diseÑo de pavimemto ficsa-unprg.xls

DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDO

1. Tipo de Vía

Factor de Seguridad de Carga 1.1 Avenida PrincipalFactor Sentido DOBLE

Nº de carriles por sentido 3 CarrilesPasajuntas y barras de Unión SI

Apoyo Lateral NO

2. Tráfico de DiseñoTIPO TPDA

AP 7860

AC 60

C2 20

C3 15

T2S1 15

T2S2 10

T2S3 10

T3S2 10

T3S3 5

B2 25

B3 5

BA-1 5

TOTAL 8040

3. Periodo de Diseño 20 Años

4. Tasa de Crecimiento Promedio Anual: 0.05 5%

5. Materiales de ConstrucciónSub Base Granular (en pulgadas) 8 (20 cm)

Resistencia del concreto F'c 210 Kg/cm2 2986.2 psi 14.22

Módulo rotura del concreto, S'c 44 Kg/cm2 626 psi

Módulo de elasticidad, Ec 219000 Kg/cm2 3114180 psi

Resistencia del Acero, F'y 4200 Kg/cm2

Factor carril 8040 = 40202

Factor Carril (FCr) = 0.75

Cálculo del FCt (1+0.05)^20-1 = 33.07 (g)(n) (0.05)(20)

Nos Ubicamos en la Figura 2.5.4 - Proporción de Vehiculos circulando por el carril de baja velacidad en una vialidad de 2 ó 3 carriles:

En este caso tomamos la curva de 3 carriles y ubicamos el valor de 4020, nos arroja un valor de:

Fc = (1 + g)^n - 1

WSB.INGENIEROS

DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDOWSB.INGENIEROS

REPETICIONES ESPERADAS POR TIPO DE VEHICULO

Tipo de Tipos de Carga x Eje TPDA % F.S. F.Cr F.Ct Re

Vehiculo Eje (Kips) Te x365

AP 1000 2.2 7860 2 5737800 0.5 0.75 33.07 71,155,892

AC1600 3.5 60 1 21900 0.5 0.75 33.07 271,587

3300 7.3 60 1 21900 0.5 0.75 33.07 271,587

C27000 15.4 20 1 7300 0.5 0.75 33.07 90,529

11000 24.3 20 1 7300 0.5 0.75 33.07 90,529

C37000 15.4 15 1 5475 0.5 0.75 33.07 67,897

18000 39.7 15 1 5475 0.5 0.75 33.07 67,897

T2S17000 15.4 15 1 5475 0.5 0.75 33.07 67,897

11000 24.3 15 2 10950 0.5 0.75 33.07 135,794

T2S2

7000 15.4 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

11000 24.3 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

18000 39.7 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

T2S3

7000 15.4 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

11000 24.3 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

25000 55.1 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

T3S27000 15.4 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

18000 39.7 10 2 7300 0.5 0.75 33.07 90,529

T3S3

7000 15.4 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

18000 39.7 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

25000 55.1 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

B27000 15.4 25 1 9125 0.5 0.75 33.07 113,161

11000 24.3 25 1 9125 0.5 0.75 33.07 113,161

B37000 15.4 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

18000 39.7 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

BA-1 7000 15.4 5 2 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

11000 24.3 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632


REPETICIONES ESPERADAS POR TIPO DE EJE



Simple 1000 2.2 7860 2 5737800 0.5 0.75 33.07 71,155,892

Σ NUMERO DE EJES SIMPLES DE 2.2 Kips 71,155,892

Simple 1600 3.50 60 1 21900 0.5 0.75 33.07 271,587

Σ NUMERO DE EJES SIMPLES DE 3.5 Kips 271,587

Simple 3300 7.3 60 1 21900 0.5 0.75 33.07 271,587


Simple 7000 15.4 20 1 7300 0.5 0.75 33.07 90,529

Simple 7000 15.4 15 1 5475 0.5 0.75 33.07 67,897

Simple 7000 15.4 15 1 5475 0.5 0.75 33.07 67,897

Simple 7000 15.4 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

Simple 7000 15.4 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

Simple 7000 15.4 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

Simple 7000 15.4 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

Simple 7000 15.4 25 1 9125 0.5 0.75 33.07 113,161

Simple 7000 15.4 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

Simple 7000 15.4 5 2 3650 0.5 0.75 33.07 45,265


Simple 11000 24.3 20 1 7300 0.5 0.75 33.07 90,529

Simple 11000 24.3 15 2 10950 0.5 0.75 33.07 135,794

Simple 11000 24.3 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

Simple 11000 24.3 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

Simple 11000 24.3 25 1 9125 0.5 0.75 33.07 113,161

Simple 11000 24.3 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632


Tandem 18000 39.7 15 1 5475 0.5 0.75 33.07 67,897

Tandem 18000 39.7 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

Tandem 18000 39.7 10 2 7300 0.5 0.75 33.07 90,529

Tandem 18000 39.7 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

Tandem 18000 39.7 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632


Σ NUMERO DE EJES TANDEM DE 39.7 Kips 248,955

Tridem 25000 55.1 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

Tridem 25000 55.1 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

Σ NUMERO DE EJES TRIDEM DE 55.1 Kips 67,897

CONSOLIDADO DE REPECIONES ESPERADAS SEGÚN TIPO DE EJE Y CARGA



EJES SIMPLES Σ NUMERO DE EJES SIMPLES DE 7.3 Kips 271,587



EJES TANDEM Σ NUMERO DE EJES TANDEM DE 39.7 Kips 248,955

EJES TRIDEM Σ NUMERO DE EJES TRIDEM DE 55.1 Kips 67,897

6. CBR representativo del suelo de Fundacion

CBR al 95% # de Valores % de valores

Mayores ó igualesMayores ó iguales

18 1 25

15 2 50

17 3 75

12 4 100

Nivel de Tráfico Percentil

EAL Otra Alternativa: Promedio

menor a 10^4 60 %

10^4 a 10^6 75 % Promedio 62 15.5

10^6 a más 87.5 % 4

CBR 16 %

Factor de Seguridad de Carga

Fsc = 1.1

Con los valores del CBR representativo como coordenadas (18,25 - 15,50 - 17,75 y 12,100), confecionamos la curva y con el valor del percentil (87.5) intersectamos y obtenemos el valor del CBR.

El Factor de Carga recomendado de de 1.10, para Autopistas y vialidades urbanas con volumenes moderados de tráfico pesado.


Calculo de K

Nos hubicamos en Anexo 1 - Coeficiente de Balasto

Tanteo de espesores: - 1er Tanteo

Iniciamos la verificacion de espesores con 7"

Esfuerzos Equivalentes ( δ eq)

Convertmos a pci: 7.2 x 36.127 = K = 260

Interpolando tenemos:

Ejes secillos

K 200 260 300

δ eq 292 280 272

Ejes Tandem

K 200 260 300

δ eq 244 231 222

Ejes Tridem

K 200 260 300

δ eq 183 173 167

Factores de Relación de Esfuerzos (FRE,)

626 se obtiene:

Para Ejes Sencillos = 280 = 0.447

626

Para Ejes Tandem = 231 = 0.369

626

Para Ejes Tridem = 173 = 0.276

626

Factores de Erosion (F.E)

De la misma manera se toman los Valores de K = 260 psi y Espesor = 7"


En el Gráfico nos da un valor de K de 7.2 Kg/cm2

Tomando los valores de la Tabla 2.5.5 - Esfuerzo Equivalente para Pavimentos Sin Apoyo Lateral - Espesor 7"

Dividiendo los esfuerzos Equivalentes entre el Sc =


Ejes secillos

K 200 260 300

FE. 2.97 2.96 2.96

Ejes Tandem

K 200 260 300

FE. 3.08 3.06 3.05

Ejes Tridem

K 200 260 300

FE. 3.16 3.12 3.10

Formato A-1

CALCULO DE ESPESOR DE PAVIMENTO

PROYECTO : Pavimentación Av. Principal

ESPESOR INICIAL 7" PASAJUNTAS SI

MODULO DE RECREACION DE SUBR (K) 260 APOYO LATERAL NO

MODULO DE ROTURA (Mr) 640 PERIODO DE DISEÑ 20 Años

FACTOR DE SEGURIDAD DE CARGA 1.1 OBSERVACIONES Sub Base Gran. 8"

ANALISIS POR FATIGA ANALISIS POR EROSION

CARGA MULTIPL. REPETIC, REPETICIONAES % DE REPETICIONAES % DE

DEL EJE X LSF ESPERADAS PERMISIBLES DAÑO PERMISIBLES DAÑO

KIPS (Anexo D7) X FATIGA (Anexo D8) X EROSION

EJES SENCILLOS

Esfuerzo Equivalente 280 psi.

Factor de Relación de Esfuerz 0.447 Factor de Erosion 2.96

2.2 2.42 71,155,892 Ilimitado 0% Ilimitado 0%

3.5 3.85 271,587 Ilimitado 0% Ilimitado 0%



24.3 26.73 452,646 50,000.00 905.0% 1,800,000.00 25.1%

EJES TANDEM



39.7 43.67 248,955 Ilimitado 0% 3,000,000.00 8.30%

EJES TRIDEM



55.1 60.61 67,897

18.37 20.207 67,897 Ilimitado 0% 6,000,000.00 0.0003%

TOTAL: 905.0% 33.45%

RESULTADO:

Tomando los valores de la Tabla 2.5.7 - Factores de Erosión, para Pavimentos Con Pasajuntas y Sin Apoyo Lateral, Espesor = 7"

Como se puede apreciar los porcentajes de daño obtenidos pos FATIGA y por EROSION son superiores al 100%; por lo tanto el espesor de 7".


NO CUMPLE

Finalmente el Espesor de Losa recomendado es de 8"

Como se puede apreciar los porcentajes de daño obtenidos pos FATIGA y por EROSION son superiores al 100%; por lo tanto el espesor de 7".


Diseño de un Pavimento Rígido

1. Tipo de Vía

Factor de Seguridad de Carga 1.1 Avenida PrincipalFactor Sentido DOBLE

Nº de carriles por sentido 3 CarrilesPasajuntas y barras de Unión SI

Apoyo Lateral NO

2. Tráfico de DiseñoTIPO TPDA

AP 7860

AC 60

C2 20

C3 15

T2S1 15

T2S2 10

T2S3 10

T3S2 10

T3S3 5

B2 25

B3 5

BA-1 5

TOTAL 8040

3. Periodo de Diseño 20 Años

4. Tasa de Crecimiento Promedio Anual: 0.05 5%

5. Materiales de ConstrucciónSub Base Granular (en pulgadas) 8 (20 cm)

Resistencia del concreto F'c 210 Kg/cm2 2986.2 psi 14.22

Módulo rotura del concreto, S'c 44 Kg/cm2 626 psi

Módulo de elasticidad, Ec 219000 Kg/cm2 3114180 psi

Resistencia del Acero, F'y 4200 Kg/cm2

Factor carril 8040 = 40202

Factor Carril (FCr) = 0.75

Cálculo del FCt (1+0.05)^20-1 = 33.07 (g)(n) (0.05)(20)

Nos Ubicamos en la Figura 2.5.4 - Proporción de Vehiculos circulando por el carril de baja velacidad en una vialidad de 2 ó 3 carriles:

En este caso tomamos la curva de 3 carriles y ubicamos el valor de 4020, nos arroja un valor de:

Fc = (1 + g)^n - 1


REPETICIONES ESPERADAS POR TIPO DE VEHICULO



AP 1000 2.2 7860 2 5737800 0.5 0.75 33.07 71,155,892

AC1600 3.5 60 1 21900 0.5 0.75 33.07 271,587

3300 7.3 60 1 21900 0.5 0.75 33.07 271,587

C27000 15.4 20 1 7300 0.5 0.75 33.07 90,529

11000 24.3 20 1 7300 0.5 0.75 33.07 90,529

C37000 15.4 15 1 5475 0.5 0.75 33.07 67,897

18000 39.7 15 1 5475 0.5 0.75 33.07 67,897

T2S17000 15.4 15 1 5475 0.5 0.75 33.07 67,897

11000 24.3 15 2 10950 0.5 0.75 33.07 135,794

T2S2

7000 15.4 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

11000 24.3 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

18000 39.7 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

T2S3

7000 15.4 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

11000 24.3 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

25000 55.1 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

T3S27000 15.4 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

18000 39.7 10 2 7300 0.5 0.75 33.07 90,529

T3S3

7000 15.4 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

18000 39.7 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

25000 55.1 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

B27000 15.4 25 1 9125 0.5 0.75 33.07 113,161

11000 24.3 25 1 9125 0.5 0.75 33.07 113,161

B37000 15.4 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

18000 39.7 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

BA-1 7000 15.4 5 2 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

11000 24.3 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632


REPETICIONES ESPERADAS POR TIPO DE EJE



Simple 1000 2.2 7860 2 5737800 0.5 0.75 33.07 71,155,892


Simple 1600 3.50 60 1 21900 0.5 0.75 33.07 271,587


Simple 3300 7.3 60 1 21900 0.5 0.75 33.07 271,587


Simple 7000 15.4 20 1 7300 0.5 0.75 33.07 90,529

Simple 7000 15.4 15 1 5475 0.5 0.75 33.07 67,897

Simple 7000 15.4 15 1 5475 0.5 0.75 33.07 67,897

Simple 7000 15.4 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

Simple 7000 15.4 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

Simple 7000 15.4 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

Simple 7000 15.4 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

Simple 7000 15.4 25 1 9125 0.5 0.75 33.07 113,161

Simple 7000 15.4 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

Simple 7000 15.4 5 2 3650 0.5 0.75 33.07 45,265


Simple 11000 24.3 20 1 7300 0.5 0.75 33.07 90,529

Simple 11000 24.3 15 2 10950 0.5 0.75 33.07 135,794

Simple 11000 24.3 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

Simple 11000 24.3 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

Simple 11000 24.3 25 1 9125 0.5 0.75 33.07 113,161

Simple 11000 24.3 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632


Tandem 18000 39.7 15 1 5475 0.5 0.75 33.07 67,897

Tandem 18000 39.7 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

Tandem 18000 39.7 10 2 7300 0.5 0.75 33.07 90,529

Tandem 18000 39.7 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

Tandem 18000 39.7 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632


Σ NUMERO DE EJES TANDEM DE 39.7 Kips 248,955

Tridem 25000 55.1 10 1 3650 0.5 0.75 33.07 45,265

Tridem 25000 55.1 5 1 1825 0.5 0.75 33.07 22,632

Σ NUMERO DE EJES TRIDEM DE 55.1 Kips 67,897

CONSOLIDADO DE REPECIONES ESPERADAS SEGÚN TIPO DE EJE Y CARGA



EJES SIMPLES Σ NUMERO DE EJES SIMPLES DE 7.3 Kips 271,587



EJES TANDEM Σ NUMERO DE EJES TANDEM DE 39.7 Kips 248,955

EJES TRIDEM Σ NUMERO DE EJES TRIDEM DE 55.1 Kips 67,897

6. CBR representativo del suelo de Fundacion

CBR al 95% # de Valores % de valores

Mayores ó igualesMayores ó iguales

18 1 25

15 2 50

17 3 75

12 4 100

Nivel de Tráfico Percentil

EAL Otra Alternativa: Promedio

menor a 10^4 60 %

10^4 a 10^6 75 % Promedio 62 15.5

10^6 a más 87.5 % 4

CBR 16 %

Factor de Seguridad de Carga

Fsc = 1.1

Con los valores del CBR representativo como coordenadas (18,25 - 15,50 - 17,75 y 12,100), confecionamos la curva y con el valor del percentil (87.5) intersectamos y obtenemos el valor del CBR.

El Factor de Carga recomendado de de 1.10, para Autopistas y vialidades urbanas con volumenes moderados de tráfico pesado.


Calculo de K

Nos hubicamos en Anexo 1 - Coeficiente de Balasto

Tanteo de espesores: - 1er Tanteo

Iniciamos la verificacion de espesores con 8"

Esfuerzos Equivalentes ( δ eq)

Convertmos a pci: 7.2 x 36.127 = K = 260


Ejes secillos

K 200 260 300

δ eq 242 232 225

Ejes Tandem

K 200 260 300

δ eq 208 184 168

Ejes Tridem

K 200 260 300

δ eq 156 147 141

Factores de Relación de Esfuerzos (FRE,)

626 se obtiene:

Para Ejes Sencillos = 232 = 0.371

626

Para Ejes Tandem = 184 = 0.294

626

Para Ejes Tridem = 147 = 0.235

626

Factores de Erosion (F.E)

De la misma manera se toman los Valores de K = 260 psi y Espesor = 8"


En el Gráfico nos da un valor de K de 7.2 Kg/cm3

Tomando los valores de la Tabla 2.5.5 - Esfuerzo Equivalente para Pavimentos Sin Apoyo Lateral - Espesor 8"

Dividiendo los esfuerzos Equivalentes entre el Sc =

Tomando los valores de la Tabla 2.5.7 - Factores de Erosión, para Pavimentos Con Pasajuntas y Sin Apoyo Lateral, Espesor = 8"


Ejes secillos

K 200 260 300

FE. 2.8 2.79 2.79

Ejes Tandem

K 200 260 300

FE. 2.93 2.91 2.89

Ejes Tridem

K 200 260 300

FE. 3.03 2.99 2.97

Formato A-1

CALCULO DE ESPESOR DE PAVIMENTO

PROYECTO : Pavimentación Av. Principal

ESPESOR INICIAL 8" PASAJUNTAS SI

MODULO DE REACCION DE LA SUBRASANT 260 APOYO LATERAL NO

MODULO DE ROTURA (Mr) 640 PERIODO DE DISEÑ 20 Años

FACTOR DE SEGURIDAD DE CARGA 1.1 OBSERVACIONES Sub Base Gran. 8"

ANALISIS POR FATIGA ANALISIS POR EROSION

CARGA MULTIPL. REPETIC, REPETICIONAES % DE REPETICIONAES % DE

DEL EJE X LSF ESPERADAS PERMISIBLES DAÑO PERMISIBLES DAÑO

KIPS (Anexo D7) X FATIGA (Anexo D8) X EROSION

EJES SENCILLOS



2.2 2.42 71,155,892 Ilimitado 0% Ilimitado 0%




24.3 26.73 452,646 670,000.00 68.0% 2,500,000.00 18.1%

EJES TANDEM



39.7 43.67 248,955 Ilimitado 0% 9,000,000.00 2.77%

EJES TRIDEM



55.1 60.61 67,897

18.37 20.207 22,632 Ilimitado 0% 8,500,000.00 0.0002%

TOTAL: 68.0% 20.87%

RESULTADO:

SI CUMPLE

Como se puede apreciar los porcentajes de daño obtenidos pos FATIGA y por EROSION son inferiores al 100%; por lo tanto el espesor de 8".


Finalmente el Espesor de Losa recomendado es de 8"

2'500,000.00

670,000.00

diseÑo de pavimemto ficsa-unprg.xls

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