Estudios de suelos y diseño de pavimentos_Por: Ing Reyner Castillo

“MEJORAMIENTO DE LA TRANSITABILIDAD VEHICULAR Y PEATONAL DE LAS PRINCIPALES VIAS
DEL DISTRITO DE CAHUACHO, PROVINCIA CARAVELÍ - AREQUIPA”,”
ESTUDIO DE SUELOS Y DISEÑO DE
PAVIMENTOS
“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”
ESTUDIO DE SUELOS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS
1.0 GENERALIDADES
1.10 Introducción
El presente informe técnico, se refiere al estudio de mecánica de suelos para el
proyecto: “MEJORAMIENTO DE LA TRANSITABILIDAD VEHICULAR Y PEATONAL
DE LAS PRINCIPALES VIAS DEL DISTRITO DE CAHUACHO, PROVINCIA
CARAVELÍ - AREQUIPA”, ubicado en el distrito de Cahuacho, en la provincia de
Caraveli, Región Arequipa.
Se refiere específicamente a las investigaciones efectuadas en el sub-suelo del terreno
destinado para el mejoramiento del proyecto en mención.
1.20 Objetivos
a) Evaluación de las características físico-mecánicas de los materiales que se
encuentran en el sub-suelo de la zona o carretera existente.
b) Conocer las características del terreno de fundación, con la finalidad de
determinar su capacidad de soporte y garantizar la estabilidad de la vía.
c) Obtención de las características y parámetros de las sub-rasante necesarios
para efectuar el diseño de la estructura de la vía.
d) Clasificación de suelos del terreno de fundación y de la sub-rasante.
1.30 Ubicación de la zona en Estudio
La carretera en estudio, se encuentra en la jurisdicción del distrito de Cahuacho en la
provincia de Caraveli, Región Arequipa; estas vías son de mucha importancia para el
desarrollo integral de esta zona.
1.40 Clima e Hidrología
Por su ubicación, topografía variada y diferentes altitudes, su clima es variado; cálido
en la costa con temperaturas entre 12°C a 29°C, con lloviznas menudas que fluctúan
de 0 a 50 mm, el viento dominante es el alisio; en la sierra el clima es seco y varía
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PAVIMENTOS
según la altitud desde cálido templado hasta frío intenso, con una temperatura
promedio de 14°C y con precipitaciones pluviales estacionarias que van de 100 a 700
mm al año, entre los meses de octubre a marzo.
2.0 GEOLOGIA DEL AREA EN ESTUDIO
2.10 Geomorfología.
En esta provincia prevalece el Intrusivo-Cretácico-Terciario. Su capital, la ciudad de
Cahuacho se encuentra asentada sobre este grupo de rocas ígneas. Esta provincia
tiene el litoral más largo de la Región Arequipa: 200 km. La Cordillera de la Costa, en
esta provincia tiene un ancho que varía entre los 20 y los 30 km, alcanzando una altura
hasta 1 000 msnm A 4 000 msnm, en la llanura costera, están las pampas, cerros y
colinas, quebradas secas, estrechos valles, médanos, así como las lomas de Arequipa,
Lomas, Atico y Pescadores.
3.0 PROGRAMA DE CAMPO
3.10. Exploración del sub-suelo
En la referida vía, para obtener la información necesaria se dispuso el estudio en cada
kilómetro de distancia en todo el tramo del proyecto, siendo en total de 08 puntos de
estudio, los mismos ubicados en las progresivas que se detallan en los resúmenes de
estudios de caracterización.
El sistema permitió examinar directamente los diferentes estratos en cada punto de
estudio y así conocer la estratigrafía del tramo de la vía a mejorarse y evaluar las
características de los materiales que conforman el sub-suelo.
Los muestreos fueron realizados por los interesados, y el presente estudio, tiene como
base, los ensayos realizados en la Universidad Nacional San Agustín de Arequipa, en
el Laboratorio de Mecánica de Suelos y Pavimentos.
3.20 Muestreo
Se han obtenido las muestras más representativas de cada punto de estudio,
principalmente de los estratos de mayor interés y terreno de fundación, los cuales
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PAVIMENTOS
después de haber sido clasificados visualmente en el campo, fueron enviados en las
cantidades necesarias para efectuar los ensayos en el laboratorio.
3.30 Ensayos in-situ
Con la finalidad de determinar el CBR in-situ, se efectuado ensayos con el
Penetrómetro Dinámico de Cono (DPL), los mismos que se han aplicado en el terreno
de fundación, así como en ciertos puntos del eje de carretera.
4.0 ENSAYOS DE LABORATORIO Y ESPECIFICACIONES
Los ensayos de laboratorio se han efectuado de acuerdo a normas estándar, siguiendo
las especificaciones del ASTM, AASHTO y MTC.
ENSAYOS ASTM AASHTO MTC
Contenido de humedad D-2216 E-108
Análisis granulométrico D-422 T-88 E-204
Límite líquido D-4318 T-89 E-110
Indice de plasticidad D-4318 T-89 E-lll
Relación PDC - CBR in-situ D-6951-03
5.0 CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO DE FUNDACIÓN
En base a los trabajos de campo y ensayos de laboratorio, el sub-suelo en el área
investigada de acuerdo a los puntos de estudio, está constituido en su generalidad por
conformaciones de diferentes tipos de suelos, ya sean finos en ciertos tramos como
suelos granulares en otros tramos.
Los materiales de los puntos en estudio, de acuerdo a la clasificación SUCS y
AASHTO. De los estudios realizados se han obtenidos los siguientes resultados los
mismos que se encuentran sustentados en el anexo de estudio de suelos. Elaborado
por el laboratorio de Mecanica de Suelos y Pavimentos de la Universidad Nacional de
San Agustín de Arequipa, Facultad de Ingenieria Civil.
CALI N° Punto Limit
e
índice Retiene Pasa
malla
CBR SUCS AASHTO
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PAVIMENTOS
CATA Lugar
Líqui
do
(%)
Plástico
(%)
Malla
N®4
200 (%)
C-l M-l CAHUACHO 24.8 8.4 40.12 16.63 21 SC A-2-4(0)
C-2 M-1 CAHUACHO 37 16.4 0.63 32.82 18 SC A-2-6 (1)
C-3 M-1 CAHUACHO 39.9 8.2 58.38 10.23 23 GW-GM A-2-4 (0)
Como se observa en el cuadro, la estratigrafía de toda el área en estudio a nivel de
terreno de fundación, corresponde a suelos granulares y gruesos, como matriz de
boloneria y roca.
En conclusión se tiene un terreno con subrasante de clasificación regular, según los
paramentros del MTC, pero el suelo presenta alto Límite líquido (LL>35) e Indice Plastico (PI>15), cual
se tiene que tener cuidado en el momento del diseño del pavimento.
6.0 DISEÑO DE PAVIMENTO
6.01 OBJETIVO
El pavimento es la capa o conjunto de capas de materiales apropiados, comprendidos entre la
superficie de la subrasante (capa superior de las explanaciones) y la superficie de rodadura, cuyas
principales funciones son las de proporcionar una superficie uniforme, de forma y textura apropiados,
resistentes a la acción del tránsito, a la del intemperismo y de otros agentes perjudiciales, así como
transmitir adecuadamente al terreno de fundación, los esfuerzos producidos por las cargas impuestas
por el tránsito fluido de los vehículos, con la comodidad, seguridad y economía previstos por el proyecto.
6.02 DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO.
Se debe de considerar que en el diseño del pavimento rigido el 97% de esfuerzos generados por
los vehículos es disipado por el concreto y sólo un 3% es es absorbido el suelo, los cuales se distribuyen
de tal como indica el grafico siguiente:
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PAVIMENTOS
Pero al menor problema en la subrasante por filtraciones de agua, este puede generar fallas en
el pavimento, produciéndose asentamiento, por perdida de propiedades de la sub base y la posterior falla
del pavimento rigido.
Los factores que se deberán tomar en cuenta para el diseño de pavimentos urbanos de concreto
son:
1. Diseño Estructural
2. Resistencia a Flexión (MR)
3. Resistencia de la Sub-rasante o sub-base (Módulo K)
4. Clasificación de las Calles Urbanas
5. Trafico Diario Promedio de Camiones (ADTT) y distribuciones de Cargas
6. Período de Diseño
7. Sardineles Integrales
8. Juntas
Para el presente proyecto se propone la utilización del método del CBR, con la finalidad de
determinar los espesores iniciales de la estructura del pavimento, con la cual se verificaran el método de
Aashto y con el programa Pave 2008 v.1.1.0.
6.03 CALCULO DEL ESPESOR DE BASE - METODO DEL CBR.
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PAVIMENTOS
Este método fue creado por la California Division of Highways, se basa en el ensayo California
Bearing Ratio (C.B.R.). Los diferentes valores de CBR y cargas por rueda o por eje, han determinado sus
respectivos espesores de pavimentos, en base a datos experimentales. Los diferentes organismos viales
y técnicos, han elaborado curvas para facilitar estos cálculos.
6.04 PARÁMETROS PARA EL PREDIMENSIONAMIENTO:
C.B.R. de la sub-rasante = 23.00 %
C.B.R. del material de cantera o sub base (valor minimo de CBR para sub base) =30%
Peso de una llanta de un vehiculo de 18 tn por eje: 9 Tn = 19,841.60 Lb.
Según el ábaco anexo que interrelaciona el CBR y las cargas por rueda, se tiene:
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PAVIMENTOS
Del grafico de predimensionamiento mostrado, el espesor combinado sale 25 cm, asumiendo un
espesor de minimo de 15 cm de losa de concreto tendríamos un espesor de 10 cm de sub base (por
proceso constructivo el espesor de base seria =20cm), pero como se ha verificado in situ, y por los
ensayos de plasticidad, el terreno (la subrasante) es plástico (IP> 15) y con un limite liquido promedio
mayor a 35, eso hace indicar que al menor contacto con el agua este material se empieza a expandir el
cual induciría a asentamiento diferenciales al pavimento, los cuales ya fueron corroborados en
experiencia en esta zona. Debido a ello se considera mejorar la sub rasante con una capa de 20 cm, con
la finalidad de sellar y permitir una adecuada transmisión de cargas en la subrasante, con la que se
tendría la siguiente dimensión:
Mejoramiento de Subrasante = 20.00 cm.
Espesor de SubBase = 20.00 cm.
6.05 REQUERIMIENTOS TECNICOS PARA MATERIAL DE BASE.
De acuerdo a las Especificaciones Técnicas Generales del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras,
se propone los siguientes requerimientos técnicos:
(a) Granulometría
La composición final de la mezcla de agregados presentará una granulometría continua y bien graduada
(sin inflexiones notables) según uno de los requisitos granulométricos que se indican en la Tabla 305-1.
Para el caso del proyecto se propone la gradación B.
Tamiz Porcentaje que Pasa en Peso
Gradación A Gradación B Gradación C Gradación D
50 mm (2”) 100 100 --- ---
25 mm (1”) --- 75 – 95 100 100
9.5 mm (3/8”) 30 – 65 40 – 75 50 – 85 60 – 100
4.75 mm (Nº 4) 25 – 55 30 – 60 35 – 65 50 – 85
2.0 mm (Nº 10) 15 – 40 20 – 45 25 – 50 40 – 70
4.25 um (Nº 40) 8 – 20 15 – 30 15 – 30 25 – 45
75 um (Nº 200) 2 – 8 5 – 15 5 – 15 8 – 15
Fuente: ASTM D 1241
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PAVIMENTOS
6.06 DISEÑO ESTRUCTURAL PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE LA AASHTO
6.06.01 DISEÑO DE PAVIMENTO DE CONCRETO
O
6.06.02 VARIABLES A USAR:
1. W 82 (EJES SIMPLES EQUIVALENTES DE 82 KN) A LO LARGO DEL PERIODO
El método de AASHTO requiere la transformación a ejes simples equivalentes a 82 KN
de los ejes de diferentes pesos que circulan sobre el pavimento a lo largo del periodo de diseño.
Según el horizontel del proyecto el periodo de diseño es de 10 años, pero según la tabla
siguiente, esta via perteneceria a una via a nivel de plataforma con gravas, pero según NTP CE.
010 no se admiten vías urbanas a nivel de sub base, tomando el inmedianto superior, el cual el
de 15 – 25 años.
Debido a ello nuestro periodo de diseño es de 20 años, con el fin de poder evaluar las
distintas alternativas a largo plazo.
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PAVIMENTOS
PERIODO DE DISEÑO A ADOPTAR EN FUNCION DEL TIPO DE CARRETERA
TIPO DE CARRETERA PERIODO DE DISEÑO (AÑOS)
Urbana de transito elevado 30-50
Interurbana de tránsito elevado 20-50
Pavimentación de baja intensidad de transito 15-25
De baja intensidad de tránsito pavimentación con grava. 10-20
El transito a tener en cuenta es el que utiliza el carril de diseño. Se admite que en
general, en cada dirección circular el 50% del transito total y que dependiendo del numero de
carriles en cada dirección, puede suponerse que sobre el carril de diseño circulan los
porcentajes del transito en dicha dirección
2. DESVIACION NORMAL ESTANDAR (Zr)
Si se supone que para un determinado conjunto de variables definiendo un pavimento
(espesores de las capas, características de los materiales que las componen, condiciones de
drenaje…) el transito que puede soportar el mismo a lo largo de un determinado periodo de
diseño sigue una ley de distribución normal con una media Mt y una desviación típica S0,
mediante la tabla de dicha distribución se puede obtener el valor ZR asociado a un nivel de
confiabilidad R, de forma que haya una probabilidad igual a 1-R/100 de que el transito
soportando sea inferior al valor ZrSo.
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CONFIABILIDAD R, %
DESVIACION NORMAL
ESTANDAR
50 0.000
60 -0.253
70 -0.524
75 -0.674
80 -0.841
85 -1.037
90 -1.282
91 -1.340
92 -1.405
93 -1.476
94 -1.555
95 -1.645
96 -1.751
97 -1.881
98 -2.054
99 -2.327
99.9 -3.090
99.99 -3.750
VALORES DE ZR EN FUNCION DE LA CONFIABILIDAD
Nº DE CARRILES EN CADA
DIRECCION
1 100
2 80 - 100
3 60 - 80
4 50 - 75
PORCENTAJE DE EJES SIMPLES
EQUIVALENTES DE 82 KN EN EL CARRIL DE
DISTRIBUCION DEL TRANSITO EN FUNCION DEL NUMERO DE CARRILES

PAVIMENTOS
3. ERROR ESTANDAR COMBINADO S0
Tal como se muestra se ha indicado en el párrafo anterior, representa la desviación estándar
conjunta que conjuga la desviación estándar de la ley de predicción del transito en el periodo de
diseño con la desviación estándar de la ley de predicción del comportamiento del pavimento, es
decir, del numero de ejes que puede soportar el pavimento hasta que su índice de servicio
descienda por debajo de un determinado valor Pt.
La guía AASHTO recomienda adoptar para So valores comprendidos dentro de los siguientes
intervalos:
• Pavimentos rígidos: 0.30 – 0.40
- 0.35 = Construcción nueva
- 0.40 = Sobrecapas
• Pavimentos flexibles: 0.40-0.50
- 0.45 = Construcción nueva
- 0.50 = sobrecapas
Por otra parte, en la guía del AASHTO sugiere los niveles de confiabilidad R indicados en la
siguiente tabla:
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NIVELES DE CONFIABILIDAD A ADOPTAR EN FUNCION DEL TIPO DE VIA
Autopistas y carreteras importantes 85 - 99.9 80 - 99.9
Arterias principales 80 - 99 75 - 95
Colectoras 80 - 95 75 - 95
Locales 50 - 80 50 80
URBANA INTER URBANA
TIPO DE VIA
NIVELES DE CONFIABILIDAD

PAVIMENTOS
El producto Zr So realmente es una factor de seguridad aplicado a la estimación del transito
a través de la ecuación siguiente. La AASHTO recomienda que el factor de seguridad esté en
función del transito esperado en el carril de diseño según la siguiente tabla:
10
ZrSo
Fs
−
=
4. INDICE DE SERVICIO FINAL pt Y VARIACION DE ∆PSI EN EL INDICE DE SERVICIO
La selección del índice de servicio final pt se debe basar en el índice más bajo que pueda ser
tolerado antes de que sea necesario efectuar una rehabilitación un refuerzo o una
reconstrucción. Se sugiere para el mismo, un valor de 2,5 o incluso superior para las la vías de
mayor transito y de 2.0 para tránsitos menos importantes. En cuanto al índice de servicios inicial
p0, que a su vez interviene para determinar la variación tppPSI −=∆ 0 , éste depende de la
calidad de la construcción. En los pavimentos del ensayo AASHTO, p0 alcanzó un valor medio
de 4.5 en los pavimentos de concreto y de 4.2 en los de asfalto.
Entonces en nuestro diseño tendremos ∆PSI=4.5-2.0=2.5
5. COEFICIENTE DE DRENAJE CD
El valor del mismo depende de los parámetros: la calidad del drenaje, que viene determinada por
el tiempo que tarda el agua infiltrada en ser evacuada del pavimento y el porcentaje de tiempo a
lo largo del año durante el cual el pavimento está expuesto a niveles de humedad
aproximándose a la saturación. Dicho porcentaje depende de la precipitación media anual y de
las condiciones de drenaje.
6. COEFICIENTE DE TRANSMISION DE CARGAS, J
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TRANSITO ESPERADO EN EL
CARRIL DE DISEÑO (MILLONES
DE EJES EQUIVALENTES)
FACTOR So
<5 50 0.000 - 0.000 0.35 1.00 - 1.00
5 a 15 50 - 60 0.000 - 0.253 0.35 1.00 - 1.23
15 a 30 60 - 70 0.253 - 0.524 0.35 1.23 - 1.53
30 a 50 70 - 75 0.524 - 0.674 0.34 1.51 - 1.69
50 a 70 75 - 80 0.674 - 0.841 0.32 1.64 - 1.86
70 a 90 80 - 85 0.841 - 1.037 0.30 1.79 - 2.05
CONFIABILIDAD Y FACTORES DE SEGURIDAD RECOMENDADAS
NIVEL DE
CONFIABILIDAD
R%
FACTOR Zr F.S
CALIDAD DEL DRENAJE
Excelente 2 Horas
Bueno 1 Día
Mediano 1 Semana
Malo 1 Mes
Muy malo El agua no se evacua
CALIDAD DE DRENAJE
TIEMPO QUE TARDA EL
AGUA EN SER EVACUADA
Excelente 1.25 - 1.20 1.20 - 1.15 1.15 - 1.10
Bueno 1.20 - 1.15 1.15 - 1.10 1.10 - 1.00
Mediano 1.15 - 1.10 1.10 - 1.00 1.00 - 0.90
Malo 1.10 - 1.00 1.00 - 0.90 0.90 - 0.80
Muy malo 1.00 - 0.90 0.90 - 0.80 0.80 - 0.70
1.10
1.00
0.90
0.80
0.70
VALORES DEL COEFICIENTE DE DRENAJE Cd
CALIDAD DEL
DRENAJE MENOS DEL 1% 1% - 5% 5% - 25% MÁS DEL 25%
PORCENTAJE DE TIEMPO EN EL QUE LA ESTRUCTURA DEL
PAVIMENTO ESTA EXPUESTA NIVELES DE HUMEDAD PRÓXIMOS A
LA SATURACIÓN

PAVIMENTOS
Este factor se introduce para tener en cuenta la capacidad del pavimento de concreto para
transmitir las cargas a través de las discontinuidades (juntas o grietas). Su valor depende de
varios factores. El tipo de pavimento (en masa, reforzado con juntas, con armaduras continuas).
El tipo de bermas (de concreto unida al pavimento o de asfalto).
Para nuestro diseño utilizaremos J=3.0
7. MODULO DE ELASTICIDAD Ec DEL CONCRETO
Se recomienda determinarlo de acuerdo con el procedimiento descrito en la Norma ASTM C469,
o en su defecto, correlacionarlo con otras características del material, como puede ser su
resistencia a compresión.
El modulo de elasticidad del concreto considera la siguiente formula.
cfwEc '14.0 5.1
=
Donde:
F’c: Resistencia a la comprensión del concreto
W: Peso unitario del concreto en Kg/m3
(1440 – 2480 Kg/m3)
Para concretos normales, con pesos unitarios aproximadamente 2300 kg/m3
se usa también la
siguiente expresión:
cfEc '15100=
8. FACTOR DE PERDIDA DE SOPORTE Ls
Este parámetro viene a indicar la pérdida de apoyo potencial de las losas debido bien a la
erosionabilidad de la subbase o bien a asentamientos diferenciales de la subrasante.
Acontinuación se muestra la tabla los valores de Ls recomendado para distintos tipos de bases y
subbases.
Es recomendable en suelos expansivos, usar los valores comprendidos entre 2.0 y 3.0.
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Tipo de base o subbase Factor de perdida de soporte Ls
Bases granulares tratadas con
cemento (E: 7000 a 14 000 MPa)
0.0 a 1.0
Subbases tratadas con cemento
(E: 3500 a 7 000 MPa)
0.0 a 1.0
Bases asfáticas
(E: 7000 a 14 000 MPa)
0.0 a 1.0
Subbases estabilizadas con asfalto
(E: 300 a 2000 MPa)
0.0 a 1.0
Estabilización con cal
(E: 150 a 1000 MPa)
1.0 a 3.0
Materiales granulares sin tratar
(E: 100 a 300 MPa)
1.0 a 3.0
Suelos finos y subrasantes naturales
(E: 20 a 300 MPa)
2.0 a 3.0
Valores del factor de perdida de soporte Ls en función del tipo de base o
subbase
En esta tabla, E es el modulo elástico o el de resilencia del material
( Mpa = 101971 Kgf/cm2)
BERMAS
DISPOSITIVOS DETRANSMISION DECARGAS
TIPO DE PAVIMENTO
NO REFORZADO O REFORZADO CON JUNTAS 3.8 - 4 2.5 - 3.1 4 - 4.2
REFORZADO CONTINUO 2.9 - 3.2 - 2.3 - 2.9 -
VALORES DEL COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN DE CARGAS, J
3.2
NOSI SI NO
DEASFALTO DECONCRETO

PAVIMENTOS
9. MODULO DE REACCION K DE LA SUPERFICIE EN LA QUE SE APOYA EL PAVIMENTO
(Modulo Efectivo de la Subrasante)
Antes de entrar a la fórmula o al ábaco para definir el espesor de la losa, es necesario determinar las
posibles variaciones en la capacidad de soporte la cual depende del módulo de resiliencia del suelo
de la subrasante, el de la subbase y del módulo de elasticidad de la subbase.
Para la determinación del módulo de elasticidad de la subbase se puede utilizar una serie de
correlaciones con otros parámetros.
Utilizando el monograma siguiente en el que intervienen como variables de entrada el módulo de
resiliencia de la subrasante, el espesor de la subbase y el coeficiente de elasticidad de la misma, se
obtiene el denominado modulo de reacción compuesto de la subrasante.
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PAVIMENTOS
Entonces con todo lo definido anteriormente se realiza el siguiente procedimiento:
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PAVIMENTOS
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PAVIMENTOS
6.07 PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO CON FIBRA DE ACERO WIRAND – PROGRAMA PAVE 2008.
El procedimiento de cálculo adaptado por el programa PAVE 2008 está basado en reglas
técnicas y recomendaciones incluidas en el código ingles TR 34/3. Este procedimiento facilita el uso de
las propiedades mecánicas naturales del concreto mejorando las propiedades de esfuerzo y
comportamiento post fisuración debido a la incorporación de fibras de acero WIRAND® FF1. Las
reflexiones sobre factores de seguridad están acorde al código EC 2 /TR34. Los cálculos y las
consideraciones de diseño de este método están basadas en los códigos EN206, Eurocódigo 2, y en el
reporte TR34 tercera edición, de "The Concrete Society", UK, de pisos de concreto apoyados sobre
suelos. Las teorías de diseño están basadas en los métodos de Losberg, Meyerhof y Hetenyi; así como
en la metodología de diseño basada en la mecánica de la fractura no lineal para losas apoyadas sobre el
suelo, desarrollado por Officine Maccaferri S.p.A. [WEST]. Por lo que a partir de un pre-diseño (Peralte
de losa y dosificación de fibras metálicas y/o polipropileno) se determina los esfuerzos admisibles de la
estructura.
Luego, se determinan los esfuerzos actuantes debido a las cargas sobre el pavimento, los
cambios de temperatura y los esfuerzos de retracción que están presentes en el concreto; en el caso de
las cargas se verificará también si la carga es en el borde del paño, en la esquina o en el centro,
considerando también si las juntas serán con dowells o no. Estos esfuerzos actuantes son amplificados
utilizando los factores de seguridad que estipule el código seleccionado para el diseño. Finalmente, se
compararán los esfuerzos actuantes con los admisibles por la estructura y se calcularán factores de
seguridad que serán los que determinen la certeza del diseño recomendado.
DATOS DE DISEÑO:
 CBR de Subrasante = 23.00 %
 CBR de material de base = 30.00 %
 Espesor de Subbase = 20 cm.
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PAVIMENTOS
 Resistencia de Concreto f’c = 210 kg/cm2
 Módulo de rotura = 3.10 MPa.
 Espesor propuesto de losa = 150.00 mm
 Dosificación de fibras de acero Wirand FF1 = 20 kg/m3.
 Dosificación de polipropileno Fibromac12. = 600 gr/m3
 Carga para el diseño = Camion 3 ejes (C-4) = (32 Ton.)
Cálculo del espesor de la losa. (Se encuentra anexado al final del documento)
 Valores de entrada del sistema.
 Apoyo y cálculo de rigidez , condiciones de la subrasante:
 Cálculo de cargas actuantes y admisibles del camión.
 Determinación del Factor de Seguridad Global debido a Cargas de Flexión
 Determinación de Factor de Seguridad Global debido a cargas de Punzonamiento.
Factores de Seguridad:
 Factor de Seguridad Global Cargas de Flexión = >1.00 → OK.
 Factor de Seguridad Global Esfuerzos Cara de carga = > 1.00→ OK
 Factor de Seguridad Perimétrico Critico= 1.00 → OK.
Por lo tanto se concluye que el diseño asumido para este pavimento, será de 15.00cm de
espesor con una dosificación de 20kg/m3 de fibras de acero Wirand FF1 y 600gr/m3 de fibras de
polipropileno Fibromac 12, así mismo se usará un concreto f’c = 210 Kg/cm2.
Para controlar la retracción en primera etapa de curado del concreto con la adición de fibras de
polipropileno del tipo micro filamentos del tipo FIBROMAC 12, a una razón de 500gr/m3, es una
alternativa que contrarresta microfisuraciones, logrando un adecuado acabado para la estructura prevista
y alargando la vida útil de la estructura mejorando su resistencia a la abrasión.
Entonces el diseño del pavimento será:
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LOSADECONCRETO
CONFIBRAS WIRAND
SUB-BASE
20cm
SUB -RASANTE
15 cm
55 cm
MEJORAMIENTO DE
SUB-RASANTE
20cm

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