Protege la superficie portuaria de los efectos de tsunami y marejadas. Tensiones elástica sin deterioro en pavimento-suelo.

1. INNOVACIÓN TECNOLÓGICA (I+D+i)
PAVIMENTO CONTINUO DE HORMIGÓN - PUERTOS
PRESENTACIÓN
JOSÉ PABLO FERNÁNDEZ VALDIVIESO
INGENIERO CIVIL ESTRUCTURAL P.U.C
2021

2. ANÁLISIS E INGENIERÍA ESTRUCTURAL
HORMIGÓN CONTINUO
1- Protege la superficie portuaria de los efectos de tsunami y marejadas. Evitaría repetir “Puerto Comercial Talcahuano
suspende operaciones cuatro (4) años por destrozo total el 27F (2010) con olas de 12 m”.
2- Zona de Contenedores con pavimento de 37 cm, resiste la carga de 5 contenedores (32,5 ton/u) en bloque a 0,8*0,8 m,
(97,5 ton). Zona sin Contenedores con pavimento de 16 cm, resiste la carga de Camión y Cargador Frontal de 40 ton, y
la solicitación ambiental con vida útil más de 30 años.
3- Restringe el efecto de retracción y contracción por su continuidad.
4- Tensiones elástica sin deterioro en pavimento-suelo.
5- El control de fisura y el endurecimiento de superficie con aditivo en base a cuarzo asegura su duración.
6- Fisura admisible 0,2 mm, según ACI 224R-01 en Tabla 4.1, pag.19
MODELO DE ANÁLISIS
1- Predictivo por tensión-deformación elástica y control de fisura.
2- Ecuación de Westergaard se ajusta con MEF para contenedores en bloque.
3- Ecuaciones analíticas en pavimento-suelo se resuelven por iteración. El esfuerzo-deformación depende de la fisura del
pavimento.
2

3. 9
 H30, espesor 37 cm, 5 contenedores en bloque, 4 placas de 17,8 * 16,2 cm (845 t/m2)
 Distancia ejes B-C = 2-3 = 4-5 = 6-7 = 8-9 = 11-12 = 0,80 m
 Distancia ejes 3-4 = 5-6 = 7-8 = 9-11 = 2,50 m (ancho contenedor)
MODELO DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL MEF

4. 10
 Deformación máxima: 1,3 mm, incluye peso pavimento de 37 cm
 Coeficiente de reacción en subrasante (CBR 6%): 4,3 kg/cm3
 Coeficiente de reacción en emplantillado (9 cm): 8,9 kg/cm3
 Presión de contacto en subrasante: 4,3 kg/cm3 * 0,13 cm = 0,6 kg/cm2
DEFORMACIÓN

5. 11
 Presión de contacto en emplantillado 1,2 kg/cm2 y en subrasante 0,6 kg/cm2
 Presión en placa de apoyo (17,8*16,2 cm) 84,5 kg/cm2, disminuye a 0,6 kg/cm2 (0,7%) en subrasante.
PRESIÓN DE CONTACTO

6. 12
FLEXIÓN TRANSVERSAL
 Flexión Transversal = -4,0 tm/m (-18 kg/cm2), tracción superior es 64% de tracción inferior.
6,5 tm/m (28 kg/cm2)

7. 7
FLEXIÓN LONGITUDINAL
 Flexión Longitudinal = -2,3 tm/m (-10 kg/cm2), tracción superior es 28% de tracción inferior.
8,2 tm/m (36 kg/cm2)

8. 8

9. 9

10. ZONA CONTENEDORES
RESUMEN DE ESPECIFICACIONES Y RESULTADOS
(Incluye flexo-tracción por retracción y contracción)
1- Carga de diseño: 5 contenedores de 32,5 ton/u en bloque 0,8*0,8 m a eje apoyo, 5 * 32,5 ton * 0,6 = 97,5 ton
2- Carga en placa apoyo (17,8*16,2 cm): 24,4 ton con presión de 84,5 kg/cm2 (8,3 Mpa)
3- Presión de contacto: 1,1 kg/cm2 en emplantillado de 9 cm, y 0,5 kg/cm2 en subrasante saturada 100% a densidad natural
con CBR diseño 6%
4- Deformación vertical: 1,2 mm
5- Ancho fisura: 0,2 mm
6- Espesor de pavimento H30 y emplantillado H5 para carga de diseño, subrasante saturada 100% a densidad natural con
CBR diseño ≥ 2%:
Pavimento (cm) Emplantillado (cm) CBR (%)
37 26 2
37 15 3
37 12 4
37 10 5
37 9 6
37 8 7
37 7 9
37 6 11
37 5 ≥ 13
10

11. 11
7- Acero armaduras: A630-420H, mallas pre-armadas, 74,6 kg/m2, incluye empalme armaduras (0,5/12 m).
8- Armadura, cuantía/dirección:
Malla Superior (mm) Malla Inferior (mm) Cuantía (%)
Ø 16 a 100*100 (31,6 kg/m2) Ø 18 a 100*100 (40,0 kg/m2) 1,23
9- Costo directo de pavimento H30 de 37 cm con emplantillado H5 de 9 cm, subrasante CBR 6%:
Prep. Subras. Emplantillado Pavimento Acero Total
- 2 UF/m3 3 UF/m3 0,03 UF/kg
UF/m2 UF/m2 UF/m2 UF/m2 UF/m2
Materiales 0,02 0,18 1,11 2,24 3,55
Mano de Obra 0,01 0,06 0,37 0,75 1,19
Costo Directo 0,03 0,24 1,48 2,99 4,74

12. ZONA SIN CONTENEDORES
RESUMEN DE ESPECIFICACIONES Y RESULTADOS
(Incluye flexo-tracción por retracción y contracción)
1- Carga de diseño: - Camión con eje Simple de 11 ton, Tandem de 18 ton y Tridem de 25 ton.
- Cargador frontal de 40 ton, carga rueda delantera (doble) 220 KN (21,7 ton).
2- Área de presión rueda: camión, 20*20 cm y cargador frontal, 42*42 cm.
3- Presión de contacto: camión 0,1 kg/cm2 y cargador frontal 0,6 kg/cm2 en subrasante saturada 100% a densidad natural
con CBR diseño 6%
4- Deformación vertical: camión 0,3 mm y cargador frontal 1,4 mm.
5- Ancho fisura: 0,2 mm
6- Espesor de pavimento H30 y emplantillado H5 para carga de diseño, subrasante saturada 100% a densidad natural con
CBR diseño ≥ 2%:
Pavimento (cm) Emplantillado (cm) CBR (%)
16 26 2
16 15 3
16 12 4
16 10 5
16 9 6
16 8 7
16 7 9
16 6 11
16 5 ≥ 13
12

13. 13
7- Acero armaduras: A630-420H, mallas pre-armadas, 34,5 kg/m2, incluye empalme armaduras (0,4/6 m).
8- Armadura, cuantía/dirección:
Malla Central (mm) Cuantía (%)
Ø 16 a 100*100 1,26
9- Costo directo de pavimento H30 de 16 cm con emplantillado H5 de 9 cm, subrasante CBR 6%:
Prep. Subras. Emplantillado Pavimento Acero Total
- 2 UF/m3 3 UF/m3 0,03 UF/kg
UF/m2 UF/m2 UF/m2 UF/m2 UF/m2
Materiales 0,02 0,18 0,48 1,04 1,72
Mano de Obra 0,01 0,06 0,16 0,35 0,58
Costo Directo 0,03 0,24 0,64 1,39 2,30

14. BASES DE DISEÑO
PAVIMENTO CONTINUO RESTRINGIDO A RETRACCIÓN Y CONTRACCIÓN
1- Esfuerzo axial, según ACI Estructural Journal, by R. Ian Gilbert, Title n° 89-S15 "Shrinkage Cracking in Fully Restrained Concr
Concrete Members". Se agrega por autor, variación de temperatura-humedad+fraguado.
2- Solicitación axial y flexión por retracción-fluencia, según ACI 209R-08 "Prediction of Creep, Shrinkage and Temperature
Effect in Concrete Structures”:
2.1- Humedad ambiental (w): Invierno (w) 80%; Verano (w) 60%; Media (w) 70%.
3- Solicitación por variación de temperatura-humedad:
3.1- Axial estacional (Parte 2, p.196: 50 °F) y axial diaria (Parte 4, p.187: verano 13,3 °F; invierno 5 °F) in "The
Estructural Design of Concrete Pavements by the Division of Tests, Bureau of Public Roads" reported by L. W. Teller and
Earl C. Sutherland, 1935.
3.2- Flexión diaria por temperatura, según ACI 360 R-09 "Design of Slab on Ground" p.55: verano +3 ºF/i y -1 °F/i; invierno
(indicado por autor)+1,5 ºF/i y -1 °F/i.
3.3- Flexión diaria por humedad, según Enviromental Influences on Warping and Curling of PCC Pavement by Yingwu Fang,
Ph.D., P.E, 2001: verano -1,5 ºF/i y +1 °F/i; invierno (indicado por autor) -1,5 ºF/i y +1 °F/i.
4- Solicitación por variación de temperatura de fraguado:
4.1- Flexión, según "Temperature and Curling Measurements on Concrete Pavements" by Z. Siddique, M. Hossain, D. Meggers,
2005, p.3: verano -1 °F/i , invierno -0,5 °F/i. Axial, verano -0,5 °F/i, invierno -0,25 °F/i.
5- Diseño estructural, según ACI 318-14 "Building Code Requirements for Structural Concrete“
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15. 6- Control de fisura, según ACI 224R-08 "Control of Cracking in Concrete Structures” Tabla 4.1: 0,2 mm.
7- El esfuerzo-deformación por carga y efecto ambiental, dependen de la fisura del pavimento, la solución es iterativa.
8- Se verifica la tensión-deformación elástica en suelo, hormigón y acero para los estados de carga que controlan el diseño.
La tracción axial es máxima al construirse en verano y verificarse en invierno (descenso estacional de temperatura-humedad).
9- Estados de Carga:
9.1- Normal: Retracción + Contracción.
9.2- Normal: Retracción + Contracción + Sobrecarga.
9.3- Eventual: Retracción + Contracción + Sismo.
10- Materiales:
10.1- Pavimento de hormigón H30(90)10-9 + 0,5% plastificante
10.2- Emplantillado de hormigón H5(90)10-9 + 0,5% plastificante
10.3- Acero armaduras A630-420H
11- Recubrimiento de mallas: Zona Contenedores 4 cm, Zona sin Contenedores 6,4 cm
12- Deformación admisible en subrasante saturada: 1,3 mm (0,05”)
13- Carga de Diseño:
13.1- Pavimento 37 cm: Cinco (5) contenedores de 32,5 ton/u en bloque 0,8*0,8 m a eje de apoyo, 5*32,5 ton*0,6= 97,5
ton. Placa de apoyo (17,8*16,2 cm) con 24,4 ton con presión de 84,5 kg/cm2 (8,3 Mpa).
13.2- Pavimento 16 cm: Camión de eje Simple 11 ton, Tandem 18 ton y Tridem 25 ton.
Cargador Frontal para carga de 40 ton, eje delantero 440 KN, 43,14 ton, presión rueda doble 6,1 kg/cm2 (0,6 Mpa).
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