamente elcomportamiento del suelo segn las modelaciones antessealadas.

Figura 4.1. Esquema de la modelacin del suelo.

El modelo de Winkler (lquido denso) queda representadopor el mdulo de reaccin de la subrasante o constantede balasto, K. Por su parte, el modelo slido elstico quedacaracterizado por el mdulo elstico de la subrasante osuelo de fundacin (E).

De las mltiples investigaciones sobre la caracterizacindel suelo de fundacin y comportamiento de pavimentosde hormign, se ha concluido que el tipo de modelacinque mejor representa las caractersticas del subsuelo parael anlisis de pavimentos de hormign es mediante unafundacin del tipo Winkleriana. Lo anterior, tiene adems laventaja de la simplicidad de esta modelacin.

Determinacin del Mdulo de Reaccin de laSubrasante (Constante de Balasto)

La determinacin de este parmetro se realiza mediante laejecucin del Ensayo de Placa de Carga. Alternativamentepuede estimarse a travs de correlaciones con ensayos desuelo rutinarios y/o a travs de las caractersticas fsicas delsuelo.

Existen dos tipos de ensayos de placa de carga: ensayoscon cargas estticas repetitivas (AASHTO T221) y ensayoscon cargas estticas no repetitivas (AASHTO T222). El valorde K que se requiere para el diseo de un pavimento dehormign se puede determinar con cualquiera de los dosensayos indicados. En el ensayo de carga repetitiva, el valorK se determina como la razn entre la carga y la deformacin

elstica (la parte que se recupera de la deformacin total), encambio para el ensayo de carga no repetitiva, se define comola razn entre la carga y deformacin para una deformacinde 1,25 mm (0,05). En ambos ensayos se realiza con unplato o placa de 762 mm (30). En la Foto 4.1 se muestra unaspecto de un ensayo de placa de carga.

Para evaluar el poder soportante de la subrasante, seemplean placas circulares de diferentes tamaos, dispuestassobre la superficie que se deber ensayar, de mayor a menor,

concntricas con el fin de reducir la flexin de la placabase. La carga se aplica por medio de un gato hidrulicoy la deflexin producida se mide con diales micromtricoscolocados cerca del borde de la placa inferior y distribuidaregularmente en su permetro. Es esencial que el elementode soporte de los diales est apoyado lejos, tanto del reacargada como de los apoyos del sistema de reaccin paraevitar su influencia.

Foto 4.1. Ensayo de placa de carga.

Con los resultados obtenidos de la prueba de carga realizadasegn AASHTO T-222, se determina el mdulo de reaccindefinido por la relacin:

K = p /

En que: K = mdulo de reaccin, (FL-2/L) p = presin unitaria aplicada por medio de placa rgida, (FL-2) = deexin correspondiente, (L)

Donde: F = unidad de fuerza L = unidad de longitud

De los resultados del ensayo de placa de carga, se haverificado lo siguiente:

Para variaciones de presin elevadas en una prueba

de carga, el diagrama presin-deformacin resultanteno es lineal y el valor de K depende de la deformacinque se tome como referencia.

La medicin del mdulo de reaccin es sensible adimetro de la placa empleado y esa variacin deja detener importancia para ensayes efectuados con placasde dimetro superior a 760 mm.

El valor del mdulo de reaccin depende del estado dehumedad del suelo.

Modelo Lquido Denso Suelo Real Modelo Slido Elstico


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Experiencias de la Asociacin de Cemento Portland de EEUU(PCA) muestran que para una buena correlacin con la teorade Westergaard, el mdulo de reaccin debe determinarsecon placas de 760 mm o ms de dimetro, tomando comoreferencia la deflexin de 1,25 mm (0,05).

Correlaciones

En el caso que no se disponga de resultados del ensayo deplaca de carga, una forma alternativa de obtener el valor delmdulo de reaccin de la subrasante es mediante el uso decorrelaciones con otras propiedades del material. Entre lascorrelaciones ms utilizadas son las que incluyen el valorde la Razn de Soporte de California (CBR). Otra formade estimar la constante de balasto es utilizando valoresreferenciales asociados a los distintos tipos de suelos, comopor ejemplo, los indicados en la Tabla 4.1, Tabla 4.2 y Figura

4.2. Sin embargo, se recomienda que como mnimo seefecten determinaciones del ensayo CBR y de preferenciael ensayo de placa de carga.

i) Manual de Carreteras (Vol. 3, MOP, 2012)

La siguiente relacin permite estimar el valor de K cuando seconoce el CBR.

K = 69,78 log CBR 10,16

Donde,

K = Mdulo de reaccin de la subrasante, [MPa/m]

ii) Correlaciones segn Administracin Federal deAviacin (FAA)


La conversin de CBR a valor de K para la subrasante sepuede lograr utilizando la siguiente expresin:

Donde,

K = Mdulo de reaccin de la subrasante, [psi/in] CBR = Razn de soporte de California, [%]


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Tabla 4.1. Rango de valores de K para suelos granulares. Fuente: Manual de Carreteras Volumen 3, 2012

Figura 4.2. Relacin aproximada entre la clasificacin del suelo y sus valores de resistencia.

CLASIFICACINAASHTO

DESCRIPCIN U.S.C. S CBR (%) k(MPa/m)

A- 1 -a, bien graduado

A- 1 -a, mal graduado

A- 1 -b

SUELOS GRUESOS

Grava

Arena gruesa

GW, GP

SW

2.000 - 2.250

1.900 - 2.100

1.750 - 2.100

60 - 80

35 - 60

20 - 40

80 - 120

80 - 110

A- 2 -4, arenosa

A- 2 -5, arenosa

Arena limosa

Grava areno limosa

SM 1.900 - 2.150 20 - 80 80 - 110

A- 2 -6, arenoso Arena arcillosa

Arena gravo arcillosa

SC 1.680 - 2.100

A- 2 -4, grava

A- 2 -5, grava

Grava limosa

Grava limo arenosaGM 1.100 - 2.300 40 - 80 80 - 135

A- 2 -6, grava

A- 2 -7, grava

Grava arcillosa

Grava areno arcillosaGC 1.900 - 2.250 20 - 40 55 - 120

55 - 110

A- 3 SP 1.680 - 1.900 15 - 25 40 - 80

A- 2 -7, arenoso10 - 20 40 - 95


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Tabla4.2.

Caracterizacindesuelo

sdefundacindeunpavimento.

Fuente:FAA:A

C150/5320-6E


TIPODE

SUELO

SIMBOLOGA

NOMBR

E

USOCOMOFUNDACiN

CUANDONOESTSUJETO

ALAACCINDEHELADAS

VALORCOMOBASE

DIRECTAMENTE

BAJO

SUPERFICIEDERODADO

EFECTOALA

ACCINDE

HELADAS

COMPRESIBILIDAD

YEXPANSIN

CARAC

TERSTICA

DED

RENAJE

PESOUNITARIO

SECO(T/M3)

CBR

MDULODELA

REACC

INDELA

SUBRASANTEk(MPa/m)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Suelos

gruesos

GW

Gravas

y suelos

gravosos

Arena

ysuelos

arenosos

Gravaograva

arenosa,b

ien

graduada.

Excelente

Bueno

Ningunaa

muyleve

Casininguno

Excelente

2,0-2,2

60-80

2,0-2,2

8

3oms

GP

Gravaograva

arenosa,m

al

graduada

.

Bueno

Maloaregula

r

Ningunaa

muyleve

Casininguno

Excelente

1,9-

2,1

35-

60

8

3oms

GM

Gravalimosa

ogravaareno

limosa

Bueno

Maloaregula

r

Leveamedio

Muyleve

Regular

amala

2,1-

2,3

40-

80

8

3oms

CC

Gravaarcillosa

ogravaareno

arcillosa

Buenaexcelente

Malo

Leveamedio

Leve

Malapracticamente

imperm

eable

1,9-

2,2

20-

40

55-

83

SW

Arenabie

n

graduada

Bueno

Malonorecomendado

Ningunaa

muyleve

Casininguno

Excelente

1,8-

2,1

20-

40

55-

83

SP

Arena

pobreme

nte

graduada

Regularabuena

Norecomenda

do

Ningunaa

muyleve

Casininguno

Excelente

1,7-

1,9

15-

25

55-

83

SU

Arena

uniforme

Regularabuena

Malo

Ningunaa

muyleve

Casininguno

Excelente

1,6-

1,8

10-

20

55-

83

SM

Arena

limosa

Bueno

Norecomenda

do

Leveaalta

Muyleve

Regular

amala

1,9-

2,2

20-

40

55-

83

SC

Arena

arcillosa

Regularabueno

Norecomenda

do

Leveaalta

Leveamedio

Malapracticamente

imperm

eable

1,7-

2,1

10-

20

55-

83

GU

Gravaograva

arenosa,

uniformemente

graduada.

Buenoaexcelente

Malo

Ningunaa

muyleve

Casininguno

Excelente

1,8-

2,0

25-

50

8

3oms

ML

Limo,l

imo

arenoso

Regularabueno

Norecomenda

do

Mediaa

muyalta

Levaamedio

Regular

amala

1,6-

2,0

5-

15

28-

55

CL

Arcillas,

arcilla

arenosa

Regularabueno

Norecomenda

do

Mediaa

muyalta

Medio

Practica

mente

imperm

eable

1,6-

2,0

5-

15

28-

55

OL

Limosoarcillas

orgnicas

Malo

Norecomenda

do

Mediaa

muyalta

Mediaaalta

Mala

1,4-

1,7

4-

8

28-

55

MH

Limos

altamente

compresib

les

Malo

Norecomenda

do

Mediaa

muyalta

Alta

Regular

amala

1,3-

1,6

4-

8

28-

55

CH

Arcillas

altamente

plsticas

Maloamuymalo

Norecomenda

do

Media

Alta

Practicamente

imperm

eable

1,4-

1,8

3-

5

OH

Suelos

orgnicos

Maloamuymalo

Norecomenda

do

Media

Alta

Practicamente

imperm

eable

1,3-

1,7

3-

5

14-

28

Baja

compre-

sibilidad

LL50

14-

28

Suelos


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Exploracin Geotcnica

El objetivo fundamental de la exploracin geotcnica esdeterminar lo ms fielmente posible las caractersticas del

material de subrasante en que se encontrar fundada laestructura de pavimento. Dependiendo del conocimientoque se tenga del rea donde se proyecta construir unpavimento industrial, se recomienda que un ingenierogeotcnico proponga la prospeccin geotcnica de terrenorequerida para el proyecto especfico y que especifique loslugares de prospeccin, muestreos y ensayes requeridos.Normalmente, se efectan calicatas de 2 m de profundidadbajo el terreno natural o subrasante proyectada, en la quedebe determinarse como mnimo el perfil estratigrfico,clasificacin visual y muestreo para posteriores ensayos delaboratorio. Idealmente deben incluirse ensayos de placa decarga siempre y cuando el subsuelo sea homogneo. En caso

contrario, debera efectuarse este ensayo sobre el estratoms desfavorable. En el caso de efectuar ensayos CBR, esteparmetro debe informarse al valor correspondiente de ladensidad natural de terreno y no slo al 95% de la DensidadMxima Compactada Seca (DMCS) u 80% de la DensidadRelativa (DR).

De todas las calicatas se obtiene al menos una muestrarepresentativa de las caractersticas locales del suelo; encasos especiales se pueden requerir muestras adicionales. Lasmuestras obtenidas se someten a los ensayos de clasificacin,peso unitario o densidad de terreno segn corresponda. Enalgunos casos es conveniente efectuar algunos ensayos

CBR sobre muestras inalteradas, lo que normalmente seefecta ante suelos sensibles. Adems se deben efectuar losensayos necesarios que se pudieran requerir para el anlisisde problemas geotcnicos particulares como por ejemploensayo de consolidacin en el caso de la existencia de suelosarcillosos q

Documents

Manual_diseño de pisos industriales.pdf