MemoriaDeCalculo_Pavimentacion.pdf

UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA

DEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILES

MEMORIA EXPLICATIVA Y MEMORIA DE CÁLCULO

PROYECTO DE PAVIMENTACION

LOTEO SANTA BEATRIZ, SANTIAGO

PROYECTISTAS A CARGO

__________________________________ ___________________________________

JOSUE ANGELO LARENAS VALENZUELA FERNANDO ANTONIO LIZAMA ABARCA

Proyecto de Urbanización Loteo “Santa Beatriz”

Página 1

ÍNDICE GENERAL

INTRODUCCION ................................................................................................................................... 4

MEMORIA EXPLICATIVA ...................................................................................................................... 5

MEMORIA DE CÁLCULO....................................................................................................................... 6

1. Características del Loteo ............................................................................................................. 6

2. Diseño Estructural ....................................................................................................................... 7

2.1 Diseño de Pavimentos de Asfalto ........................................................................................ 7

2.1.1 Diseño de Vías no Estructurantes. Metodología Mecanicista..................................... 7

2.1.2 Diseño de Vías Estructurantes, Metodología Empírico Mecanicista .......................... 8

2.2 Diseño de Pavimentos de Hormigón ................................................................................. 14

2.2.1 Diseño de Vías no Estructurantes, Metodología Mecanicista ................................... 14

2.2.2 Diseño de Vías Estructurantes, Metodología Empírico Mecanicista ........................ 15

3. Diseño Geométrico.................................................................................................................... 19

3.1 Velocidad de Diseño .......................................................................................................... 19

3.2 Alineamiento Horizontal ................................................................................................... 19

3.3 Alineamiento Vertical ........................................................................................................ 24

3.4 Calzadas ............................................................................................................................. 24

3.4.1 Ancho de Pistas ......................................................................................................... 25

3.4.2 Bandas de Estacionamientos ..................................................................................... 25

3.4.3 Bombeo ..................................................................................................................... 26

3.5 Bandejones y Medianas .................................................................................................... 27

3.6 Soleras ............................................................................................................................... 27

3.7 Intersecciones – Radios Mínimos ...................................................................................... 28

3.8 Acceso Tipo para Propiedades Privadas ............................................................................ 29

3.9 Especificaciones y Ubicación de Veredas .......................................................................... 32


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INDICE DE TABLAS

Tabla N°1. Vías del Loteo y su Clasificación ........................................................................................ 5

Tabla N°2. Cartilla de Diseño en Asfalto .............................................................................................. 7

Tabla N°3. Capas y Espesores para los Pasajes del Loteo – Diseño en Asfalto ................................... 8

Tabla N°4. Capas y Espesores para las calles de Servicio del Loteo – Diseño en Asfalto .................... 8

Tabla N°5. Vías Estructurantes del Loteo ............................................................................................ 8

Tabla N°6. Ejes Equivalentes según tipo de vía – Diseño en Asfalto ................................................... 9

Tabla N°7. Confiabilidad según tipo de via – Diseño en Asfalto ......................................................... 9

Tabla N°8. Coeficiente Estadístico ZR – Diseño en Asfalto .................................................................. 9

Tabla N°9. Ecuaciones para determinar Módulo Resiliente según capa .......................................... 10

Tabla N°10. Módulo Resiliente para cada capa ................................................................................ 10

Tabla N°11. Coeficientes Estructurales para Capas Asfálticas – Diseño en Asfalto .......................... 10

Tabla N°12. Coeficientes Estructurales para Capas Granulares – Diseño en Asfalto ........................ 10

Tabla N°13. Coeficientes Estructurales para cada Capa – Diseño en Asfalto ................................... 11

Tabla N°14. Coeficientes de Drenaje – Diseño en Asfalto ................................................................ 11

Tabla N°15. Números Estructurales para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto .......................... 12

Tabla N°16. Espesores para Vías Estructurantes previo a verificación – Diseño en Asfalto ............. 12

Tabla N°17. Verificación por Capas – Diseño en Asfalto ................................................................... 12

Tabla N°18. Verificación Espesor de la Subbase para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto ....... 13

Tabla N°19. Verificación Espesor de la Subbase para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto ....... 13

Tabla N°20. Verificación Espesor de la Base para Vias Estructurantes – Diseño en Asfalto ............. 13

Tabla N°21. Espesores de Capas para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto ............................... 14

Tabla N°22. Cartilla de Diseño para Vías no Estructurantes – Diseño en Hormigón ........................ 14

Tabla N°23. Espesor de Capas para Pasajes del Loteo – Diseño en Hormigón ................................. 15

Tabla N°24. Espesor de Capas para Calles de Servicio del Loteo – Diseño en Hormigón ................. 15

Tabla N°25. Vías Estructurantes del Loteo ........................................................................................ 15

Tabla N°26. Ejes Equivalentes para Vías Estructurantes – Diseño en Hormigón .............................. 16

Tabla N°27. Confiabilidad según Tipo de Vía – Diseño en Hormigón................................................ 16

Tabla N°28. Coeficiente Estadístico ZR – Diseño en Hormigón.......................................................... 16

Tabla N°29. Ecuaciones para Modulo de Reacción de la Subrasante ............................................... 16

Tabla N°30. Coeficientes de Drenaje – Diseño en Hormigón ............................................................ 17

Tabla N°31. Espesor de Losa según ecuación de diseño para Vías Estructurantes – Diseño en

Hormigón ........................................................................................................................................... 18

Tabla N°32. Espesor de Losa a utilizar para Vías Estructurantes – Diseño en Hormigón ................. 18

Tabla N°33. Rangos de Velocidad de Diseño según tipo de vía ........................................................ 19

Tabla N°34. Velocidad de Diseño para cada Tipo de Vía ................................................................... 19

Tabla N°35. Desarrollo Mínimo de la Curva según Velocidad de Diseño .......................................... 24

Tabla N°36. Radios Mínimos de Contraperalte según Velocidad de Diseño ..................................... 24

Tabla N°37. Ancho de Pista mínimo .................................................................................................. 25

Tabla N°38. Ancho Mínimo de Banda de Estacionamientos ............................................................. 25

Tabla N°39. Bombeo Mínimo de la Calzada ...................................................................................... 26


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Tabla N°40. Dimensiones Mínimas de Bandejones y Medianas ....................................................... 27

INDICE DE FIGURAS

Figura N°1. Plano del Loteo Santa Beatriz ........................................................................................... 6

Figura N°2. Parámetros del Alineamiento Horizontal ....................................................................... 20

Figura N°3. Curva en Calle Central .................................................................................................... 21

Figura N°4. Curva en Calle 1 .............................................................................................................. 22

Figura N°5. Curvas en Pasaje 1 .......................................................................................................... 23

Figura N°5. Tipos de Banda de Estacionamiento .............................................................................. 26

Figura N°6. Tipos de Soleras .............................................................................................................. 27

Figura N°7. Trayectoria de Vehículos en Esquinas ............................................................................ 29

Figura N°8. Plano Detalle Acceso a Propiedad Privada ..................................................................... 31

Figura N°9. Cortes Acceso a Propiedad Privada – Hormigón ............................................................ 31

Figura N°10. Corte Acceso a Propiedad Privada – Asfalto ................................................................ 32

Figura N°11. Rodado en cruce ........................................................................................................... 33


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INTRODUCCION

En este informe se presenta el procedimiento de análisis y diseño de los pavimentos de las

vías de acceso al Loteo Santa Beatriz, ubicado en la Región Metropolitana. Así también, se

presenta el diseño geométrico de estas mismas vías.

Para el Proyecto de Pavimentación, se recurre a las especificaciones que el SERVIU

Metropolitano exige en sus Manuales de Pavimentación y Aguas Lluvias. Las exigencias del SERVIU

Metropolitano se basan en los requisitos indicados en la Ordenanza General de Urbanismo y

Construcción y también las del Plan Regulador de la Región Metropolitana.

Por otro lado, el diseño geométrico se efectúa en base a las Recomendaciones para el Diseño

de Elementos de Infraestructura Vial Urbana REDEVU.


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MEMORIA EXPLICATIVA

En el presente informe se describen los procesos técnicos y los cálculos realizados en el diseño

estructural y el diseño geométrico de las vías del Loteo “Santa Beatriz”, ubicado en Pudahuel,

Región Metropolitana.

Para efectuar esto se recurrió a los Manuales del SERVIU Metropolitano, como así también a

las Recomendaciones para el Diseño de Elementos de Infraestructura Vial Urbana REDEVU.

El Proyecto contempla el diseño de las vías del Loteo “Santa Beatriz”, las cuales son mostradas

a continuación:

Vía Clasificación

Calle Serrano Troncal

Avenida General Bonilla Colectora

Calle Central De Servicio

Calle 1 De Servicio

Pasaje 1 Pasaje

Pasaje 2 Pasaje

Pasaje 3 Pasaje

Pasaje 4 Pasaje

Pasaje 5 Pasaje

Pasaje 6 Pasaje Tabla N°1. Vías del Loteo y su Clasificación

Se efectúa el diseño estructural del pavimento en base a asfalto y también con hormigón,

con la idea de comparar y encontrar la solución más óptima.


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MEMORIA DE CÁLCULO

En este apartado se muestran los procedimientos efectuados para el diseño estructural y el

diseño geométrico de las vías circundantes al Loteo “Santa Beatriz”, Santiago.

1. Características del Loteo

El Loteo “Santa Beatriz” ubicado en la comuna de Pudahuel, Santiago, creado con fines

habitacionales, tendrá una extensión de 33056 mt2. Los limites de la zona del loteo y que son

tratados en este informe son por el Norte la propiedad privada, por el Este la Calle Serrano, por el

Sur la Avenida General Bonilla y por el Oeste terrenos de propiedad privada.

Con dicho proyecto se pretende habilitar la zona para el uso habitacional, esto implica la

apertura de pasajes y calles no existentes, la extensión de calles existentes para aumentar su

cobertura, construcción de viviendas y la correspondiente dotación de servicios básicos de agua

potable, alcantarillado y electrificación en todas ellas.

Figura N°1. Plano del Loteo Santa Beatriz


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2. Diseño Estructural

Para estos efectos se utilizara el Capítulo 1 del SERVIU Metropolitano. Se diseñaran las vías

considerando como material al asfalto y también el hormigón, esto con el fin de analizar cual

solución entrega mejores resultados y es más óptima considerando el factor económico.

Para el Diseño Estructural en vías urbanas la tendencia es utilizar métodos mecanicistas ya

que predicen de mejor forma el comportamiento de los pavimentos, pero también se dispone de

métodos empírico mecanicistas como por ejemplo el AASHTO 93.

Según la Ordenanza General del Plan Regulador Metropolitano de Santiago, las vías son no

estructurantes cuando su tráfico es menor que 1 millón de EE. Estas vías son diseñadas mediante

la metodología mecanicista. Por otro lado, las vías contempladas en el Plan (metropolitanas,

colectores, troncales) se diseñan en base al método AASHTO.

2.1 Diseño de Pavimentos de Asfalto

2.1.1 Diseño de Vías no Estructurantes. Metodología Mecanicista

Como se mencionó previamente, el diseño de este tipo de vías se efectúa mediante

metodología mecanicista. Se utilizan la Cartilla de Diseño, mostrada a continuación:

Tabla N°2. Cartilla de Diseño en Asfalto

Como se aprecia en la tabla, el diseño del pavimento queda restringido a la capacidad de

soporte de la subrasante, o sea el CBR. Del informe de Mecánica de Suelos se tiene que:


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Por otro lado la napa subterránea se encuentra a aproximadamente 60 [m] de

profundidad, por lo tanto no deberían haber problemas asociados a este factor.

2.1.1.1 Diseño de Pasajes

Para los pasajes del Proyecto, que corresponde a Pasaje 1, 2, 3, 4, 5 y 6, se utilizaran las siguientes

capas y espesores:

Tipo de Vía Transito [EE] Capa Estabilidad [N] CBR Capa [%] Espesor [mm]

Pasajes < 50.000 Carpeta Asfáltica 6.000 - 40

Base - 100 150 Tabla N°3. Capas y Espesores para los Pasajes del Loteo – Diseño en Asfalto

No es necesario usar sub-base ni efectuar mejoramiento a la subrasante ya que la

capacidad de soporte del suelo es alta y el transito esperado en la vida de diseño del pavimento es

baja.

2.1.1.2 Diseño de Calles de Servicio

En el Loteo “Santa Beatriz” la Calle Central y la Calle 1 corresponden a vías de Servicio, las cuales

dispondrán de la siguiente estructura de pavimento:

Tipo de Vía Transito [EE] Capa Estabilidad [N] CBR Capa [%] Espesor [mm]

De Servicio < 1.000.000 Carpeta Asfáltica 10.000 - 50

Binder Asfaltico 9.000 - 50

Base - 80 200 Tabla N°4. Capas y Espesores para las calles de Servicio del Loteo – Diseño en Asfalto

El pavimento consta de Carpeta Asfáltica, Binder Asfaltico y Base. A diferencia de los

Pasajes y de las Calles Locales se utiliza una capa de Binder ya que las solicitaciones son mayores.

2.1.2 Diseño de Vías Estructurantes, Metodología Empírico Mecanicista

Dentro de las vías existentes en las cercanías del Loteo “Santa Beatriz” y que son

diseñadas en este proyecto se encuentran:

Calle Clasificación

Serrano Troncal

Av. General Bonilla Colectora Tabla N°5. Vías Estructurantes del Loteo

A continuación se muestra los procedimientos y el diseño definido para cada vía.


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2.1.2.1 Diseño de Colectoras y Troncales

Para el diseño de vías colectoras y troncales se utiliza el método ASSHTO 93, basado en la

prueba AASHO efectuado en Estados Unidos. El procedimiento utilizado se detallara a

continuación.

Transito Ejes Equivalentes (EE)

Debido a la ausencia de estratigrafía de tránsito y conteos de flujo vehicular, se

consideraran los EE mínimos de diseño por pista que se muestra a continuación:

Tipo de Vía Transito EE

Vías Metropolitanas 20 x 106

Vías Troncales 11 x 106

Vías Colectoras 4 x 106

Tabla N°6. Ejes Equivalentes según tipo de vía – Diseño en Asfalto

Para la vía Colectora se utilizaran 4 x 106 EE mientras que para la vía Troncal 11 x 106.

Confiabilidad del Diseño (R)

En términos generales se tiene que:

Tipo de Vía Confiabilidad R [%]

Metropolitanas 80

Troncales 75

Colectoras 60

Servicio o Locales 50 Tabla N°7. Confiabilidad según tipo de via – Diseño en Asfalto

Para la vía colectora se tiene una confiabilidad igual a 60 [%], mientras que para la vía

troncal un 75 [%].

Desviación Estándar Combinada (So)

Para los pavimentos asfalticos se considera So igual a 0,45.

Coeficiente Estadístico de Confiabilidad (ZR)

Se define en base a:

Confiabilidad R [%] Coeficiente Estadístico ZR

80 -0,841

75 -0,674

60 -0,253

50 -0,000 Tabla N°8. Coeficiente Estadístico ZR – Diseño en Asfalto


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Para la vía colectora el ZR es -0,253, mientras que la vía troncal el ZR es -0,674.

Módulo Resiliente (MR)

Los requerimientos establecidos en el SERVIU Metropolitano son mostrados a

continuación:

Tabla N°9. Ecuaciones para determinar Módulo Resiliente según capa

Con lo cual, el pavimento de la vía colectora y de la vía troncal dispondrán de las siguientes

características:

Capa CBR de aplicación [%] MR [Kgf/cm2]

Base Granular 80 2043,2

Subbase Granular 40 1166,4

Subrasante 30 872 Tabla N°10. Módulo Resiliente para cada capa

Coeficientes Estructurales

Para cada capa del pavimento se tiene distinto coeficiente estructural. El SERVIU

Metropolitano establece lo siguiente:

Capa Estructural: Carpeta Asfáltica

Estabilidad Marshall [N] Coeficiente Estructural ai

14000 – 12000 0,44

12000 – 10000 0,43 – 0,42

10000 – 8000 0,41 – 0,40

Capa Estructural: Binder Asfaltico

Estabilidad Marshall [N] Coeficiente ai

7000 – 9000 0,39 Tabla N°11. Coeficientes Estructurales para Capas Asfálticas – Diseño en Asfalto

Capa Estructural: Base Estabilizada

CBR [%] Coeficiente ai

80 – 100 0,13

Capa Estructural: Subbase Granular

CBR [%] Coeficiente ai

30 – 40 0,11 Tabla N°12. Coeficientes Estructurales para Capas Granulares – Diseño en Asfalto

Los coeficientes estructurales escogidos son:


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Capa Estructural Coeficiente ai Estabilidad [N] CBR [%]

Carpeta Asfáltica 0,43 12000 -

Binder Asfaltico 0,39 8000 -

Base Estabilizada 0,13 - 80

Subbase Granular 0,11 - 40 Tabla N°13. Coeficientes Estructurales para cada Capa – Diseño en Asfalto

Coeficientes de Drenaje

Se determina a partir de la siguiente tabla:

mi Caso

1,0 En zonas urbanas

0,9 En casos especiales, suelos muy finos y presencia de napa en la zona de influencia de transmisión de cargas (0 a 1m).

Tabla N°14. Coeficientes de Drenaje – Diseño en Asfalto

Como el Loteo “Santa Beatriz” se ubica en una zona urbana y no existen problemas con la

napa se define mi igual a 1.

Numeros Estructurales

Se define los NE del pavimento como:

NE3: Numero Estructural calculado a partir del Módulo Resiliente de la Subrasante.

NE2: Numero Estructural calculado a partir del Módulo Resiliente de la Subbase.

NE1: Numero Estructural calculado a partir del Módulo Resiliente de la Base.

Formula AASHTO 93 Pavimento de Concreto Asfaltico

La formula que rige el diseño es:

(

)

⁄

[

]

Donde

EE = Ejes Equivalentes de 80 kN (8,16”) de rueda doble.

NE = Numeros Estructurales en mm.


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pf = Indice de Serviciabilidad Final del Pavimento.

pi = Indice de Serviciabilidad Inicial del Pavimento.

ZR = Coeficiente Estadistico asociado a la confiabilidad.

So = Desviacion Estandar Combinada en la estimacion de los parametros.

MRi = Modulo resiliente de la capa i en MPa.

De esta forma, los números estructurales para la calle Serrano (Troncal) y la Avenida

General Bonilla (Colectora) son los siguientes:

Calle Serrano - Troncal Av. General Bonilla - Colectora

NE [mm] NE [mm]

1 67,9 54,0

2 82,8 66,4

3 91,5 73,6 Tabla N°15. Números Estructurales para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto

En base a los números estructurales definidos en la tabla anterior, se establecen los

siguientes espesores de las capas:

Capa Estructural Calle Serrano - Troncal Av. General Bonilla

e [mm] e [mm]

Carpeta Asfáltica 40 40

Binder Asfaltico 140 100

Base Estabilizada 100 100

Subbase Granular 100 50 Tabla N°16. Espesores para Vías Estructurantes previo a verificación – Diseño en Asfalto

El numero estructural con respecto a la subrasante para la vía troncal es 95,8 [mm],

mientras que para la vía colectora es 74,4 [mm].

Verificación por Capas

⁄

( ) ⁄

( ) ⁄

Se efectúa la verificación por capas obteniéndose lo siguiente:

Calle Serrano - Troncal Av. General Bonilla - Colectora

Necesario Usado Necesario Usado

e, asf [mm] 170,2 180 134,5 140

e, base[mm] 84,4 100 78,2 100

e, subbase [mm] 60,8 100 40,3 50

Tabla N°17. Verificación por Capas – Diseño en Asfalto


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Se observa que los espesores escogidos para cada vía cumplen con las restricciones.

Verificación de Potencial de Rigidez de las capas no Ligadas (Método Shell)

En primera instancia se verifica el espesor de la subbase. Se debe cumplir que:

Así, para la Calle Serrano (Vía Troncal) y la Avenida General Bonilla (Vía Colectora) se tiene que:

Calle Serrano Av. General Bonilla

k1 1,59 1,16

k1*MRsubrasante 138,5 101,4

MRsubbase 116,6 116,6

Cumple No Cumple Tabla N°18. Verificación Espesor de la Subbase para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto

El espesor de la subbase definido para la Avenida General Bonilla no es suficiente. Se

aumenta el espesor de la subbase a 100 [mm]. Luego:


k1 1,59 1,59

k1*MRsubrasante 138,5 138,5


Cumple Cumple Tabla N°19. Verificación Espesor de la Subbase para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto

Se procede a la verificación del espesor de la base. El requerimiento es el siguiente:

Considerando el espesor de la base definido anteriormente, se tiene lo siguiente:


k2 1,59 1,59

k2(k1*MRsubrasante) 220,1 220,1


Cumple Cumple Tabla N°20. Verificación Espesor de la Base para Vias Estructurantes – Diseño en Asfalto

Se cumplen entonces los requerimientos para la subbase y base de la calle Serrano y

Avenida General Bonilla.

Espesores de las Capas

Habiéndose realizado la verificación y los procedimientos de diseño, los espesores de

capas para la Calle Serrano (Troncal) y Avenida General Bonilla (Colectora) son:


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Capa Estructural Calle Serrano - Troncal Av. General Bonilla

e [mm] e [mm]

Carpeta Asfáltica 40 40

Binder Asfaltico 140 100

Base Estabilizada 100 100

Subbase Granular 100 100 Tabla N°21. Espesores de Capas para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto

2.2 Diseño de Pavimentos de Hormigón

El hormigón es un material más rígido que el asfalto, además presenta un comportamiento

y tipos de deterioro distintos. El diseño de vías no estructurantes (pasajes, calles locales, calles de

servicio) se realiza mediante métodos mecanicistas, mientras que las vías estructurantes

(colectoras, metropolitanas, troncales) que soportan un tráfico mayor se efectúa mediante el

método AASHTO 93, el cual tiene una metodología empírico mecanicista.

2.2.1 Diseño de Vías no Estructurantes, Metodología Mecanicista

Se utiliza la Cartilla de Diseño especificada en el Capítulo 1 del SERVIU Metropolitano,

mostrada a continuación:

Tabla N°22. Cartilla de Diseño para Vías no Estructurantes – Diseño en Hormigón

El CBR de la subrasante es 30,9%.

2.2.1.1 Diseño de Pasajes

El proyecto de pavimentación del Loteo “Santa Beatriz” consta de los pasajes 1, 2, 3, 4, 5 y

6, cuyo pavimento tendrá solo de una capa de base y la losa de hormigón, debido a la baja

cantidad de ejes equivalentes y la rigidez del hormigón.

Tipo de Vía Transito [EE] Espesor [mm]

Pasajes < 50.000 H losa 120

e base 150


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Tabla N°23. Espesor de Capas para Pasajes del Loteo – Diseño en Hormigón

Además, la resistencia media a la flexotracción será de 50 [Kgf/cm2] a los 28 días, la

separación entre las juntas transversales será 3,5 [m] y el CBR de la base igual a 80%.

2.2.1.2 Diseño de Calles de Servicio

Las calles de servicio, Calle Central y Calle 1, tienen una mayor solicitación con lo cual se

requiere un aumento en el espesor de la losa. El espesor de la losa se mantiene en 150 [mm].

Tipo de Vía Transito [EE] Espesor [mm]

De Servicio < 1.000.000 H losa 150

e base 150 Tabla N°24. Espesor de Capas para Calles de Servicio del Loteo – Diseño en Hormigón

Al igual que para los Pasajes y las Calles Locales la resistencia media a la flexotracción a los

28 días es de 50 [Kgf/cm2], con una separación de juntas de 3,5 [m] y una base con CBR igual a

80%.

2.2.2 Diseño de Vías Estructurantes, Metodología Empírico Mecanicista

El Proyecto de Pavimentación del Loteo Santa Beatriz considera el diseño de las siguientes

vías estructurantes:

Calle Clasificación

Serrano Troncal

Av. General Bonilla Colectora Tabla N°25. Vías Estructurantes del Loteo

2.2.2.1 Diseño de Vías Colectoras y Troncales

Para el diseño de vías colectoras y troncales se utiliza el método ASSHTO 93, basado en la

prueba AASHO efectuado en Estados Unidos. El procedimiento utilizado se detallara a

continuación.

Transito Ejes Equivalentes (EE)

Debido a la ausencia de estratigrafía de tránsito y conteos de flujo vehicular, se

consideraran los EE mínimos de diseño por pista que se muestra a continuación:

Tipo de Vía Transito EE

Vías Metropolitanas 20 x 106

Vías Troncales 10 x 106


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Vías Colectoras 3 x 106

Tabla N°26. Ejes Equivalentes para Vías Estructurantes – Diseño en Hormigón

Para la vía Colectora se utilizaran 3 x 106 [EE] mientras que para la vía Troncal 10 x 106 [EE].

Confiabilidad del Diseño (R)

En términos generales se tiene que:

Tipo de Vía Confiabilidad R [%]

Metropolitanas 80

Troncales 75

Colectoras 60

Servicio o Locales 50 Tabla N°27. Confiabilidad según Tipo de Vía – Diseño en Hormigón

Para la vía colectora se tiene una confiabilidad igual a 60 [%], mientras que para la vía

troncal un 75 [%].

Desviación Estándar Combinada (So)

Para los pavimentos de hormigón se utiliza So igual a 0,35.

Coeficiente Estadístico de Confiabilidad (ZR)

Se define en base a:

Confiabilidad R [%] Coeficiente Estadístico ZR

80 -0,841

75 -0,674

60 -0,253

50 -0,000 Tabla N°28. Coeficiente Estadístico ZR – Diseño en Hormigón

Para la vía colectora el ZR es -0,253, mientras que la vía troncal el ZR es -0,674.

Módulo de Reacción de la Subrasante (K)

Se determina en base a correlaciones con el CBR. El CBR de la subrasante es 30,9%

CBR [%] K [Kg/cm3]

< 10 0,25+5,15*log CBR

> 10 4,51+0,89*(log CBR)4,34

Tabla N°29. Ecuaciones para Modulo de Reacción de la Subrasante

Luego, el módulo de reacción de la subrasante es:

K = 95,5 [MPa/m]


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Coeficientes de Drenaje de la Base (Cd)

Se determina a partir de la siguiente tabla:

mi Caso

1,0 En zonas urbanas

0,9 En casos especiales, suelos muy finos y presencia de napa en la zona de influencia de transmisión de cargas (0 a 1m).

Tabla N°30. Coeficientes de Drenaje – Diseño en Hormigón

Como el Loteo “Santa Beatriz” se ubica en una zona urbana y no existen problemas con la

napa se define mi igual a 1.

Resistencia Media de Diseño (Rm)

La resistencia media a la flexotraccion a los 28 dias se considerara igual a 50 [Kgf/cm2]

tanto para la calle Serrano como para la Avenida General Bonilla.

Coeficiente de Transferencia de Carga (J)

Se considera un valor de 3,6 para este coeficiente, tanto para calle Serrano como para

Avenida General Bonilla.

Módulo de Elasticidad del Hormigón (E)

Tanto para la calle Serrano como para la Av. General Bonilla se trabajara con hormigón con

módulo de elasticidad igual a 300 000 [Kgf/cm2].

Formula AASHTO 93 Pavimentos de Hormigon de Cemento Hidraulico

La formula que rige el diseño es:

[

]

*

+

*

+

[

(

) ]

Donde

EE = Ejes Equivalentes de 80 kN (8,16”) de rueda doble.


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H = Espesor losa de pavimento en mm.

pf = Indice de Serviciabilidad Final del Pavimento.

pi = Indice de Serviciabilidad Inicial del Pavimento.

ZR = Coeficiente Estadistico asociado a la confiabilidad.

So = Desviacion Estandar Combinada en la estimacion de los parametros.

K = Modulo de Reaccion de la Subrasante en MPa/m.

Cd = Coeficiente de Drenaje de la base.

Rm = Resistencia Media del Hormigon a flexotraccion a 28 dias.

E = Modulo de Elasticidad del Hormigon en MPa.

J = Coeficiente de Transferencia de Carga.

En base a la ecuación de diseño se obtiene el espesor de losa necesario para cada vía. Los

resultados se muestran a continuación:

Vía H [mm]

Calle Serrano – Vía Troncal 226

Av. General Bonilla – Vía Colectora 169 Tabla N°31. Espesor de Losa según ecuación de diseño para Vías Estructurantes – Diseño en Hormigón

Por lo tanto, el espesor de losa a utilizar es:

Vía H [mm]

Calle Serrano – Vía Troncal 230

Av. General Bonilla – Vía Colectora 175 Tabla N°32. Espesor de Losa a utilizar para Vías Estructurantes – Diseño en Hormigón


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3. Diseño Geométrico

Una vez efectuado el diseño estructural del pavimento se procede al diseño geométrico de

éste. Cuando nos referimos a diseño geométrico hablamos de dos líneas fundamentales que son el

trazado en alzado y en planta.

El instrumento para el diseño de infraestructura vial urbana es el Manual de Recomendaciones

para el Diseño de Elementos de Infraestructura Vial Urbana (REDEVU) aprobado por Decreto

Supremo Nº 12 del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, del 24 de Enero de 1984 y publicado en el

Diario Oficial Nº 31.813 del 3 de Marzo de 1984.

El uso de este Manual es obligatorio en vías urbanas definidas como estructurantes en la

Ordenanza del Plan Regulador Metropolitano de Santiago, según Circular Nº 12 del 06 de marzo de

2000 de la Secretaría Regional Metropolitana de Vivienda y Urbanismo.

3.1 Velocidad de Diseño

La velocidad de diseño está definida por el tipo de vía. El REDEVU establece un rango de

velocidades para cada vía, lo que se muestra a continuación:

Tipo de Vía Velocidad de Diseño [Km/h]

Expresa 80 – 100

Troncal 50 – 80

Colectora 40 – 50

De Servicio 30 – 40

Local 20 – 30

Pasaje 20 Tabla N°33. Rangos de Velocidad de Diseño según tipo de vía

Así, para cada una de las vías del Loteo “Santa Beatriz” se tiene la siguiente velocidad de

diseño:

Tipo de Vía Velocidad de Diseño [Km/h]

Calle Serrano – Troncal 80

Av. General Bonilla – Colectora 50

Calle Central – De Servicio 30

Calle 1 – De Servicio 30

Pasajes 1, 2, 3, 4, 5 y 6 20 Tabla N°34. Velocidad de Diseño para cada Tipo de Vía

3.2 Alineamiento Horizontal

Para definir los elementos del alineamiento horizontal se trabaja como las Recomendaciones

para el Diseño de Elementos de Infraestructura Vial Urbana REDEVU.


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El Loteo “Santa Beatriz” consta de vías con ciertas alineaciones curvas, estas se encuentran en

la Calle 1 y la Calle Central, ambas vías colectoras.

A continuación se muestran los elementos a definir y con los cuales el alineamiento

horizontal queda totalmente definido.

Figura N°2. Parámetros del Alineamiento Horizontal

Se define los elementos del alineamiento horizontal de la calle Central. Esta vía esta

estructura de la siguiente forma:


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Figura N°3. Curva en Calle Central

Se tiene que:

(

)

De la misma forma que para la curva en la Calle Central se obtienen los parámetros de la

curva de la Calle 1, la que se muestra a continuación:


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Figura N°4. Curva en Calle 1

Los parámetros de la curva son los siguientes:

El valor de w es mayor que 6 [gradianes], con lo cual se debe proyectar la curva.

(

)

Además, en el Pasaje 1 se encuentran 2 curvas, mostradas a continuación:


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Figura N°5. Curvas en Pasaje 1

Para la curva 1, los parámetros son los siguientes:

El valor de w es mayor que 6 [gradianes], con lo cual se debe proyectar la curva.

(

)

Asi también, para la curva 2.

(

)

Debe efectuarse la verificación de que estos valores cumplen con las especificaciones y

condiciones del REDEVU.


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El REDEVU, en la Tabla 5.01.202.6 (A) especifica lo siguientes desarrollos mínimos de la

curva en base a la velocidad de diseño:

V [Km/hr] 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

D Min. [m] 3 10 20 30 40 50 65 90 115 150 Tabla N°35. Desarrollo Mínimo de la Curva según Velocidad de Diseño

Considerando la velocidad de diseño de la Calle Central y de la Calle 1 como 30 [Km/hr] se

tiene que el desarrollo mínimo de la curva debe ser de 20 [m]. Siendo 73,7 [m] y 54,2 [m]

respectivamente el desarrollo de curva obtenido para cada vía, podemos decir que se cumple con

el requerimiento. Por otro lado, las curvas en los pasajes, cuya velocidad de diseño es de 20

[km/h], requiere un desarrollo mínimo de 10 [m]. Considerando que la curva 1 posee un desarrollo

de 11,5 [m] y la curva 2 un desarrollo igual a 15,6 [m] se puede decir que cumplen con el

requerimiento.

Por otro lado, ambas vías mantendrán el bombeo previo a la curva, o sea se utiliza

bombeo a dos aguas. Esta condición es verificada en base al requerimiento del REDEVU. Se tiene

que los radios mínimos de contraperalte son:

V [km/h] 25 30 35 40 45 50 55 60 65

RLC [m] 30 50 75 110 160 220 290 370 470 Tabla N°36. Radios Mínimos de Contraperalte según Velocidad de Diseño

Tanto para la Calle Central como para la Calle 1 se tiene que el radio mínimo de contraperalte

es 50 [m]. Para la curva de la Calle Central se tiene un radio de 65,1 [m], mientras que para curva

de la Calle 1 un radio de 50,1 [m], con lo cual ambas curvas pueden ser proyectadas con

contraperalte.

3.3 Alineamiento Vertical

El trazado en elevación se efectúa en base a los requerimientos especificados por el REDEVU.

En general la topografía del terreno condiciona el diseño, aunque es modificada por la existencia

de obstáculos o posibles estructuras.

Los cambios de pendiente deben modelarse mediante curvas verticales. Por otra parte las

intersecciones de las calles deben tener las mismas cotas de rasante en el perfil longitudinal de la

vía asociada.

En las vías del Loteo “Santa Beatriz” se considerará una pendiente mínima del 0,35%,

mientras que la máxima a utilizar es de 0,50%. La topografía del terreno no cambia demasiado y es

la razón por la cual se pueden ocupar pendientes bajar sin una elevada carga económica debido a

cortes o rellenos.

3.4 Calzadas


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3.4.1 Ancho de Pistas

Se muestran los anchos de pista mínimos requeridos establecidos por el REDEVU:

Tabla N°37. Ancho de Pista mínimo

En base a esta información, las vías del Loteo “Santa Beatriz” cumplen con los mínimos

especificados.

3.4.2 Bandas de Estacionamientos

El REDEVU establece consideraciones para las vías con estacionamientos. En el loteo

“Santa Beatriz” y específicamente en el pasaje 4 existe una banda de estacionamientos. El ancho

depende de la situación del tránsito en la vía y de la posición en la que se pretende permitir el

estacionamiento.

Los anchos mínimos para una banda de estacionamientos están dados por:

Angulo [º] 0 35 50 70 90

Ancho [m] 2,00 5,00 5,50 5,50 5,00 Tabla N°38. Ancho Mínimo de Banda de Estacionamientos

A continuación se muestran los estacionamientos en función de la posición de los vehículos:


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Figura N°5. Tipos de Banda de Estacionamiento

Los estacionamientos del Pasaje 4 al cual se hacía alusión previamente, están dispuestos

en 90° y además constan de un largo de 5 [m] y un ancho de 2,5 [m]. De esta forma se corrobora

que la banda de estacionamientos del Pasaje 4 cumple con lo estipulado ya que posee un ancho y

un largo mayor al mínimo.

Se dispone además de un par de estacionamientos para discapacitados, con una longitud

de 3 [m] cada uno.

3.4.3 Bombeo

Tanto en las alineaciones rectas como en las curvas las vías del Loteo “Santa Beatriz”

poseen el mismo bombeo. La elección de este bombeo está influenciada por la precipitación de la

zona. El REDEVU establece los siguientes valores como bombeo mínimo de la calzada:

Tabla N°39. Bombeo Mínimo de la Calzada

El loteo “Santa Beatriz” se utilizará bombeo a dos aguas y será de 2,0%.


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3.5 Bandejones y Medianas

El REDEVU establece condiciones para las dimensiones de los bandejones y las medianas, están se

muestran en la siguiente tabla:

Tabla N°40. Dimensiones Mínimas de Bandejones y Medianas

Se disponen de medianas en Calle Serrano y también en la Avenida General Bonilla, con un

ancho en metros de 5 [m], destinadas al refugio peatonal y también para pistas de giro.

En cuanto a la pendiente transversal de estas medianas quedara establecida en base a la

topografía, sin embargo no excederá el 10%.

3.6 Soleras

Para las vías de mayor tráfico del Loteo “Santa Beatriz”, como lo son la Calle Serrano y la

Avenida General Bonilla, como así también para las vías de servicio como son la Calle Central y la

Calle 1 se utilizara solera tipo A, con el canto redondeado en su cara superior. Para las vías de

trafico bajo como lo son los pasajes se dispondrá solera tipo C.

Figura N°6. Tipos de Soleras


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3.7 Intersecciones – Radios Mínimos

Se debe disponer de un cierto radio en las intersecciones de las vías. En las intersecciones de

los pasajes con las calles de servicio del loteo, como lo son Calle Central y Calle 1, se considerará

un radio de 4 [m] para la curva circular aplicable como delimitadora de la vereda. Se define ese

radio buscando restringir la velocidad de giro ya que puede provocar accidentes o inconvenientes

y además no existe espacio suficiente disponible para curvas más amplias.

En las intersecciones de las calles de servicio, léase esto como Calle 1 y Calle Central, con la

vía colectora que es Avenida General Bonilla, el radio se aumenta a 6 [m]. Aunque se desea

proveer una curva más cómoda la condicionante de la velocidad sigue prevaleciendo.

En la intersección entre la calle de servicio, que es Calle Central, con la vía troncal que es Calle

Serrano se dispone de un radio de 6 [m] debido a la complejidad del viraje de vehículos pesados.

A continuación se muestra la trayectoria de vehículos en las intersecciones:


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Figura N°7. Trayectoria de Vehículos en Esquinas

3.8 Acceso Tipo para Propiedades Privadas

Los accesos a propiedades privadas tales como viviendas unifamiliares, edificios de

departamentos, estacionamientos o instalaciones, conjuntos habitacionales, condominios de más

de cinco viviendas, locales comerciales u otros, que originen el paso frecuente de vehículos por la

acera desde o hacia la calzada adyacente, deberán cumplir los siguientes requisitos:

Sus accesos y salidas no podrán interrumpir las soleras, por lo que, estás deben ser

rebajadas.


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Respecto a la longitud de cada rebaje de soleras, éste no podrá ser superior a 14m y el

cruce con la vereda tendrá un ancho máximo de 7.5m.

Entre los accesos o salidas sucesivas, correspondientes a un mismo predio, deberá existir

un refugio peatonal de una longitud mínima de 2m. en el sentido de la circulación

peatonal. El área a considerar no debe ser inferior a 4.5 m2.

El punto de inicio más próximo a la esquina del rebaje de solera o salida vehicular, no

podrá distar menos de 6m de la línea de detención de los vehículos, ni menos de 10m. de

la intersección virtual entre las líneas de solera de dicha esquina.

El pavimento del acceso debe subir al nivel de la vereda, manteniendo ésta su continuidad

geométrica. El empalme del acceso con calzada debe ser utilizando soleras rehundidas

plinto 0.05 m.

En el caso de accesos vehiculares a viviendas unifamiliares, si la distancia entre línea de

solera y vereda es mayor a 1.0 m, se podrá proyectar dos huellas de 0.30 m de ancho.

Las propiedades privadas deben contar con solución interna de aguas lluvias, de modo de

asegurar que ellas no evacuarán el diferencial de aguas lluvias generado por la nueva

urbanización hacia el sector público. Esta información (planos) deberá ser adjuntada al

proyecto con 2 copias.

Respecto al valor de los radios a considerar en la entrada a los accesos, se deberán

diseñar para una velocidad apropiada de ingreso, utilizando radios menores a 3m. Se

permite también el empalme mediante ochavos. Se exceptúa de lo anterior el caso

particular de estaciones de servicio donde se deberá diseñar de acuerdo al ángulo q.

Como antecedente al proyecto, y como una forma de verificar el buen estado de

conservación de veredas y calzadas existentes, se deberá adjuntar set fotográfico de

frente predial (impreso y digital), cuyas fotografías serán debidamente identificadas. En

caso de estar fuera de vida útil o en mal estado, ya sean las veredas, soleras y/o calzada,

se debe presentar e incluir las obras de reposición respectiva.


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Figura N°8. Plano Detalle Acceso a Propiedad Privada

Figura N°9. Cortes Acceso a Propiedad Privada – Hormigón


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Figura N°10. Corte Acceso a Propiedad Privada – Asfalto

3.9 Especificaciones y Ubicación de Veredas

De acuerdo a lo establecido por la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción, los

anchos mínimos están dados por el tipo de vía. Para las vías del Loteo “Santa Beatriz”, en el caso

de la Calle Serrano dispondrá de un ancho de 2 [m], mientras que la Avenida General Bonilla un

ancho de 2,5 [m]. Las vías de servicio, Calle Central y Calle 1, deberán tener aceras a ambos

costados, pero de un ancho de 1,2 [m]. Los Pasajes también vereda, la cual tendrá un ancho de 1

[m].

Además deberán satisfacer las siguientes especificaciones.

Las veredas contiguas a los accesos (ambos lados) deben ser reforzadas en una longitud

mínima de 1m, considerando espesores de hormigón e=0.10m y base estabilizada

e=0.10m. Sin embargo, para el caso puntual de accesos a viviendas unifamiliares, el ancho

de las veredas reforzadas podrá ser de 0.5m.

Las veredas deben ubicarse mínimo a una distancia de 0.20 m. de la L. O. y a 0.6 m de la

línea de soleras.

En el diseño de pasajes, no se contempla la proyección de veredas, pues, éstos por si solos

conforman una solución peatonal.

Respecto a su vida útil esperada, ésta será de 12 años para aquellas realizadas de baldosas

microvibradas, de cemento Portland o de cemento similar.

Se deberá considerar la implementación de dispositivos de rodados donde corresponda.

La ubicación de estos sistemas tratará de facilitar el acceso a la calzada de personas

discapacitadas, para lo cual se implementan depresiones (rampas), continuando con la

proyección de las veredas que se interceptan en una esquina de calles. Por lo tanto, por

cada intersección de veredas se considerará la creación de dos sistemas de rodados cuyas

dimensiones se rigen a lo establecido en la ilustración 11.

Para los dispositivos de rodado se deben considerar soleras rebajadas plinto 0,01m a

0,03m en el empalme con la calzada que enfrentan.


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Figura N°11. Rodado en cruce

Documents

MemoriaDeCalculo_Pavimentacion.pdf