PROCEDIMIENTOS DE DISEÑO DEL MTC:

El manual de diseño del MTC (MTC 2013b) considera para el diseño de pavimento con bloques de concreto el método desarrollado para el ICPI-Interlocking Concrete Pavement Institute (ICPI 1995) que es un procedimiento simplificado que toma en cuenta las siguientes guías de diseño: `Structutural Design of Concrete Block Pavements` (Rada et al. 1990) y la Guide for Design of Pavement Structures (AASHTO 1993).

El método considera los siguientes factores de diseño:

a) Aspectos ambientalesb) Trafico expresado en ejes equivalentesc) Características de la Subrasanted) Materiales del pavimento

a) Aspectos Ambientales

Dos aspectos que influyen sobre el pavimento son la humedad y la temperatura. La humedad afecta al suelo y las capas granulares del pavimento. Y la temperatura puede afectar la capacidad de carga, especialmente cuando se tiene base tratada con asfalto, también cuando hay temperaturas frías bajo 0 `C y a la vez humedad, el congelamiento y descongelamiento tiene efectos negativos en el pavimento.

Estos efectos perjudiciales pueden ser reducidos o eliminados, considerando: Drenaje superficial y Drenaje subterráneo para el pavimento, de tal manera

de evacuar el agua filtrada en las capas del pavimento. Mejoramiento de los suelos susceptibles a las heladas. Materiales que cumplan la calidad especificadas en las Especificaciones

Técnicas.

b) Trafico

Se calcula en ejes equivalentes.

Tabla 3.7 Numero de repeticiones acumuladas de ejes equivalentes de 8.2t, en el carril de diseño (MTC 2013b)

c) Características de la Subrasante

Las características de la Subrasante sobre la que se asienta el pavimento, están definidas en seis (06) categorías de subrasante, en base a su capacidad de soporte CBR.

Tabla 3.8 Categorías de Subrasante

Se consideran como materiales aptos para las capas de la subrasante suelos con CBR igual o mayor de 6%. En caso de ser menor (Subrasante pobre o subrasante inadecuada), se procederá a la estabilización de los suelos, para lo cual se analizaran alternativas de solución, como la estabilización mecánica, el reemplazo del suelo de cimentación, estabilización química de suelos, estabilización con geosinteticos u otros productos aprobados por el MTC, elevación de la rasante, cambiar el trazo vial, eligiéndose la mas conveniente técnica y económica.

d) Materiales del Pavimento

Los materiales de la estructura de pavimento de bloques de concreto, son los siguientes

Capas Granulares:

Es opcional incluir esta capa sobre la subrasante preparada y compactada, el Manuel del MTC solo contempla capas de base granular y de bases tratadas.

Sub base: Debe cumplir con lo indicado en el manual del MTC (MTC 2000)

Base Granular: Debe cumplir con lo indicado por el MTC (2000) Base Granular Tratada con Asfalto: Las características del material

granular correspondiente a la Base Granular, indicada anteriormente, a la cual se le adiciona material asfaltico, la mezcla obtenida debe tener una estabilidad Marshall de 1.800 lb.

Base Granular Tratada con Cemento: Las características del material granular corresponden a la Base Granular, indicada anteriormente, a la cual se le adiciona cemento portland, debe tener una resistencia a la compresión a los 7 días de 4.5 MPa.

Arena para capa de soporte

Tabla 3.9 Granulometría de la Arena de Cama (NTP 400.037) (MTC 2013a)

Arena para sello

Tabla 3.10 Granulométrica de la Arena de Sello (NTP 400.011) (MTC 2013a)

Bloques de Concreto:

El manual del MTC recomienda tres tipos tres tipos de espesores de bloques de concreto

Tabla 3.11 Bloques – Requisitos (NTP 399.6111) (MTC 2013b)

Los espesores mínimos recomendados de bloques de concreto y cama de arena, según el tipo de tráfico, serán las siguientes:

Tabla 3.12 Valores recomendados de Espesores Mínimos de Adoquín de Concreto y Cama de Arena (MTC 2013b)

El espesor mínimo constructivo para la base granular es de 100 mm, para bases tratadas con asfalto 90 mm y para bases tratadas con cemento es de 100 mm.

Los ábacos de diseño han sido adaptados de la metodología del Interlocking Concrete Pavement Institute y tienen como datos de ingreso el CBR de diseño. El número de repeticiones de ejes equivalentes y el espesor prefijado de adoquín de concreto, determinándose el espesor requerido de base granular, base tratada con asfalto o base tratada con cemento, según corresponda. A continuación se presenta el ábaco de diseño cuando la base es granular.

Figura 3.10 Abaco de diseño de espesor de pavimentos segmentados considerando base granular (MTC 2013b)

Ejemplo 3.1: Calculo del espesor de diseño método del MTC

Determinar el espesor de diseño de un pavimento segmentado para el tráfico en el periodo de vida de 2x10^6, una condición de drenaje buena y un módulo de reacción de la subrasante de 10,000 psi = CBR 8.5%

Solución:

Con los datos indicados se ingresa al siguiente grafico

ESPESOR DE DISEÑO PARA BASE GRANULARCBR Subrasante (%)

De acuerdo al grafico anterior se deberá colocar un pavimento segmentado de concreto de 80 mm de espesor apoyado en una cama de arena de 40 mm apoyados en una capa granular de 150 mm.