1 cap 1 2 tipos pav y cargas diseño pav 2015.ppt [modo de compatibilidad]

7/24/2019 1 Cap 1 2 Tipos Pav y Cargas Diseo Pav 2015.Ppt [Modo de Compatibilidad]

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PAVIMENTOS

Profesor: Ing. Juan Snchez Guando

Telfono: 6830473, Celular: 975578989

email: [email protected]

Lima, 2015

Asignatura:

Cdigo asignatura:

8A0091


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RED VIAL NACIONAL

ESTADO DE LAS VAS DELPER

Red Vial

Departa-

mental

23,000

18%

RED VIAL

NACIONAL 1/

24,500

19%

Red Vial

Vecinal

79,000

63%


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Estado de la RED VIAL NACIONAL

6,803 7,237

13,279 12,1399,308

4,676

4,198 4,612

4,2405,243

6,911

5,053

5,856 6,008

6,320 6,520 8,281

14,77116,857 17,857

23,838 23,903 24,500 24,500

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

2005 2006 2007 2008 2009 2010P

Km.

MALO REGULAR BUENO


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Izcuchaca - Huanta


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Puerto Bermdez Dv. San Alejandro


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1.- TIPOS DE PAVIMENTOS Y CARGAS DE DISEOEl diseo de pavimentos de carreteras y aeropuertos involucra el estudiode los suelos y materiales para la pavimentacin, su comportamiento bajocargas, y el diseo de los pavimentos con cargas y la influencia de lascondiciones climticas.

Todo pavimento depende del soporte del suelo de cimentacin, por lo que

es necesario el conocimiento bsico de la mecnica de suelos.


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Antes de 1920, el diseo de pavimento consista bsicamente en ladefinicin de espesores de capas de materiales que ofrecan resistencia yproteccin a una subrasante suave y dbil. Los pavimentos erandiseados para resistir las fallas de corte de la subrasante.

Los ingenieros utilizaron su experiencia sobre la base de los xitos y losfracasos de los proyectos anteriores.


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Los ingenieros de caminos eran conscientes que el performance delos pavimentos es gran dependiente de los tipos de suelos sobre losque eran construidos los pavimentos.

Como consecuencia, se establecen correlaciones entre la

performance del pavimento con los tipos de subrasante. En generallos estudios muestran que las carreteras construidas sobre suelosplsticos presenta alto grado de fatiga, que aquellos construidos sobredepsitos granulares. La accin de las heladas y condiciones dedrenaje adversos son reconocido como dos causas primarias de lafalla de los pavimentos.


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Con el advenimiento de la segunda guerra mundial, las cargas de lasaeronaves militares necesitaron un mtodo racional mas aproximado.Tambin, al mismo tiempo el trfico de camiones se incrementaltamente con resultados de ruptura grave en los pavimentos.

Quizs el mayor mpetu para ajustar los procedimientos de diseo eranestablecidos por Corps Of Engineers (USACE). Enfrenta problemas de

disear pavimentos para altas cargas de aeroplanos, iniciandoestudios de varios principios para diseo.


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Pavimento Rgido Pavimento Flexible

Mayor durabilidad del pavimento rgido.

Mayor costo de pavimento rgido.

Pavimento Mixto

Pavimento flexible antigua, recapeado con una carpeta asfltica.

Pavimento semirgido

Construido con ladrillos o adoquines.


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Pavimento Rgido

Pavimento FlexibleLos pavimentos flexibles son construidos de asfalto y materialesgranulares. El espesor del pavimento flexible incluye todos loscomponentes compactados sobre la subrasante. Entonces la subbase,base granular y la capa de rodadura son componentes estructurales delpavimento.

Los pavimentos rgidos son hechos de concreto de cemento portland ypuede o no meter una base granular entre el pavimento y la subrasante.En los pavimentos rgidos la parte estructural la asume el concreto, noconsiderndose a la capa granular.

La diferencia esencial entre los dos tipos de pavimentos, flexible y rgido,es la manera en que cada uno de ellos distribuye las cargas sobre lasubrasante.


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El pavimento rgido, por su rigidez y por su alto mdulo de elasticidad,

tiende a distribuir la carga sobre una amplia rea de suelo; entonces, unamayor porcin de capacidad estructural es suministrada por la misma losa;considerndose slo una pequea influencia de los esfuerzos de lasubrasante en la capacidad estructural del pavimento. Las capas de baseson usadas bajo el pavimento rgido para: control de bombeos, control deaccin de heladas, drenaje, control de encogimiento y expansin de suelo.

La capacidad para transportar o distribuir cargas de un pavimento flexiblees afectado por las caractersticas de distribucin de carga del sistema. Elpavimento flexible consiste de una serie de capas con alta calidad demateriales; por lo tanto la resistencia de un pavimento flexible es elresultado de sus espesores, as como la distribucin de las cargas sobrela subrasante, mas que por la accin a la flexin de las capas. Losespesores de diseo son influenciados por la resistencia de la subrasante.La calidad de los elementos componentes del pavimento deben serdistribuidos de mayor calidad en la superficie del pavimento a los demenor calidad sobre la subrasante.


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Debido a gran extensin de zona en estudio,se encuentra gran variedad de suelos.

Cuando se trata de suelos dbiles, se debeefectuar mejoramiento.

Sectorizar carretera por tipo de suelo

Estabilizacin mecnica (compactacin)

Mezcla con materiales de mejorescaractersticas.

Reemplazo total del material.

Estabilizacin con productos qumicos,orgnicos, etc.


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2.- MODELOS PARA DISEAR PAVIMENTOS

Modelos empricos

Son aquellos procedimientos que cuentan con modelos desarrollados apartir de la experimentacin u observaciones de durabilidad depavimentos ya construidos. Originalmente en Estados Unidos se

desarroll estos mtodos sin informacin referida a esfuerzos de lasestructuras, emplendose como referencia slo la clasificacin de lossuelos, desde las primeras (Terzaghi en 1929), hasta las actuales(Highway Research Board en 1945). Reportes donde son relacionadosesfuerzos en los suelos corresponden al California Highway Departament(1950), donde los espesores de pavimento eran relacionados a los CBRs.La desventaja de los mtodos empricos es que puede ser aplicado slo a

un conjunto especfico de condiciones ambientales, materiales y cargas.Si estas condiciones son cambiadas, el diseo es poco vlido.


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Modelos empricos

Pistaexperimental

AASHO


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Modelos empricos

Pista experimental AASHO


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Modelos empricos

CEDEX Espaa

Pista de Ensayo Acelerado de Firmes a Escala Real


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Experiencia brasilea


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Experiencia brasilea


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Modelos mecansticosSon mtodos que incorporan modelos basados en principios deingeniera mecnica para evaluar el estado de esfuerzos de unpavimento, predecir su respuesta, comportamiento y durabilidad(performance). Existe dependencia de observaciones de performanceporque solo la teora no es suficiente para disear realisticamente

pavimentos.

Kerkhoven and Dormon (1953) sugirieron el uso de esfuerzoscompresivos en la superficie de la subrasante, como un criterio de fallapara reducir la deformacin permanente; mientras que Saal y Pell(1960) recomendaron el uso de esfuerzo de tensin horizontal en laparte inferior de la carpeta asfltica para evitar las fisuras porfatiga. El

uso de estos conceptos para diseo de pavimentos, fue presentado enlos estados Unidos por Dormon and Metcalf (1965).


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Modelos mecansticos

Propiedades de los materiales (capa

asfltica, capas granulares no tratadas ysubrasante): E, u.


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Modelos analticosSe usan modelos para predecir el estado de esfuerzos en un pavimentobajo simulacin de cargas de rueda y clima. La mayora de estos modelosestn basados en la teora multicapa y/o en el anlisis de elementos finitos.Older, Goldbeck, Westergaard, Pickett, Zienkiewicz.

Modelos multicapa

Predicen el comportamiento del pavimento bajo cargas de rueda, ms nolas variaciones del clima. En este modelo se trabajan las siguienteshiptesis: todas las capas se tratan como slidos elsticos (evitndose aslas teoras de las placas); las interfaces entre las capas pueden escogerse

como pegadas o despegadas, y se pueden analizar tanto unas como lasotras; Se puede aplicar el caso de cargas mltiples (ejes simples, tandemy tridem).

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