Esta sección proporciona directrices para el diseño estructural de pavimentos de concreto permeable. Los procedimientos descritos proporcionan una base racional para el análisis de los datos conocidos y métodos ofrecen para determinar el espesor estructural de pavimentos de concreto permeable.
El concreto permeable es un material único que tiene una matriz de características y el comportamiento a diferencia de hormigón convencional de cemento portland y otros materiales del pavimento. Aunque estas características se diferencian de los hormigones convencionales, que son predecibles y medibles. Los proyectos con buena excelente desempeño sobre la vida de servicio de 20 a 30 años dan una gran cantidad de evidencia empírica relacionados con las propiedades del material, sub-bases aceptables, y los procedimientos de construcción. La investigación de laboratorio en estas áreas sólo recientemente ha comenzado.
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Pavimentos de concreto permeable se pueden diseñar usando un procedimiento estándar de pavimento (AASHTO, WinPAS, PCAPAV, ACI 325.9R o ACI 330R) o el uso de números estructurales derivadas de un procedimiento de pavimento flexible diseño. Independientemente del procedimiento utilizado, las directrices para la capa de balasto (subsuelo) las propiedades del suelo, permeable a las características de los materiales de concreto y las cargas de tráfico debe ser considerado.
Subbase y Suelos subrasante
El diseño de una base de pavimento permeable debería facilitar normalmente de 6 a 12 pulgadas (150-300 mm) capa de subbase permeables. A menos que se tomen precauciones como se describe en "Arcillas y suelos muy expansivos" (véase más adelante), la sub-base permeable puede ser de 1 pulgada (25 mm) de tamaño máximo del árido, o una sub-base de suelo natural que es predominantemente arenoso con cantidades moderadas de limo, arcilla y calificados por el suelo mal.Cualquier tipo de material ofrece un buen apoyo valores tal como se define en términos del módulo de Westergaard de balasto ( k ). Se sugiere que los k no exceda de 200 lb / in. ³ (54 MPa / m), y los valores de 150 a 175 libras / pulg. ³ (40 a 48 MPa / m) en general son adecuados para el diseño. Tabla 4 (abajo) muestra las características del suelo y su aproximación k valores.
El módulo compuesto de balasto se define mediante una relación teórica entre los kvalores de las pruebas de rodamiento de la placa (ASTM D 1196 y AASHTO T 222), o estimarse a partir del módulo de elasticidad de la subrasante (MR, AASHTO T 292), como:
(Ec. 1) k (PCI) = MR / 19.4, ( MR en unidades de psi), o
(Ec. 1 bis) k (MPa / m) = 2.03 RM , ( MR en unidades de MPa)
donde MR es la resistencia del suelo módulo de capa de balasto (PSI). Dependiendo de las prácticas locales, la California Bearing Ratio (CBR), R de valor y otras pruebas pueden ser utilizadas para determinar el apoyo prestado por el subsuelo.correlaciones empíricas entre k y otras pruebas, CBR (ASTM D 1883 y AASHTO T 193), o R-prueba de valor (ASTM D 2844 y AASHTO T 190) se muestran en la Tabla 4.
Determinar el módulo in-situ de la subrasante en su condición de objeto de servicio saturadas puede aumentar la fiabilidad del diseño. Si el subsuelo no está saturado cuando la prueba "in-situ se lleva a cabo, las pruebas de laboratorio pueden desarrollar un factor de corrección de saturación. Dos muestras (una en el "como condición de humedad de campo de prueba" y otro en una condición saturada) se someten a un corto plazo, 10 prueba de la consolidación psi. El módulo saturada de balasto es la relación entre el "campo de prueba de humedad" de la muestra saturada multiplicado por el módulo original in situ.
Tabla 4. Tipos de suelo y subsuelo rango aproximado de k valores
Tipo de Suelo | Apoyo | k valores PSI / en tres (MPa / m) | RBC | Valor R |
los suelos de grano fino en el que el cieno y tamaño de las partículas de arcilla predominan | Baja | 75-120 (20 a 34) | 2,5 a 3,5 | 10-22 |
Arenas y mezclas arena-grava con cantidades moderadas de arena y arcilla | Medio | 130-170 (35 a 49) | 4,5 a 7,5 | 29 a 41 |
Arenas y mezclas arena-grava relativamente libre de las multas de plástico | Alto | 180 a 220 (50 a 60) | 8.5-12 | 45-52 |
Arcillas y suelos muy expansivos
Disposiciones especiales de diseño se debe considerar en el diseño de hormigón del pavimento permeable para las áreas con suelos que contienen cantidades significativas capa de balasto de arcilla, limos de alta compresibilidad, suciedad, y los suelos expansivos. Se recomienda que los materiales orgánicos altamente ser excavados y reemplazados con suelos que contienen altas cantidades de material de relleno más grueso. Además, el diseño puede incluir los embalses del filtro de arena, calificados por piedra abierta, y la grava para proporcionar contención adecuada y aumentar los valores de apoyo. Otra alternativa de diseño es un material de subbase de arena colocado sobre una tela de drenaje del pavimento para contener las partículas finas. En lugar de la tierra arenosa, un pavimento permeable de las grandes calificado de agregado grueso-abierta (1 ½ pulgadas o 38 mm) puede proporcionar una subbase para una capa de rodadura de una mezcla permeable que contiene ⅜ -in. (9,5 mm) de agregado. Figura 9 muestra varias opciones como ejemplos.
Las cargas de tráfico
El tráfico previsto llevado por el pavimento permeable se puede caracterizar como equivalente a las cargas de eje único de 18.000 libras (ESALs), el tráfico promedio diario (ADT), o el tráfico promedio diario de camiones (ADTT). Dado que el tráfico de camiones impactos pavimentos en mayor medida que los automóviles, la estimación de los camiones con el pavimento permeable es fundamental para el diseño de un pavimento de larga duración.
Otros factores ► Diseño ◄
Dependiendo del programa de diseño de pavimento utilizado, factores de diseño distinto del tránsito y la resistencia del concreto se pueden incorporar. Por ejemplo, si el procedimiento de diseño AASHTO se utiliza, elementos tales como mantenimiento de terminales, transferencia de carga en las articulaciones, y soporte de borde son consideraciones importantes. El factor de servicio de terminal para el concreto permeable es coherente con la pavimentación convencional. En las articulaciones, los diseñadores deben tomar el crédito para la transferencia de carga por bloqueo total. Si bordillos, aceras, y delantales de concreto se utilizan en los bordes del pavimento, utilizando los factores de apoyo del borde del pavimento que se recomienda.El concreto permeable debe ser articulado a menos grietas es aceptable. Dado que el concreto permeable tiene una cantidad mínima de agua, el potencial de agrietamiento se reduce y los propietarios en general, no se oponen a las grietas de la superficie.
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La resistencia a la flexión del hormigón en un pavimento rígido es muy importante para su diseño. diseño del pavimento rígido se basa en la fuerza de la acera, que distribuye las cargas de manera uniforme a la subrasante. Sin embargo, las pruebas para determinar la resistencia a la flexión del concreto permeable puede estar sujeto a una alta variabilidad, por lo que es común para medir la resistencia a la compresión y utilizar una relación empírica para estimar la resistencia a la flexión para el uso en el diseño. Dado que la fuerza determina el nivel de desempeño del pavimento, así como su vida útil, las propiedades del concreto permeable debe ser evaluado cuidadosamente.
Un diseño de la mezcla para una aplicación de pavimento permeable dará lugar a una amplia gama de puntos fuertes y los valores de permeabilidad, en función del grado de compactación. Las pruebas previas a la construcción debe determinar la relación entre la compresión o tracción indirecta y la resistencia a la flexión, así como la unidad de peso y / o vacíos de contenido para los materiales propuestos para su uso. La fuerza así determinados se pueden utilizar en los programas normales de pavimento de diseño como AASHTO, WinPAS, PCAPAV, ACI 325.9R o ACI 330R, por nombrar algunos.
Via: http://www.nrmca.org/aboutconcrete/cips/default.asp
Via: http://www.nrmca.org/aboutconcrete/cips/default.asp
