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identificar el elemento con la condición de carga más desfavorable, se debe hacer clic derecho sobre el valor del esfuerzo que se desea analizar y seleccionar la opción Ascending, lo que permitirá ordenar los valores automáticamente y mostrar el más alto. Además, en Output Case se indica la combinación de carga bajo la cual se obtiene dicho valor, mientras que en Story se especifica
Tipo: Apuntes
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Las vías de comunicación son parte fundamental en el desarrollo de las comunidades, ciudades y países, debido a que por ellas se transportan personas, comida, y un sinfín de productos que, si no fuera por estas vías, no se tendría forma de mantener un vínculo constante con otros lugares. Dentro las vías de comunicación más prácticas se encuentran las vías terrestres, que forman un total de 780,511km de infraestructura vial en México. Repartidas en, 174,779km de carreteras pavimentadas; mientras que 50,658km conforman las carreteras federales; por su parte, 102,719km pertenecen a carreteras estatales; 21,375km son carreteras municipales o particulares y las carreteras de cuota comprenden 10,767 kilómetros, según datos de la Red Nacional de Caminos. (RNC 2020). Por estas y muchas más razones, es importante considerar un diseño adecuado para cada camino que se requiera construir, considerando desde el estudio del suelo hasta el señalamiento reglamentado. Para ello es importante conocer las normas que rigen al diseño y construcción de vías terrestres, para brindar trabajos de buena calidad y seguros para los usuarios. Las normas que aplican para las vías terrestres son las que nos brinda la SICT, que van desde el control de calidad de la terracería hasta el señalamiento que debe incluir cada camino. En la actualidad, con el gran avance de la tecnología y los programas computarizados, se han desarrollado softwares especializados para el diseño y reconstrucción de caminos. Dichos programas cuentan con las normas adecuadas para garantizar que el proyecto que estás diseñando sea confiable y en caso de no serlo, el mismo programa te lo hará saber. No obstante, es necesario que el diseñador sea consciente de que el programa es una herramienta más para el diseño de un proyecto y que todos los datos que se ingresen al programa tienen que ser congruentes con lo que se realice en la obra, así también, debe comprender cada uno de esos datos porque son el resultado de los estudios de suelo, aforos vehiculares, calidad de materiales y algunos otros que son necesarios recabar para generar un diseño adecuado. En este proyecto se realiza el diseño de una calle con los datos que obtuvimos de experiencias pasadas, tales como: tránsito vehicular, tasa de crecimiento, vida útil del proyecto, calidad de los materiales y otras consideraciones que son necesarios para ser utilizados en el programa StreetPave 12. Este programa es una herramienta con grandes ventajas que nos ayuda a realizar trabajos profesionales y a presentar resultados de manera clara con ayuda de gráficos para un mejor entendimiento. Otro aspecto importante considerado en este proyecto es la propuesta de drenaje que se implementará a la calle para solucionar el problema generado por la caída de aguas pluviales o el desalojo de aguas impotables producidas por la población;
así como, banquetas y guarniciones que servirán para el paso de los peatones sobre la avenida. También entraremos en materia del proceso constructivo y calidad de los materiales empleados en la elaboración del proyecto.
El proyecto consta de diseñar el pavimento rígido una sección de la Avenida Venustiano Carranza, de la colonia Revolución en la ciudad de Poza Rica, Veracruz. EL camino se considera tipo C de acuerdo con la normatividad de la SICT y consta de una calle de doble sentido, con dos carriles; se consideró desde su inicio en la intersección con la carretera federal costera, hasta su intersección con la calle Ing. Guillermo Alvizouri, que parcialmente representa una longitud de 1km. En el primer cuarto del camino se localiza un puente de 10m que cruza una corriente de aguas sucias y sus dimensiones son iguales a las de la calle en general. En toda la avenida se mantiene un ancho de calzada constante de 7 m. A mitad del tramo el camino toma una curvatura no tan pronunciada, donde ocurre una intersección con la av. Francisco I. Madero. En el primer cuarto de la avenida se localiza un puente de aproximadamente 25 m y tiene una elevación de 7m con respecto al fondo del precipicio que cruza. Del estudio de suelo se obtuvieron los siguientes resultados: Tabla 1. Resultados del estudio de suelo de la colonia Revolución en Poza Rica, Veracruz. Proyecto: Diseño de estructura de pavimento rígido Ubicación: Av. Venustiano carranza, Poza Rica, Veracruz Procedencia: PCA-04 Cad. 0+000 1+ Descripción del suelo: Limo areno-arcilloso color café Tabla 1 Resultados del estudio de suelos Resultados finales Limite liquido Limite plástico Índice plástico
(Kg/m3) Humedad optima (%) Expansión (%) 47.39 34.15 13.24 8 1.347 36 3.
Los datos del tránsito vehicular se calcularon a partir de un aforo registrado en un punto del tramo, dando como resultado los siguientes datos: TDPA 2516 Periodo de proyecto: 25 años Tasa de crecimiento anual del tránsito, en %: 1 Composición del tránsito Vehículo Porcentaje A2 75. P 11. B2 0. C2 0. T2-S2 0. T3-S2 0. TD 2733 TA 19131 76524 918288 TDPA 2516 Componentes Años Potencia Tasa de crecimiento anual del transito 1.185115403 0.04 1.00681674 1% Estos resultados son necesarios para poder hacer el diseño del pavimento con el programa StreetPave 12, por eso es de suma importancia realizar las operaciones de manera correcta para garantizar que el proyecto sea confiable.
Proponer el diseño de un pavimento rígido para el tramo ubicado en la Av. Venustiano Carranza en la ciudad de Poza Rica, con ayuda del programa Strret Pave 12, con el fin de mejorar y optimizar el flujo de tránsito vehicular concurrido en esta red de conexión principal, teniendo en consideración de las obras de drenaje y drenaje subterráneo que constituyen este tramo. Obteniendo así una construcción futura con un camino eficiente.
Para el diseño de la estructura del pavimento, proponemos un pavimento rígido apoyándonos del programa StreetPave. Imagen 2 Datos generales del proyecto En el programa, agregamos los datos de nuestro tramo carretero según lo correspondiente. Para el caso de nuestro tramo, corresponde un camino tipo c. Con el aforo del tramo y los porcentajes de vehículos que transitan diariamente, pudimos obtener el número de camiones ´por día anualmente; para esto, le indicamos al programa el TPDA y el porcentaje de camiones que nos dio el aforo, lo que nos dio un resultado de 4 además consideramos una tasa de crecimiento de tráfico del 1% anual y un periodo de vida útil de 25 años.
Para la parte del concreto, el programa nos facilita un porcentaje de losas agrietadas, que para este caso fue un 5%. Para la parte de composición del módulo de reacción de subrasante, nos apoyamos con la opción de calcular que nos da el programa y para este caso elegimos utilizar 1 capa estabilizada con cemento, pues por el tipo de suelo que tenemos parece conveniente utilizar estas capas. Los módulos de elasticidad y grosor de las capas se utilizó los recomendados por el programa. Para las propiedades de material del concreto, introducimos el valor de resistencia inicial; ocupamos un valor de resistencia del concreto de 250 kg/m2 que convertidos son 24.52Mpa y elegimos la opción “compressive strength (fuerza a compresión)”. Y el programa nos da la resistencia a la flexión (MR) a 28 días, en este caso es 3.76. Imagen 5 Módulo de elasticidad El programa nos recomienda, para nuestro diseño que, como el espesor de los pasadores es menor a 203.2mm y el agrietamiento es la causa prevista de la falla, no se recomiendan los pasadores para los detalles este tipo de diseño y nos da los espesores mínimos y recomendados para nuestra estructura de pavimento.
Imagen 6 Resultados finales Para este diseño, tenemos un espesor de diseño de 150mm, con un máximo espaciado en juntas de 3.15m, además de la capa de subbase de 50mm de espesor. Croquis de diseño de estructura de pavimento: Imagen 7 Estructura del pavimento
Gráfica 1 Efecto del valor k en el espesor
Gráfica 2 Efecto de la resistencia a la flexión en el espesor Gráfica 3 Efecto de la vida útil en el espesor
El exceso de agua u otros fluidos en la estructura de una carretera, afecta sus propiedades mecánicas, los mecanismos de transferencia de cargas, presiones de poros, presiones de fujo, presiones hidrostáticas, e incrementa la susceptibilidad a los cambios volumétricos. Esto es una de las causas más relevantes del deterioro prematuro de la infraestructura vial. El drenaje es un conjunto de obras que permiten el manejo de adecuado de los fluidos, para lo cual es indispensable considerar los procesos de captación, conducción y evacuación de los mismos. Como en este proyecto es una vía por la que fluyen vehículos y peatones, se consideran drenajes transversales, con la implementación de alcantarillas por las que el agua baja hasta ser conducidas por ductos y canales hasta su desemboque en algún desagüe. Las alcantarillas se localizan en puntos específicos, donde las pendientes de diferentes vías concurren, para recibir la mayor cantidad de agua posible y evitar inundaciones. Las rejas se localizan a nivel del pavimento terminado y se diseñan para soportar las cargas que generan los vehículos. Otro aspecto considerable es la protección que debe tener para evitar la contaminación con basura, debido a que esta la puede tapar y generar deficiencias en su funcionamiento. Imagen 9 Croquis del alcantarillado
Las guarniciones son elementos que normalmente se encuentran enterrados, ya sean de concreto hidráulico o de mampostería y su función principal es delimitar las banquetas, franjas separadoras centrales, camellones o isletas y delinear la línea del pavimento. Las banquetas obras que permiten al peatón circular de manera segura por las avenidas y calles sin la necesidad de compartir el mismo espacio que los vehículos Al hacer uso de la vía pública por medio de las banquetas, el peatón quedará en una zona segura y se reduce la probabilidad de un accidente de tránsito. Este proyecto cuenta con banquetas y guarniciones debido a que por este camino circulan una gran cantidad de peatones, ya que, está en una vía directa con tres centros educativos de nivel medio superior y superior; además, es una zona bastante poblada y se encuentran varias tiendas de autoservicio. Imagen 10 Croquis de la banqueta y guarnición
Ubicación de instalaciones subterráneas La calle del proyecto cuenta con instalaciones subterráneas que abastecen de servicios necesarios a los habitantes de las casas ubicadas en ese tramo de camino. Es importante este paso en el proceso, debido a que, de no hacerlo, podríamos dañarlas durante algún otro proceso de la construcción. Lo más importantes es ubicar a qué distancia de profundidad se encuentran con respecto al nivel de la rasante, para poder determinar si los trabajos realizados a partir de esa capa no afectarán a dichas instalaciones; o bien, si debemos protegerlas durante todo el proceso de construcción. Se inspeccionaron los pozos de visita y la profundidad promedio de la línea de drenaje fue de 2.00 m por lo que no hay peligro de dañarla. Se realizó un sondeo para ubicar la línea de agua potable y su profundidad promedio fue de 1.00m, tampoco existe riesgo de dañarla al momento de empezar con los trabajos de la apertura de caja por medios mecánico. En cuanto a los pozos de visita, estos se encuentran 40 cm. abajo del nivel de la rasante, debido a ello se procederá a incrementarlos hasta el nivel del pavimento.
Imagen 12 Croquis de las instalaciones de agua potable y drenaje. Primera parte del tramo
