diseño-de-pavimento-flexibles-y-nuevas-tendencias.pptx

8/10/2019 diseo-de-pavimento-flexibles-y-nuevas-tendencias.pptx

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DISEO DE PAVIMENTO FLEXIBLEY NUEVAS TENDENCIAS.

Managua, Nicaragua

Marzo 2012

ING.JENNYFFER BERENICE VILLANUEVA ORTIZ


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Superestructurade la obra vial a travs de la cual circulan losvehculos con comodidad, seguridad y economa.

Definiciones

PAVIMENTO:

ESTRUCTURA:

Distribucin de cargas enpavimentos rgidos y

flexibles

Sometida a esfuerzos ydeformaciones

Disposicin de los elementos sustentantesde una construccin.


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Diseo de pavimentos

Mtodo de diseo:

Criterios

Espesores

Parmetros del Mtodo

Estudios de suelo

Caractersticas de lasubrasante

Materiales disponibles

Estudios de trnsito

Vehculos pesados Proyeccin vehicular


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Particularidades del diseo de pavimentos

1. Es de desarrollo reciente.

2. Es dinmico: Los mtodos estn cambiandocontinuamente.

3. Es atpico entre todos los diseos: Se disea parafallar.

4. Es un diseo a futuro: toma en consideracin lavariable tiempo.

Carreteras = Crecimiento

econmico

Generacinde empleos.

Produccin

5. No es uniforme, o nico: se dispone denumerosos mtodos.

6. Es crtico: los pavimentos estn sujetosa condiciones ambientales no

controlables, al abuso del trfico y almal mantenimiento.

7. Tiene una alta incidencia en laeconoma.

8. Afecta la vida diaria del individuo.

9. Requiere del uso de mucho criterio.


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Base asfltica

Rie o de adherencia

Base granular o

estabilizada

Sub-base

Material de sub-rasantecompactada

Imprimacin

Figura1. Terminologa utilizada corrientemente en ingeniera de pavimentos.

CL

Rodamiento

Estructura Convencional de unPavimento Flexible


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Distribucin de las cargas de los neumticos a travs de laestructura de un pavimento flexible


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Esfuerzos de traccin y compresin como resultado delpaso de una carga sobre un pavimento flexible


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Transmisin de esfuerzos

El pavimento de concreto disipa de manera eficiente los esfuerzos generados porel trnsito, disminuyendo los esfuerzos en la base.

Rigidez del concreto

Mecanismos de transmisin de cargas entre losas adyacentes.


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Pavimento Flexible Pavimento Rgido

10 cm

7,5 cm

20 cm

15 cm

15 cm

5

1

3

4

2

6

1.- Carpeta de concreto asfltico2.- Base granular asfltica (base negra)3.- Base de suelo-cemento / suelo granular / suelo-cal4.- Sub-rasante VS > 5 %5.- Riego de liga con ER1 (0,50 lts/m2)6.- Imprimacin con EBRL (1,50 lts/m2) + riego de liga

1.- Losa de hormign MR = 4,5 MPa2.- Sub-base o base de suelo cemento/suelo granular3.- Subrasante VS > 3 %

1

2

3

DIFERENCIAS BSICAS ENTRE

PAVIMENTOS


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1920

1925

1933

1958

TheB

atesTestRoad

Lasp

rimerasjuntas

Ecua

cionesdediseo

Westergaard

MtododelaPCA

Prueb

aAASHO

1962

Gua

Provisionalde

DiseoAASHO

1972

Gua

Interinade

DiseoAASHTO

1981

1993

1986

1998

2008

Revis

inalaGua

Interinadediseo

Guad

eDiseoAASHTO

SuplementodelaGuade

DiseoAASHTO

Conce

ptosmecansticos

Guad

eDiseoAASHTO

2002

Metodo

logaemprica-mec

anstica

Evolucin del diseo de pavimentos

Guad

eDiseoDARWin-Me(2011)

Metodo

logaMecnica-Em

prica.

2011

2002

Guad

eDiseodePavimento

Mecanica-Empirica.


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Evolucin del diseo de pavimentos

Prctica actual? En el futuro

Estado de la prctica

Emprico Emprico -Mecanstico

Mecanstico

Prctica actual? En el futuro


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Mtodos de diseo

DARWIN ME

AASHTO 2008

M-E PDG


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HISTORIA DE LA

PAVIMENTACIN

Cubrir el terreno con piedras en estado natural fueel origen de los pavimentos.

Surgi de la necesidad de tener vas durables, quepermitieran un trnsito rpido y seguro en cualquierpoca del ao.

La aparicin de los vehculos de traccin animal

trajo la necesidad de una superficie de rodadurams uniforme, para alcanzar un trnsito msconfortable.


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Como ejemplo de esta dinmica propia del diseo de pavimentos podemos citaral quizs mejor de todos los mtodos que fue desarrollado por la AASHTO, quees:

Introducido por primera vez en 1962 como una "Gua Provisional.Se perfecciona en 1972 y en 1981, y nuevamente en el ao 1986.Posteriormente, en el ao 1993, se actualiza el procedimiento de diseo derehabilitaciones, pero se mantiene igual al del ao 1986 el procedimiento dediseo de nuevos pavimentos.En 1998, se publica una gua opcional para pavimentos rgidos.

Para el ao 2002 se introduce nueva versin de este mtodo MEPDG, lacual sin embargo, slo ha sido hecha del conocimiento de los Ingenieros en elmes de marzo de 2004, y en 2008 se introduce el Gua Mecnica- Emprica, en2011 se lanza el software Darwin - ME.

Caractersticas importantes del diseo de pavimentos:


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MTODOS EMPRICOS

PREVIOS A ENSAYOS DE TRAMOS EXPERIMENTALES

Primeros mtodos en base a la experiencia y sentidocomn (antes de 1908). Eran difciles de extrapolar.Diseo por catlogo.

Mtodo del ndice de Grupo: Mayor ndice de Grupo ymayor volumen de trnsito, mayor espesor depavimento.

Mtodos edafolgicos: Segn la formacin del suelo ,tal como el empleado en el Estado de Michigan, USA.

Mtodo del valor soporte CBR (1928, 1942).


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La complejidad de estas soluciones llev, en 1975, a Yoder y Witczak a

comentar en su libro Principiosdel diseo de Pavimentos:

En el sentido ms estricto, no existe hoy en da, un procedimientoverdaderamente fundamental o racional, que sea ampliamente aceptado enel campo de la Ingeniera de Pavimentos. Sin embargo, se est haciendo un

gran esfuerzo hacia el uso de la Teora elstica lineal multicapa para queen un futuro prximo esto pueda ser resuelto.

Transcurridos ms de 30 aos de esta expresin, ya casi se puederesolver este inconveniente, al estar disponible la Gua Mecanstica

Emprica para el Diseo de Pavimentos.


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Las carreteras experimentales

De Bates a la Pista NCAT

(Cent ro Nacional parala tecno loga del As fal to )

1920

2009


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MTODOS BASADOS EN ENSAYOS EN

PRUEBAS DE CARRETERAS

Road Test de Bates, Illinois (19221923) Se reconoce la importancia de las cargas del trnsito y su

distribucin por ejes en el diseo de pavimentos.

Se ensayaron pavimentos de ladrillo, asfalto y concreto.



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PRUEBAS DE CARRETERAS

Road Test de Maryland (1949)Realizada en la va USA-301, una Autopista Interurbana. Estudio de grietas y deformaciones slo en pavimentos rgidos. Su objetivo principal fue determinar el dao causado por

distintos tipos de ejes y con diferentes cargas por eje. Se emplearon ejes simples con cargas de 8,2 y 10,1 ton y ejes

dobles con cargas de 14, 5 y 20, 3 ton.Los principales resultados obtenidos son:

Se establecen las primeras frmulas de equivalencia de cargas aldeterminarse que el efectodaode una carga de 10,1 ton. era1,50 veces mayor al producido por una carga de 8,2 ton.

Se determina el efecto de la velocidad de los vehculos sobre elpavimento, ya que tramos con iguales cargas pero con camionescirculando a menos de 65 kph se daaban menos que concamiones a ms de esa velocidad.

Se comprob la importancia de las juntas de construccin, alverificar el efecto del bombeo (pumping) sobre ellas.


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El Experimen to Vial de la AASHO

Su ub icacin .

Chicago, Il l inois

UticaOttawa

Futu ra I-80


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ROAD TEST DE ASSHO (19561962)

Estado de Illinois, USA

ltimo gran ensayorealizado en EEUU.

Introdujo el conceptode serviciabilidadcomo medida decalidad de servicio alusuario.

Se estudiaron

pavimentos rgidos yflexibles. Se dedujeron

ecuaciones en base arelaciones empricasde estados de cargas.


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Planificado entre 1951 y 1954.

En abril de 1955 se da inicio a lostrabajos de topografa y es en el mes

de agosto de 1956 cuando se inicia laconstruccin de las pistas de prueba,que concluye en septiembre de 1958.

El Experimento Vial de la AASHO

Entre octubre de 1958 y septiembre de 1960 se realiza laaplicacin de las cargas vehiculares.

En octubre de 1961 se publican las primeras GuasProvisionales de Diseo de Pavimentos.

El costo de construccin fue de 27 MMUS$, a valor de

1960, aproximadamente igual a 450 MMUS$ a valor de2008.


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OBJETI VOS DE LA CARRETERA

EXPERIMENTAL AASHO

Determinar relaciones significativas entre repeticiones de carga yespesores requeridos.

Determinar el efecto del peso de los vehculos en puentes convigas de concreto armado, pretensado y de acero.

Estudio especiales de bases granulares y estabilizadas, tipos dehombrillos, tamao y presin de inflado de los neumticos.

Desarrollar instrumentos, procedimientos de ensayo, datos,tablas, grficos y frmulas para disear pavimentos.

Obtener registro de recursos y materiales requeridos paramantener las secciones de prueba en condiciones de serensayadas.

Determinar reas que requiriesen estudios posteriores.


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ESQUEMA DE PISTAS DE PRUEBA

AASHO ROAD TEST

Picture from: Highway Research Board Special Report 61A-G

Futur a I-80


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AASHO Road TestPicture from: Highway

Research Board SpecialReport 61A-G

Diseo tpico de los circuitos de prueba

Long itud de 2070 ml


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CONSTRUCCIN DE LOS CIRCUITOS DE PRUEBA


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Construccin de los circuitos de prueba


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Construccin de los circuitos de prueba


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CARACTERSTICAS DE LOS MATERIALES EN LA

CARRETERA EXPERIMENTAL AASHO

Pavimentos flexibles: Sub-rasante A-6 (limo/arcilla), CBR entre 2 y 4 %.

Sub-base, mezcla arena y grava, CBR ente 28 y 51 %. Base, piedra triturada, CBR 107.7 % en promedio.

Carpeta, HMA mezcla densa, asfalto PEN 85 - 100 .

Pavimentos Rgidos: Cemento Tipo I.

Resistencia a los 7 das: fc= 3500 psi (245 Kg/cm2) y Sc:550 (39 Kg/cm2).

Tamao mximo: 1.5 2.5 pulgadas.

CARGAS DE TRFICO EN LA


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CARGAS DE TRFICO EN LA

CARRETERA EXPERIMENTAL ASSHO Inicio de aplicacin de cargas

en octubre de 1958. Loops 3-6: 6 veh/carril 10 veh/carril (Enero 1960)

Operacin:

18 hr. 40 min. 6 das/semana

Total Carga 1,114,000 aplicaciones de

cargas (no ESALs).

ESALs Promedio: 6.2millones.

Mximo ESALs: 10 millones(Flexible).

AASHO Road Test


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Picture from: Highway Research BoardSpecial Report 61A-G

Cam

ionesp

arala

aplic

acind

elas

cargas


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TRFICO EN EL ROAD TEST AASHO

Eje simple mximo

Eje Tndem mximo


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TRFICOE

N

ELROAD

TESTAASHO


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Resultados de la evaluacin de la calidad de rodaje

La calidad de rodaje en un momento determinado es elresultado de la OPININ SUBJETIVA PROMEDIODE CINCO EVALUADORES en la escala de 1 a 5, y sedenomina CalificacinActual de Calidad de Servicio

(PSR por sus siglas en ingls Present Serviceability Rating),ms conocida como Nivelde Serviciabilidad Actual.

Servic iabi l idad = Servicapacidad = Idoneidad

CAPACIDAD DE PRESTAR SERVICIO


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Cmo incluir

la condicin deservicio del pavimentoen la ecuacin dediseo?

Se evaluaron 138 tramosen servicio, en diferentesVas existentes.

100% rechazo , pero an

transitable.

Pavimento intransitable

Cond ic in del tramo en base

al prom edio de cinc o (5)

evaluadores.


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Correlacin entre PSR y mediciones fsicas sobrela superficie del pavimento

Para poder medir la calidadde rodajeen las

futuras secciones de 30 ml en los circuitos deprueba se hizo necesario desarrollarcorrelaciones entre el PSR y algunaspropiedades fsicamente medibles en la

superficie del pavimento.


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Correlacin entre PSR y mediciones fsicas

sobre la superficie del pavimento

Esta determinacin de la calidad de rodaje,producto de mediciones fsicas correlacionadascon el PSR se denomina ndice deServicapacidad Presente, o simplemente PSI,por sus siglas en ingls.


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Mediciones del estado de condicin funcional de la

superficie de rodamiento

Caractersticas fsicas medidas para el PSI

Tambin se midieron las reas agrietadas

y reparadas en secciones de1000 ft2.


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Mediciones del estado de condicin funcional de la

superficie de rodamiento

La ecuacin del PSI toma la siguiente forma:

PSI = 5,03 1,91*log (1+SV) 1,38*RD20,01*(C+P)0,5

En donde:

* SV = varianza de las deformaciones longitudinales* RD = promedio de las deformaciones transversales* C = rea de grietas por cada pie cuadrado* P = rea reparada por cada pie cuadrado


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Las mediciones de PSR y PSI se realizan peridicamente y

se define el concepto de comportamiento:


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EVOLUCIN DEL PROCEDIMIENTO

AASHO-AASHTO

Elespesor

de lacarpeta

Magnitu

d decarga

Tipo de

ejes

Nmerode

aplicaciones decarga

Prdidasde

calidadde rodaje

PavimentosEl resultado de los ensayos fueron relaciones empricas entre:


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Procedimiento de Diseo en la Gua Provisional

AASHO-62

Contenido de la Gua:

Procedimiento 19 pp

Apndice A 1 pp

Apndice B 2 ppApndice C 2 pp

Apndice D 5 pp

Apndice E 3 pp

Apndice F 6 pp

Apndice G 3 pp

Apndice H 3 pp

TOTAL 44 pp


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Algunos comentarios sobre el Experimento Vial AASHO

Ensayo ms completo en su tiempo , y que no ha sido igualadohasta la fecha.

Limitaciones: Ubicacin geogrfica especfica.

Tipo de vehculos en la poca. Bajo nmero de ejes equivalentes aplicados. No considera procedimientos de rehabilitacin. Corta duracin de pruebas experimentales. Trnsito estimado para 20 aos. Empleo slo de CBR saturado o IG para obtencin del Si.

Procedimiento considera solo el clculo de SN/sub-rasante.Componentes que requeran verificacin:

Factor regional (clima). Valor soporte de distintas sub-rasantes. Coeficiente estructural para otros materiales. Estudios complementarios en otras regiones de EEUU.


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LIMITACIONES QUE QUEDARON PENDIENTES PARA ELEXPERIMENTO VIAL AASHO

Verificacin o validacin de resultados

Alimentar la base de datos estadsticos

Definicin ms aproximada de fallas


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Pista de Prueba ms recientes

La Pis ta de Prueba NCAT, Ao 1999 y h oy v ig ent e,

Proyecto con jun to adelantado por la Univers idad de

Alabama y la NAPA.


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12 %

0%

63 %

13%

8%4 %

Qu se est usando?

AASHTO 1972

AASHTO 1981

AASHTO 1986

AASHTO 1993

Procedimiento de Diseo de Estado

Individual

Combinacin del procedimiento

AASHTO y de Estado

Otros

Elaborado con datos del U.S. Department of Transportation, 2007.

Cl l El i d l


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Clculo y Eleccin del

Mtodo de Diseo El mtodo para el diseo y clculo de espesores

depende del buen criterio del Ingeniero,

condiciones climticas y disposicin de materiales. La Metodologa AASHTO se ajusta mejor a las

caractersticas de nuestro medio por lo que esrecomendada y aceptada por las entidades

gubernamentales de nuestro pas.

Mtodos mas comunes de Diseo de Pavimentos Flexibles y Mtodos de diseo de


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yPavimento de SIECA.

Mtodo desarrollado por la Asociacin Americana

de Administradores Estadales de Carreteras yTransporte (AASHTO).Mtodo del Instituto del Asfalto Americano (IDA).Mtodo de la Shell.

Mtodos mecanicistas.

Se conocen mas de ve in te (20) mtodos d e dis eo

-LOPEZ DE SOUZA.-BRITANICO.-GARCIA BALARDO.-AASHTO 93.

ADOQUIN

-PCA-AASHTO 93.

PAV.HIDRAULICO


50/115


51/115

07.8log*32.2

1

109440.0

5.12.4log

20.0)1(log*36.9*18log 10

19.5

10

1010

RoR M

SN

PSI

SNSZWt

Variables independientes:

Wt18: Nmero de aplicaciones de cargas equivalentes de 80 kN acumuladasen el periodo de diseo (n).

ZR : Valor del desviador en una curva de distribucin normal, funcin de laConfiabilidad del diseo (R) o grado confianza en que las cargas de diseo no

sern superadas por las cargas reales aplicadas sobre el pavimento.

Ecuacin AASHTO-93


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Ecuacin AASHTO-93

07.8log*32.2

1

109440.0

5.12.4log

20.0)1(log*36.9*18log 10

19.5

10

1010

RoR M

SN

PSI

SNSZWt

So: Desviacin estndar del sistema, funcin de posibles variaciones en las

estimaciones de trnsito (cargas y volmenes) y comportamiento del pavimento a

lo largo de su vida de servicio.

PSI: Prdida de Serviciabilidad (Condicin de Servicio) prevista en el diseo, y

medida como la diferencia entre la planitud(calidad de acabado) del pavimento

al concluirse su construccin (Serviceabilidad Inicial (po) y su planitud al final delperiodo de diseo (Servicapacidad Final (pt).

MR: Mdulo Resiliente de la subrasante y de las capas de bases y sub-bases

granulares, obtenido a travs de ecuaciones de correlacin con la capacidad

portante (CBR) de los materiales (suelos y granulares).


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07.8log*32.2

1

109440.0

5.12.4log

20.0)1(log*36.9*18log 10

19.5

10

1010

RoR M

SN

PSI

SNSZWt

El valor de SN se resuelve por iteraciones sucesivas, o por la aplicacin de

algunos de los Programas de Diseo, tal como el WINPAS

Variable dependiente:

SN: Nmero Estructural, o capacidad de la

estructura para soportar las cargas bajo las otrascondiciones (variables independientes) de diseo.

Ecuacin AASHTO-93


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Programa de diseo de pavimentos desarrollado por la

Asociacin Americana de Pavimentos de Concreto

(ACPA), versin WinPas, aplicacin para pavimentos

flexibles (1993).


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mieiaeffSNeff **


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La variable trnsito

Cuant if icar el t ipo , el nmero y cargas

de los d ifer en tes v ehcu lo s que harn u so

del pav imento

TRNSITO CLASIFICACIN DE


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TRNSITO - CLASIFICACIN DE

VEHCULOS

Camiones medianos C2.

Camiones pesados C3.

Remolques T2S2, T3S2, etc.

Buses.


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CAR

GASPO

REJE

41.00

5.00T3-S3

37.00

5.00T3-S2

C3-R3

C3-R2

C2-R2

30.009.005.00T3-S1

34.00

9.005.00T2-S3

30.009.005.00T2-S2

25.005.00C4

21.00

5.00C3

15.00

10.005.00C2

Eje sencillo llanta doble.b :Eje sencillo llanta sencilla.a :

El peso mximo permisible ser el menor entre el especificado por el fabricante y el contenido en esta columna.

NOTA:

37.505.0 b5.0 b6.5 b8.0 b8.0 b5.00

35.005.0 a5.0 a4.0 a16.005.00

34.006.5 b6.5 b8.008.005.00

29.004.0 a4.0 a16.005.00

26.506.5 b6.5 b9.004.50

21.504.0 a4.0 a9.004.50

6.666.666.678.008.00

20.00

16.00

8.00

8.00

8.00

8.00

16.00

16.00

8.008.00

16.00

6.666.666.67

20.00

8.008.00

16.00

23.00

9.00

9.00

5.00

T2-S1

6.666.666.67

20.00

8.008.00

16.00

Total (1) Ton - Met.EHICULOSEHICULOSPeso Mximo6to. Eje

5to. Eje

4to. Eje

3er. Eje

2do. Eje

1er. Eje

DE

DE

PESO MAXIMO AUTORIZADOESQUEMASTIPO

PESOS MAXIMOS PERMISIBLES POR TIPO DE VEHICULOS

DIAGRAMA DE CARGAS PERMISIBLES

DIRECCION GENERAL DE VIALIDAD

MINISTERIO DE TRANSPORTE E INFRAESTRUCTURA

REPUBLICA DE NICARAGUA


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La variable trnsito

EEo = Cargas acumuladas en el primer ao del periodo de diseo

EEo =TPDA * %Vp * FC * fds * fuc * A * D

TPDA = Trfico Promedio Diario Anual, para el primer ao del periodo de diseo.

%Vp = Porcentaje de vehculos de carga dentro del volumen de trfico total

FC = Factor Camin, o carga equivalente total por camin promedio

fds = factor de distribucin del trfico por sentido de circulacin

fuc = factor de utilizacin del trfico total por sentido en el canal de diseo

A = factor de ajuste por trfico desbalanceado

D = Das por ao en que circular por el canal de diseo el trfico definido

por los trminos anteriores (365 das en este proyecto).

REE = EEo * Factor de crecimiento


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La variable trnsito


63/115


64/115


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La variable trnsito

Proyecto LAVIRGEN-SAN JUAN DEL SUR

Cediarias(iniciales) = No. vehiculos por d'ia * EEquivalentes por vehiculo

Cediarias(totales ambos sentidos) = Cediarias(iniciales)* Factor de crecimiento

Factor de crecimiento = ([ (1+ TC)^] - 1) / ( TC) Ao inicial 2007

Periodo de diseo = n = 20 aos TC 5.80%

Ejes acumulados totales en el periodo de diseo = wt18 = Cediarias(totales ambos sentidos) * 365*fc*fd

Tipo TPDA EEvehiculo Cediarias(iniciales) TC Fcrecimiento

Veh.Livianos 1,682 0.0003 0.50 5.80% 36.00 18.17

Mbuses 53 0.4811 25.50 5.80% 36.00 917.98

Buses 114 0.7963 90.78 5.80% 36.00 3,268.50

C2-Liviano 234 0.0572 13.38 5.80% 36.00 481.64

C2pesado 181 0.5975 108.15 5.80% 36.00 3,893.74

C3 15 1.2633 18.95 5.80% 36.00 682.28

T3S2 238 2.1035 500.62 5.80% 36.00 18,024.58

T3S3 4 1.6478 6.59 5.80% 36.00 237.31

C2R2 4 2.5561 10.22 5.80% 36.00 368.13

TOTAL 2,525 774.69 27,892.33

Factor de distribucin por sentido 0.52

Factor de utilizacin de canal 1.00 Wt18= 5,293,963

Cargas totales

por dia (ambos

sentidos)

DISEO DE PAVIMENTO FLEXIBLE

Factores de equivalencia AASHTO, para SN = 4 y pt = 2,5


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Una vez def inid o elvalor de R, se

seleccion a el

correspondiente

valor de Zr, de

la Tab la 7-13.


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La Gua AASHTO-93 recom iend a selecc ionar u n valor de so = 0.45

para el d iseo de pavimentos flexib les nu evos y d e 0.49 para el

d iseo d e rehabi lit aciones


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Caracterizacin del material de su b-rasante

Ejecucin de ensayo s de Mdulo Resliente (MR)

en equ ipo s del tipo Triax ial Dinm ico

Lim itacin en Nicaragua:

no hay ningn equipo dispon ib le, por

lo qu e hay que recurr ir a ensayos

empricos , com o el CBR, y luego

apl icar una ecuacin de co rrelacin


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N l id l di i li ti


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No olvidar las condiciones climticas

Caracterizacin del material de sub -rasante

Reviste mucha importancia la sectorizacin de la va

en tramos de condiciones homogneas


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Caracterizacin del material de sub -rasante

Escogencia de una, entre varias posibles, de laEcuacin de correlacin a ser aplicada para laEstimacin del MR


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Otras ecuaciones de correlacin para materiales de terracera(1):

(a) Mr = 1,500 * CBR (para CBR > 7.2%

(b) Mr = 3,000 * CBR0.65 (para 7.2% >= CBR < 20%)

(c) Mr = 4,326 * (ln CBR) + 241 (para CBR > 20%)

(1) Corredor, G: Apuntes de Pavimentos, Volumen 1, Octubre 2006, Ediciones USM, Caracas

En fun cin de la ubicacin del proyecto , y en base a las

condicio nes de humedad , se determina el nmero de


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meses en qu e la Subrasante estar en cada condic in

de humedad:


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Caracterizacin de los materiales granu lares para sub -bases y bases

Prop iedades a evaluar:

Granu lometra

Fo rm a y tam ao

Plasticidad

Resistencia a la fragmentacin

por medio del DLA

Resis tencia mecni ca (Mdul o)

Pesos uni tar ios


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Caracterizacin de los materiales granu lares para sub -bases y bases.

Figura 2. Ensayo CBR en su etapa de inmersin y medicin de la expansin,y en su etapa de penetracin.

Se pueden aplicar las mismas limitaciones en cuanto ano disponer de quipos para MR, por lo que deben ejecutarseEnsayos de CBR y recurrir a ecuaciones de correlacin


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En el caso de emplear suelos estabi l izados con cemento, su

resistenc ia mecnica se determin a por el ensayo d e rotur a por

com presin sim ple , sin con f inar


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Necesidad de c onocer las p rop iedades d e ingeniera

de los materiales asflticos a ser empleados en la capa de rodamiento

1. Consistencia2. Durabilidad3. Adherencia

4. Cohesin5. Pureza6. Gravedad Especfica


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Necesidad de c onocer las pro piedades de in geniera

de los agregados a ser empleados en la capa de rodamiento

Tamao y estructura GranulomtricaResistencia y durabilidad.Forma cbica.Baja porosidad.

Textura superficial adecuada.Buena adherencia.Limpieza.Gravedad EspecficaEconoma


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Necesidad de c onocer las p rop iedades d e ingeniera

de los agregados a ser empleados en la capa de rodamiento

Tamao y estructura GranulomtricaResistencia y durabilidad.Forma cbica.Baja porosidad.Textura superficial adecuada.

Buena adherencia.Limpieza.Gravedad EspecficaEconoma


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Caracteri zacin d e las mezclas asfltic as

Equipos para la medicin de lasPropiedades fundamentales de lasMAC (Mdulo Elstico)

Ya Solestudios dispone de uno de estos

Equipos y esto permitir a la Ingeniera dePavimentos de Venezuela dar un salto tecnolgico

Caracterizac in d e las mezclas asfltic as


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Caracterizac in d e las mezclas asfltic as

Pero hasta que este equipo no tenga cobertura nacional,seguiremos aplicando el BUEN MARSHALL


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Y cmo par t ic ipa la cal idad de los mater ial es , fundamentalmente susPropiedades mecnic as, en el dis eo d e la estr uc tur a del pav imento ?

(a) Con el valor de Mdulo resi l iente de la SR, de la sub-base granular y de la

Base granu lar, se calcula respectiv amente la POTENCIAESTRUCTURAL

SN/capa(i)) sob re la capa cuy o MR es s us titu ido en la ecuacin de Diseo

AASHTO-93

07.8log*32.2

1

109440.0

5.12.4log

20.0)1(log*36.9*18log 10

19.5

10

1010

RoR M

SN

PSI

SNSZWt


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Y cmo part ic ipa la calidad de los mater iales , fundamen talmen te sus

Propiedades mecnic as, en el d iseo de la es tru ctu ra del pav imento ?

(a) Con el valor de Mdulo resi l iente de la SR, de la sub-base granular y d e la

Base granu lar, se calcula respectiv amente la POTENCIAESTRUCTURAL

SN/capa(i)) sob re la capa cuy o MR es s us titu ido en la ecuacin de Diseo

AASHTO-93


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Y cmo par t ic ipa la cal idad de los mater ial es , fundamentalmente susPropiedades mecnic as, en el dis eo d e la estr uc tur a del pav imento ?

(b) Con los valores de Mdulo Resiliente de cada material o mezcla, y mediantelos grficos incluidos en la Gua de Diseo AASHTO-93, se determinan loscorrespondientes valores de coeficiente estructural de cada capa:


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Efecto de la condicin de drenaje (permeabilidad) de laslas bases y sub-bases granulares, en su capacidad estructural


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D b ifi i l li i t d l i


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Debe verificarse, as mismo, el cumplimiento de los espesores mnimos


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Material Capa Diseo 1 Diseo 2 Diseo 3 Diseo 4

Espesor capa (cm)

MAC M19 Rodamiento 15,0 10,0 11.5 15,0

P. Picada Base granular 10,0 15,0 15,0 20,0

Grava ro Sub-basegranular 40,0 35,0 33,0 30,0

Planteamiento de alternativas del paquete estructural

y anlisis econmico de estas alternativas


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Resumen del di seo estru ctu ral:

MUY IMPORTANTE EL CUMPLIR CON EL CRITERIO DEPROTECCIN DE CADA UNA DE LAS CAPAS


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El Diseo d e pavim entos c on clu ye con la recomendacinde los espesores d e cada capa, y con el establecimiento

de las caractersti cas de cali dad de lo s materiales y

mezclas que sern empleado s en la cons truc cin de cada capa

Es necesario conocer los procesos asociadoscon la construccin y control de calidad de losmezclas de suelo-cemento


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TENDENCIAS

AASHTO 2008M-E PDG

DARWIN MEM-E PDG


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DISEO MECANSTI CO

NCHRP 137A

Propuesta de nueva gua de diseo AASHTO 2002,para estructuras nuevas y rehabilitacin depavimentos basado en principios Mecansticos

Empricos .

Introduce el concepto de carga de diseo(Nmero de pasadas) en lugar de la conversin a

ejes equivalente (EAL).

Reemplaza el ndice de servicio por indicadores dedeterioro, funcional y estructural.


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DISEO MECANSTI CO

NCHRP 137A

Investigaciones del TxDOT en 2003

Objetivos: Anlisis de sensibilidad de parmetros de entrada. Comparacin de resultados con otros mtodos.

Revisin de protocolos de ensayos de materiales.

Valores inciales de caracterizacin de materiales.

Establecer criterios de diseo.

Encontrar coeficientes inciales de calibracin.

El mtodo requiere un diseo previo


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El software producto del trabajo de los proyectosde NCHRP 1-37A y 1-40D es el software M-EPDG: Esgratis y disponible a travs de TRB.

ANTECEDENTES

AASHTO 2002


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ANTECEDENTES

6 AOS DE INVESTIGACIN Y DESARROLLO (1998-2004) DESARROLLO DE PROCEDIMIENTOS Y SOFTWARE PARA:

DISEO DE PAVIMENTOS NUEVOS DE CONCRETO Y ASFALTO REHABILITACIN DE PAVIMENTOS EXISTENTES

UN CAMBIO FUNDAMENTAL EN LA FORMA EN QUE SE DISEAN LOSPAVIMENTOS

BASADO EN CONCEPTOS DE DISEO EMPIRICO-MECANISTICOS PERMITE PREDECIR EN EL TIEMPO EL COMPORTAMIENTO FUNCIONAL DEL

PAVIMENTO Y LOS DAOS

ERES CONSULTANS - ARA

M-E PDG
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/M-E%20PDG_esp.ppt


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CONCEPTOINSUMOS MATERIALES CLIMA ESTRUCTURA TRAFICO

ANALISIS RESPUESTA DE LA ESTRUCTURA

RESULTADOS ACUMULACIN DE DAO INDICADORES DE DESEMPEO

ERES CONSULTANS - ARA

M-E PDG


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MODELO ESTRUCTURAL

LA SUBRASANTE Y LAS CAPAS DEPAVIMENTO NO ADHERIDAS SECARACTERIZAN MEDIANTE LAUTILIZACIN DE MODULOSRESILIENTES.

EL VALOR NECESARIO DEL K SEOBTIENE ATRAVZ DE PROCESOS DE

CONVERSIN QUE TRANSFORMA LAACTUAL ESTRUCTURA DE PAVIMENTOEN UNA ESTRUCTURA EQUIVALENTEQUE CONSISTE EN LA LOSA DECONCRETO, LA BASE Y EL K DESOPORTE.

M-E PDG


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INDICADORES DE DESEMPEO

FUENTE : ERES CONSULTANS - ARA

FISURAS TRANSVERSALES

IRI

ESCALONAMIENTO DE JUNTAS

INCREMENTAL DAMAGE ACCUMULATION


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El diseo de pavimento M E se basa en la evaluacin


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El diseo de pavimento M-E se basa en la evaluacindel funcionamiento histrico de materiales y diseos

de pavimento en varios ambientes, y, de esasevaluaciones, se desarrollan modelos de prediccinque van a estimar con ms exactitud elfuncionamiento del pavimento

El diseo de pavimento M-E se basa en la evaluacindel funcionamiento histrico de materiales y diseosde pavimento en varios ambientes, y, de esasevaluaciones, se desarrollan modelos de prediccin

que van a estimar con ms exactitud elfuncionamiento del pavimento


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Muchas agencias e instituciones pblicas de carreteras usan la Guapara Diseo y Anlisis de Estructuras de Pavimento Nuevas yRehabilitadas de AASHTO. Desde 1960 hasta recientemente, todaslas versiones de la Gua de Diseo de Pavimentos AASHTO estuvieronbasadas en ecuaciones tericas de desempeo desarrolladas en laCarretera de Prueba AASHO a finales de los aos 1950 usandoinformacin limitada. A finales de 1980 fue reconocida la necesidadde un procedimiento de diseo de pavimento con basemecanstica. Para suplir esa necesidad, se desarroll el softwareDARWin-ME 1.0TM siendo este la siguiente generacin de software deeste tipo, presentando un gran cambio en la forma como se realizan

los diseos de pavimentos, proporcionando una conexin directaentre los materiales del pavimento, estructura, prcticas deconstruccin, el clima, el trfico y las caractersticas de diseo delpavimento.

El programa DARWin-ME es una poderosa herramienta para el diseo de

pavimentos, pues adems de incluir las consideraciones que comnmente


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contienen los otros programas AASHTO y PCA, requiere de insumos del

clima, trfico, caractersticas especficas de la estructura de pavimento.


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Este pensamiento dice:


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La Ingeniera de Pavimentos es el arte de utilizarunos materiales que no entendemos completamente, en

formas que no podemos analizar con precisin, paraque soporten cargas que no sabemos predecir con

exactitud, en una forma tal que nadie sospeche nuestraignorancia.

diseño-de-pavimento-flexibles-y-nuevas-tendencias.pptx

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