presentacin resumen leyes 2008
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Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval. MSc.
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DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA -
ESCUELA DE POSGRADOS
GRUPO DE INVESTIGACION Y DESARROLLO EN INFRAESTRUCTURA
VIAL –
GRINFRAVIAL –
CATEGORIA B
MAESTRIA EN INGENIERIAENFASIS EN INFRAESTRUCTURA VIAL
ASIGNATURA:
DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS
LEYES DE COMPORTAMIENTO DE LA DEFORMACION RADIAL, DEFORMACION VERTICAL Y DEFLEXION ADMISIBLE EN PAVIMENTOS
FLEXIBLES
TUNJA – 2008
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval. MSc.
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DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS
DAÑOS ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES DE LOS
PAVIMENTOS FLEXIBLES
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval. MSc.
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RESUMEN
Un diseño de un pavimento flexible debe cumplir tres criterios a saber:
1. Criterio de fatiga 2. Criterio de deformación o ahuellamiento 3. Criterio de deflexión.
DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval. MSc.
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DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS
Figura 1. Modelo estructural.
a
s
Concreto asfáltico h1
E1 µ1
Base granular
h2 E2 µ2
Subbase granular
h3 E3 µ3
Subrasante E4
µ4
Fuente: Elaboración propia. 2007.
2Kg/cm q
3zσ
1rε
4zε
P P
MODELO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTO FLEXIBLE
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RESUMEN
Las leyes de comportamiento utilizadas en Colombia son las siguientes:
DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS
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DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS
1. DEFORMACION RADIAL ADMISIBLE POR TRACCION, εradm
Criterio o ley de fatiga de la SHELL La Ley de fatiga de la Shell se expresa de la siguiente manera:
( ) ( ) 20.036.0108.1856.0
−−+= KNEVbrAdmε
Donde: εradm = Deformación radial admisible por tracción en la base de la capaasfáltica. Vb = Porcentaje en volumen de asfalto de la mezcla, % E1 = Módulo dinámico de la mezcla asfáltica en N/m2
N = Tránsito de diseño expresado en ejes equivalentes de 8.2 toneladas en el carril de diseño durante el periodo de diseño. K = Coeficiente de Calage (k1xk2xk3)
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DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS
COEFICIENTE DE CALAGE
Mezclas abiertas % bajo de asfalto
Mezclas densas ricas en asfalto
Auto reparación de pequeñas fisuras
Diferentes estados de tensiones
K1 2 10
Distribución lateral de las cargas K2 Cualquiera
2.50 Espesores pequeños
Temperaturas bajas
Espesores altos Temperaturas altas
Diferentes temperaturas de trabajo de la mezcla a lo largo del día y del año
K3
1.00 0.33 Fuente: Elaboración propia.
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2. DEFORMACIÓN VERTICAL ADMISIBLE POR COMPRESIÓN SOBRE LA SUBRASANTE, εzAdm CRITERIO DE LA SHELL
El criterio Shell o ley de comportamiento de la deformación vertical admisible de compresión sobre la subrasante está en función de nivel de confiabilidad y su expresión de cálculo es la siguiente:
DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS
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DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS
DEFORMACION VERTICAL ADMISIBLE DE COMPRESION SOBRE LA
SUBRASANTE – CRITERIO SHELL
Nivel de Confianza, NC%
Ley de Comportamiento
50 25.02108.2 −−= Nxz Admε 85 25.02101.2 −−= Nxz Admε 95 25.02108.1 −−= Nxz Admε
Fuente: Elaboración propia. Donde: εzAdm = Deformación vertical admisible de compresión sobre la subrasante. N = Tránsito de diseño expresado en ejes equivalentes de 8.2 toneladas en el carril de diseño durante el periodo de diseño.
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3. ESFUERZO VERTICAL ADMISIBLE DE COMPRESIÓN SOBRE LA SUBRASANTE, σzadm
La determinación del esfuerzo admisible de compresión sobre la subrasante se puede calcular según los criterios de Dormon – Kerhoven y de la CRR de Bélgica. Las expresiones de cálculo son las siguientes:
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DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS
3.1 Criterio de DORMON – KERHOVEN
( )2/,
7.01007.0
cmKgLogNE
z subAdm +
=σ
Donde: σzAdm = Esfuerzo admisible de compresión sobre la subrasante, Kg/cm2 Esub = Módulo resiliente de la subrasante, Kg/cm2 N = Tránsito de diseño expresado en ejes equivalentes de 8.2
toneladas en el carril de diseño durante el periodo de diseño.
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DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS
3.1 Criterio de la CRR de BELGICA
2229.0
2.1
/,9607.0 cmKgN
CBRzAdm =σ
Donde: σzAdm = Esfuerzo admisible de compresión sobre la subrasante, Kg/cm2 CBR = Capacidad de soporte del suelo de la subrasante, % N = Tránsito de diseño expresado en ejes equivalentes de 8.2
toneladas en el carril de diseño durante el periodo de diseño.
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4. DEFLEXIÓN ADMISIBLE DEL MODELO ESTRUCTURAL
Para la determinación de la deflexión admisible del modelo estructural se utiliza el criterio de Yang H. Huang. La expresión de cálculo es la siguiente:
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DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS
mmNadm ,32202.26 2438.0−=Δ
Donde: Δadm = Deflexión admisible de la estructura de referencia, en
milímetros. N = Tránsito de diseño expresado en ejes equivalentes de 8.2
toneladas en el carril de diseño durante el periodo de diseño.
CRITERIO DE YANG H. HUANG.
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Finalmente, como una recomendación producto del presente artículo, se pretende que las diferentes Universidades, gremios, entidades y la ingeniería Colombiana adelantar las investigaciones respectivas con el fin de contar con expresiones de cálculo ajustadas y derivadas para las condiciones propias del país, por su puesto, es un reto que implica tiempo y recursos pero que es urgente iniciar en bien de nuestra infraestructura vial
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REFERENCIAS (1) HUANG, Yang H. 2004. Pavement analysis and design. Editorial PearsonPrentice Hall. Segunda edición. New Jersey. 775pp. (2) LILLI, Félix J. Curso sobre diseño racional de pavimentos. Universidad del Cauca.Popayán. 1987 (3) HIGUERA SANDOVAL, Carlos Hernando. 2007. Mecánica de pavimentos. Guíasde clase. Escuela de Transporte y Vías. Facultad de Ingeniería. UniversidadPedagógica y Tecnológica de Colombia. Tunja. 362pp. (4) HIGUERA SANDOVAL, Carlos Hernando. 2006. Comportamiento de la deflexiónen función de los parámetros de diseño de una estructura de pavimento. Trabajo deinvestigación. Escuela de Transporte y Vías. Facultad de Ingeniería. UniversidadPedagógica y Tecnológica de Colombia. Tunja. 306pp. (5) HIGUERA SANDOVAL, Carlos Hernando. 2006. Nociones sobre métodos dediseño de estructuras de pavimento para carreteras. Guías de clase. Escuela deTransporte y Vías. Facultad de Ingeniería. Universidad Pedagógica y Tecnológica deColombia. Tunja. 340pp.
DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS
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FIN
Ing: CARLOS HERNANDO HIGUERA SANDOVALPROFESOR ASISTENTEESCUELA DE TRANSPORTE Y VIASFACULTAD DE INGENIERIAUNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIATUNJA – BOYACATeléfono: 7422174/75/76 Extensión 1565Celular: 310-4340337chiguera@tunja.uptc.edu.co
GRACIAS.................
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