Diseño del pavimento flexible por el método AASHTO

1. Determinación del nivel de confiabilidad: Usamos la siguiente tabla:

Clasificación funcionalNivel de confiabilidad recomendado

Urbano RuralInterestatal y otras vías

libres85 – 99.9 85 – 99.9

Arterias principales 80 - 99 75 - 85Colectoras 80 -95 75 – 95

Locales 50 - 80 50 - 80

Nuestra carretera es del tipo colectora y está en la zona urbana, por lo que seleccionamos un nivel de confiabilidad de R = 95%.

2. Determinamos la desviación estándar:

La desviación estándar para pavimento flexibles se encuentra entre 0.4 a 0.5, escogimos un término medio de So = 0.45.

3. Determinamos el valor índice de serviciabilidad (PSI)

- Índice de serviciabilidad inicial (Po)

Para pavimentos flexibles: 4.2

- Índice de serviciabilidad final (Pt)

Para carreteras de clasificación menor (carreteras secundarias): 2

4. Módulo de elasticidad del concreto asfáltico:

Hemos considerado un Mr = 400 000 PSI

5. Determinamos el coeficiente de drenaje:

Consideramos un drenaje bueno donde el agua de las precipitaciones es eliminada en un día. Además en nuestro departamento las épocas de lluvias corresponde a más del 25% del año por lo que nuestro coeficiente de drenaje es mi = 1.

6. Determinamos los CBR de la base y subbase granular:

Hemos considerado un CBR para la base granular de 90% y para la subbase granular un CBR = 40%.

7. Calculamos el número de EALS en el carril de diseño:Como no contamos con un estudio determinado de conteo vehicular de años pasados, asumimos una tasa de crecimiento de r = 2%. Nuestro número de vehículos contabilizados en toda la semana se muestra en la siguiente tabla:

COMPOSICIÓN DEL TRÁFICO

Vehículos ligeros 104968

B2 4812

B3-1 124

B4-1 20

C2 5220

C3 1076

C4 20

C3R4 8

C3R3 20

T2S1 28

T2S2 80

T2S3 172

T3S3 184

T3S4 4

T3Se2 8

8X4 4

Tractor 20

El número de vehículos semanales lo detallamos en la siguiente tabla:

COMPOSICIÓN DEL TRÁFICOVehículos ligeros 14995

B2 687B3-1 18B4-1 3C2 746C3 154C4 3

C3R4 1C3R3 3T2S1 4T2S2 11T2S3 25T3S3 27

T3Se2 18X4 1

Tractor 3TOTAL 16681

De los datos anteriores no tomamos en cuenta a los vehículos ligeros y a los vehículos que solo pasan una vez a la semana, por lo que nuestros vehículos a considerar para el diseño del pavimento son los siguientes:

COMPOSICIÓN DEL TRÁFICOB2 4812 687

B3-1 124 18B4-1 20 3C2 5220 746C3 1076 154C4 20 3

C3R3 20 3T2S1 28 4T2S2 80 11T2S3 172 25T3S3 188 27

TOTAL 11780 1681

Por lo que nuestro TPDS = 1681 veh/día

Calculamos el número de EALS en el carril de diseño:

VEHICULO TIPO TREN DE CARGAS VEH/DIA VEH/AÑO

F.DIST F. DIREC F. CREC F.CAM #EALS

B2

7 Tn 11 Tn687 250755 1 0.5 24.30 2.54 7737712.44

FE 0.36 2.18

B3-118 6570 1 0.5 24.30 1.217 97137.1184

FE 0.36 0.857

B4-13 1095 1 0.5 24.30 1.577 20978.5313

FE 0.36 0.36 0.857

C2746 272290 1 0.5 24.30 2.54 8402232.14

FE 0.36 2.18C3 154 56210 1 0.5 24.30 1.74 1188206.99

FE 0.36 1.38

C43 1095 1 0.5 24.30 1.228 16335.8506

FE 0.36 0.868

C3R33 1095 1 0.5 24.30 5.3 70504.8928

FE 0.36 1.38 2.18 1.38

T2S14 1460 1 0.5 24.30 4.72 83719.0174

FE 0.36 2.18 2.18

T2S211 4015 1 0.5 24.30 3.92 191205.722

FE 0.36 2.18 1.38

T2S325 9125 1 0.5 24.30 3.76 416821.379

FE 0.36 2.18 1.22

T3S327 9855 1 0.5 24.30 2.96 354386.857

FE 0.36 1.38 1.22

# EALS 18579241

8. Determinamos los ai y Mr:

Los valores correspondientes al ai y Mr se obtuvieron de los ábacos correspondientes.

- De la subrasante Para un Mr = 400 000 PSI (Concreto Asfáltico)Tenemos un a1 = 0.42Además como CBR = 5.8% (Subrasante)Entonces Mr = 5000CBR

Mr = 8700 PSI

- De la base granular

Para un CBR = 90%Tenemos a2 = 0.138

Mr = 29 000 PSI

- De la subbase granular

Para un CBR = 40%Tenemos a3 = 0.12

Mr = 16 500 PSI

9. Determinamos los números estructurales SN:

- Determinación del SN:

Ingresamos al ábaco con los siguientes datos:

R = 95%So = 0.45# EALS = 18.6 x 106

Mr (subrasante) = 8.7 x 103

∆ PSI=2.2

Interpolando

∆ PSI SN2 4.9

2.2 X2.5 4.6

X = SN = 4.78

- Determinación del SN1

Ingresamos al ábaco con los siguientes datos:

R = 95%So = 0.45# EALS = 18.6 x 106

Mr (base granular) = 29 x 103

∆ PSI=2.2

Interpolando

∆ PSI SN2 3.6

2.2 X12.5 3.4

X1 = SN1 = 3.52

- Determinación del SN2

Ingresamos al ábaco con los siguientes datos:

R = 95%So = 0.45# EALS = 18.6 x 106

Mr (subbase granular) = 16.5 x 103

∆ PSI=2.2

Interpolando

∆ PSI SN2 4

2.2 X22.5 3.8

X2 = SN2 = 3.92

10. Calculo de los espesores y SN corregidos:

- Calculo del espesor de la capa de rodadura

Sabemos que: SN1=a1D1→D1=SN 1

a1

D1=3.520.42

=8.38≅ 8 pulg

Calculamos el SN1 corregido

SN1c=a1D1=0.42∗8=3.36→SN1c=3.36

- Calculo del espesor de la base granular

Sabemos que:

SN2=SN1c+SNbase ;SN base=a2m2D2→D2=SN2−SN1ca2m2

D2=3.92−3.360.138∗1

=4.06≅ 4 pulg

Calculamos el SN1 corregido

SNbase=a2m2D2=0.138∗1∗4=0.552→SNbase=0.552

- Calculo del espesor de la subbase granular

Sabemos que: SN=SN1c+SN base+SN ¿ base→SN subbase=SN−SN1c−SNbase

SN subbase=4.78−(3.36+0.552 )=0.868

SN ¿base=a3m3D3→D3=SN subbasea3m3

D2=0.8680 .12∗1

=7.53≅ 7.5 pulg

Calculamos el SN1 corregido

SNbase=a2m2D2=0.12∗1∗7.5=0.90→SNbase=0.90

11. Comprobación:

SN≤ SN1c+SNbase+SN subbase4.78≤3.36+0.552+0.904.78≤4.812… (ok )

12. Resultado: El pavimento flexible estará constituido de la siguiente manera: