Preparación Subrasante

UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA

TAREA N°1

Proyecto Vial CIV-391

César Vega UrbinaJulián Pérez Gutiérrez

Valparaíso, Lunes 3 de Septiembre del 2012

1

Ficha TécnicaNombre del Informe:Diseño Pavimento en Adocretos Patio de Contenedores Puerto San Antonio.

Tipo de Versión del Informe:

Nombre del Proyecto al cual Pertenece:Expansión Puerto San Antonio.

Fecha:Lunes 3 de Septiembre del 2012.

Identificación del Mandante:Puerto San Antonio

Contraparte:

Identificación del Ejecutante:Julián Pérez G.Cesar Vega U.UTFSM

Ingeniero Civil Carlos Whar, U. de Chile.

Número de Páginas del Informe:21 páginas.

Resumen Ejecutivo:El presente informe contiene la memoria de cálculo y especificaciones técnicas de construcción

para la estructura de pavimento en adocretos del patio de contenedores del puerto de San Antonio.

El diseño está basado en guías extranjeras, específicamente en las proporcionadas por la British Port Association (BPA) en sus ediciones del año 1996 y 2007.

Para el diseño estático se consideró un apilamiento máximo de 7 contenedores y para el diseño dinámico se analizaron dos grúas proporcionadas por el mandante, escogiéndose el diseño de mayor requerimiento estructural.

Se diferenciaron 3 distintas zonas dentro del patio de contenedores: Zona de almacenamiento de contenedores cargados. Zona de almacenamiento de contenedores vacíos. Zona de carga y descarga de contenedores.

Para cada zona se analizaron 3 distintas opciones de diseño, escogiéndose la más óptima desde el punto de vista estructural y económico.

Los diseños finales se presentan a continuación:Zona Estructura Material Espesor [mm]

Almacenamiento de Contenedores

Cargados

Subbase Granular, CBR 80% 150Base BTC 10 460

Pavimento Adocreto + Arena 110TOTAL: 720

Almacenamiento de Contenedores Descargados



Carga/Descarga de Contendores



2

ContenidoFicha Técnica......................................................................................................................................2

Indice de Tablas..................................................................................................................................5

Índice de Ilustraciones.......................................................................................................................6

Diseño Patio Contenedores Cargados................................................................................................7

Diseño Estático...............................................................................................................................7

Cargas de Diseño........................................................................................................................7

Espesor Equivalente en BTC10...................................................................................................7

Estructura del Pavimento (espesores)........................................................................................7

Diseño Dinámico - Grúa a Horcajadas............................................................................................8

Estructura del Pavimento (espesores)......................................................................................10

Diseño Dinámico - Grúa Reach Stacker........................................................................................11


Diseño Final – Patio Contenedores Cargados...............................................................................14

Diseño Patio Contenedores Vacíos...................................................................................................15

Diseño Estático.............................................................................................................................15

Cargas de Diseño......................................................................................................................15

Espesor Equivalente en BTC10.................................................................................................15


Diseño Dinámico – Grúa Reach Stacker........................................................................................16


Diseño Final – Patio Contenedores Vacíos...................................................................................19

Diseño Patio de Carga y Descarga....................................................................................................20


Diseño Final – Patio Carga/Descarga............................................................................................23

Especificaciones Técnicas.................................................................................................................24

A Preparación del Área de Trabajo..........................................................................................24

B Preparación Subrasante.......................................................................................................24

C Subbase Granular.................................................................................................................24

C.1 Materiales....................................................................................................................24

C.2 Confección....................................................................................................................25

C.3 Colocación....................................................................................................................25

3

C.4 Compactación...............................................................................................................25

C.5 Terminación..................................................................................................................25

D. Base Estabilizada con Cemento (BTC)...................................................................................25

D.1 Materiales....................................................................................................................26

D.2 Procedimiento de Trabajo............................................................................................26

F. Pavimento de Adocreto........................................................................................................29

F.1 Generalidades...............................................................................................................29

F.2 Cama de Arena.............................................................................................................29

F.3 Características Geométricas Adocretos........................................................................30

F.4 Características de Resistencia a la Compresión Adocretos y Ensayos...........................30

F.5 Colocación de Adocretos..............................................................................................31

F.6 Compactación de Adocretos.........................................................................................32

F.7 Relleno de Juntas (Arena de Junta)..............................................................................32

F.8 Niveles, Regularidad Superficial y Pendiente................................................................33

Anexos..............................................................................................................................................34

Gráfico Diseño Estático BPA para Patio Contenedores Cargados:................................................34

Gráfico Diseño Dinámico BPA Grúa Horcajadas para Patio Contenedores Cargados:..................35

Gráfico Diseño Dinámico BPA Grúa Reach Stacker para Patio Contenedores Cargados:.............36

Gráfico Diseño Estático BPA para Patio Contenedores Vacíos:....................................................37

Gráfico Diseño Dinámico BPA Grúa Reach Stacker para Patio Contenedores Vacíos:..................38

Gráfico Diseño Dinámico BPA Grúa Reach Stacker para Patio Carga y Descarga:........................39

4

Índice de TablasTabla 1: Cargas de Diseño Estático - Contenedores Cargados............................................................6Tabla 2: Espesores para Distintos BTC - Diseño Estático Contenedores Cargados.............................7Tabla 3: Datos de Diseño – Grúa Horcajadas Contenedores Cargados...............................................7Tabla 4: Verificación de Espesores – Grúa Horcajadas Contenedores Cargados................................8Tabla 5: Variables del Equipo – Grúa Horcajadas Contenedores Cargados........................................8Tabla 6: Valores de interpolación del factor de proximidad...............................................................8Tabla 7: Carga efectiva estática de cada rueda – Grúa Horcajadas Contenedores Cargados.............9Tabla 8: Pasadas de carga crítica – Grúa Horcajadas Contenedores Cargados...................................9Tabla 9: Espesores para Distintos BTC – Grúa Horcajadas Contenedores Cargados.........................10Tabla 10: Datos de diseño – Grúa Reach Stacker Contenedores Cargados......................................10Tabla 11: Verificación de espesores – Grúa Reach Stacker Contenedores Cargados.......................11Tabla 12: Variables del equipo – Grúa Reach Stacker contenedores Cargados................................11Tabla 13: Carga efectiva estática de cada rueda – Grúa Reach Stacker Contenedores Cargados.....11Tabla 14: Pasadas de carga crítica – Grúa Reach Stacker Contenedores Cargados..........................12Tabla 15: Espesores para Distintos BTC – Grúa Reach Stacker Contenedores Cargados..................12Tabla 16: Cargas de Diseño Estático - Contenedores Vacíos............................................................14Tabla 17: Espesores para Distintos BTC - Diseño Estático Contenedores Cargados.........................14Tabla 18: Datos de diseño – Grúa Reach Stacker Contenedores Vacíos...........................................15Tabla 19: Verificación de espesores – Grúa Reach Stacker Contenedores Vacíos............................15Tabla 20: Variables del equipo – Grúa Reach Stacker Contenedores Vacíos....................................15Tabla 21: Carga efectiva estática de cada rueda – Grúa Reach Stacker Contenedores Vacíos.........16Tabla 22: Pasadas de carga crítica - Grúa Reach Stacker Contenedores Vacíos...............................16Tabla 23: Espesores para Distintos BTC - Grúa Reach Stacker Contenedores Vacíos.......................17Tabla 24: Datos de diseño – Grúa Reach Stacker Carga/Descarga...................................................19Tabla 25: Verificación de espesores – Grúa Reach Stacker Carga/Descarga....................................19Tabla 26: Variables del equipo – Grúa Reach Stacker Carga/Descarga............................................19Tabla 27: Carga efectiva estática de cada rueda – Grúa Reach Stacker Carga/Descarga..................20Tabla 28: Pasadas de carga crítica – Grúa Reach Stacker Carga/Descarga.......................................20Tabla 29: Espesores para Distintos BTC – Grúa Reach Stacker Carga/Descarga...............................21

5

Índice de IlustracionesIlustración 1: Diseño Final Patio Contenedores Cargados................................................................15Ilustración 2: Diseño Final Patio Contenedores Vacíos.....................................................................20Ilustración 3: Diseño Final Patio Carga y Descarga...........................................................................24Ilustración 4: Gráfico Diseño Estático Contenedores Cargados........................................................35Ilustración 5: Gráfico Diseño Dinámico Grúa a Horcajadas para Contenedores Cargados...............36Ilustración 6: Gráfico Diseño Dinámico Grúa Reach Stacker para Contenedores Cargados.............37Ilustración 7: Gráfico Diseño Estático Contenedores Vacíos............................................................38Ilustración 8: Gráfico Diseño Dinámico Grúa Reach Stacker para Contenedores Vacíos..................39Ilustración 9: Gráfico Diseño Dinámico Grúa Reach Stacker para Patio de Carga y Descarga..........40

6

Diseño Patio Contenedores CargadosEl diseño está basado en el método propuesto por la British Port Association(BPA) en sus

guías “The Structural Design of Heavy Duty Pavements for Ports and others Industries, 2007” (desde aquí en adelante “guía 2007”) y “Port and Industrial Pavement Design with Concrete Pavers, 1996” (“guía 1996”)

Diseño Estático

Cargas de DiseñoSe considera un apilamiento de 7 contenedores de 12 metros de longitud (2 TEU) para los

3 posibles casos de disposición en planta: solo, en fila y en bloque. Se determina la carga equivalente (ESL), tomando en cuenta una reducción en peso al considerar la casi nula probabilidad de que los 7 contenedores se encuentren completamente cargados. De la Tabla 18 de la guía 2007 se obtiene:

Tabla 1: Cargas de Diseño Estático - Contenedores CargadosAltura

Contenedores

Reducción en el Peso Bruto

Carga Equivalente en el Pavimento [kN]Solo Fila Bloque

7 40 % 320 640 1280

Por lo que la carga de diseño es de 1280[kN].

Espesor Equivalente en BTC10El método propuesto por la BPA entrega para una solicitación dada, el espesor total de la

estructura del pavimento referido a una base tratada con cemento con resistencia media a la compresión en 7 días de 10 MPa (BTC10). Para determinar dicho espesor se utiliza el gráfico de diseño que se encuentra en el capítulo 14 de la Guía 2007 y además se encuentra en los anexos al final del informe.

Del gráfico se estima un espesor total de BTC 10 de 620 mm.

Estructura del Pavimento (espesores)La estructura del pavimento estará compuesta por una subbase granular, una base tratada

con cemento y los adocretos (junto con su cama de arena).

Subbase GranularDe la tabla 20 de la guía 2007 se obtiene un espesor de 150 mm para la subbase, con un

80% del CBR.

Pavimento de AdocretoLos adocretos tendrán 80 mm de espesor y estarán sobre una capa de arena de 30 mm.

7

Base Tratada con CementoEl espesor de la BTC se obtiene restando del espesor equivalente en BTC10 obtenido

anteriormente los espesores de la subbase granular y del pavimento en Adocreto, multiplicados respectivamente por su factor de equivalencia de material (FEM), obtenidos de la tabla 13 de la guía 2007.

Se diferencia el diseño para 3 tipos de BTC: 4.5, 10 y 20 MPa. Los espesores para cada BTC se resumen a continuación:

Tabla 2: Espesores para Distintos BTC - Diseño Estático Contenedores Cargados

BTC 4.5

Capa Espesor Real, [mm]

FEM Espesor Equivalente, [mm]

Subbase 150 3 50BTC 4.5 740 1.6 460

Pavimento 110 1 110TOTAL: 620

BTC 10



Subbase 150 3 50BTC 10 460 1 460


BTC 20



Subbase 150 3 50BTC 20 330 0.7 470


Diseño Dinámico - Grúa a Horcajadas Equipo: Grúa a horcajadas. Datos:

Tabla 3: Datos de Diseño – Grúa Horcajadas Contenedores Cargados.Datos Valor Unidad

Peso de Grúa 63000 KgPeso de contenedor 22000 Kg

Ancho de pista 4,5 mEspaciamiento de rueda 2-3,7-2 m

Número de pasadas 1460000 PasadasCBR del suelo 10 %

8

Con este valor de CBR se verifican los espesores de la sub-base y coronación:

Tabla 4: Verificación de Espesores – Grúa Horcajadas Contenedores Cargados.

Espesor Valor UnidadSub-base 150 mm

Coronación No requiere

Variables del equipo:

Tabla 5: Variables del Equipo – Grúa Horcajadas Contenedores Cargados.Variables Valor Unidad

Nº total de ruedas 8 ruedasCarga de cada rueda 7875 kg

fd: factor dinámico por frenaje 50 %calculo de la rueda estática 10625 kg

Calculo de profundidad efectiva:

PE=300∗√ 35000CBR∗10

Con CBR = 10%, se tiene PE = 2114 [mm].

Factor de proximidad de rueda:

Este valor se obtiene interpolando con los valores sacados de la tabla 19 del “Heavy duty pavements”.

Tabla 6: Valores de interpolación del factor de proximidad

Profundidad efectivaespaciamiento 2000 2114 3000

1800 1,19 1,22 1,472000 1,13 1,16 1,42400 1,02 1,05 1,273600 1 1 1,023700 1 1 1

Carga efectiva estática de rueda:

Considerando Fd= 50% y además que, la distancia entre el centro del vehículo a las ruedas interiores es de 1,85 m y el largo total entre el centro del vehículo y las ruedas extremas es de 3,85 m; entonces el factor de frenaje menor a ser aplicado en las ruedas interiores es:

9

Factor de frenaje :50∗1,853,85

= 24 %

Por lo tanto, la carga efectiva de cada rueda es:

Tabla 7: Carga efectiva estática de cada rueda – Grúa Horcajadas Contenedores Cargados.Rueda Factor Valor Unidad

1 12325*1,5 18488 kg2 12325*1,24 15283 kg3 12325*(1-024) 9367 kg4 12325*(1-0,5) 6163 kg

Rueda delantera es equivalente a una pasada de la carga máxima, igual a 18587,5 [Kg]. Así, el efecto de deterioro que transmite cada rueda es:

Tabla 8: Pasadas de carga crítica – Grúa Horcajadas Contenedores Cargados.Rueda Ecuación Porcentaje

Segunda (15283/18487,5)^3,75 0,48Tercera (9367/18487,5)^3,75 0,08Cuarta (6162,5/18487,5)^3,75 0,02

Cada vez que la grúa pasa por sobre su lugar, esta aplica un equivalente a:

1+0,48+0,08+0,02=1,58 Repeticiones de 185 KN.

Pasadas totales=1,58∗1460000=2306800

Con estos dos valores se ingresa al gráfico 4, del “Manual de Diseño para Pavimentos Portuarios Chilenos”, se obtiene un espesor de diseño de: 250 [mm].



Subbase GranularDe la tabla 20 de la referencia 1 se obtiene un espesor de 150 mm para la subbase, con un

80% del CBR.



anteriormente los espesores de la subbase granular y del pavimento en Adocreto, multiplicados

10

respectivamente por su factor de equivalencia de material (FEM), obtenidos de la tabla 13 de la guía 2007.

Se diferencia el diseño para 3 tipos de BTC: 4,5; 10 y 20 MPa. Los espesores para cada BTC se resumen a continuación:

Tabla 9: Espesores para Distintos BTC – Grúa Horcajadas Contenedores CargadosBTC 4,5

Capa Espesor Real, [mm] FEM Espesor Equivalente, [mm]Subbase 150 3 50BTC 4,5 150 1.6 90


BTC 10

Capa Espesor Real, [mm] FEM Espesor Equivalente, [mm]Subbase 150 3 50BTC 10 90 1 90


BTC 20

Capa Espesor Real, [mm] FEM Espesor Equivalente, [mm]Subbase 150 3 50BTC 20 70 0.7 90


Diseño Dinámico - Grúa Reach Stacker Equipo: Grúa Reach Stacker. Datos:

Tabla 10: Datos de diseño – Grúa Reach Stacker Contenedores Cargados.Datos Valor Unidad


Ancho de pista 4,5 mEspaciamiento de rueda 6930 mm



11

Tabla 11: Verificación de espesores – Grúa Reach Stacker Contenedores Cargados.Espesor Valor Unidad

Sub-base 150 mmCoronación no requiere


Tabla 12: Variables del equipo – Grúa Reach Stacker contenedores Cargados.Variables Valor Unidad




PE=300∗√ 35000CBR∗10



Este valor se obtiene interpolando con los valores sacados de la tabla 19 del “Heavy duty pavements”. En este caso debido al gran espaciamiento entre las ruedas delanteras y las traseras el factor de proximidad es igual a 1.




= 43,8 %


Tabla 13: Carga efectiva estática de cada rueda – Grúa Reach Stacker Contenedores Cargados.Rueda Factor Valor Unidad

1 16750*1,5 25125 kg2 16750*1,438 24087 kg

12

Rueda delantera es equivalente a una pasada de la carga máxima, igual a 25125 [Kg]. Así, el efecto de deterioro que transmite cada rueda es:

Tabla 14: Pasadas de carga crítica – Grúa Reach Stacker Contenedores Cargados.

Rueda Ecuación PorcentajeSegunda (24087/25125)^3,75 0,85


1+0,85=1,85 Repeticiones de 251 KN.

Pasadas totales=1,85∗1460000=2701000





80% del CBR.




Se diferencia el diseño para 3 tipos de BTC: 4,5, 10 y 20 MPa. Los espesores para cada BTC se resumen a continuación:

Tabla 15: Espesores para Distintos BTC – Grúa Reach Stacker Contenedores Cargados

BTC 4,5



BTC 10

13



BTC 20



Diseño Final – Patio Contenedores CargadosEl diseño final escogido para el patio de almacenamiento de contenedores cargados se

resume en la siguiente figura:

Ilustración 1: Diseño Final Patio Contenedores Cargados

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Diseño Patio Contenedores Vacíos

Diseño Estático

Cargas de DiseñoEl peso de un contenedor de 12 m de largo es de 3800 kg. El área de contacto es de

178x162 mm2 por apoyo. Para una altura de 7 contenedores se tiene:

Tabla 16: Cargas de Diseño Estático - Contenedores VacíosPeso

Contenedor[kg]

AlturaContenedores

Área de contacto[mm2]

Carga Equivalente en el Pavimento [kN]

Solo Fila Bloque3800 7 28836 65 130 261

Por lo que la carga de diseño es de 261[kN].

Espesor Equivalente en BTC10Del gráfico de diseño (adjunto en anexo) se estima un espesor total de BTC 10 de 340 mm.

Estructura del Pavimento (espesores)Los espesores de las capas propuestos para distintas BTC se muestran a continuación:

Tabla 17: Espesores para Distintos BTC - Diseño Estático Contenedores Cargados

BTC 4.5



Subbase 150 3 50BTC 4.5 290 1.6 180


BTC 10



Subbase 150 3 50BTC 10 180 1 180


BTC 20



Subbase 150 3 50BTC 20 130 0.7 185

Pavimento 110 1 110

15

TOTAL: 345

Diseño Dinámico – Grúa Reach Stacker Equipo: Grúa Reach Stacker (contenedores vacíos). Datos:

Tabla 18: Datos de diseño – Grúa Reach Stacker Contenedores Vacíos.Datos Valor Unidad





Tabla 19: Verificación de espesores – Grúa Reach Stacker Contenedores Vacíos.Espesor Valor Unidad

Sub-base 150 mmCoronación no requiere


Tabla 20: Variables del equipo – Grúa Reach Stacker Contenedores Vacíos.Variables Valor Unidad




PE=300∗√ 35000CBR∗10



16





= 43,8 %


Tabla 21: Carga efectiva estática de cada rueda – Grúa Reach Stacker Contenedores Vacíos.Rueda Factor Valor Unidad

1 12150*1,5 18225 kg2 12150*1,438 17472 kg


Tabla 22: Pasadas de carga crítica - Grúa Reach Stacker Contenedores Vacíos.




Pasadas totales=1,85∗730000=1350500

Con estos dos valores se ingresa al gráfico 4, del “Manual de Diseño para Pavimentos Portuarios Chilenos”, se obtiene un espesor de diseño de: 200 [mm] (espesor mínimo).



17


80% del CBR.





Tabla 23: Espesores para Distintos BTC - Grúa Reach Stacker Contenedores Vacíos

BTC 4,5



BTC 10



BTC 20



18

Diseño Final – Patio Contenedores VacíosEl diseño final escogido para el patio de almacenamiento de contenedores vacíos se


Ilustración 2: Diseño Final Patio Contenedores Vacíos

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Diseño Patio de Carga y DescargaEquipo: Grúa Reach Stacker (Patio de carga y descarga).

Datos:

Tabla 24: Datos de diseño – Grúa Reach Stacker Carga/Descarga.Datos Valor Unidad





Tabla 25: Verificación de espesores – Grúa Reach Stacker Carga/Descarga.

Espesor Valor UnidadSub-base 150 mm

Coronación no requiere


Tabla 26: Variables del equipo – Grúa Reach Stacker Carga/Descarga.Variables Valor Unidad




PE=300∗√ 35000CBR∗10




20




= 43,8 %


Tabla 27: Carga efectiva estática de cada rueda – Grúa Reach Stacker Carga/Descarga.Rueda Factor Valor Unidad

1 16750*1,5 25125 kg2 16750*1,438 24087 kg


Tabla 28: Pasadas de carga crítica – Grúa Reach Stacker Carga/Descarga.




Pasadas totales=1,85∗5840000=10804000





80% del CBR.


21




Tabla 29: Espesores para Distintos BTC – Grúa Reach Stacker Carga/Descarga

BTC 4,5



BTC 10



BTC 20



22

Diseño Final – Patio Carga/DescargaEl diseño final escogido para el patio de almacenamiento de contenedores vacíos se


Ilustración 3: Diseño Final Patio Carga y Descarga

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Especificaciones Técnicas

A Preparación del Área de TrabajoTodo lo referente a la preparación del terreno para comenzar con las obras de

construcción, junto con las correspondientes instalaciones de faena, sanitarias, eléctricas y obras provisorias requeridas, debe realizarse de acuerdo al capítulo 5.100 del volumen 5 del Manual de Carreteras.

B Preparación SubrasanteSe removerá y repondrá todo material presente en el terreno con un CBR inferior al CBR

de diseño (10%). El material de reposición será obtenido de los movimientos de tierra previos, siempre y cuando cumpla con el CBR antes indicado.

La subrasante será perfilada y compactada de acuerdo a las cotas y pendientes indicadas en los planos de proyecto.

La compactación será homogénea y se realizará hasta obtener una densidad compactada seca correspondiente al 95% de la densidad máxima seca, obtenida con el ensayo Proctor Modificado, realizado de acuerdo a la Norma NCH 1534-II.

Las tolerancias de terminaciones serán de 0,0 cm sobre y hasta 3,0 cm por debajo de las cotas establecidas en el Proyecto.

La frecuencia de los controles de compactación será de una determinación de densidad de terreno por cada 1000 m² de subrasante. La subrasante terminada deberá tener un CBR igual o superior al 10%.

C Subbase GranularEl espesor de la base será de 150 mm y su ejecución se ajustará a lo establecido en los

siguientes puntos:

C.1 MaterialesPara la construcción de bases se empleará mezclas de arenas y gravas trituradas que

cumplan la siguiente especificación:

Los agregados gruesos, retenidos sobre tamiz 5 mm (N° 4), deben ser partículas resistentes, durables, constituidas de fragmentos de roca, grava o escorias. Materiales que se quiebran con los ciclos alternados de hielo -deshielo y humedad – sequedad, no deben ser usados.

Los agregados finos, que pasan por tamiz 5 mm (N° 4), deben estar constituidos por arenas naturales o trituradas y por partículas minerales que pasan por tamiz 0,08 mm (N° 200).

Las fracciones que pasan por tamiz 0,08 mm (N° 200) no deberán ser mayores que los dos tercios de la fracción que pasa por tamiz 0,5 mm (N° 40). Los límites de consistencia de la

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fracción que pasa por tamiz 0,5 mm tendrán un límite líquido máx. de 35 y un Índice de Plasticidad máx. de 8.

Todo el material deberá estar libre de materias orgánicas y terrones de arcillas. El material deberá tener un soporte CBR ≥ 80%; la fracción gruesa deberá tener una

resistencia al desgaste, medida por el ensaye de Los Ángeles, de no más de 40%. La banda granulométrica de trabajo será la siguiente: (TM-50a)

Tamiz (mm) % que pasa50 10025 55 – 10010 30 – 755 20 – 652 10 – 50

0,5 5 – 300,08 0 – 20

C.2 ConfecciónLa confección de la subbase se ejecutará en plantas procesadoras fijas, asegurando la

obtención de material que cumpla con los requisitos establecidos. El material será acopiado en canchas habilitadas especialmente para este efecto, de manera que no se produzca contaminación ni segregación de los materiales.

C.3 ColocaciónLa subbase se construirá por capas de espesor compactado de 0,30 m, esto es un total de

5 capas para alcanzar el espesor de diseño de 150 mm. (aqui la BPA permite compactación en una sola capa de hasta 200mm ).Deberá extenderse al menos 50 cm por fuera la plataforma del pavimento.

C.4 CompactaciónEl material se compactará hasta que se haya asentado y estabilizado enteramente y

alcanzado un nivel de densificación mínimo del 98% del Proctor modificado.

C.5 TerminaciónAl final de la compactación, la zona compactada se dejará cerrada, libre del paso de

equipos y vehículos de construcción. La tolerancia máxima en la altura de la superficie compactada será de ±13 mm medida mediante una regla de 3 m.

D. Base Estabilizada con Cemento (BTC)La BTC tendrá un espesor de diseño de 460 mm con una resistencia media a la compresión

cúbica a los 7 días de 10 MPa.

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D.1 MaterialesCemento y Agua

El cemento hidráulico deberá ajustarse en lo que corresponda a lo especificado en NCh 148 y el agua a lo dispuesto en la Especificación descritas en 8.401.1 y 8.402.2 del MC-V8.

Áridos

Los agregados gruesos, retenidos sobre tamiz 5 mm (N° 4), deben ser partículas resistentes, durables, constituidas de fragmentos de roca, grava o escorias. Materiales que se quiebran con los ciclos alternados de hielo -deshielo y humedad – sequedad, no deben ser usados.

Los agregados finos, que pasan por tamiz 5 mm (N° 4), deben estar constituidos por arenas naturales o trituradas y por partículas minerales que pasan por tamiz 0,08 mm (N° 200).

Las fracciones que pasan por tamiz 0,08 mm (N° 200) no deberán ser mayores que los dos tercios de la fracción que pasa por tamiz 0,5 mm (N° 40). Los límites de consistencia de la fracción que pasa por tamiz 0,5 mm tendrán un límite líquido máx. de 25 y un Índice de Plasticidad máx. de 6.

Todo el material deberá estar libre de materias orgánicas y terrones de arcillas. El material deberá tener un soporte CBR ≥ 80%; la fracción gruesa deberá tener una

resistencia al desgaste, medida por el ensaye de Los Angeles, de no más de 35%. El porcentaje de material chancado debe ser mayor a 50%. Debe cumplir con la siguiente banda granulométrica (TM 25):

Tamiz (mm) % que pasa25 10020 70 – 10010 50 – 805 35 – 652 25 – 50

0,5 10 – 300,08 0 – 15

Los materiales contendrán una humedad igual o ligeramente mayor que la óptima, necesaria para asegurar la densidad de diseño requerida.

El equivalente de arena de los materiales no deberá ser inferior a 15% y el contenido de sales solubles no mayor a 4%, según los Métodos descritos en 8.202.9 y 8.202.18 del MC-V8, respectivamente.

D.2 Procedimiento de TrabajoPreparación de la Mezcla

El material se acopiará en canchas habilitadas especialmente para este efecto, de manera que no se produzca contaminación ni segregación de los materiales.

La mezcla será confeccionada en una planta fija.

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Las plantas mezcladoras deberán estar diseñadas para producir mezclas homogéneas y ajustadas a las proporciones de áridos, cemento y agua requeridos.

Deberán estar provistas de dispositivos que permitan modificar fácilmente las proporciones de los componentes que se incorporan a la mezcla. Asimismo, los alimentadores de los áridos y del cemento deberán ser fácilmente accesibles para la toma de muestras.

La planta mezcladora deberá disponerse de manera de minimizar la altura de caída libre de la mezcla preparada.

Colocación

El control de colocación de las bases o granulares tratados con cemento se ajustará a lo establecido en el Método descrito en 8.102.16 del MC-V8. Antes de comenzar a esparcir el material, la superficie de apoyo deberá ser ligeramente humedecida, pero evitando que se formen charcos o barro.

El material transportado directamente desde la planta mezcladora deberá extenderse sobre la plataforma mediante máquinas distribuidoras autopropulsadas, debiendo quedar la mezcla lista para ser compactada, sin necesidad de mayor manipuleo del material colocado para obtener el espesor y ancho.

La mezcla que deba colocarse en áreas inaccesibles para el equipo de colocación y compactación, podrá ser esparcida y compactada de manera que se cumpla con la compactación y terminación establecida.

El material extendido deberá ser homogéneo sin presentar bolsones o nidos de materiales finos o gruesos. Las capas compactadas no deberán tener un espesor inferior a 0,12 m ni superior a 0,24 m.

Espesores superiores a 0,24 m deberán extenderse en capas. La superficie de la primera capa se mantendrá humedecida hasta la colocación de la siguiente capa.

Ningún material tratado con cemento deberá mezclarse o colocarse cuando la temperatura ambiental sea menor que 2°C o cuando las condiciones indiquen que la temperatura puede caer bajo 2°C dentro de las siguientes 24 horas.

Compactación y Terminación de la Superficie

Deberán utilizarse equipos de compactación adecuados para alcanzar la densidad requerida, dentro de los tiempos de operación establecidos en el Método descrito en 8.102.16 del MC-V8.

La compactación se realizará de preferencia con rodillos lisos metálicos. El rodillado deberá iniciarse inmediatamente después de concluido el esparcido del material. El rodillo deberá progresar en forma gradual desde el punto bajo de los costados, hacia el centro de la vía en construcción, traslapando cada pasada con la precedente en por lo menos la mitad del ancho del rodillo. Después de haber completado a lo menos una pasada de rodillo sobre la superficie expuesta, se procederá a rebajar cualquier zona con puntos altos mediante motoniveladora, no aceptándose el relleno de puntos bajos con el

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material proveniente de rebajas de zonas altas. La motoniveladora deberá circular a suficiente distancia de los bordes de la base, de manera de no dañarlos. Después de perfilada la superficie, se retirará todo el material suelto y se procederá con la compactación final del material hasta alcanzar la mínima densidad especificada más adelante.

Tan pronto como terminen las operaciones de compactación, se procederá a controlar el espesor, y el grado de compactación alcanzado mediante los Métodos descritos en 8.502.1 ó 8.102.9 del MC-V8. La densidad deberá 98% de la densidad de diseño determinada según el Método descrito en 8.102.15 del MC-V8.

En general, el nivel de compactación se determinará con una muestra cada 50m. En caso de incumplimiento, se deberá continuar con el rodillado hasta alcanzar el mínimo grado de compactación exigido, dentro de los tiempos de operación establecidos en el Método descrito en 8.102.16 del MC-V8.

Cuando se requiera la colocación del material en dos capas, la primera deberá ser recibida con respecto a la mínima densidad requerida, previo a la colocación de la segunda capa.

La superficie terminada se deberá mantener humedecida hasta la faena de curado y no variará en ningún punto en más de 1,5 cm sobre o por debajo de las cotas establecidas en el Proyecto, exceptuando.

Las áreas con cotas inferiores a 1,5 cm con respecto a las establecidas en el Proyecto, serán remplazadas en todo el espesor de la capa, con nueva mezcla.

Juntas de Construcción

Las juntas transversales de construcción se deberán ejecutar al final de cada día de trabajo y cuando las operaciones de colocación se paralicen por más de 2 horas. Las juntas consistirán en un corte vertical sobre material completamente compactado.

Todo material producto de los cortes deberá ser retirado de la obra.

Curado, Mantención y Construcción de la Capa Superior

El curado se iniciará tan pronto se termine y sea aprobada la perfiladura y compactación de la base, debiéndose cumplir con los requisitos establecidos en el Método descrito en 8.102.16 del MC-V8. Este curado se mantendrá como mínimo durante 7 días, no permitiéndose tránsito durante ese lapso, salvo equipo de construcción, después de las 72 horas del término de la compactación, siempre que se trate de la construcción de la capa superior. Se tomarán todas las precauciones necesarias para que el equipo de construcción se apoye a suficiente distancia de los bordes para no dañarlos.

Se mantendrá las bases tratadas con cemento en condiciones satisfactorias hasta la construcción de la capa superior.

Cualquier daño producido a las bases o granulares tratados con cemento, por efecto de congelamiento, precipitaciones u otras condiciones climáticas adversas, deberá ser reparado.

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Resistencias a la Compresión

La resistencia a la compresión, se establecerá a partir de muestras tomadas de la mezcla fresca y ensayadas, según lo establecido en el Método descrito en 8.102.16 del MC-V8.

La BTC finalizada deberá tener una resistencia media a la compresión cúbica a los 7 días de 10 MPa y un espesor compactado de 460 mm.

F. Pavimento de Adocreto

F.1 GeneralidadesEn general los adoquines serán todos nuevos y sin uso previo, con un espesor de 80 mm.

Serán manufacturados por la empresa Grau, cumpliendo con la normativa del MINVU.

F.2 Cama de ArenaLa cama de arena se establece en un espesor de 30 mm, con una densidad relativa no

menor al 80%. La banda granulométrica para la arena es la siguiente (Guía BPA 1996):

Tamiz mm % que pasa10 1005 95 - 100

2,5 85 - 1001,25 50 - 850,63 25 - 60

0,315 10 – 300,16 2 -100,08 0 – 0,5

La arena será de cantos angulares y estará desprovista de sales solubles o contaminantes. La arena se acopiará de forma que no se contamine y puedan mantenerse sus

características. En caso de estar a la intemperie, se cubrirá de manera que el contenido de humedad sea el adecuado y lo mas uniforme posible.

Antes de utilizarla, se revolverá y harneará para lograr su completa homogeneización y asegurar que el material se encuentre suelto, condición que se mantiene hasta el momento de su colocación.

El espesor de la cama de arena, luego de la compactación de los adoquines, debe ser de 30 mm. Ello implica que el espesor suelto será mayor en una magnitud del orden de los 10 mm.

Si durante las operaciones del esparcido y nivelación, la capa de arena sufre algún tipo de compactación, se removerá y volverá a colocar.

De igual forma, si el material ha sufrido los efectos de la lluvia, será remplazada por arena suelta que posea el grado de humedad requerido.

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F.3 Características Geométricas AdocretosLos adocretos serán rectangulares de 200 cm2 con un largo y ancho equivalente de 200 x

100 mm. El espesor será de 80 mm. Además tendrán distanciadores en sus caras laterales para asegurar una distancia mínima entre unidades que permita el ingreso de la arena de juntas.

El nombre comercial utilizado por Grau es “Adocreto Recto 8”. Se presenta su descripción visual y dimensiones nominales a continuación:

Denominación Largo[mm]

Ancho[mm]

Espesor[mm]

Peso aprox.[Kg]

Rendimiento[u/m2]

Adocreto Recto 8 200 100 80 3,60 50

F.4 Características de Resistencia a la Compresión Adocretos y EnsayosLos adocretos cumplirán en cuanto a resistencia con la clasificación Tipo 1 propuesta por el

Código de Normas del MINVU, esto es una resistencia a la compresión en promedio para 5 unidades no inferior a 45 MPa e individualmente no menor a 40 MPa.

Se realizarán ensayos de compresión según las siguientes indicaciones:

Se requiere disponer de una prensa de ensayo capaz de aplicar la carga de rotura a la velocidad especificada más adelante y que cumpla con las disposiciones de la NCh 1037.Of1977, en lo que corresponda.

Los adoquines se miden para determinar la superficie neta “S” en mm2, correspondiente a la superficie total de la cara superior menos el área abarcada por el bisel.

Los adoquines se mantienen sumergidos en agua a 20 +/- 3 ºC, durante 24 horas previas al ensayo.

Cuando los adoquines tengan en su cara de rodado, áridos a la vista o partículas que den una superficie texturada, son refrentados con una pasta de cemento y yeso en proporción 1:1 en peso, 24 horas antes del ensayo. En este caso, la inmersión en agua se hace 48

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horas antes del ensayo, por un lapso de 24 horas y después del refrentado se mantienen en cámara húmeda a 20 +/- 3 ºC, y 80 % de humedad relativa mínima hasta el momento del ensayo.

El adoquín entero, con su superficie seca, se coloca con su cara de rodado hacia arriba, centrado sobre la base, cuidando que los ejes principales coincidan con los de la placa. Se requiere que las caras del adoquín sean paralelas entre sí y paralelas a las placas de carga.

Entre el adoquín y la placa inferior y superior de la prensa, se coloca una lámina de madera prensada de 4,8 mm de espesor mínimo, cuidando de que en los bordes de éstas sobresalgan al menos 5 mm de los bordes del adoquín. Se requiere usar láminas nuevas en cada ensayo.

La carga de compresión se aplica a una velocidad de 0.25 +/- 0,05 MPa /s y se registra la carga de rotura “P” en N. La resistencia a compresión “r” del adoquín, en MPa, se obtiene dividiendo la carga neta “P” por la sección neta “S”.

F.5 Colocación de AdocretosLos adocretos se deben colocar directamente sobre la capa de arena nivelada, teniendo

cuidado de no pisar la capa durante el proceso. Los adocretos se colocan lo más ajustado posible, de manera que entre las caras laterales queden juntas, de un espesor no mayor a 5 mm.

Se debe tener especial cuidado en la colocación de las primeras hileras, ya que es necesario que el adocreto quede en el ángulo preciso, evitando cambiar la posición de los elementos ya colocados.

Los adoquines enteros se colocan en primer lugar, a continuación las unidades recortadas que rematan los bordes.

El área a pavimentar se completa al máximo con unidades enteras. En lo posible, la colocación de unidades para el remate de los costados o contra otras estructuras, se hará simultáneamente con el avance del frente de colocación, encontrándose totalmente terminado antes de que se inicie la compactación.

Para lograr un calce ajustado al rematar los costados o los bordes de contacto con elementos existentes, puede ser necesario, utilizar adoquines cortados. En todo caso, se sugiere evitar la colocación de trozos de adoquines con menos de un cuarto (1/4) de su tamaño original o con menos de 40 mm.

En lugares donde no sea posible usar adoquines cortados, los huecos deben ser rellenados con hormigón grado H-30 y tamaño máximo de agregado igual a 10 mm, o con mortero de cemento y arena gruesa en proporción 1:3 en volumen.

Cuando no sea posible lograr con los adoquines un ajuste limpio en torno a un determinado elemento, éste puede ser rodeado con un anillo de hormigón grado H-30, que entregue un contorno más regular contra el cual puedan adosarse los adoquines.

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En lugares con pendiente, la colocación se hará desde abajo hacia arriba, para evitar el deslizamiento de los adoquines ya colocados.

F.6 Compactación de AdocretosLa capa de adocretos se debe compactar mediante placas compactadoras. Con ello, se

asegura el relleno de la parte inferior de las juntas entre adocretos con la arena de la capa base y al mismo tiempo, la compactación de esta capa.

Se recomienda emplear placas con las siguientes características:

Superficie: 0,15 – 0,40 m2

Presión efectiva trasmitida por la placa:50 – 80 KN / m2 Frecuencia de vibración: 5 – 10 Hz.

Para lograr una buena compactación, se debe aplicar 2 a 3 pasadas desde diferentes direcciones. En todo caso, el número de pasadas de la placa vibradora se debe regular para proporcionar una superficie de rodado plana y prevenir la posibilidad de asentamiento bajo la carga.

La compactación se hace tan pronto como sea posible, después de la colocación de los adocretos, pero teniendo la precaución de no acercarse a menos de 1 m del frente de colocación. Fuera de esta franja, ningún sector del pavimento se puede dejar sin compactar al término de la jornada de trabajo.

Si durante la compactación resultan algunas unidades dañadas, estas son removidas y repuestas.

F.7 Relleno de Juntas (Arena de Junta)Concluida la compactación de la capa de adocretos, se distribuirá arena fina seca sobre la

superficie.

La banda granulométrica de trabajo para la arena de junta será la siguiente (Guía BPA 1996):

Tamiz mm % que pasa5 100

2,5 96 – 1001,25 70 – 1000,63 40 – 75

0,315 10 – 350,16 2 – 150,08 0 – 1

Con escobillones se facilitará la penetración de la arena dentro de las juntas.

La humedad de este material debe ser inferior al 2%, al momento de colocarlo.

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Una vez esparcida la arena, el área pavimentada se vibrará nuevamente, a fin de asegurar la penetración de la arena en las juntas. Se debe aplicar dos o tres pasadas de la placa compactadora y luego retirar el exceso de arena.

El relleno de juntas y la compactación final se deben hacer lo antes posible, una vez realizada la colocación y compactación inicial de los adoquines.

Un par de semanas después de haber terminado el pavimento, se debe hacer un nuevo barrido con arena para rellenar los espacios que se hayan abierto por la acomodación de la arena dentro de las juntas.

F.8 Niveles, Regularidad Superficial y Pendiente.Se aceptarán las siguientes tolerancias en las capas del pavimento:

Subrasante +/- 20 mm. Sub-base +/- 15 mm. Superficie de adocretos +/- 10 mm.

Los niveles entre dos adocretos adyacentes no deben diferir en más de 2 mm.

La separación total entre la superficie de adocretos y una regla de 3 m instalada paralela al eje del pavimento, no debe ser mayor a 10 mm.

La pendiente transversal mínima será de un 2,5% y la pendiente longitudinal del pavimento será mayor de 0,5 %.

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Anexos

Gráfico Diseño Estático BPA para Patio Contenedores Cargados:

Ilustración 4: Gráfico Diseño Estático Contenedores Cargados

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Gráfico Diseño Dinámico BPA Grúa Horcajadas para Patio Contenedores Cargados:

Ilustración 5: Gráfico Diseño Dinámico Grúa a Horcajadas para Contenedores Cargados

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Gráfico Diseño Dinámico BPA Grúa Reach Stacker para Patio Contenedores Cargados:

Ilustración 6: Gráfico Diseño Dinámico Grúa Reach Stacker para Contenedores Cargados.

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Gráfico Diseño Estático BPA para Patio Contenedores Vacíos:

Ilustración 7: Gráfico Diseño Estático Contenedores Vacíos.

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Gráfico Diseño Dinámico BPA Grúa Reach Stacker para Patio Contenedores Vacíos:

Ilustración 8: Gráfico Diseño Dinámico Grúa Reach Stacker para Contenedores Vacíos.

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Gráfico Diseño Dinámico BPA Grúa Reach Stacker para Patio Carga y Descarga:

Ilustración 9: Gráfico Diseño Dinámico Grúa Reach Stacker para Patio de Carga y Descarga.

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Preparación Subrasante

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Transcript of Preparación Subrasante