modulo ii pavimentos

PAVIMENTOS

MODULO II

2014

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA

E.A.P. ING.CIVIL.

ING. LUZ E. ALVAREZ ASTO

ING. LUZ E. ALVAREZ ASTO PAVIMENTOS 1

Anlisis de Trfico. Ejercicios y Problemas.

I.- CLASIFICACION DE LA RED VIAL EN EL MBITO NACIONAL Segn el manual de Diseo Geomtrico de Carreteras (DG 2001) aprobado por el MTC, se clasifica la Red Vial Nacional segn su funcin, de acuerdo a la demanda o segn sus condiciones orogrficas, es as que: a) Segn su funcin, la Red Vial Nacional se clasifica en tres grandes Rubros:

Red Vial Primaria o Red Vial Nacional, que est conformada por carreteras que unen las principales ciudades de la nacin con puertos y fronteras;

Red Vial Secundaria o Red Vial Departamental, que est constituida por la red vial circunscrita principalmente en la zona de un departamento, divisin poltica de la nacin o en zonas de influencia econmica, estas constituyen redes troncales departamentales;

Red Vial Terciaria o Red Vecinal, que est compuesta por caminos troncales vecinales que unen pequeas poblaciones.

b) De acuerdo a la Demanda, tenemos: Autopistas, carreteras con un IMDA superior a 4000 veh/da, de calzadas separadas,

con uno o ms carriles, con control total de accesos (ingreso y salida) que proporcional flujo vehicular completamente continuo.

Carreteras Duales o multicarril, carreteras con un IMDA superior a 4000 veh/da, de calzadas separadas, con uno, dos o ms carriles; con control parcial de accesos.

Carreteras de1ra Clase, son aquellas con un IMDA entre 4000 a 2001 veh/dia de una calzada de dos carriles (DC)

Carreteras de 2da Clase, son aquellas de una calzada de dos carriles (DC) que soportan un IMDA de 2000 a 401 veh/da.

Carreteras de 3ra Clase, son aquellas de una calzada que soportan un IMDA menor a 400 veh/da

Trochas carrozables, es la categora mas baja de camino transitable para vehculos automotores, construido con un mnimo movimiento de tierras, que el permite el paso de un solo vehculo.

c) Segn su condiciones Orogrficas, se subdividen en cuatro Tipo 1, permite a los vehculos pesados mantener aproximadamente la misma velocidad

Propsito: Conocer cmo se obtiene el trnsito, aplicar una Metodologa para el

estudio de la demanda de trnsito, conocer la clasificacin vial en el Per.

S E M A N A

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que los vehculos ligeros. La inclinacin transversal del terreno, normal al eje de la va, es menor o igual a 10%

Tipo 2, es la combinacin de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehculos pesados a reducir velocidades significativamente por debajo de las de los vehculos de pasajeros, sin ocasionar el que aquellos operen a velocidades sostenidas en rampa por un intervalo de tiempo largo. La inclinacin transversal del terreno normal al eje de la va, vara entre 10 y 50%.

Tipo 3, es la combinacin de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehculos pesados a reducir a velocidad sostenida en rampa durante distancias considerables o a intervalos frecuentes. La inclinacin transversal del terreno, normal al eje de la va, vara entre 50 y 100%.

Tipo 4, es la combinacin de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehculos pesados a operar a menores velocidades sostenidas en rampa que aquellas a las que operan en terreno montaoso, para distancias significativas o a intervalos muy frecuentes. La inclinacin transversal del terreno, normal al eje de la va, es mayor de 100%.

EN EL MBITO URBANO Un sistema vial completamente funcional provee para una serie de movimientos de distintas caractersticas dentro de un viaje. Hay seis etapas dentro de la mayora de los viajes: movimiento principal, transicin, distribucin, coleccin, acceso y final. La jerarqua de movimientos en reas urbanas se ilustra en la Figura 1. Sin embargo, la clasificacin de vialidades es un poco complicada en reas urbanas, ya que debido a la alta densidad y usos de suelo, los centros especficos de generacin de viajes son muy difciles de identificar; por lo tanto se deben tomar en cuenta consideraciones adicionales, tales como continuidad de las vialidades, distancia entre intersecciones, accesibilidad, de manera de poder definir una red lgica y eficiente


Clasificacin Funcional de Sistemas Viales Urbanos Los cuatro sistemas funcionales de vialidades para reas urbanas son las arterias principales y las arterias menores (vialidad primaria), los colectores (vialidad secundaria) y las calles locales. a) Sistema de Arterias Urbanas Principales Este tipo de sistema sirve a los mayores centros de actividad en reas urbanas, los corredores con los ms altos volmenes vehiculares, los deseos de viaje ms largos y lleva una proporcin alta de la totalidad de los viajes urbanos a pesar de que constituyen un pequeo porcentaje de la red vial total de la ciudad. Este tipo de sistemas incluyen autopistas y arterias principales con control de acceso parcial o sin control de acceso. b) Sistema de Arterias Urbanas Menores Este sistema se interconecta y complementa al sistema anterior. Incluye a todas las arterias no clasificadas como principales. Este sistema pone ms nfasis en acceso y ofrece menos movilidad de trnsito que el sistema inmediatamente superior. Este sistema puede servir a rutas de autobuses locales y proveer continuidad entre comunidades, pero idealmente, no debera penetrar vecindarios. c) Sistema de Colectores Urbanos Este sistema provee acceso y circulacin de trnsito dentro de vecindarios residenciales, reas comerciales e industriales. Este sistema colecta trnsito de calles locales y los canaliza hacia el sistema de vialidades primarias. d) Sistema de Calles Locales Este sistema permite acceso directo a generadores de viajes, conectndolos con los sistemas de vialidades superiores. Ofrece el nivel ms bajo de movilidad y por lo general, no debiera llevar rutas de autobuses (por deficiencias en los sistemas viales de nuestras ciudades, esto muchas veces no se cumple). Longitud de la Red Vial por Tipo de Superficie de Rodadura La red vial en el Per est compuesta por ms de 78.000 km de carreteras, organizada en tres grandes grupos: las carreteras longitudinales, las carreteras de penetracin y las carreteras de enlace. La categorizacin de las carreteras corre a cargo del Ministerio de Transportes y Comunicaciones del Per (MTC). Por la calidad y el tipo de vehculos que las recorre podemos clasificar las vas peruanas en 3 categoras: autopistas, carreteras asfaltadas y caminos afirmados:

Las autopistas cuentan con dos carriles principales y uno de seguridad en cada sentido de circulacin, separados por una berma y poseen buena sealizacin. En el Per existen cerca de 300 km de autopistas que corresponden a los tramos de acceso norte y sur a Lima a travs de la Carretera Panamericana. Gracias a la concesin a empresas privadas de varias rutas, el nmero de kilmetros superar los 1,000 km en pocos aos.

Las carreteras asfaltadas slo cuentan con un carril principal y una berma de seguridad en cada sentido de circulacin, separadas por un interlineado. En este tipo de va la sealizacin y los servicios bsicos varan en relacin a la cercana de las ciudades principales.


La mayor parte de las vas peruanas son caminos afirmados construidos en base a tierra y ripio. Existen 3 tipos de caminos afirmados en el Per: los que pertenecen a la red nacional, los caminos secundarios y vecinales y las trochas carrozables

II- DEFINICIONES Las siguientes definiciones son comnmente usadas en Ingeniera de Trnsito: Volumen: Cantidad de vehculos que pasa sobre una seccin de va durante un periodo de tiempo. TPDA VDPA IMDA: Volumen diario promedio anual VDPA = (Volumen Anual Total)/365 TPDS o VDPS: volumen promedio diario semanal VDPS = (Volumen semanal)/7 VDP: Volumen diario promedio

VDP = Volumen Total en N das/ N Volumen en Hora de Mxima Demanda: Es la cantidad de vehculos que pasa sobre una seccin de va durante 60 minutos consecutivos. VHDD: Volumen Horario Direccional de Diseo

VHDD = VDPA x K x D Donde, K = % de VDPA en la hora de mxima demanda D = % de volumen en la hora de mxima demanda en la direccin mas marcada. Tasa de Flujo: Expresin horaria del de la cantidad de vehculos que pasa por una seccin de va por un periodo menor a una hora Factor de la Hora de Mxima Demanda: relacin del volumen de la hora de mxima demanda a la tasa de volumen mxima dentro de la hora pico. FHMD = (Volumen en la Hora de Mxima Demanda) / (4 x Vol. Max. 15 min.) Velocidad: Tasa de movimiento del trnsito Velocidad de Punto: Velocidad a la cual un vehculo pasa un punto en la va. Velocidad de Marcha: Distancia total recorrida dividida por el tiempo requerido en recorrerla. Velocidad de Marcha Promedio: Distancia total recorrida por todos los vehculos en el volumen de trnsito, dividida por el tiempo de viaje total para todos los vehculos. Velocidad de Proyecto: Es la velocidad mxima (segura) que se puede mantener sobre un tramo especifico de va cuando las condiciones son lo suficientemente favorables para que las caractersticas de diseo de la va gobiernen la operacin del vehculo. Densidad: Cantidad de vehculos ocupando un tramo de va en un instante dado (VPK)


AFORO VEHICULAR (CONTEO) Definiciones

Transito Anual (TA), es el nmero de vehculos que pasan durante un ao Transito Mensual (TM ), es el nmero de vehculos que pasan durante un mes Transito Semanal (TS), es el nmero de vehculos que pasan durante una semana Trnsito Diario (TD), es el nmero total de vehculos que pasan durante un da Trnsito Horario (TH), es el nmero de vehculos que pasan durante una hora. Volmenes de Trnsito: Es el nmero de vehculos que pasa un punto determinado

durante un periodo especfico de tiempo. Densidad de Trnsito: Es el nmero de vehculos que ocupan una unidad de longitud de

carretera en un instante dado. Por lo general se expresa en vehculos por kilmetro. Intensidad o Volumen Medio Diario (VMD): Es el volumen total que pasa por una seccin

transversal o por un segmento de una carretera, en ambos sentidos, durante un ao, dividido entre el nmero de das en el ao. Se puede obtener tambin para un solo sentido

Volumen Horario de Diseo (VHD): Es el volumen horario futuro utilizado para diseo. Relacin entre el Volumen Horario de Diseo (VHD) y el Volumen Medio Diario (VMD): El volumen horario de diseo se expresa a menudo como un porcentaje del

volumen medio diario. El rango normal est entre un 12% y un 18 % para ambos sentidos, y un 16% a un 24% para un solo sentido.

Distribucin Direccional: Es el volumen durante una hora en particular en el sentido predominante expresado como un porcentaje del volumen en ambos sentidos durante la misma hora.

Composicin del Trnsito: Vehculos pesados o de transporte pblico expresados (excluyendo vehculos livianos, con una relacin peso/potencia similar a vehculos privados) como un porcentaje del volumen horario de diseo.

Volumen Horario: Es el nmero de vehculos que pasan por un punto en un periodo de tiempo de una hora. El volumen horario de mxima demanda es el mximo nmero de vehculos que transcurren durante 60 minutos consecutivos, denominados tambin "Horas Punta". Estos volmenes proyectados se emplean para planificar obras, proyectar los detalles geomtricos de las vas, determinar su posible deficiencia en capacidad y planear programas para regular el trnsito, de acuerdo al nivel de servicio que se le asigne.

Composicin de los Volmenes: Los volmenes de trnsito estn compuestos por unidades muy heterogneas, cuyas caractersticas afectan al flujo de trnsito e intervienen en el diseo geomtrico y estructural de las vas.

Tramo homogneo: seccin de la carretera con caractersticas geomtricas o volumen de trnsito similar.

Uso de datos de Volmenes de trnsito La informacin sobre volmenes de trnsito es de gran utilidad en la planeacin del transporte, diseo vial, operacin del trnsito e investigacin. Varios tipos de estudios de volmenes y sus aplicaciones se ilustran en la siguiente tabla.


Mtodos de Muestreo A continuacin se enumeran las modalidades ms comnmente usadas para aforos de trnsito. a) Aforos Manuales: Son aquellos que registran a vehculos haciendo trazos en un papel o con contadores manuales. Mediante stos es posible conseguir datos que no pueden ser obtenidos por otros procedimientos, como clasificar a los vehculos por tipo, nmero de ellos que giran u ocupantes de los mismos. Los recuentos pueden dividirse en 30 minutos e incluso 15 cuando el trnsito es muy denso. Para hacer los recuentos se deben preparar hojas de campo.

Se usan por lo general para contabilizar volmenes de giro y volmenes clasificados. La duracin del aforo vara con el propsito del aforo. Algunos aforos clasificados

pueden durar hasta 24 horas. El equipo usado es variado; desde hojas de papel marcando cada vehculo hasta

contadores electrnicos con teclados. Ambos mtodos son manuales. Durante periodos de trnsito alto, es necesaria ms de una persona para efectuar los

aforos. La exactitud y confiabilidad de los aforos depende del tipo y cantidad del personal, instrucciones, supervisin y la cantidad de informacin a ser obtenida por cada persona.

b) Contadores Mecnicos: Son aquellos que emplean instrumentos para realizar el registro de vehculos, sin que se requiera de personal permanente. Estos instrumentos se basan en principios como el de la clula fotoelctrica, presiones en planchas especiales o por medio de detectores magnticos o hidrulicos. Atendiendo a su movilidad los contadores pueden ser fijos o porttiles. Los fijos se usan para hacer recuentos continuos en ciertos lugares, mientras que los porttiles son ms ligeros y se utilizan para hacer recuentos parciales durante periodos de tiempo limitados Contadores permanentes son usados para aforar el trnsito continuamente. Es usado a menudo para estudios de tendencias. Pueden ser actuados por clulas fotoelctricas, detectores magnticos y detectores de lazo.


c) Contadores Porttiles: Toman nota de los volmenes aforados cada hora y 15 minutos, dependiendo del modelo. Pueden ser tubos neumticos u otro tipo de detector porttil. Entre sus ventajas se cuentan: una sola persona puede mantener varios contadores y, adems, proveen aforos permanentes de todas las variaciones del trnsito durante el periodo del aforo. Entre sus desventajas se cuentan: no permiten clasificar los volmenes por tipo de vehculo y movimientos de giro y muchas veces se necesitan aforos manuales ya que muchos contadores (en particular los de tubo neumtico) cuentan ms de un vehculo cuando son accionados por vehculos de ms de un eje o por vehculos que viajen a velocidades bajas.

d) Mtodo del Vehculo en Movimiento: Este mtodo se emplea para obtener volmenes de trnsito en un tramo de la va urbana, sirviendo adems para determinar tiempos y velocidades de recorrido medias. Para aplicar este mtodo se emplea un vehculo con su conductor, que recorre el tramo de va considerado a la velocidad media de la corriente de trnsito, acompaado de uno o ms observadores que deben registrar el tiempo que tarda el tramo de la va considerado, los vehculos que se cruzan con l y estn en sentido contrario, los vehculos pasados y los que se adelantan a l, en el mismo sentido. Estudios sobre Volmenes de Trnsito: Estos estudios se realizan para conocer los volmenes de trnsito que circulan por una va, por parte de ella, o por un sistema de ellas y constituyen la fuente primaria de informacin para distribuir y proyectar volmenes de trnsito. Existen diferentes tipos de estudios segn el lugar donde se realicen y el objeto de estudio, tales como: estudios en lugares aislados, estudios en sistemas de vas rurales, urbanas y estudios en cordones. Estudios en lugares aislados: Se realizan para obtener informacin sobre volmenes de trnsito en un lugar especfico. Sus resultados se pueden usar para proyectar vas, hacer anlisis sobre su capacidad, establecer las fases de semforos y para muchos otros fines. Estos estudios se llevan a cabo en los lugares donde se necesite la informacin y su duracin suele ser de 48 horas a una semana si se utilizan contadores automticos y solamente durante las horas que interesen (como las de volmenes mximos) cuando los recuentos se efectan en forma manual, se acostumbra emplear recuentos manuales de 15 minutos

El ndice Medio Diario Anual de Trnsito (IMDA). El ndice Medio Diario Anual de Transito (IMDA) representa el promedio aritmtico de los volmenes diarios para todos los das del ao previsible o existente en una Seccin dada de la va. Su conocimiento da una idea cuantitativa de la importancia de la va en la seccin considerada y permite realizar los clculos de factibilidad econmica


Volumen y composicin o clasificacin de los vehculos (carreteras existentes)


Variaciones horarias de la demanda

Variaciones diarias de la demanda

Variaciones estacinales (mensuales)


Diseo de Pavimentos Flexibles, Mtodo de AASHTO 1993-2002

Resea Histrica

A lo largo del tiempo el diseo de pavimento flexible segn el mtodo de la AASHTO ha sufrido constantes modificaciones, segn las nuevas condiciones en las que trataban al pavimento asfltico, Los primeros mtodos de Diseo de Pavimentos se remontan a tiempos anteriores a la dcada del 20. En ese tiempo los diseos se hacan en base a la experiencia y al sentido comn del proyectista, por lo que eran mtodos poco confiables.

Este mtodo est desarrollado en la publicacin AASHTO Guide for Desing of Pavement Structures. En la gua se incluye el diseo para pavimentos flexibles y de concreto. Esta primera gua fue editada en 1962, fue evaluada y revisada en 1972 y 1981. Entre 1984 y 1985, el Subcomit en Diseo de Pavimentos y consultores revisaron la gua en vigencia, dando como resultado nacimiento de la AASHTO (1986) con muchas variaciones con respecto a las versiones anteriores. En 1993 se publica una nueva versin de la gua, pero sin cambios en lo que concierne el diseo de pavimentos rgidos.

En el ao 2004, despus de varios aos de investigacin en los Estados Unidos como parte del proyecto NCHRP 1-37 Development for the 2002 Guide for Design of New and Rehabilitated Pavement Structures fueron publicados inicialmente manuales y reportes (habiendo sido revisados y mejorados antes de ser utilizados con fines prcticos) y en el 2008, AASHTO public un manual del MEPDG, La Nueva Gua de Diseo de Pavimentos Mecanstico-Emprico (Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide - MEPDG) para el uso prctico en el diseo de pavimentos. Utilizando el MEPDG, las alternativas de las estructuras de pavimento son evaluadas para verificar su desempeo a lo largo de su vida en servicio. Los modelos de comportamiento son basados en las propiedades de los materiales para evaluar la probabilidad de falla.

Como podemos ver a lo largo de la historia la asshto ha ido modificando su mtodo de diseo, y en nuestro pas este ltimo mtodo est en una etapa de adaptacin y es por ello que actualmente se utiliza el mtodo aashto 93.

Propsito: Conocer los conceptos y fundamentos tecnolgicos bsicos de los

pavimentos para aplicarlos en las prcticas y/ o trabajos a realizar.

S E M A N A

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Mtodo De Diseo

El diseo del pavimento, utilizando el Mtodo AASHTO, basado en las ecuaciones originales de la AASHO actualmente AASHTO Road Test, datan de 1961, producto de las pruebas en Ottawa, Illinois, con tramos a escala natural y para todo tipo de pavimentos. La versin de 1986 y la de 1993(GUIDE FOR DESIGN OF PAVEMENT STRUCTURE 1993); as como la del 2008 se han modificado para incluir factores o parmetros de diseo que no haban sido considerados y que son producto de la experiencia adquirida por ese organismo entre el mtodo original y su versin ms moderna. Para este informe de investigacin se ha va a utilizar el Mtodo AASHTO, versin 1993 (GUIDE FOR DESIGN OF PAVEMENT STRUCTURE 1993). El cual consiste en determinar el Nmero Estructural (SN) para el pavimento flexible que pueda soportar el nivel de carga solicitado, en funcin del Mdulo Resiliente de la subrasante (Mr), nmero de ejes standard anticipado

(W18), Confiabilidad (R%), Desviacin Standard total (S0), prdida de serviciabilidad ( PSI) e ndices estructurales del pavimento. Los valores del nmero estructural se determinan mediante la aplicacin de la ecuacin de diseo indicada en la Grafica N0 05 del mtodo de diseo. Grafica NO01: Valores Del Nmero Estructural

FUENTE: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993. Antes de entrar en la descripcin detallada interesa presentar los conceptos bsicos del mtodo AASHTO de dimensionamiento de firmes. 1. Transito. Las cargas de los vehculos son transmitidas al pavimento mediante dispositivos de apoyo multiruedas para determinar la carga total sobre una superficie mayor, con el fin de reducir las tensiones y deformaciones que se producen al interior de la superestructura.


El trfico es uno de los parmetros ms importantes para el diseo de pavimentos. Para obtener este dato es necesario determinar el nmero de repeticiones de cada tipo de eje durante el periodo de diseo, a partir de un trfico inicial medido en el campo a travs de aforos. El nmero y composicin de los ejes se determina a partir de la siguiente informacin:

Periodo de diseo. Distribucin de ejes solicitantes en cada rango de Cargas. Trnsito medio diario anual de todos los vehculos TMDA o TPDA. Tasas de crecimiento anuales de cada tipo de vehculo. Sentido del trfico. Nmero de carriles por sentido de trfico. Porcentaje del trnsito sobre el carril ms solicitado. ndice de serviciabilidad. Factores de equivalencia de carga.

Para el clculo del trnsito, el mtodo contempla los ejes equivalentes sencillos de 18,000 lb (8.2 ton) acumulados durante el perodo de diseo, por lo que no ha habido grandes cambios con respecto a la metodologa original de AASHTO. La ecuacin siguiente puede ser usada para calcular el parmetro del trnsito W18 en el carril de diseo. Dnde:

W18 = Trnsito acumulado en el primer ao, en ejes equivalentes sencillos de 8.2 ton, en el carril de diseo. DD = Factor de distribucin direccional; se recomienda 50% para la mayora de las carreteras, pudiendo variar de 0.3 a 0.7, dependiendo de en qu direccin va el trnsito con mayor porcentaje de vehculos pesados. w18 = Ejes equivalentes acumulados en ambas direcciones. DL = Factor de distribucin por carril, cuando se tengan dos o ms carriles por sentido.

a. Trnsito Medio Diario Anual:

El TMDA representa el promedio aritmtico de los volmenes diarios de trnsito aforados durante un ao, en forma diferenciada para cada tipo de vehculo.

b. Tasa De Crecimiento Representa el crecimiento promedio anual del TMDA. Generalmente las tasas de crecimiento son diferentes para cada tipo de vehculo.

c. Proyeccin Del Trnsito El trnsito puede proyectarse en el tiempo en forma aritmtica con un crecimiento constante o exponencial mediante incrementos anuales.

d. Modelos De Crecimiento En la Grafica NO02, se observa que la proyeccin aritmtica supone un crecimiento ms rpido en el corto plazo y se subestima el trnsito en el largo plazo. En base a las estadsticas es conveniente definir que curva se ajusta mejor al trnsito generado por una carretera.


Grafica NO02: Modelos De Crecimiento Del Transito

FUENTE: Metodologas De Diseo De Pavimentos Flexibles: Tendencias, Alcances Y Limitaciones

e. Factor De Crecimiento

Una forma sencilla de encontrar el factor de crecimiento es adoptar una tasa de crecimiento anual y utilizar el promedio del trfico al principio y al final del periodo diseo. La AASHTO recomienda calcular el factor de crecimiento para el trfico de todo el periodo de diseo:

Donde: r = tasa de crecimiento anual en decimales P = periodo de diseo en aos. Los valores del factor de crecimiento para diferentes tasas anuales y periodos de diseo se muestran en la tabla siguiente, de acuerdo al criterio de la AASHTO: Tabla N01: Factor de Crecimiento Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993


Donde r = tasa/100 y no debe ser nula. Si sta es nula, el factor es igual al perodo de anlisis. f. Distribucin Direccional

A menos que existan consideraciones especiales, se considera una distribucin del 50% del trnsito para cada direccin. En algunos casos puede variar de 0,3 a 0,7 dependiendo de la direccin que acumula mayor porcentaje de vehculos cargados.

g. Factor De Distribucin Por Carril En una carretera de dos carriles, uno en cada direccin, el carril de diseo es uno de ellos, por lo tanto el factor de distribucin por carril es 100%. Para autopistas multicarriles el carril de diseo es el carril exterior y el factor de distribucin depende del nmero de carriles en cada direccin que tenga la autopista. En la tabla siguiente se muestran los valores utilizados por la AASHTO.

Tabla N02: Factor De Distribucin Por Carril.

FUENTE: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993. h. Trnsito Equivalente

Los resultados obtenidos por la AASHTO en sus tramos de prueba mostraron que el dao que producen distintas configuraciones de ejes y cargas, puede representarse por un nmero equivalente de pasadas de un eje simple patrn de rueda doble de 18 kips (80 kN u 8,2 Ton.) que producir un dao similar a toda la composicin del trfico.

i. Factores Equivalentes De Carga (Lef) La conversin del trfico a un nmero de ESALs de 18 kips (Equivalent Single Axis Loads) se realiza utilizando factores equivalentes de carga LEFs (Load Equivalent Factor). Estos factores fueron determinados por la AASHTO en sus tramos de prueba, donde pavimentos similares se sometieron a diferentes configuraciones de ejes y cargas, para analizar el dao producido y la relacin existente entre estas configuraciones y cargas a travs del dao que producen.El factor equivalente de carga LEF es un valor numrico que expresa la relacin entre la prdida de serviciabilidad ocasionada por una determinada carga de un tipo de eje y la producida por el eje patrn de 18 kips.

Los factores equivalentes de carga de la AASHTO estn tabulados en funcin de cuatro parmetros: tipo de eje (simple, tandem, tridem), ndice de serviciabilidad final (2, 2,5 y 3), carga por eje, y nmero estructural SN del pavimento (de 1 a 6).


j. Factor De Camin Para expresar el dao que produce el trfico, en trminos del deterioro que produce un vehculo en particular, hay que considerar la suma de los daos producidos por cada eje de ese tipo de vehculo. De este criterio nace el concepto de Factor de Camin, que se define como el nmero de ESALs por nmero de vehculo. Este factor puede ser calculado para cada tipo de camiones, o para todos los vehculos como un promedio de una determinada configuracin de trfico. Se ha demostrado que el eje delantero tiene una mnima influencia en el dao producido en el pavimento, por ejemplo en el ahuellamiento, la fisuracin y la prdida de serviciabilidad su participacin vara de 0,13 al 2,1 %. Por esta razn el eje delantero no est incluido en los factores de equivalencia de carga, lo cual no afecta a la exactitud del clculo. k. Periodo De Diseo Se define como el tiempo elegido al iniciar el diseo, para el cual se determinan las caractersticas del pavimento, evaluando su comportamiento para distintas alternativas a largo plazo, con el fin de satisfacer las exigencias del servicio durante el periodo de diseo elegido, a un costo razonable. Generalmente el periodo de diseo ser mayor al de la vida til del pavimento, porque incluye en el anlisis al menos una rehabilitacin o recrecimiento, por lo tanto ste ser superior a 20 aos. Los periodos de diseo recomendados por la AASHTO se muestran en la Tabla N07 Tabla N03: Periodos de Diseo en Funcin del Tipo de Carretera FUENTE: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993. 2. Confiabilidad R

El nivel de confianza o Confiabilidad R es uno de los parmetros importantes introducidos por la AASHTO al diseo de pavimentos, porque establece un criterio que est relacionado con el desempeo del pavimento frente a las solicitaciones exteriores. La confiabilidad se define como la probabilidad de que el pavimento diseado se comporte de manera satisfactoria durante toda su vida de proyecto, bajo las solicitaciones de carga e intemperismo, o la probabilidad de que los problemas de deformacin y fallas estn por debajo de los niveles permisibles. En otras palabras con este parmetro, se trata de llegar a cierto grado de certeza en el mtodo de diseo, para asegurar que las diversas alternativas de la seccin estructural que


se obtengan, durarn como mnimo el perodo de diseo. Para elegir el valor de este parmetro se considera la importancia del camino, la confiabilidad de la resistencia de cada una de las capas y el trnsito de diseo pronosticado.

Tabla N04: Valores Del Nivel De Confianza De Acuerdo Al Tipo De Camino.

FUENTE: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993. 3. Desviacin Estndar normal Zr.

Este parmetro est ligado directamente con la Confiabilidad (R), descrita en el tem 2. La esquematizacin del comportamiento real del pavimento y la curva de diseo propuesta por la AASHTO tienen la misma forma pero no coinciden. La falta de coincidencia se debe a los errores asociados a la ecuacin de comportamiento propuesta y a la dispersin de la informacin utilizada en el dimensionamiento del pavimento. Por esta razn la AASHTO adopt un enfoque regresional para ajustar estas dos curvas. De esta forma los errores se representan mediante una desviacin estndar So, para compatibilizar los dos comportamientos. El factor de ajuste entre las dos curvas se define como el producto de la desviacin normal ZR, por la desviacin estndar So. Los factores de desviacin normal ZR se muestran en la siguiente tabla:

Tabla N05: Factores de Desviacin Normal

FUENTE: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993.


Si la construccin se va a realizar por etapas, la vida til ha de ser menor al periodo de anlisis (vida til < periodo de anlisis), en este saco se deben considerar las confiabilidades de todo el periodo de diseo, de donde resulta que: Dnde: n = nmero de etapas prevista 4. Desviacin Estndar global o total So.

Una vez elegido un nivel de confianza y obtenidos los resultados del diseo, stos debern ser corregidos por dos tipos de incertidumbre: la confiabilidad de los parmetros de entrada, y de las propias ecuaciones de diseo basadas en los tramos de prueba. Para este fin, se considera un factor de correccin que representa la desviacin estndar, de manera reducida y simple, este factor evala los datos dispersos que configuran la curva real de comportamiento del pavimento. La desviacin estndar global es la desviacin de la poblacin de valores obtenidos por AASHTO que involucra la variabilidad inherente a los materiales y a su proceso constructivo. En este paso deber seleccionarse un valor So Desviacin Estndar Global, representativo de condiciones locales particulares, que considera posibles variaciones en el comportamiento del pavimento y en la prediccin del trnsito. El rango de desviacin estndar sugerido por AASHTO se encuentra entre los siguientes valores:

0,40 So 0,50 (So = desviacin estndar)

En la tabla 6,, se muestran valores para la desviacin estndar. Tabla N06: Valores Para La Desviacin Estndar

CONDICIN DE DISEO DESVIACIN ESTNDAR (S0)

Pav. rgido Pav. flexible

Variacin en la prediccin del comportamiento del pavimento sin errores en el trnsito.

0.30 0.40

Variacin en la prediccin del comportamiento del pavimento con errores en el trnsito.

0.45 0.50

FUENTE: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993. 5. Prdida o Diferencia entre ndices de Servicio Inicial y Terminal.

Se define el ndice de Serviciabilidad como la condicin necesaria de un pavimento para proveer a los usuarios un manejo seguro y confortable en un determinado momento. La disminucin del ndice de servicio, representa una prdida gradual de la calidad de servicio de la carretera, originada por el deterioro del pavimento. Inicialmente se cuantific la servicialidad a travs de la opinin de los conductores, en otras palabras, un pavimento en perfecto estado se le asigna un valor de servicialidad inicial que depende del diseo de pavimento y de la calidad de la construccin, de 5 ( perfecto); y un pavimento en franco deterioro o con ndice de Serviciabilidad final que depende de la categora del camino y se adopta en base a esto y al criterio del proyectista, con un valor de 0(psimas


condiciones) a la diferencia entre estos valores se les conoce como la perdida de Serviciabilidad o sea el ndice de Serviciabilidad presente.

Tabla N07: Valores Para El ndice De Serviciabilidad

FUENTE: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993. Actualmente, El cambio o prdida en la calidad de servicio que la carretera proporciona al usuario, se define en el mtodo con la siguiente ecuacin: Donde: PSI = ndice de Servicio Presente PSI = Diferencia entre los ndices de servicio inicial u Original y el final o terminal deseado. po = ndice de servicio inicial Pt = ndice de servicio terminal

ndice De Serviciabilidad Inicial (po)

Se establece como la condicin original del pavimento inmediatamente despus de su construccin o rehabilitacin. El ndice de Serviciabilidad inicial se basa en funcin directa del diseo de la estructura de pavimento y de la calidad con que se construye la carretera. AASHTO93 estableci (si no se tiene informacin disponible para diseo) los siguientes valores:

Tabla N08: Valores Para El ndice De Serviciabilidad Inicial

Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993

ndice De Serviciabilidad Inicial (po)

Tipo De Pavimento Valor Inicial Deseable (Po)

Pavimentos Rgidos 4,5

Pavimentos Flexibles 4,2


ndice De Serviciabilidad Final (Pt)

Se establece como la condicin de la superficie del pavimento que no cumple con las expectativas de comodidad y seguridad exigidas por el usuario, representa al valor ms bajo capaz de ser tolerado por el pavimento, antes de que sea necesario rehabilitar mediante un refuerzo o reconstruccin del pavimento. Este ndice (pt) est en funcin de la categora del camino (el valor asumido depende de la importancia de la carretera), y del criterio del proyectista, los valores que se recomiendan por experiencia son:

Tabla N09: Valores Para El ndice De Serviciabilidad Final

Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993 6. Mdulo De La Resiliencia

Es una medida de la propiedad elstica del suelo, reconocindole ciertas caractersticas no lineales. El mdulo resiliente es un parmetro que se utiliza para comprobar el estado de una capa de firme. Nos da una idea de la calidad de la capa y de la durabilidad, ya que se obtiene al aplicar cargas cclicas, lo cual origina un estado tensional similar al de servicio. El mdulo de Resiliencia se puede usar directamente en el diseo de pavimentos flexibles. Este ensayo fue desarrollado a los efectos de estudiar una propiedad del material que describa mejor el comportamiento del suelo bajo cargas dinmicas de ruedas. Una rueda que se mueve imparte un pulso dinmico a todas las capas de pavimento y a la Subrasante. Como respuesta a este pulso dinmico, cada capa de pavimento sufre una deflexin. El pulso solicitante vara desde un valor muy bajo hasta un mximo en un breve periodo en funcin de la velocidad del vehculo. Este no es un ensayo a rotura y las muestras no fallan durante la ejecucin del mismo, el ensayo provee una indicacin del comportamiento del material bajo cargas repetidas. A medida que el material est sujeto a la accin de la carga, se deforma y recupera cuando se quita la carga, sin embargo, el material nunca se recupera a su forma original y alguna deformacin permanente ocurre. Esta deformacin se denomina plstica, mientras que la deformacin recuperable es la deformacin resiliente. La magnitud relativa de las deformaciones plstica y resiliente influencian el comportamiento del material. Las muestras son cilndricas y se confinan en una cmara triaxial que permite una gran variedad de presiones de confinamiento a aplicar a la probeta. Mediante un dispositivo especial se puede aplicar cargas pulsantes de distinta magnitud y duracin. En el ensayo se registra la deformacin sufrida por la probeta.

ndice De Serviciabilidad final(pt)

Tipo de carretera

Tipo de transito

Valor final (Pt)

Principales Transito mayor

2,5 o mas

Secundarias Transito menor

2,0


En el ensayo se registra:

a. La carga aplicada mediante una clula de carga electrnica. b. La presin de confinamiento mediante el medidor de presiones. c. La deformacin que sufre la probeta.

Para suelos finos interesa conocer la tensin desviante d = 1 - 3 Para los suelos granulares la tensin volumtrica 3 = 1 + 2 + 3 Las cargas dinmicas repetidas producen en la probeta una deformacin vertical, que tiene dos componentes: P = Deformacin permanente, que no se recupera cuando cesa la carga. R = Deformacin Resiliente, que es recuperable cuando deja de actuar la carga La relacin entre las deformaciones verticales y la carga desviante se muestra en la figura siguiente:

Grafica NO03: Relacin Entre Deformacin Vertical Y Carga Desviante.

Fuente: Aylln Acosta Jaime, Gua para el Diseo de Pavimentos de Concreto Asfltico.

Para determinar el mdulo resiliente se registra toda la deformacin axial de la probeta a lo largo del ensayo y se calcula con la siguiente expresin:

MR = d / R R tiene la misma definicin del mdulo de Young, aplicada a solicitaciones transilientes de corta duracin.


Para el diseo de pavimentos flexibles deben utilizarse valores medios resultantes de los ensayos de laboratorio, las diferencias que se puedan presentar estn consideradas en el nivel de confiabilidad R. Durante el ao se presentan variaciones en el contenido de humedad de la Subrasante, las cuales producen alteraciones en la resistencia del suelo, para evaluar esta situacin es necesario establecer los cambios que produce la humedad en el mdulo Resiliente. Con este fin se obtienen mdulos resilientes para diferentes contenidos de humedad que simulen las condiciones que se presentan en el transcurso del ao, en base a los resultados se divide el ao en periodos en los cuales el MR es constante. Para cada valor de MR se determina el valor del dao relativo, utilizando el baco de la Figura NO 1. Figura NO 1: baco Para La Determinacin Del Dao Relativo Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures 1993 Con los resultados de los daos relativos se obtiene el valor promedio anual. El mdulo de resiliencia que corresponda al Uf promedio es el valor que se debe utilizar para el diseo. Si no


se tiene la posibilidad de obtener esta informacin se puede estimar el valor del MR en funcin del CBR. Tabla N010: Valores Del MR En Funcin Del CBR Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993 Para el mtodo de la AASHTO, la parte fundamental para caracterizar debidamente a los materiales, consiste en la obtencin del Mdulo de Resiliencia, con base en pruebas de laboratorio, realizadas en materiales a utilizar en la capa Subrasante (Mtodo AASHTO T-274), con muestras representativas (esfuerzo y humedad) que simulen las estaciones del ao respectivas. El mdulo de resiliencia estacional ser obtenido alternadamente por correlaciones con propiedades del suelo, tales como el contenido de arcilla, humedad, ndice plstico, etc. Finalmente, deber obtenerse un mdulo de resiliencia efectivo, que es equivalente al efecto combinado de todos los valores de mdulos estacionales. Se puede utilizar la siguiente ecuacin: Donde: Uf = Dao relativo en cada estacin (por mes o quincenal). MR = Mdulo de Resiliencia de la capa subrasante, obtenido en laboratorio o con deflexiones cada quincena o mes. Y por ltimo: Por lo que el MR efectivo, ser el que corresponda al Uf promedio. 7. Capacidad De Soporte De La Subrasante

La subrasante es el suelo que sirve como fundacin para todo el paquete estructural. En la dcada del 50 se puso ms nfasis en las propiedades fundamentales de la subrasante y se idearon ensayos para caracterizar mejor a estos suelos. Ensayos usando cargas estticas o de baja velocidad de deformaciones tales como el CBR, compresin simple son


reemplazados por ensayos dinmicos y de repeticin de cargas tales como el ensayo del mdulo resiliente, que representan mucho mejor lo que sucede bajo un pavimento en lo concerniente a tensiones y deformaciones. Las propiedades de los suelos pueden dividirse en dos categoras.

-Propiedades fsicas: son usadas para seleccin de materiales especificaciones -constructivas y control de calidad. -Propiedades ingenieriles: dan una estimacin de la calidad de los materiales para caminos.

La calidad de los suelos para subrasantes se puede relacionar con el mdulo resiliente, el mdulo de Poisson, el valor soporte del suelo y el mdulo de reaccin de la subrasante. La capacidad de soporte de la subrasante est representada por los valores de CBR determinados mediante los ensayos de laboratorio realizados con las muestras de suelos obtenidas en el campo.El Mtodo AASHTO 1993 requiere el uso del Mdulo de Resiliencia, el cual se obtiene de la correlacin con los CBR mediante las siguientes formulas:

Para los CBR< 10% Mr = 1500 * CBR (psi)

Para los CBR de 10% a 20%

Mr = 3000 * CBR

0.65 (psi)

Para los CBR > 20%

Mr = 4326 * lnCBR+241 (psi) El Mtodo AASHTO 2002 propone una frmula de correlacin del Mdulo de Resiliencia con el CBR que rige para todos los casos:

Mr = 2555 * CBR0.64 (psi)

Consideramos que los valores de los Mdulos de Resiliencia obtenidos mediante la frmula propuesta por el Mtodo AASHTO 2002 son ms afines a las propiedades de los suelos, por lo que en el presente estudio usaremos esta ltima correlacin. 8. Determinacin De Espesores Por Capas

Una vez que se ha calculado el Nmero Estructural SN para la seccin estructural del pavimento, utilizando el grfico o la ecuacin general bsica de diseo, donde se involucraron los parmetros anteriormente descritos (trnsito, R, So, MR, PSI), el siguiente paso es definir las diferentes capas de la estructura del pavimento, las que de acuerdo a sus caractersticas estructurales satisfagan el NE, es decir que en conjunto provea de suficiente capacidad de soporte equivalente al nmero estructural de diseo original. La siguiente ecuacin puede utilizarse para obtener los espesores de cada capa, para la superficie de rodamiento o carpeta, base y subbase, hacindose notar que el mtodo de


AASHTO, versin 1993, involucra coeficientes de drenaje particulares para la base y subbase.

Dnde: a1, a2 y a3 = Coeficientes de capa representativos de carpeta, base y subbase respectivamente. D1, D2 y D3 = Espesor de la carpeta, base y subbase Respectivamente. m2 y m3 = Coeficientes de drenaje para base y subbase respectivamente. La estructuracin no tiene una solucin nica, se pueden establecer variadas combinaciones de capas que satisfacen la ecuacin del N.E. En la eleccin de las capas se deben considerar los materiales disponibles y su costo.

Figura NO 2: Espesores Por Capas

FUENTE: Elaboracin Propia

A) Coeficientes De Capa

Para la obtencin de los coeficientes de capa a1, a2 y a3 debern utilizarse las Figuras A1, A2 y A3, en donde se representan valores de correlaciones hasta de cinco diferentes pruebas de laboratorio: Mdulo Elstico, Texas Triaxial, R - valor, VRS y Estabilidad Marshall.

Para carpeta asfltica (a1) Fig. A-1 Para bases granulares (a2) Fig. A-2 Para subbases granulares (a3) Fig. A-3

B) Coeficientes de Drenaje

Por las condiciones de humedad en el terreno, se considerar la construccin de sistemas de subdrenaje adecuados en los diseos, que mejoren la calidad del drenaje en la estructura del pavimento. El valor de estos coeficientes depende de dos parmetros:

La capacidad del drenaje, que se determina de acuerdo al tiempo que tarda el agua en

ser evacuada del pavimento, y


El porcentaje de tiempo durante el cual el pavimento est expuesto a niveles de humedad prximos a la saturacin, en el transcurso del ao. Dicho porcentaje depende de la precipitacin media anual y de las condiciones de drenaje, la AASHTO define cinco capacidades de drenaje, (que se muestran en la Tabla N011)

Tabla 11: Capacidad Del Drenaje Para Remover La Humedad Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993 Los coeficientes de drenaje Aashto son: valores menores, iguales o mayores a la unidad, esto depende de la capacidad percolante de las capas de drenaje: al tener capas de drenaje con valores mayores que al unidad, entonces es factible la posibilidad de disear paquetes estructurales con espesores menores en el caso de drenajes no es bueno, el coeficiente es menor que la unidad lo que obligara a disear un paquete estructural con mayor espesor, que permita resistir en igual de condiciones el trnsito para el que fue diseado; un mayor espesor de paquete estructural, no garantiza el tener un buen drenaje. Para los coeficientes de drenaje, m2 y m3, correspondientes a las capas de base y subbase respectivamente, el mtodo de AASHTO se basa en la capacidad del drenaje para remover la humedad interna del pavimento, definiendo lo siguiente: Tabla N012: Valores Recomendados Para Modificar Los Coeficientes Estructurales De Capa De Bases Y Sub bases Sin Tratamiento, En Pavimentos Flexibles.

Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993


C) Espesores D1, D2 Y D3 Para el clculo de los espesores D1, D2 y D3 (en pulgadas), el mtodo sugiere respetar los siguientes valores mnimos, en funcin del trnsito en ejes equivalentes sencillos acumulado. Tabla N013: Espesores Mnimos, En Pulgadas, En Funcin De Los Ejes Equivalentes

Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993 TS= tramiento superficial con sellos

EJEMPLO DE APLICACION Se Desea Realizar La Pavimentacin De La Va De Acceso Santa Costanera, Mediante El Mtodo de la Aashto para la estructuracin de Pavimentos Flexibles. Se cuenta con los siguientes datos: Ubicacin: Departamento : Ancash Provincia : santa Ubicacin : santa- costanera Adems se sabe que es una zona Rural dedicada al cultivo de productos agrcolas y crianza de ganado lechero donde diariamente transportan sus productos al mercado local e interdistrital y nacional. ( interurbana de transito elevado)


a. ESTUDIO DE SUELOS:

Estudio del Terreno de Fundacin CALICATA C 01 PROGRESIVA 0+300

CANTERA METODO DE COMPACTACION ASTM-D1557 RESULTADOS

TE

RR

EN

O D

E

FU

ND

AC

ION

Max. Densidad Seca( gr/cm3) 1.93

Optimo Contenido de Humedad (% 9.97

C.B.R. al 100 % M.D.S. (%) 6.33

C.B.R. al 95 % M.D.S. (%) 3.04

SUCS: ML AASHTO:A-2-4 (0) Peso especifico 2.21

L.L: 21.90% L.P. : 17.39% I.P :4.51% -------

% ABRACION: ---- Absorcin: 0.1 % EXPANSION N/P

MAT. ORG.:N/P FINOS (%): 1.13 SALES SOLUBLES (%): -----------

LIMO INORGANICO Y ARENA MAL GRADUADA SUELOS FORMADOS POR PARTICULAS FINO RENOSAS

---------

CALICATA C 03 PROGRESIVA 1+720 CANTERA METODO DE COMPACTACION ASTM-D1557 RESULTADOS

TE

RR

EN

O D

E

FU

ND

AC

ION



C.B.R. al 100 % M.D.S. (%) 25.72

C.B.R. al 95 % M.D.S. (%) 13.94

SUCS: SP -SM AASHTO:A-2-4 (0) Peso especifico 1.66

L.L: N/P L.P. : N/P I.P : N/P -------

% ABRACION: ---- Absorcin: 0.1 % EXPANSION N/P

MAT. ORG.:N/P FINOS (%): 1.13 SALES SOLUBLES (%): -----------

LIMO INORGANICO Y ARENA MAL GRADUADA SUELOS FORMADOS POR PARTICULAS FINO RENOSAS

---------

Estudio de la cantera de Guadalupito

Estudio de la cantera de Cambio Puente CANTERA METODO DE COMPACTACION ASTM-D1557 RESULTADOS

CA

MB

IO

PU

EN

TE



C.B.R. al 100 % M.D.S. (%) 73.09

C.B.R. al 95 % M.D.S. (%) 37.00

SUCS: G.P AASHTO:A-1-a (0) Peso especifico 2.15

L.L: N/P L.P. : N/P I.P N/P

% BRACION:

17.10 Absorcin: 0.2 % EXPANSION N/P

MAT. ORG.:

N/P FINOS (%): 1.13

SALES SOLUBLES (%): -----------

MEZCLA DE GRAVAMAL GRADUADA Y ARENA CON POCOS FINOS/GRAVAS CON ABRASION

CANTERA METODO DE COMPACTACION ASTM-D1557 RESULTADOS

GU

AD

AL

UP

ITO



C.B.R. al 100 % M.D.S. (%) (C.B.R. DE DISEO) 58.37

C.B.R. al 95 % M.D.S. (%) 22.48

SUCS: G.P AASHTO:A-1-a (0) Peso especifico 2.92

L.L: N/P L.P. : N/P I.P N/P

% ABRACION: 19.8 Absorcin: 0.1 % EXPANSION N/P

MAT. ORG. : ACEPTABLE FINOS (%): 3.13 SALES SOLUBLES (%) 0.038

MEZCLA DE GRAVAMAL GRADUADA Y ARENA CON POCOS FINOS/GRAVAS CON

PARTICULAS FINAS DE GRANULOMETRIAS BIEN DEFINIDAS

ABRASION;

17.00 %


PARTICULAS FINAS DE GRANULOMETRIAS BIEN DEFINIDAS 11.40 %

b. ANALISIS DE TRAFICO

SOLUCION Debemos encontramos los Parmetros que intervienen en el diseo: Periodo De Diseo

De la tabla 3:


Calculo Del Factor Camin( FC)

Para la determinacin del factor camin resulta conveniente elaborar un cuadro como el que se muestra

(Cuadro.), donde se clasifico el tipo del vehculo lo cual nos permiti encontrar las cargas en funcin de sus ejes, utilizando para ello la Tabla de Dimensiones y Carga del MTC.

FACTOR CAMION = 41.07


Calculo del Factor de crecimiento (F.C.)

F.C = (1 + r)n / r F.C. =(1 + 0.08)

25 /0.08

Donde:

r = 0.08 F.C. = 85.60 n = 25

Calculo del EAL

El mtodo AASHTO utiliza en su formulacin el nmero de repeticiones esperadas de carga de Ejes Equivalentes, es decir, que antes de entrar a las frmulas de diseo, debemos transformar los Ejes de Pesos Normales de los vehculos que circularn por el camino, en Ejes Sencillos Equivalentes de18 kips (8.2 Ton) tambin conocidos como ESALs

CALCULO DEL EAL

TIPO DE VEHICULO IMDA PRIMER AO FACTOR CRECIMIENTO TRAFICO VEHICULAR

FACTOR CAMION

EAL DE DISEO

Vehculos Ligeros 156 -------- ---------- -------- -------- Vehculos Custer (C-2) 38 13870 85.6 45.73 54291574 Camin 2E

128 46720 85.6 45.73 182876881 Buses (C-3) Camin 3E 66 24090 85.6 45.73 94295892 T2s1 16 5840 85.6 45.73 22859610 T2s2 14 5110 85.6 45.73 20002159 T2s3 12 4380 85.6 45.73 17144708 T3s1 8 2920 85.6 45.73 11429805 T3s2 8 2920 85.6 45.73 11429805 C2-R2 2 730 85.6 45.73 2857451

C2-R3 6 2190 85.6 45.73 8572354

TOTAL 425760238

EALDISEO = 4.2 x E8

Calculo del Transito

W18 = DD x DL x EAL Donde:

EAL = 4.2 X 108 DD = 0.5 DL = 1 Remplazando valores:

W18 = 0.5 x 1x 4.2x 108

Se obtiene: W18 = 2E+08


Calculo del Mdulo de Resiliencia Para el clculo del mdulo de resiliencia se utiliz la siguiente frmula: Mr = 2555 * CBR

0.64 (psi)

De La Subrasante. Para CBR =6.33 Remplazando MR = 2555 * (6.33)0.64 = 8323.18 Para CBR =3.04 Remplazando MR = 2555 * (3.04)0.64 = 5205.11

De La Base Granular Cantera Cambio Puente

Para CBR =75.09 Remplazando MR = 2555 * (75.09)0.64 = 40497.68 Para CBR =37.00 Remplazando MR = 2555 *(37)0.64 =25765.59

Cantera Guadalupito Para CBR =58.37 Remplazando MR = 2555 * (58.37)0.64 = 34494.69 Para CBR =22.48

Remplazando MR = 2555 * (22.48)0.64 = 18730.12

Calculo De los Coeficientes De Capa

Carpeta Asfltica:

Se utiliz de la figura A-1, del Abaco de la AASHTO donde el espesor depende de la relacin CBR mdulo de resiliencia.

a1 =0.44/pulg. 1.12/cm

Base Granular: Para el clculo del coeficiente de la base granular se utiliz la figura A-2, al igual que para la carpeta asfltica tambin est en relacin CBR- MR , obtenido el mdulo Resiliente se procedi a encontrar el valor de la capa en el abaco de la figura mencionada arrojndonos como valor :

a2 = 0.12/pulg 0.30/cm

Subbase Granular:

Con la ayuda dl abaco de la figura A-3 se procedi a calcular el coeficiente de la base granular obtenindose el siguiente resultado:

a3 = 0.13/pulg 0.33/cm


Tabla A-1: Tabla de Dimensiones y Carga


Fuente: Reglamento Nacional de Vehculos, Decreto Supremo N 034-2001-MTC, publicado en El Peruano, el 25 de julio del 2001, Pg. 207450


Tabla A-2: Factores De Equivalencia De Carga.


Figura A-1: baco Para Estimar El Nmero Estructural De La Carpeta Asfltica A1.



Figura A-2: baco para estimar el nmero estructural de la capa base

granular a2.



Figura A-3: baco para estimar el nmero estructural de la sub-base

granular a3.


modulo ii pavimentos

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