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• Marco Castillo Guevara Sdk

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DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIB

PROYECTO: "MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL EN LA AVENIDA CIRCUNVALACION DE CIUDAD DE JULIACA - PROVINCIA DE SAN ROMAN - PUNO."

FECHA:

5/10/2015

1.- DISEÑO EXPERIMENTAL AASTHO - 1993

Es uno de los métodos más utilzados y de mayor satisfacción a nivel internacional para el diseño de pavimentos. Basado en resulta de la carretera de prueba AASTHO en diferentes circuitos es desarrollado en función a un método experimental. El procedimiento d realiza suponiendo un número estructural del pavimento y se efectúa tanteos analíticamente hasta equilibrar la expresión de diseño mongramas. El número estructural de un pavimento se obtiene producto de coeficientes de Resistencia relativa de cada una de sus constituyentes, de acuerdo al tipo de material.

Log(W18)

Donde: W18 = Zr = So = ΔPSI = Po Pt Mr SN ai Di mi

= Zr * So + 9.36 *

log (SN+1)-

ʎPSI 0.2 + 4.2-1.5 + 2.32 * log MR 1094 0.4 + (SN+1) 5.19 log

Número de ejes equivalentes de 80Kn (18,000lb), en el período de diseño Desviación Estándar Normal Error Estándar combinado de la predicción del tránsito Diferencia de Serviciabilidad (Po-Pt) =Serviciabilidad Inicial =Serviciabilidad Final =Módulo Resilente =Número Estrucutral indicativo del espesor total del pavimento. SN = a1D1 + a2D2m2 + a3D3m3 =Coeficiente de capa i =Espesor de capa i (pulgadas) =Coeficiente de drenaje de la capa i

1.1 CONFIABILIDAD(R): cuadro 12.6 (manual de carreteras)

el metodo AASHTO incorpora el criterio de la confiabilidad (%R) que representa la confiabilidad que un determinada estructura se comporte, durante su periodo de diseño, de acuerdo con lo previsto. Esta p esta en funcion de la variabilidad de los factores que influyen sobre la estructura del pavimento y su comportamiento; sin embargo solicitaciones diferentes a las esperadas, como por ejemplo, la calidad construccion, condiciones climaticas, extraordinarias, crecimiento excepcional del trafico pesado may previsto y otros factores, pueden reducir la vida util prevista de un pavimento En este caso el pavimento tendra confiabilidad de 95 %, esto significa que solamente el 5 % del tramo pavimento se encontrara con un indice de serviciabilidad inferioi al previsto, es decir que el modelo d comportamiento esta basado en criterios de serviciabilidad y no en un determinado mecanismo de fa consecuencia a mayor nivel de confiabilidad se incrementara el espesor de l.a estructura del pavimen diseñar de carreteras)

R=

0.95

1.2DESVIACION ESTANDAR(So): La Desviacion Estandar Combinada (So), es un valor que toma en cuenta la variabilidad esperada de prediccion del transito y de los otros factores que afectan el copmportamiento del pavimento; como p ejemplo, construccion, medio ambiente, incertidumbre del modelo. La guia AASHTO recomienda adop los pavimentos flexibles, valores de So comprendidos entre 0.40 y 0.50, para este diseño adoptaremo valor de 0.45

So =

0.45

1.3)ESAL DE DISEÑO: EE =

2.30E+07

1.4)DESVIACION ESTANDAR NORMAL(ZR): cuadro 12.8 (manual de carreteras) El coeficiente estadistico de Desviacion Estandar Normal (Zr) respresenta el valor de la confiabilidad seleccionada, para un conjunto de datos en una distribucion normal ZR =

-1.645

1.5)INDICE DE SERVICIABILIDAD PRESENTE (PSI) El indice de serviciabilidad presente es la comodiad de circulacion ofrecida al usuario. Su valor varia de 0 a 5. Un valor de 5 refleja la mejor comnodidad teorica (dificil de alcanzar) y por el contrario un valor de 0 refleja el peor. Cuando la condicion de la via decrece por deterioro, el PSI tambien decrece. 1.5.1 Serviciabilidad Inicial ( Pi ) La Serviciabilidad Inicial (Pi) es la condicion de una via recientemente construida. 1.5.2 Serviciabilidad Final Terminal ( Ptde ) una vía que ha La serviciabilidad Terminal (Pt)oes la condicion alcanzado la necesidad de algun tipo de rehabilitacion o reconstruccion. 9) CE.010 PAVIMENTOS URBANOS

8)Indice de serviciabilidad inicial (Po): para pavimentos flexibles 4 indice de serviciabilidad final = indice de serviciabilidad inicial =

2.5 4

1.5.3 variacion de serviciabilidad (ʎPSI )

ʎPSI es la diferencia entre la serviciabilidad inicial y terminal asumida para el proyecto en

ʎPSI es la diferencia entre la serviciabilidad inicial y terminal asumida para el proyecto en

ʎPSI=Po -

Pf

ʎPSI= 4 -

2.5

ʎPSI=

1.5

1.6) CBR DE DISEÑO El CBR de diseño resulta del producto del CBR representativo(CBRo) del suelo con el factor de seguridad (F).

SUB RASANTE CBR 1 = 37

h

espesor minimo para una subrasante 30 cm = 0.4 m

SUELO NATURAL CBRo = 7.3

F es un valor que calcularemos con la siguiente formula . Este valor sera un factor de seguridad aplicaremos a nuestro CBR de diseño

1/�=0.125/ 〖 (0.156+ℎ^2∗( 〖 〖 〖〖 〖 1/����) 〗 ^(2/3)) 〗 ^(1/2) *(1����/���1)+(����/���1)

1 F

0.125

=

2

0.156 +

F

0.4

= 3.09

CBR dis = CBR dis =

F*CBRo 3.087 *

El CBR de diseño sera :

7.3

*

37 7.3

2/ 3

1/2

*

1-

7.3 37

+

7.3 37

CBR dis =

22.5377

1.7)CALCULO DEL NUMERO ESTRUCTURAL PARA PROTEGER LA SUB RASANTE SN3: 1.7.1)correlacion de la sub rasante:

El modulo de resiliencia ( MR) es una medida de resiliencia del suelo de sub rasante, el cual par su calculo, se empleara la ecuacion , que correlaciona con el CBR, recomendada po el MEPDG (Mechanistic Empirical Pavement Design Guide )

〖�� =2555∗��� ��� 〗 ^0.64 0.64

MR =

2555 * 22.5377

MR=

18760.879 PSI

1.7.2 calculo de numero estructural 1.5

Log 2.30E+07 = -1.645 *

0.45 +

Log 9.36 * Log(SN+1)-0.2+ 4.2-1.5 0.4+

FX

###

FX^2

###

1094 SN+1

El numero estructural para proteger la Sub Rasante (SN 3 )sera: SN3= 4.48

+ 5.19

2.32*Log (

2)CALCULO DE LOS ESPESORES DEL PAVIMENTO

Para la carpeta de rodadura lo recomendable es trabajar con una estabilidad marshall de 9000 N Para los CBR tanto de base y sub base tomaremos los valores de los ensayos de laboratorios respectiv C.E.010 pavimentos urbanos

carpeta de rodadura MAC estabilidad = 9000 N base granular CBR = 100 %

según ensayos de laboratorio el CBR de la base es 49 % pero, CBR minimo para una base granular es 100% entonces sugerimos que mejoren el CBR de la base granular

sub base granular CBR = 60 %

2.1 CALCULO DEL SN PARA PROTEGER LA SUB BASE(SN 2 ) a) usaremos la correlacion con el CBR de la sub base (datos obtenidos en ensayos de laboratorio.) para obtener el MR 0˂CBR˂ 12 〖�� =��.�∗��� 〗 ^(�.��)

12˂CBR˂80 〖�� =��.�∗��� 〗 ^(�.��)

como el CBR de la sub base es mayor a 12 % usaremos la segunda correlacion 0.55

MR=

22.1 *

60

MR= 210.08 Mpa MR= 210.08 Mpa

* 145.0377 PSI

MR= 30468.871

b) calcularemos el numero estructural para proteger la sub base 1.5 Log Log 2.30E+07 = -1.645 * 0.45 + 9.36 * Log(SN+1)-0.2+ 4.2-1.5 0.4+

1094 SN+1

+

2.32*Log (

5.19

FX ### FX^2 ### SN2= 3.72 2.1 CALCULO DEL SN PARA PROTEGER BASE(SN 1 ) a) usaremos la correlacion con el CBR de la sub base (datos obtenidos en ensayos de laboratorio.) para obtener el MR * como el CBR de la base es mayor a 12 % usaremos la segunda correlacion 0.55

MR=

22.1 *

100

MR= 278.22 Mpa MR= 278.22 Mpa

* 145.0377 PSI

MR= 40352.754

b) calcularemos el numero estructural para proteger la sub base 1.5

Log 2.30E+07 = -1.645 *

0.45 +

Log 9.36 * Log(SN+1)-0.2+ 4.2-1.5 0.4+

1094

+

2.32*Log (

0.4+

fx fx^2

###

###

SN1= 3.33

2.2. coeficientes estructurales del pavimento (a) a1: a2: a3:

0.43 0.132 0.127

manual de carreteras

SN+1

5.19

2.3. coeficientes de drenaje m1: m2: m3:

0 1 0.8 valores para m

AASHTO 93

2.4. espesor de la carpeta asfaltica (��1 ���)/�1

D1 adopt ≥ D1 min =

D1 min =

3.329 0.43

D1 min = 7.7095 D1 adop = 5

plg plg

SN1 adop = 2.159

2.5 espesor de la base granular D2 min= 3.7236 0.132 *

2.16 1

D2 min= 11.853 plg D2 adop= 10.5 plg SN2 adop =

3.545

2.5 espesor de la sub base granular D3 min = D3 adop= SN3 adop=

9.1828 plg 9.5 plg 4.5102

VERIFICACION Sndiseño=

4.5102

>=

4.478

ok

carpeta de rodadura =

base granular

=

5

plg

12.7 cm

10.5 plg

26.67 cm

sub base granular

=

9.5 plg

capa subrasante

= 15.75 plg

24.13 cm

40

cm

O FLEXIBLE

IRCUNVALACION DE LA

imentos. Basado en resultados empiricos imental. El procedimiento de diseño se brar la expresión de diseño o a través de relativa de cada una de sus capas

log MR

-8.07

confiabilidad que una on lo previsto. Esta probabilidad del pavimento y su ejemplo, la calidad de la trafico pesado mayor a lo

ente el 5 % del tramo del ecir que el modelo de do mecanismo de falla. En ructura del pavimento a (manual

bilidad esperada de pavimento; como por TO recomienda adoptar para diseño adoptaremos el

para el proyecto en desarrollo

para el proyecto en desarrollo

elo con el factor de

n factor de seguridad que

NTE SN3:

b rasante, el cual para dada po el MEPDG

2.32*Log (

18760.88 )-8.07

shall de 9000 N aboratorios respectivos

e es 49 % pero, base granular

2.32*Log (

30468.87 )-8.07

2.32*Log (

40352.75 )-8.07