9.0 diseño pavimentos flexibles.pdf

7/28/2019 9.0 Diseo pavimentos flexibles.pdf

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Pavimentos-UNH-Ing. Johny Bendezu Acero 1

Captulo VI:Diseo de

Pavimentos

FlexiblesIng. Johny Bendezu Acero


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6.1

Consideraciones

Generales


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Parmetros de Diseo

Trfico

Materiales

Condiciones Ambientales Mantenimiento

Calidad de construccin


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6.2

Mtodo AASHTO


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Mtodo de Diseo AASHTO El mtodo recomendado por la Asociacin Americana de

Oficiales de Carreteras y Transportes (AASHTO) se basaen los resultados de la pista de prueba ensayada a finalesde 1950.

La primera gua de diseo interina se publica en 1961,

revisada en 1972 y 1981. En 1986 se publica la guarevisada y ampliada.

En 1993 se publica una nueva versin con pequeasmodificaciones de la gua de diseo.

El mtodo se base en ecuaciones empricas dedesempeo del pavimento a partir de la pista de pruebas yadaptadas para climas distintos al que originalmente fueensayada.


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Procedimiento de Diseo

Calcular el trfico para el Periodo de diseo(W18)

Determinar la confiabilidad R y la desviacinestndar total S

o Establecer el mdulo de resilencia efectivo dela subrasante Mr

Determinar la prdida de serviciabilidad dediseo

Obtener el nmero estructural SN (baco ofrmula)

Establecer los espesores que satisfagan SN


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Frmula de diseo AASHTO

07.8log32.2

1

109440.0

5.12.4

log

20.01log36.9log19.5

18

RoR M

SN

PSI

SNSZW

Donde:

W18 = Nmero estimado de ejes simples equivalentes de8.2 toneladas

ZR = Desviacin estndar normal.S0 = Error estndar combinado de la prediccin del

trnsito y de la prediccin del comportamientoPSI = Diferencia entre el ndice de Servicio inicial (Po) y

el Final (Pt).MR = Mdulo resiliente.SN = a1d1 + a2d2m2 + a3d3m3.


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baco de diseo


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Confiabilidad

La confiabilidad en el diseo de pavimentos (Zr) es laprobabilidad de que el sistema estructural que forma elpavimentos cumpla su funcin prevista bajo lascondiciones que tienen lugar en ese lapso.


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Confiabilidad


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Variabilidad

La variabilidad (So) se refiere a las varianzas en lasmediciones de los parmetros que se definen en eldiseo con respecto a los valores que se obtienenen el terreno de forma real.

Se recomienda utilizar los valores comprendidosdentro de los intervalos siguientes:


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Prdida de Serviciabilidad

Time

Ser

viceability

(P

SI)

p0

pt

p0 - pt

Basic Equations


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Prdida de Serviciabilidad


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Carpeta, Base y SubBase


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Coeficientes de capa

Representa una medida de la habilidadrelativa del material de funcionar como

componente estructural del pavimento.

Este coeficiente expresa la relacin emprica

entre el nmero estructural (SN) y el espesor.

1iiiDaSN


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Coeficientes de capa


C f


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Coeficiente de capa concretoasfltico


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Coeficiente de Capa Base Granular


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Coeficiente de base estabilizada

Estabilizada con asfalto Estabilizada con cemento


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Coeficiente de Capa Sub-Base


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Drenaje

25%

Excelente 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 1.00-0.80 0.80

malo 1.15-1.05 1.05-0.80 0.80-0.60 0.60

Muy Malo 1.05-0.95 0.95-0.75 0.75-0.40 0.40

Tabla 2.4. Valores de coeficiente de drenaje (m i ) recomendadospara modificar los coeficientes estructurales de capa para base no

tratatas y sub bases en pavimentos flexibles

% del tiempo que la estructura del pavimento estexpuesta a niveles de humedad prximas a la

saturacincalidad del

drenaje

Calidad del

drenaje

Tiempo de remocin

del agua

Excelente 2 horas

Bueno 1 daRegular 1 semana

malo 1 mes

Muy Malo agua no drena


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Tanteo de espesores

1) a,D,m, SN, son los valores mnimos requeridos2) Un asterisco con D o SN indica que este representa el

valor actualmente usado el cual debe ser igual o mayorque el valor requerido

33

*

2

*

13*

3

2

*

2

*

1

22

*

12*

2

1

*

11

*

1

1

1*

1

ma

SNSNSND

SNSNSN

ma

SNSND

SNDaSN

a

SND

33322211 mDamDaDaSN


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Espesores Mnimos

Trfico en ESAL Concreto Asfltico Base granular


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Mtodo del Instituto delAsfalto


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Mtodo del Instituto del Asfalto

Hasta 1969 los procedimientos de diseo publicados enlas 8 ediciones del Manual MS-1 fueron empricos.

La 7ma y 8va edicin se basaron el los datos de la pista de

prueba AASHTO, WASHO , ensayos Ingleses y elprocedimiento de diseo del Cuerpo de Ingenieros deUSA.

En 1981 se publica la 9

na

edicin del manual basado enmtodos mecansiticos empricos a partir de los resultadosdel programa DAMA, en 1991 se publica una revisin de la9na edicin incluyendo grficos de diseo para tres tipos declima


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Criterio de diseo

Se analizan criterios de falla:

Criterio de falla por fatiga: en la parte inferior de la carpetaasfltica, se desarrollaron los grficos de diseo para una

mezcla asfltica con 11% de asfalto en volumen y 5% decontenido de vacos, y se considera falla cuando el 20%del rea est fisurada.

Criterio de falla por Deformacin Permanente: Elahuellamiento lmite debe ser menor a 0.50 (12.7 mm)


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Procedimiento de Diseo

Seleccionar los datos de diseo

a) Trfico (EAL)

b) Modulo resilente de la subrasante (Mr)

c) Tipo de base y superficie de rodadura

Determinar los espesores de diseo (grficos)

Verificar los espesores mnimos

Diseo por etapas (de corresponder)

Anlisis econmico de diferentes alternativas

Seleccionar el diseo final


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Correccin por presin de inflado


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Suelo de Fundacin


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Mdulo Resilente de Diseo(Variacin Estacional)

M d l d R il i d Di


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Modulo de Resilencia de Diseode la Sub rasante

Nivel de trfico EALValor de diseo de lasubrasante, Percentil

106 87.5

LIMITES DE DISEO DE LA SUBRASANTE

Tabla 5.7

Ejemplo de Determinacin de la Resistencia de Diseo

Resultados de Ensayos

(de menor a

mayor)

Nmero de

Resultados

mayores o

iguales

Porcentaje de Resultados

Mayores o iguales

2.0 8 ( 8 / 8 )* 100 = 100

2.0

5.0 6 ( 6 / 8 )* 100 = 75

5.0

7.0 4 ( 4 / 8 )* 100 = 50

7.0

8.0 2 ( 2 / 8 )* 100 = 25

9.0 1 ( 1 / 8 )* 100 = 13


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Carpeta y Base


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Seleccin de los Materiales

Condicin de Temperatura

AC-5 AC-10

AR-2000 AR-4000

pen 120/150 pen 85/100AC-10 AC-20

AR-4000 AR-8000

pen 85/100 pen 60/70

AC-20 AC-40

AR-8000 AR-16000

pen 60/70 pen 40/50

Caliente, temperatura medianaual >=24C (75F)

TABLA VI-1 SELECCIN DE GRADO DE ASFALTO

Grados Asflticos

Fro, tempertura media anual


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Requisitos calidad de base y subbase granular

Ensayo Sub base Base

CBR mnimo 20 80

Lmite lquido, mximo 25 25

Indice de Plasticidad, mximo 6% NP

Equivalente de arena, mnimo 25 35

Pasante mall N200, mximo 12 7

Tabla V-3 Requerimientos de calidad para bases y sub basesgranulares


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Bases asflticas con emulsiones

Tipo I: mezclas con asfaltos emulsionados

elaboradas con agredados procesados

densamente gradados

Tipo II: mezclas con asfaltos emulsionadoselaboradas con agregados semi-procesados,

chancados, o zarandeados

Tipo III: mezclas con asfaltos emulsionados

elaboradas con arenas o arenas limosas

TABLA VI-2 ESPESOR MINIMO DE ASFALTO SOBRE


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EspesoresMnimos de

capas

mm pulgadas

104 50 2

105

50 2106 75 3

107 100 4

>107 130 5

TABLA VI-2 ESPESOR MINIMO DE ASFALTO SOBRE

BASES ESTABILIZADAS CON EMULSIONES

1 Concreto asfltico o base con emulsin Tipo I con un tratamientosuperficial pueden ser tulizados sobre bases con emultsin Tipo II y III

Nivel de Trfico

EAL

Base Tipo II y III1

mm pulgadas

106 Trfico pesado de camiones 125 5 o ms

Para pavimentos de espesor total (full depth) o pavimentos con asfaltosemulsificados el espesor mnimo es de 100 mm (4 pulg) aplicable en el rangode trfico, como se muestra en las tablas de diseo

Trfico

EALCondicin de Trfico

Espesor Mnimo de

TABLA VI-3 ESPESOR MINIMO DE CONCRETO ASFALTICO SOBRE BASEGRANULAR NO TRATADA


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Grficos de DiseoCarpeta + Base granular


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Grficos de DiseoFull depth


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Grficos de DiseoFull depth

Grficos de Diseo


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Grficos de DiseoCarpeta + Base estabilizada con emulsin

Emulsin tipo I: Mezcla de

emulsin con agregadosprocesados densamentegraduados

Emulsin tipo II: Mezcla deEmulsin con agregadossemiprocesados de trituracin,de bancos o carreteras

Emulsion tipo III: Mezcla de emulsin con arenas o arenas limosas


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Evaluacin de diseos con el mtodo del Instituto

del Asfalto

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