diseño assto-verif shell

Sobre el proyecto

Vida de Servicio Y 10 [ años ]

Suelos Expansivos NO

Zona de Heladas NO

Tiempo en drenar el agua de lluvia 7 [ dias ]

Dias con lluvia en el año 55 [ dias ]

Materiales

Carpeta de Rodamiento ( Concreto Asfaltico Denso )

Penetracion inicial 50

25

Indice de Penetracion IP 0 [ adim ]

Contenido Volumetrico de Asfalto %Vb 12 [ % ]

Volumen de Vacios %e 4 [ % ]

Base Asfaltica ( Concreto Asfaltico Denso )

Penetracion inicial 50

25

Indice de Penetracion IP -0.5 [ adim ]

Contenido Volumetrico de Asfalto %Vb 11 [ % ]

Volumen de Vacios %e 6 [ % ]

Capas Granulares

Base CBR 80 [ % ]

Sub Base ( Parte Superio ) CBR 40 [ % ]

Sub Base ( Parte Inferior ) CBR 20 [ % ]

td

tll

P0 [ 10-1mm ]

Temperatura para la P0 T0 [ ºC ]

P0 [ 10-1mm ]

Temperatura para la P0 T0 [ ºC ]

SubrasanteParametro Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiem Octubre Noviembre Diciembre

CBR [ % ] 5 5 5 7 7 8 10 10 8 7 5 5

TMM [ ºC ] 24 22 20 17 14 10 10 13 15 19 21 23

Transito

TMDA 3050

Numero de Cariles Por Sentido Nc 1 [ carr/sent ]

Cresimiento anual i 3.5 [ % ]

Compocision

VehiculoT

Espectro de Carga

EjeCarga Total por Conf. de Ejes

[ % ] Min Max Prom

Autos 47.2

Simple

5000 7000 6000 18.5

Camionetas 22.9 7000 9000 8000 27.7

Omnibus 12 1 1 0 5.1 9000 11000 10000 38.5

Camion sin Acoplado 11 2 0 0 7.2 11000 13000 12000 15.3

Camion sin Acoplado 12 1 1 0 1.0 Total 100.0

Camion con Acoplado 11-11 4 0 0 0.6

Tamdem

15000 17000 16000 44.7

Camion con Acoplado 11-12 3 1 0 8.5 17000 19000 18000 34.0

Camion con Semiremolque 111 3 0 0 0.9 19000 21000 20000 6.4

Camion con Semiremolque 112 2 1 0 2.6 21000 24000 22500 14.9

Camion con Semiremolque 113 2 0 1 3.2 Total 100.0

Camion con Semiremolque 122 1 2 0 0.8

Tridem

24000 26000 25000 61.5

Total 100.026000 28000 27000 38.5

Total 100.0

Transito Medio Diario Anual [ ( ADT )0 ] [ veh/dia ]

Configur Eje

Ejes Simples

Ejes Tamdem

Ejes Tridem % repet

totales

Termino de Confiabilidfad

Formula

Siendo es la variable de la campana de Gauss Normalizada [ adim ]

es el desvio estándar normalizado [ adim ]

Clasificación FuncionalZona Urbana Zona Rural

R [ % ] R [ % ]

Carretera Internacional o Autopistas 85 a 99.9 80 a 99.9

Red principal o Nacional 80 a 99 75 a 99

Red Secund. o Provincial - Colectoras 80 a 95 75 a 95

Red Rural o Local 50 a 80 50 a 80

Asumiendo que es una Colectora debido al TMDA resulta categoria II y adoptando un valor medio, resulta:

R = 85 [ % ] → 1.036 ( Calcula el Exel )

Condicion de DiseñoPavimento Rigido Pavimento Flexible

0.34 0.44

0.39 0.49

Asumiendo que no hay errores en la prediccion del transito y para pavimento flexible resulta:

0.44 [ adim ] → -0.456 [ adim ]

CW = - ZR S0

CW es la contribución al W18 por aporte de confiabilidad [ adim ]

ZR

S0

En este paso buscamos determinar la confiabilidad R y en base a ella determinamos ZR

Si R=80% significa que tenemos una probabilidad del 80% de que mi pavimento no se dañe antes de agotar la vida util de diseño ( n )

ZR=

El desvio estandar S0 tiene que ver con las variaciones en el comportamiento del pavimento y en la prediccion del transito de diseño

Desvio standard ( S0 )

Variacion en la prediccion del comportamiento del pavimento y sin errores en el transito

Variacion en la prediccion del comportamiento del pavimento y con errores en el transito

S0 = CW =

Termino de la Capa de Apoyo ( Subrasante ) de mi estructura

Formula

Siendoes el modulo resiliente efectivo de la capa de apoyo de mi estructura en [ psi ]

Formulas

12

Siendo

es el modulo resiliente de la subrasante que varia con la humedad (estaciones) [ psi ]

es el modulo resiliente de la subrasante efectivo en [ psi ]

CBR es el valor soporte relativo de la subrasante en [ % ]

es el factor de ponderación

es el valor promedio de los factores de ponderación

MesCBR Calculo el Modulo Resiliente Efectivo

% [ psi ]9212 [ psi ]

Enero 5 7500 0.121

Febrero 5 7500 0.121

Marzo 5 7500 0.121

Abril 7 10500 0.055

Mayo 7 10500 0.055

Junio 8 12000 0.041

Julio 10 15000 0.024

Agosto 10 15000 0.024

Septiembre 8 12000 0.041

Octubre 7 10500 0.055

Noviembre 5 7500 0.121

Diciembre 5 7500 0.121

0.899

0.075

MRW = - 8,07 + 2,32 log [ (MR)Ef ]

MRW es la contribución al W18 por aporte de la capa de apoyo de mi estructura [ adim ]

(MR)Ef

Notar que para MR = 3000 psi ( 20,7 Mpa ó 211 Kg/cm2 ) resulta MRW = 0, es decir que ese fue el Modulo de la subrasante (capa de apoyo) usado en el ensallo empirico a escala real.

MR [ psi ] = 1500 CBR [ % ] Uf = 1,18 x 108 MR-2,32

{ (MR)Ef [ psi ] }2,32 =1,18 x 108

( Uf )med = S Uf

( Uf )med

MR

(MR)Ef

Uf

( Uf )med

MRUf

( MR )Ef =

S Uf =

( Uf )med =

1.18 10 8 1E+08 1.18E+08

3.96437

Termino por perdida de Serviciabilidad

Formula }

Siendo es la caida en la serviciavilidad esperada que fijamos nosotros al diseñar

es la maxima caida en la serviciabilidad que se puede obtener

5 puntos Carretera en exelente estado 0 puntos Carretera inservible

Para un camino nuevo recien terminado se obtubo: con lo cual la caida maxima sera:

4,2 puntos en promedio ( para rigido es 4,5 ) = 4.2 - 1.5

Para un camino intransitable se obtubo:= 2.7 [ puntos ]

1,5 puntos en promedio

Calculamos ahora la caida esperada en la serviciabilidad al cabo de la vida util

Funcionalidad de la Carretera→ pt = 2.5

Carretera Internacional o Autopistas 3 = 4.2 - pt

Red principal o Nacional 2.5= 1.7 [ puntos ]

Red Secund. o Provincial - Colectoras 2.5

Red Rural o Local 2= 0.630 [ adim ]

-0.201 [ adim ]

PSW = log {DPSI

(DPSI)max

PSW es la contribución al W18 por la relacion entre caidas de serviciabilidad

DPSI

( DPSI )max

La AASHTO en los años 50 realizo un ensallo empirico a escala real y hizo una encuesta a los usuarios que transitaban una carretera en un determinado estado y puntuo de la siguiente forma

( DPSI )max

( DPSI )max

pt

DPSI

DPSI

DPSI

( DPSI )max

PSW =

Formula

Siendo

es el nº de repeticiones solisitantes al final de la vida util p/ una carga de 18kips

es el numero inicial de repeticiones solicitantes por dia para la carga de 18kips

G es el factor de cresimiento

D es el factor de distribucion direccional

L es el factor de distribucion por carril

365 cantidad de dias en el año

Y es la vida util del proyecto

Formula

Siendo


es el porcentaje de repeticiones totales para el grupo de carga (ith=?) on

es el factor de equivalencia de carga para los 18kips

tráfico promedio diario al inicio del período de diseño (TMDA inicial)

T es el porcentaje de camiones en el TMDA

A es el número medio de ejes por los camiones

Calculamos la cantidad total de ejes simples por dia para cada tipo de eje

[1] [2][1] x [2]

E. Simple E. Tamdem E. Tridem

T AEje Simple

A A

veh % cam cam Eje Eje Eje

dia veh dia cam dia cam dia cam dia

12 3050 5.1 156 1 156 1 156 0 0

11 3050 7.2 220 2 439 0 0 0 0

12 3050 1 31 1 31 1 31 0 0

11-11 3050 0.6 18 4 73 0 0 0 0

11-12 3050 8.5 259 3 778 1 259 0 0

111 3050 0.9 27 3 82 0 0 0 0

112 3050 2.6 79 2 159 1 79 0 0

113 3050 3.2 98 2 195 0 0 1 98

122 3050 0.8 24 1 24 2 49 0 0

Total [ Ejes / dia ] 1937 573 98

Canttidad de Ejes Simples 1 2 3

Total [ Ejes Simples / dia ] 1937 1147 293

1 - Tipo de Eje: Simple - Tamdem - Tridem

2 - Nivel de serviciabilidad (pt): 2,0 - 2,5 o 3,0

4 - Valor de la carga sobre el eje en Kips

Calculo del W18 solicitante

( W18)Solicitante = (n0)i G D L 365 Y

W18

(n0)i

(n0)i = (pi Fi) (ADT)0 T A

(n0)i

pi

Fi

(ADT)0

Tipo de Carga

(ADT)0 Eje Tamdem

Eje Tridem

Para sacar los valores de los factores de equivalencia ( Fi ) con el de 18kips usamos las tablas para lo cual hay que saber 4 cosas:

3 - Numero estructural (SN): SN=SN1+SN2+SN3 - Inicial mente se lo desconoce y estimamos uno

pt = 2.5 SN = 4.69

Carga Factor de Equivalencia

Minima Maxima Promededio4 5

Kg Kg Tn Kips Adim Adim Adim Adim Adim

5000 7000 6 13.2 0.213 0.388 0.189 0.36 0.30

7000 9000 8 17.6 0.645 1 0.623 1 0.93

9000 11000 10 22.1 2.09 2.89 2.18 3.03 2.17

11000 13000 12 26.5 3.91 5.21 4.09 5.39 4.33

Minima Maxima Total Por Carga

Kg KgE. Simp. % Carga Ejes

Adimdia Eje dia dia

5000 7000

1937

18.5 358 0.30 108

7000 9000 27.7 536 0.93 501

9000 11000 38.5 746 2.17 1620

11000 13000 15.3 296 4.33 1284

Total 1937 Total 3513

pt = 2.5 SN = 4.69




15000 17000 16 35.3 1.11 1.38 1.09 1.38 1.28

17000 19000 18 39.7 1.68 2.03 1.7 2.08 2.01

19000 21000 20 44.1 2.88 3.4 3 3.55 2.99

21000 24000 22.5 49.6 3.98 4.64 4.17 4.86 4.66



Adimdia Eje dia dia

15000 17000

1147

44.7 513 1.28 655

17000 19000 34 390 2.01 783

19000 21000 6.4 73 2.99 219

21000 24000 14.9 171 4.66 796


Calculo del (n0)i por Ejes Simples

SNmin = SNmax =Fi

Cargamin Cargamax Cargamin Cargamax

pi Fi (n0)i

Ejes W18

Calculo del (n0)i por Ejes Tamdem

SNmin = SNmax =Fi


pi Fi (n0)i

Ejes W18

pt = 2.5 SN = 4.69




24000 26000 25 55.1 1.66 1.9 1.66 1.91 1.80

26000 28000 27 59.5 2.16 2.44 2.2 2.51 2.42



Adimdia Eje dia dia

24000 26000293

61.5 180 1.80 324

26000 28000 38.5 113 2.42 273

Total 293 Total 597

A falta de informasion sobre cual es el sentido mas cargado, asumimos un D = 50 % (mitad y mitad)

Como solo tenemos 1 solo carril por sentido resulta L = 100 % (Todo en el unico carril)

Repetic D Repet L Repet iniciales

% %Ejes W18 Ejes W18

dia dia dia direc dia direc carr año direc carr

Simple 3513

6563 50 3282 100 3282 1.198E+06Tamd. 2453

Tridem 597

Ahora solo nos falta afectarlo del cresimiento (G) y la vida util (Y)

vida util ( Y ) = 10 años tasa de cresimiento del transito = 3.5 % por año

Inicial 1 de Enero Incremento Inicial 1 de Enero Y

Años

119.8 4.2 124.0 1

124.0 4.3 128.3 2

128.3 4.5 132.8 3

132.8 4.6 137.4 4

137.4 4.8 142.3 5

142.3 5.0 147.2 6

147.2 5.2 152.4 7

152.4 5.3 157.7 8

157.7 5.5 163.2 9

163.2 5.7 169.0 10

1454.4

1.4544E+07

7.163 [ adim ]


SNmin = SNmax =Fi


pi Fi (n0)i

Ejes W18

Tipo de Eje

(n0)i

E W18 E W18 E W18

[ 104 Repet ] [ 104 Repet ] [ 104 Repet ]

W18 = [ 104 Repet ]

W18 = [ Repet ]

Log ( W18 ) =

Cmin Cmax X DF DX dx rx

0.19644 0.36868 6.615 6 12 14 0.17224 2 1.23 0.615

0.62982 1 8.82 8 16 18 0.37018 2 1.64 0.82

2.1521 2.9866 11.025 11 22 24 0.8345 2 0.05 0.025

4.0342 5.3342 13.23 13 26 28 1.3 2 0.46 0.23


1.0962 1.38 17.64 17 34 36 0.2838 2 1.28 0.64

1.6938 2.0645 19.845 19 38 40 0.3707 2 1.69 0.845

2.9628 3.5035 22.05 22 44 46 0.5407 2 0.1 0.05

4.1111 4.7918 24.80625 24 48 50 0.6807 2 1.6125 0.80625


1.66 1.9069 27.5625 27 54 56 0.2469 2 1.125 0.5625

2.1876 2.4883 29.7675 29 58 60 0.3007 2 1.535 0.7675

10000

dF SN DX Dfmax Dfmax dx rxmax rxmin dFmax dFmin

0.105928 4.69 1 -0.028 -0.024 0.69 0.69 0.69 -0.01932 -0.01656

0.303548 4.69 1 0 -0.022 0.69 0.69 0.69 0 -0.01518

0.020863 4.69 1 0.14 0.09 0.69 0.69 0.69 0.0966 0.0621

0.299 4.69 1 0.18 0.18 0.69 0.69 0.69 0.1242 0.1242


0.181632 4.69 1 0 -0.02 0.69 0.69 0.69 0 -0.0138

0.313241 4.69 1 0.05 0.02 0.69 0.69 0.69 0.0345 0.0138

0.027035 4.69 1 0.15 0.12 0.69 0.69 0.69 0.1035 0.0828

0.548814 4.69 1 0.22 0.19 0.69 0.69 0.69 0.1518 0.1311


0.138881 4.69 1 0.01 0 0.69 0.69 0.69 0.0069 0

0.230787 4.69 1 0.07 0.04 0.69 0.69 0.69 0.0483 0.0276

Termino por aporte Estructural

Formula

Siendo coeficiente de drenaje de la capa i [ adim ]

espesor de la capa i [ in ]

Proponemos 2 alternativas:

Alternativa 1 full depth

Alternativa 2 flexible convencional

Alternativa 1 Capa Alternativa 2 Capa

Carpeta de Rodamiento Asfaltica 1 Carpeta de Rodamiento Asfaltica 1

Base Asfaltica 2

Base Granular CBR 80 2

Sub Base Granular Superior CBR 40 3 sup

Sub Base Granular Inferior CBR 20 3 inf

Subrasante 3 Subrasante 4

Calculamos los Modulos para asi determinar los ai

Calculamos el modulo del betun ( Sb ) y luego en funcion de el y otros parametros el de la mescla ( Smix )

IP =10 ( 2 - f )

→ f =20 - IP

f = 50 x 1 + f 10 + IP

Siendo

IP es el Indice de penetración del betun [ adim ]

f

es la temperatura de punto y bola o punto de ablandamiento del betun [ ºC ]

BetunIP f

[ adim ] [ ºC-1 ] [ ºC ] [ ºC ] [ ºC ]

Carpeta Asfaltica 0 2.000 50 25 30.1 55.1

Base Asfaltica -0.5 2.158 50 25 27.9 52.9

Para el calculo de los factores de ponderacion fu usaremos las siguientes formulas

Rango de TMDM Formula a usar para aproximar nomograma:

-10 0

0 25

25 30

SNW = S ai Di mi

ai coeficiente estructural de la capa i [ in-1 ]

mi

Di

log 800 - log P0

TPA - T0

factor auxiliar [ ºC-1 ]

P0 es la penetracion del betun a la temperatura T0 [ 10-1mm ]

T0 es una cierta temperatura a la cual se calcula la P0 [ ºC ]

TPA

P0 T0 DT TPA

[ 10-1mm ]

Calculamos la Temperatura Media Diaria de Servicio ( TMDS )

T0 = Tf = fu = 0,019 x 10 0,0542 ( T + 10 )

T0 = Tf = fu = 0,066 x 10 0,0591 T

T0 = Tf = fu = 2,001 x 10 0,0526 ( T - 25 )

30 40

MesTMDM

fuCalculo la Temperatura Media Diaria de Servicio

[ ºC ]k =

Enero 24 1.730

Febrero 22 1.317

Marzo 20 1.004

Abril 17 0.667 2.001

Mayo 14 0.444 k = 0.0526

Junio 10 0.257 25

Julio 10 0.257

Agosto 13 0.387

Septiembre 15 0.508 17.9 [ ºC ]

Octubre 19 0.876

Noviembre 21 1.150

Diciembre 23 1.510

10.107

0.842

Betun[ ºC ] [ ºC ] [ ºC ]

Carpeta Asfaltica 17.9 55.1 -37.2

Base Asfaltica 17.9 52.9 -35.0

BetunIP t

Modulo de deformacion del Betun[ adim ] [ ºC ] [ seg ]

Carpeta Asfaltica 0 -37.2 0.02 → Sb = 3.0E+07

Base Asfaltica -0.5 -35.0 0.02 → Sb = 3.0E+07

Calculamos el porcentaje en volumen de agregado mineral

%Vg = 100 - %Vb + %e

Betun%Vb %e %Vg

[ % ] [ % ] [ % ]

Carpeta Asfaltica 12 4.0 84.0

Base Asfaltica 11 6.0 83.0

BetunSb %Vb %Vg

Modulo Resiliente de la Mezcla[ % ] [ % ]

Carpeta Asfaltica 3.0E+07 12.0 84.0 → Smix = 3.47E+09

Base Asfaltica 3.0E+07 11.0 83.0 → Smix = 3.28E+09

Full DepthSmix Usando el Abaco Fig 7.13 libro

[ psi ] Coeficiente de aporte Estructural

T0 = Tf = fu = 3,669 x 10 0,0457 ( T - 30 )

log { [ fu ]med } - log { [ fu ]0 }

TMDS - T0

Para el [ fu ]med obtenido resulta:

[ fu ]0 =

T0 =

Despejando TMDS obtenemos:

TMDS =

Calculo la variación de temperatura media que sufrio el betun

S fu = Para poder colocar el betun su Tini = TPA

[ fu ]med = Suponiendo que la (Tfin)med=TMDS

Tfin Tini DT

Entrando en el nomograma con IP, DT y t = 0,02 seg (tiempo de aplicación de la carga)

DT

[ N/m2 ]

[ N/m2 ]

[ N/m2 ]

[ N/m2 ]

[ N/m2 ]

Carpeta Asfaltica 5.04E+05 → 0.46

Base Asfaltica 4.76E+05 → 0.36

Calculo de los coeficientes estructurales de las Bases y Subbases Granulares

AbacoCBR Modulo Resiliente

[ % ] [ psi ]

Base Granular Fig 5.17 80 → 28000

Sub base Granular Fig 5.1840 → 15500

20 → 12700

Calculamos los coeficientes de drenaje " mi "

Dias de lluvia en el año = 55 →55 x 100

→ 15.10%365

Tiempo en drenar = 7 dias ( una semana )

Agua removida dentro de: Calidad Drenaje

2 horas Exelente

1 dia Bueno

1 semana → Regular

1 mes Pobre

No drena Muy Pobre

Calidad Drenaje% de tiempo en que el pavimento esta expuesto a niveles de humedad de saturacion

< 1% 1 - 5 % 5 - 25% > 25 %

Exelente 1,40 - 1,35 1,35 - 1,30 1,30 - 1,20 1.20

Bueno 1,35 - 1,25 1,25 - 1,15 1,15 - 1,00 1.00

Regular 1,25 - 1,15 1,15 - 1,05 1,00 - ,80 0.80

Pobre 1,15 - 1,05 1,05 - ,80 ,80 - ,60 0.60

adopto valor medio → m2 = m3 = 0.9 en el Flexible Convencional

Resumen de los valores calculados

Materiala m MR

[ in-1 ] [ adim ] [ psi ] [ adim ]

0.46 1 503886 5.16

0.36 1 476284 5.10

base granular 0.133 0.9 28000 2.25

CBR 80

subbase granular 0.12 0.9 15500 1.65

CBR 40

subbase granular 0.096 0.9 12700 1.45

CBR 20

Subrasante ??? ??? 9212 1.13

a1 = [ in-1 ]

a2 = [ in-1 ]

Flexible Convencional

Coeficiente de Aporte Estructural

a2= 0,133 [ in-1 ]

(a3)s= 0,120 [ in-1 ]

(a3)i= 0,096 [ in-1 ]

%tsat = %tsat =

MRW

Mezcla Asfaltica para carpeta de rod

Mezcla Asfaltica para base asfaltica

Subrasante ??? ??? 9212 1.13

Calculo los Numeros Estructurales minimos de cada capa

Este paso se puede resolver de 2 formas diferentes:

[ 1 ]

Terminos que no varian de capa a capa

7.163

-0.456 Confiabilidad - Suponiendo un R = 85 %

-0.201 Caida de Serviciabilidad - Suponiendo pt = 2.5

Alternativa 1 - Full depth

Capa

Capa de Apoyo

DescripcionMR

[ psi ] [ adim ] [ adim ]

Carpeta Asfaltica Base Asfaltica 476284 5.10 → 0.953

Base Asfaltica Subrasante 9212 1.13 → 4.692

Alternativa 2 - Pavimento Flexible Convencional

Capa

Capa de Apoyo

DescripcionMR

[ psi ] [ adim ] [ adim ]

Carpeta Asfaltica 28000 2.25 → 3.118

15500 1.65 → 3.900

12700 1.45 → 4.193

Subrasante 9212 1.13 → 4.692


Capam a D

Verif[ adim ] [ in ] [ adim ] [ adim ] [ adim ]

1 0.46 2.5 1.159 1.159 0.953 Si

1 0.36 10 3.643 4.802 4.692 Si

1- Analitica uso la Ecuacion de Log(W18)

log ( W18 ) = CW + 9,36 log ( SN+1 ) - 0,20 + MRW +PSW

0,4 + 1094(SN+1) - 5,19

2- Grafica usando el abaco Fig 8.1 que soluciona dicha ecuacion

log ( W18 ) = Repeticiones Solocitantes de W18 - Suponiendo un SN = 5

CW =

PSW =

Uso abaco fig 8.1

SNminMRW

Uso abaco fig 8.1

SNminMRW

Base Granular CBR 80

Base Granular CBR 80

Subbase Granular CBR 40




SNCapa SNT SNmin

[ in-1 ]

Carpeta Asfaltica

Base Asfaltica

Espesor total = 12.5 → 31.75 cm

Alternativa 2 - Pavimento Convencional

Capam a D


1 0.46 7 3.246 3.246 3.118 Si

0.9 0.13 6 0.718 3.964 3.900 Si

0.9 0.12 2.5 0.270 4.234 4.193 Si

0.9 0.10 5.5 0.475 4.710 4.692 Si

Espesor total = 21 → 53.34 cm

Verificacion de los espesores minimos

7.163Carpeta de Rodamiento Base

espesor minimo en [ in ] espesor minimo en [ in ]

0.0000 a 4.699 1.0 4.0

4.699 a 5.176 2.0 4.0

5.176 a 5.699 2.5 4.0

5.699 a 6.301 3.0 6.0

6.301 a 6.845 3.5 6.0

6.845 a infinito 4.0 6.0

Espesores propuestos de las capas del Full depth

CapaCarpeta Rodamiento Base Asfaltica

[ cm ] [ cm ]

espesor 10 20

Total 30


Capam a D


1 0.46 3.94 1.826 1.826 0.953 Si

1 0.36 7.87 2.868 4.694 4.692 Si


SNCapa SNT SNmin

[ in-1 ]

Carpeta Asfaltica

BG CBR 80

BG CBR 40

BG CBR 20

Log ( W18 ) =

SNCapa SNT SNmin

[ in-1 ]

Carpeta Asfaltica

Base Asfaltica

Espesores propuestos de las capas del Pavimento Convencional

CapaCarpeta Rodamiento

Base Granular Subbase Granular

CBR 80 CBR 40 CBR 20

[ cm ] [ cm ] [ cm ] [ cm ]

espesor 17.5 15.5 6.5 14.5

Total 54

Alternativa 2 - Pavimento Convencional

Capam a D


1 0.46 6.89 3.195 3.195 3.118 Si

0.9 0.13 6.10 0.730 3.925 3.900 Si

0.9 0.12 2.56 0.276 4.202 4.193 Si

0.9 0.10 5.71 0.493 4.695 4.692 Si


SNCapa SNT SNmin

[ in-1 ]

Carpeta Asfaltica

BG CBR 80

BG CBR 40

BG CBR 20

800 2.90309 50 1.69897 1.20412

800 2.90309 50 1.69897 1.20412

k TMDM

0.019 0.0542 -10 entre -10 y 0

0.066 0.0591 0 entre 0 y 25

2.001 0.0526 25 entre 25 y 30

3.669 0.0457 30 entre 30 y 40

f0 T0

TMDM k

24 0.066 0.0591 0

22 0.066 0.0591 0

20 0.066 0.0591 0

17 0.066 0.0591 0

14 0.066 0.0591 0

10 0.066 0.0591 0

10 0.066 0.0591 0

13 0.066 0.0591 0

15 0.066 0.0591 0

19 0.066 0.0591 0

21 0.066 0.0591 0

23 0.066 0.0591 0

Nomograma Betun

3 7 10000000 30000000

3 7 10000000 30000000

Cm

10.7 3 3.566667 1.701732 2.147347 0.446

y 1 10 2

4.712237 2.810723 d 0 10 10

67.3 44.9 0 1 1 0.30103

0.446 0.3 0.2 cm 0.1 0.30103

CA BA 10 3.0103

Nomograma Mezcla 0.1 30

3 0.471224 9 1E+09 3.47E+09 2

3 0.281072 9 1E+09 3.28E+09

1

f0 T0

9.1 4 2.275 1.45 0.637363 0.063736 0.4 0.463736 6888.903

11.2 4 2.8 1.8 0.642857 0.064286 0.3 0.364286

a2 0.133

(a3)s 0.12

(a3)i 0.096

15.06849

5.702333 13.22941 5.159412

5.677866 13.17265 5.102649

4.447158 10.31741 2.247407

4.190332 9.72157 1.65157

4.103804 9.520825 1.450825

3.96437 9.197338 1.127338

3.96437 9.197338 1.127338

2.5

Debe dar 1

1.127 1.00001

4.692 SN 4.692

log(SN+1) cte

7.163 = -0.456 + 7.069 + -0.200 +

= 7.163

Mayor a 1

1.21600656528284

1.02348631760396

MRW

CW

Mayor a 1

1.04110129767603

1.01650098619329

1.00986259149865

1.00374122893304

1 50000

50001 150000

150001 500000

500001 2000000

2000001 7000000

7000001 inf

Mayor a 1

1.91497096894935

1.00045285014172

Mayor a 1

1.02470600164963

1.00653488949976

1.00211400472334

1.00065907251954

3 4 5 6 7 8 9

0.477121 0.60206 0.69897 0.778151 0.845098 0.90309 0.954243

0.477121 0.60206 0.69897 0.778151 0.845098 0.90309 0.954243

4.771213 6.0206 6.9897 7.781513 8.45098 9.0309 9.542425

48 60 70 78 85 90 95

3 4 5 6 7 8 9

psi 9.8 6888.903

N/m2 2.205 0.001423

0.0254 0.000645

-0.201

0.531581

Serviciab

1.127 + -0.378

MRW

Verificacion SHELL 78

Calculamos el Numero de Repeticiones ( N ) usando la misma formula de la AASHTO

Formula

Siendo

N es el nº de repeticiones solisitantes al final de la vida util p/ una carga de 18kips


G es el factor de cresimiento

D es el factor de distribucion direccional

L es el factor de distribucion por carril

365 cantidad de dias en el año

Y es la vida util del proyecto

Formula

Siendo


es el porcentaje de repeticiones totales para el grupo de carga (ith=?) on


tráfico promedio diario al inicio del período de diseño (TMDA inicial)

T es el porcentaje de camiones en el TMDA

A es el número medio de ejes por los camiones

Lo unico que varia son la forma de calcular los Fi que en este caso usamos la siguiente formula:

FormulaL

Siendo


L es la Carga Total por configuracion de ejes que debe ser menor que la admisible

es la carga de 18kips por eje simple, la cual fue usada para el desarrollo empirico

ne es el numero de ejes simples para una cierta configuracion de ejes dada

En el calculo de diseño AASHTO93 se obtubieron los siguientes numeros totales de ejes simples:

Tipo de Configuracion de Ejes Simple Tamdem Tridem

Total [ Ejes Simples / dia ] 1937 1147 293

ne = 1 ne es el numero de ejes simples en la configuracion

Total Por Carga

L E.Simp. % Carga EjesAdim

Tn kips dia Eje dia dia

6 13.23

1937

18.5 358 0.29 105

8 17.64 27.7 536 0.92 495

10 22.05 38.5 746 2.25 1679

12 26.46 15.3 296 4.67 1384


( N )Solicitante = (n0)i G D L 365 Y

(n0)i

(n0)i = (pi Fi) (ADT)0 T A

(n0)i

pi

Fi

(ADT)0

Fi = ( )4

ne L0

Fi

L0

Calculo del (n0)i por Ejes Simples

Carga Total por config. de ejes

pi Fi (n0)i

Ejes W18


Total Por Carga



16 35.28

1147

44.7 513 0.92 473

18 39.69 34 390 1.48 576

20 44.1 6.4 73 2.25 165

22.5 49.6125 14.9 171 3.61 616



Total Por Carga



25 55.13293

61.5 180 1.09 196

27 59.54 38.5 113 1.48 167

Total 293 Total 362

A falta de informasion sobre cual es el sentido mas cargado, asumimos un D = 50 % (mitad y mitad)

Como solo tenemos 1 solo carril por sentido resulta L = 100 % (Todo en el unico carril)

Repetic D Repet L Repet iniciales

E. Simple 18% %

Ejes Simple 18 Ejes Simple 18

dia dia dia direc dia direc carr año direc carr

Simple 3662

5855 50 2927 100 2927 1.069E+06Tamd. 1831

Tridem 362

Ahora solo nos falta afectarlo del cresimiento (G) y la vida util (Y)

vida util ( Y ) = 10 años tasa de cresimiento del transito = 3.5 % por año

Inicial 1 de Enero Incremento Inicial 1 de Enero Y

Años

106.9 3.7 110.6 1

110.6 3.9 114.5 2

114.5 4.0 118.5 3

118.5 4.1 122.6 4

122.6 4.3 126.9 5

126.9 4.4 131.3 6

131.3 4.6 135.9 7

135.9 4.8 140.7 8

140.7 4.9 145.6 9

145.6 5.1 150.7 10

1297.4



pi Fi (n0)i

Ejes W18

Calculo del (n0)i por Ejes Tridem


pi Fi (n0)i

Ejes W18

Tipo de Eje

(n0)i

E S18 E S18

[ 104 Repet ] [ 104 Repet ] [ 104 Repet ]

N = [ 104 Repet ]

1.30E+07

Determinacion de la Temperatura media de Servicion ( w-MAAT )

Ya se calculo en el metodo AASHTO93 → w-MAAT = 17.9 ºC

Las cartas se estan calculadas solo para las siguientes temperaturas: 4 - 12 - 20 y 28

Adoptamos por seguridad la inmediata superior → w-MAAT = 20 ºC

Determinacion del Modulo de la Surasante

Adoptamos el menor de todos los modulos que varian en el año

CBR = 5 % → MR = 7500 psi

MR = 5.2E+07 psi

Adoptamos por seguridad el inmediato inferior → MR = 5

Codigo de la mezcla asfaltica

Para la Carpeta de Rodamiento tenemos:

Sb = 3.00E+07 Smix = 3.47E+09

Para la Base Asfaltica tenemos:

Sb = 3.00E+07 Smix = 3.28E+09

Usando los abacos con los modulos del betun y la mezcla y el W-MAAT → obtenemos S1-100

Suponiendo a falta de informacion un comportamiento tipo F1 a fatiga, resulta:

Codigo de ambas mezclas (carpeta y base) = S1 - F1 - 100

La carta buscada es la 53 cuyos parametros son:

Mix Code S1 - F1 - 100 Subgrade modulus [ N/m2] 5

w-MAAT [ ºC ] 20 Number of 18kips standard axles 1.30E+07

Capa

Base Granular Subbase Granular Total


[ cm ] [ cm ] [ cm ] [ mm ]

Full Depth 0 0 0 0

Flexible Convencional 15.5 6.5 14.5 365

Carta 53 - S1 - F1 - 100

Verificamos el espesor asfaltico

Alter

Superior Inferior Ponderacion Logaritmica AASTHO

VerifN h1 N h1 N h1

[ repet ] [ mm ] [ repet ] [ mm ] [ repet ] [ mm ] [ mm ]

1 1E+08 449 1E+07 324 1.30E+07 338 300 No

2 1E+08 306 1E+07 180 1.30E+07 194 175 No

N = [ Repet ]

Las cartas se estan calculadas solo para los siguientes modulos: 2,5 - 5 - 10 y 20 [ 107N/m2]

[ 107 N/m2 ]

N/m2 N/m2

N/m2 N/m2

107

Calculamos el espesor granular h2 para cada alternativa:

h2

(h1)min

Carta 53 - S1 - F1 - 100

Verificamos la distribucion de los espesores de las capas granulares en el flexible convencional

Metodo Usado



[ mm ] [ mm ] [ mm ] [ mm ]

SHELL 78 167 88 109 365

AASTHO 93 155 65 145 365

Verifica No No Si

Si la carta buscada fuera la 49 cuyos parametros son:

Mix Code S1-F1-50 Subgrade modulus [ N/m2] 5

w-MAAT [ ºC ] 20 Number of 18kips standard axles 1.30E+07

Carta 49 - S1 - F1 - 50

Alter

Superior Inferior Ponderacion Logaritmica AASTHO

VerifN h1 N h1 N h1

[ repet ] [ mm ] [ repet ] [ mm ] [ repet ] [ mm ] [ mm ]

1 1E+08 353 1E+07 253 1.30E+07 265 300 Si

2 1E+08 244 1E+07 153 1.30E+07 164 175 Si

Carta 49 - S1 - F1 - 50

Verificamos la distribucion de los espesores de las capas granulares en el flexible convencional

Metodo Usado



[ mm ] [ mm ] [ mm ] [ mm ]

SHELL 78 163 91 112 365

AASTHO 93 155 65 145 365

Verifica No No Si

h2

107

(h1)min

h2

1 psi 11.2 3 3.73333

6888.9 N/m2

30 48 60 70 78 85

2 3 4 5 6 7

1.1 1.8 2.2 2.6 2.9 3.2

4.86 5.51 5.98 6.34 6.64 6.89

0.47 0.1306

5.65

14.6 2 7.3 8 9.51587 1.51587

1E+08 3E+09

8 9

1E+08 1E+09

1 3.28

Carta 53

22.1 1000 0.0221

Regla 13.35

600 mm

8.0665

AvacoAlter 1 cm

Superior Inferior

N h1 N h1

[ repet ] [ cm ] [ repet ] [ cm ]

8 10 7 7.2 Relac 44.9438 mm/cm

1 7.11307 0.11307

Alter 2

DL dL Dh dh Superior Inferior

1 0.11307 126 14.2285 N h1 N h1

1 0.11307 126 14.2285 [ repet ] [ cm ] [ repet ] [ cm ]

CBR 80 CBR 40 CBR 20 8 6.8 7 4

[ cm ] [ cm ] [ cm ]

3.7 5.65 8.06

3.7 1.95 2.41

Carta 53

CBR80 CBR40 CBR20

cm cm cmAvaco

1 1 1

Regla 22.1Superior Inferior

N h1 N h1 Relac 45.2489 mm/cm

[ repet ] [ cm ] [ repet ] [ cm ]

8 7.6 7 5.45

1 7.11307 0.11307 Carta 49

Regla 12.9

600 mm

DL dL Dh dh

1 0.11307 100 11.3066Avaco

1 0.11307 91 10.2548 cm


[ cm ] [ cm ] [ cm ]

3.5 5.45 7.85

3.5 1.95 2.4 Relac 46.5116 mm/cm

Alter 2 Carta 49

Superior Inferior

N h1 N h1

[ repet ] [ cm ] [ repet ] [ cm ]Avaco

8 5.25 7 3.3 7.8475

Regla 21.5

Relac 46.5116 mm/cm

90 95

8 9

3.4 3.6

7.10 7.30

21.9 11.0659

Carta 53

Avaco

Alter 2

Carta 53

Avaco

1000 mm

22.1 cm

Carta 49

Avaco

Carta 49

Avaco

1000 mm

21.5 cm

diseño assto-verif shell

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