INVEAS Curso de Diseño y Evaluación de Nuevos Pavimentos por AASHTO-93 Ejercicios

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Primera Pregunta (7 puntos) Determine, empleando el Método AASHTO-93, la estructura del pavimento requerida para la información suministrada: Nota: debe emplear todos los materiales en su diseño, y no puede modificar los espesores que ya están indicados para algunas de las capas.

Material Capa Módulo

Resiliente (psi) Espesor (cm) Coeficiente

estructural Coeficiente de drenaje

M12 rodamiento 420.000 6.0 0.42 1.0

M19 intermedia 350.000 A determinar 0.36 1.0

Grava triturada Base granular 36.000 25.0 0.14 0.90

Grava cernida Sub-base granular (1)

21.000 A determinar 0.12 0.90

Granzón bruto Sub-base granular (2)

13.500 20.0 0.09 0.80

Fundación Sub-rasante 6.500

Otras variables de diseño: * Cargas de diseño (REE ó Wt18) = 58*10^6

* Servicapacidad inicial (po) = 4,2 * Servicapacidad final (pt) = 2,5 * Confiabilidad (R) = 90% * Valor de ZR para el 80% de Confiabilidad = — 1,282 * Desviación estándar del sistema (So) = 0.45

Segunda Pregunta (5 puntos) Ud. recibe el siguiente diseño de pavimentos realizado para la carretera rural Tucaní-Tucanizón, en el Norte del Estado Mérida (Zona de la Panamericana), con una sección transversal de un canal por sentido, sin hombrillos:

Capa de rodamiento: Mezcla asfáltica M12 de 5.0 cm de espesor. Módulo Resiliente de la mezcla = 420.000 psi. Coeficiente estructural = 0.42.

Capa intermedia: Mezcla asfáltica M19, de 7.0 cm de espesor. Módulo Resiliente de la mezcla = 325.000 psi. Coeficiente estructural = 0.38.

Base de granzón cernido de 15.0 cm de espesor. Módulo Resiliente del granzón cernido = 24.000 psi; coeficiente estructural = 0.12 y coeficiente de drenaje = 0.90.

Sub-base de granzón natural de 30.0 cm de espesor. Módulo Resiliente del granzón natural = 14.000 psi; coeficiente estructural = 0.10 y coeficiente de drenaje = 0.80.

El material de fundación está caracterizado por un suelo A-4(10) con un Módulo Resiliente de 5.000 psi.

Las variables independientes del diseño estructural son las siguientes:

Confiabilidad (R) = 75% (ZR = - 0.674)

Desviación estándar del sistema (so) = 0.45

psi = po – pt = 4.2 – 2.0 = 2.2 La información de tránsito que fue empleada para este diseño es la siguiente:

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PDT = 800 vpd (ambos sentidos)

% Vp = 80%

FC = 1.38

Tasa de crecimiento interanual (TC) = 2.20% Se pregunta: ¿Cuál es la vida de servicio esperada, en años, de este pavimento?

Tercera Pregunta (8 puntos) Ud. ha recibido un diseño de un pavimento flexible (Alternativa original) para un tramo de la Autopista Caucagua-Higuerote, de acuerdo a lo indicado a continuación:

Material Capa Espesor

(cm) Módulo

Resiliente (Psi)

Coeficiente estructural

Coeficiente de drenaje

Peso unitario en laboratorio

(kg/m3)

Precio unitario

MAC M12

Rodamiento 7,5 440.000 0.44 1,00 2.410 390,00 Bs/ton

MAC M19

Intermedia 11.5 400.000 0.42 1,00 2.330 385,00 Bs/ton

Grava triturada

Base granular

20,0 40.500 0,14 0,90 2.100 292,00 Bs/m3

Grava cernida

Sub-base granular

30,0 17.600 0,11 0,80 2.000 188,00 Bs/m3

Este diseño se ha realizado sobre un material de sub-rasante con un MRponderado de 10.000 psi. Riego de imprimación: 8,00 Bs/m2 Riego de adherencia: 6,00 Bs/m2 por aplicación Una vez evaluado este pavimento Ud. considera que debe proponer una Nueva Alternativa, en la que pueda emplear sólo una nueva mezcla asfáltica en toda la estructura del pavimento (profundidad plena, es decir sin ningún tipo de capa de material granular), ya que posiblemente esta nueva alternativa sea más económica que la originalmente propuesta. Para esta nueva alternativa Ud. considera emplear SOLO la nueva mezcla asfáltica con un Módulo Resiliente de 460.000 psi, un coeficiente estructural de 0,46 y un coeficiente de drenaje de 1,00. Su peso unitario compactado en laboratorio es de 2.440 kg/m3. Ambas Alternativas (la original y la nueva) consideran las siguientes variables de diseño:

Confiabilidad (R) = 85% (ZR = - 1.037)

Desviación estándar del sistema, So = 0.45

Servicapacidad inicial (po) = 4.2

Servicapacidad final (pt) = 2.5

Se pregunta: (a) ¿Cuáles serán los espesores de la estructura de la nueva Alternativa, para que el periodo de

diseño sea igual a la de la Alternativa original? (4 puntos) (b) ¿Cuál debe ser el máximo precio unitario de la nueva mezcla asfáltica para que el costo de

ambas alternativas sea (sensiblemente) el mismo? (4 puntos)

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