UNIVERSIDAD ALAS PERUANASFACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TRABAJO DOMICILIARIO

CURSO : DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS

ALUMNO : ORTIZ SILVA, Wilder

DOCENTE : Mg. Héctor Pérez Loayza

CICLO : IX

1. los parámetros que se tienen en cuenta en el diseño de pavimentos

FACTORES A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DE PAVIMENTOS EL TRAFICO LA SUBRASANTE EL CLIMA

El trafico

Este proporciona criterios y métodos para determinar el tráfico que soportará una vía durante su periodo de vida y en el carril de diseño.Es de primordial importancia conocer el tipo de vehículo, el número de veces que pasa y el peso por eje de ese tipo de vehículo.

Tipo de eje

Eje sencillo: es un eje con una rueda sencilla en sus extremos.Eje tándem: son dos ejes sencillos con ruedas dobles en los extremos.Eje tridem: son tres ejes sencillos con ruedas dobles en los extremos.

Volumen de tránsitoSe define como nuero de vehículos que pasan por un punto o un carril durante una unidad de tiempo. Sus unidades son vehículo/día; vehículos /hora, etc.

Índice Medio Diario, IMD

Es el promedio del número de vehículos que pasan por un punto durante un periodo de tiempo. Según el periodo de análisis para medir el volumen, podrá ser índice medio diario anual, (IMDA), índice medio diario mensual (IMDM) o índice medio diario semanal (IMDS).

Periodo de diseñoEl pavimento puede ser diseñado para soportar el efecto acumulativo de transito durante cualquier periodo de tiempo. El periodo seleccionado en años, para el cual se diseña el pavimento, se denomina periodo de diseño. Al final de este periodo puede esperarse que el pavimento requiera trabajos de habilitación, para devolverle a la vía un adecuado nivel de transitabilidad.

LA SUBRASANTE De la calidad de esta capa depende, en gran parte, el espesor que debe tener un

pavimento, sea este flexible o rígido. como parámetro de evaluación de esta capa se emplea la capacidad de soporte o resistencia a la deformación por esfuerzo cortante bajo las cargas del tránsito.

Los cambios de volumen de un suelo de subrasante de tipo expansivo pueden ocasionar varios daños en la estructura que se apoye sobre este.

EL CLIMA El clima puede tener diversos efectos sobre la estructura del pavimento. Los

principales elementos del clima usualmente considerados en el diseño de pavimentos son las temperaturas extremas y el agua.

En los pavimentos flexibles el aumento o disminución de la temperatura puede ocasionar una modificación sustancial en el modulo de elasticidad de las capas asfálticas, ocasionando deformaciones o agrietamientos que influirán en el nivel de servicio de la vía.

Los cambios de temperatura en las losas de pavimentos rígidos ocasionan en estas esfuerzos muy elevados, que en algunos casos pueden ser superiores a los generados por las cargas de los vehículos que circulan sobre ellas,

2. Tipos de pavimentos.Los pavimentos se clasifican en: pavimentos flexibles, pavimentos semi-rígidos o semi-flexibles, pavimentos rígidos y pavimentos articulados.

Pavimentos flexibles. Este tipo de pavimentos están formados por una capa de rodadura, consistente en una mezcla de materiales granulares y asfalticos, que se construye sobre una capa de base granular o estabilizada y una capa de subbase.

Pavimento semi-rigido Este tipo de pavimentos guarda básicamente la misma estructura de

un pavimento flexible, una de sus capas se encuentra rigidizada artificialmente con un aditivo que puede ser, asfalto, emulsión, cemento, cal, y químicos. El empleo de estos aditivos tiene la finalidad de corregir o modificar las propiedades mecánicas de los materiales locales que no son aptos para la construcción de las capas del pavimento.

Pavimentos rígidos Están constituidos por una losa de concreto hidráulico, apoyadas

sobre la subrasante o sobre una capa de material seleccionado

Pavimentos articulados Están compuestos por una capa de rodadura que esta

elaborada con bloques de concreto prefabricado, llamados adoquines, de espesor uniforme e igual entre si. Esta puede ir sobre una capa delgada de arena la cual, a su vez, se apoya sobre una capa base granular o directamente sobre la subrasante, dependiendo de la calidad de esta y de la magnitud y frecuencia de las cargas que circulen por dicho pavimento.

Estudios que se realizan en un proyecto vial.Los estudios que se realizan en un proyecto vial son:Estudio topográfico. Estudio de suelos.Estudio hidrológico. Obras de arte de un proyecto vial.Las obras que se realizan en un proyecto vial son:Sub drenesCunetasCunetas de coronación AlcantarillasPuentes y pontones Muros Gavionesbadenes

Que es un túnel, partes de un túnel, funciones, tipos Un túnel es una obra artificial

subterránea de carácter lineal, cuyo objetivo es la comunicación de un punto a otro.

Partes de un túnel

Importancia de los túneles Los túneles son un medio de comunicación artificial entre dos puntos separados por un suelo o roca. Su objetivo es el de permitir el paso de personas, ferrocarriles, vehículos, conducciones eléctricas, de agua u otros. Debido a su utilización diversa elevan su importancia a medida que la sociedad avanza Tipos

Túnel para ferrocarril, Túnel en minería, Túnel para peatones, Túnel para vehículos.

Estudios Preliminares para el Diseño de Túneles

Estudios Preliminares En etapas de factibilidad e ingeniería básica, deben

hacerse una serie de estudios geológicos y geotécnicos.

Geología del Trazado del túnel. Condiciones de aguas subterráneas. Sectorización geotécnica. Estabilidad Geotecnia de portales. Geotecnia para obras anexas.

Trazado del Túnel Para la definición del trazado de un túnel, deben

considerarse diversas características geológicas: Tipos de roca y sus propiedades. Orientación de discontinuidades respecto al eje del

túnel, influye en la dificultad para la de excavación y sus condiciones de estabilidad.

Condiciones favorables es que discontinuidades manteen hacia el sentido de avance de la excavación.

Presencia de fallas, su orientación y espesor.

Mapa Geológico Trazado

Aguas Subterráneas Roca puede contener agua en su matriz o en las fracturas,

a diversas condiciones de presión que dependen de la profundidad.

Rocas muy fracturadas o permeables, como areniscas o calizas son especialmente importantes. También pueden haber bolsones de gravas o rocas más permeables.

Antes de la construcción se debe determinar la ubicación y cantidades de agua. Los costos suben al menos 20% por necesidad de soporte impermeable y drenaje.

Ante flujos altos, puede bajarse el nivel general del agua o tratar el suelo (ej: congelamiento).

Sectorización Geotécnica

A partir de una sección en que se proyecta la geología de superficie, más información de sondajes y ensayos de laboratorio, se asigna una clasificación de macizo rocoso o calidad de roca a los distintos sectores a lo largo del túnel (o porcentajes dentro de cada uno).

Luego se suman en km los sectores de igual calidad, determinando % de calidades de roca.

Sectorización Geotécnica Usualmente se usa el índice Q o la clasificación ISRM de resistencias

estimadas de roca (R0 a R6)

Sectorización GeotécnicaUnidad Geológica Clase (%)

R5 R4 R3 R2 R1

Tobas, tufitas y volcarenitas con intercalaciones de lavas y brechas (Tia)

10 50 35 5 0

Volcarenitas y tobas de lapilli de fina estratificación (Tia3) 5 40 45 10 0

Tobas ignimbríticas (Tia4) 10 60 25 5 0

Tobas intracaldera (Tiem) 15 60 20 5 0

Remoción en masa, composición incierta (Qrm) 0 0 0 20 80

Granitoides (Mg) 5 40 40 15 0

Fallas 0 0 35 40 25

Sectorización Geotécnica

La sectorización geotécnica permite: Identificar métodos de excavación más apropiados y su % del

trazado. Identificar tipos de fortificación y su diseño. Estimar costos de la obra. Seleccionar zonas donde se requieran prospecciones adicionales.

Excavación de Túneles En suelo, excavación es manual o mecánica,

seguida rápidamente por soporte para mitigar las deformaciones y prevenir colapsos.

En roca, se puede usar tronadura controlada, cortadores rotatorios o TBM

Tunnel Boring Machines (TBM) Grandes cabezas rotatorias de hasta 12 m de

diámetro, armadas con discos o puntas, rotan a 2-10 rpm. Avance hasta 30 m/día.

TBM

TBM Efectividad (y conveniencia económica) de la TBM

depende de las condiciones de la roca. Rocas de UCS > 150MPa tienden a ser muy problemáticas.

Abrasividad de la roca es importante ya que gasta rápidamente los discos. La abrasividad depende del contenido de cuarzo, tamaño del grano, resistencia y porosidad de la roca.

Niveles de stresses sobre la roca son comparables a las de tronaduras.

Ventajas son la generación de paredes suaves con poca sobre-excavación, lo que reduce necesidades de soporte.

Portales

Localización de portales debe considerar la topografía de superficie de manera que sea factible la construcción.

Además se deben analizar los impactos en la estabilidad de las laderas al realizar los cortes.

Calidad de roca es usualmente menor por estar cercano a la superficie.

Usualmente se requieren estudios a escala de mayor detalle, incluyendo levantamiento estructural (discontinuidades) y un sondaje.

Obras Anexas

Conjuntamente con el estudio del túnel, usualmente hay que hacer estudios geotécnicos de obras anexas como caminos de acceso, puentes, sifones, túneles auxiliares (ventanas), etc.

Estos estudios pueden ser en suelo o en roca, ya sea en superficie o subterráneos.

Casos Especiales: a) Cambio de roca a suelo El paso del túnel de roca a suelo debe ser previsto y

medidas especiales deben ser tomadas. Puede ser conveniente variar el trazado para evitar esta situación.

Cambio drástico en condiciones y métodos de excavación y soporte.

Suelo puede estar saturado e inundar el túnel al pasar el contacto.

El contacto usualmente es una superficie de erosión, generalmente irregular y por la tanto difícil de predecir en su localización exacta.

b) Túneles Parietales

Excavados subparalelos y a poca distancia de una pared o ladera rocosa en superficie. Falta de continuidad del macizo provoca anomalías en las condiciones de esfuerzos.

Propiedades de la roca e inclinación de la ladera inciden directamente en estabilidad del túnel. En algunos casos puede convenir reemplazar la roca con materiales artificiales en vez de soportarla.

c) Túneles en Rocas Blandas y Zonas de Falla Requiere soporte inmediato. Suelo tiende a deformarse

rápidamente, pudiendo producir deformación de las paredes y asentamientos.

Estabilidad depende de la resistencia del material y condiciones hidrogeológicas. Suelos gruesos pueden ´fluir´dentro del túnel.

Otro problema es el “squeezing”, por deformación lenta (creep) y plástica del material, común en arcillas, lutitas y granitos, esquistos o gneisses altamente meteorizados.

En suelos expansivos, hay que dejar que se expanda antes de poner el revestimiento.

Investigación de Sitio

Geología de superficie. Sondajes en portales, a lo largo del túnel y zonas aledañas.

Incluir ensayos de permeabilidad y piezómetros. Geofísica Muestras sacadas en cota del túnel. Información debe ser tal de poder generar perfiles a lo

largo del túnel con tipos de roca, estructuras, calidad geotécnica (ej: Q) y condiciones hidrogeológicas.

Condiciones de temperatura y posible presencia de gases en la excavación deben ser examinadas.

Prospecciones Geofísicas Métodos sísmicos Métodos eléctricos