• Author / Uploaded
• Kidian Torres

Citation preview

METODO AASHTO PARA DISEÑO DE PAVIMENTOS Para el diseño de pavimento flexible en el corredor vial cumaral-restrepo se cuenta con la siguiente información de acuerdo a los estudios realizados: DATOS INICIALES PARA DISEÑO METODO AASHTO PERIODO DE DISEÑO 10 AÑOS TPDS 12135 VEH EN DOS CARRILES CRECIMIENTO TRANSITO 12,74 % FC 2,77 NIVEL DE CONFIABILIDAD 95 % DESVIACION ESTANDAR 0,45 CBR 5 % CBR SUBBASE 25 % CBR BASE 80 % MODULO ELASTICIDAD SUBBASE ESB 13800 lb/pulg2 MODULO ELASTICIDAD BASE EB 28000 lb/pulg2 MODU ELAST DEL CONCRETO ASFALT 380000 lb/pulg2 % DE EXP DE LA ESTRUCTURA mi 1,15

1. OBTENCIÓN DEL TRÁNSITO DE DISEÑO Este método se basa en el número de ejes equivalentes de 18 kips dentro del carril de diseño y se calcula a través de la siguiente formula: (

) (

)

DETERMINACION DEL TRANSITO DE DISEÑO W 18

1,19E+08

Al realizar la operación obtenemos 1,19 *108 ejes de 8,2 toneladas sobre el corredor vial. De acuerdo a la tabla 5.44 del libro de ingeniería de pavimentos para carreteras, se toma un nivel de confiabilidad clasificando el corredor como arteria principal urbana del 95%

TABLA 5.44 NIVELES DE CONFIABILIDAD SUGERIDOS PARA DIFERENTES CARRTERAS NIVEL DE CONFIABILIDAD CLASIFICACION RECOMENDADO URBANA RURAL AUTOPISTAS INTERESTATALES Y OTRAS 85-99,99 80-99,99 ARTERIAS PRINCIPALES 80-99 75-95 COLEECTORES DE TRANSITO 80-95 75-95 CARRETERAS LOCALES 50-80 50-80

2. ÍNDICE DE SERVICIO PRESENTE La servicialidad de un pavimento se define como la capacidad que tiene para servir a la clase de transito que lo va a utilizar. Por tal razón se debe hallar el ∆PSI el cual varia de 0 a 5 dependiendo del tipo de carretera y guiándonos por los lineamientos de la AASHTO se tiene que para una vía principal como es el caso de nuestro corredor el índice de servicialidad final (Pt) adopta un coeficiente de 2,5 , y para el índice de servicio inicial (Po) se adopta como 4,2 de acuerdo a los resultados del ensayo obtenidos por la AASHTO. Finalmente obtenemos el siguiente resultado:

INDICE DE SERVICIO PRESENTE PSI IND DE SERVICIALIDAD INICIAL AUTOPISTAS (Pt) IND DE SERVICIALIDAD INICIAL VIAS PRINCIPALES (Pt) IND DE SERVICIALIDAD FINAL RECOMENDADO AASHTO (Po) ∆ PSI

2,5 2 4,2 2,2

De acuerdo a las características de nuestro corredor se obtiene un ∆PSI del 2,2. 3. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES (MODULOS RESILIENTES)  SUBRASANTE La base para la caracterización de los materiales de la subrasante para este método es la obtención del módulo resiliente que se obtiene a partir del CBR de nuestra rasante que es del 5%. Ya que se cuenta con un CBR menor al 10 % se utiliza la siguiente ecuación: ( ) MODULO RESILIENTE DE LA SUBRASANTE MR (lb/pulg2) = 1500 CBR MR

7500

lb/pulg2

Para la subrasante se encuentra un MR de 7500 lb7pulg2



BASE (a2) Y SUBBASE (a3) GRANULAR

El coeficiente estructural es una característica propia de cada uno de los posibles materiales dentro de la estructura de pavimento, que en nuestro caso se obtiene un CBR para la base del 80% y el CBR para la subbase del 25% y de acuerdo a las figuras 5.32 y 5.29 presentadas a continuación se obtiene el coeficiente de capa correspondiente a cada una. DETERMINACIÓN A3 PARA LA SUBBASE

Fig. 5.32 subbase

variación del coeficiente a3 con diferentes parámetros de resistencia de la

De acuerdo al módulo de elasticidad para esta capa se obtiene un coeficiente de 0,1.

DETERMINACION DEL a2 PARA LA BASE

Fig. 5.29 variación de coeficiente a2 con diferentes parámetros de resistencia de la base granular

De acuerdo a los resultados obtenidos en las gráficas para determinar los coeficientes de capa se presenta la siguiente tabla con el resumen de los resultados: DETERMINACION DE LOS MODULOS RESILIENTES DE LA SUBBASE Y BASE SE EMPLEAN LAS FIGURAS 5,32 Y 5,29 SUBBASE a3 0,1 BASE a2 0,13

4. DETERMINACION DEL NUMERO ESTRUCTUTAL SN A partir del módulo resiliente de la subrasante y de los datos proporcionados al inicio se calcula el SN

Fig. 5.33 grafica de diseño para pavimento flexible basada en valores promedio de los diferentes datos de entrada

DETERMINACION DEL NUMERO ESTRUCTURAL (SN) DEL PAVIMENTO SN

5,3

Después de realizar los pasos correspondientes para determinar el número estructural de acuerdo a la gráfica se obtiene que este es de 5,3.

5. DETERMINACION DE LOS ESPESORES DE LAS CAPAS 

CONCRETO ASFALTICO

Para determinar el espesor del concreto asfaltico se debe calcular el SN1 de la base a partir de la gráfica 5.33, también se debe determinar el coeficiente (a1) de la capa de concreto asfaltico de acuerdo a su modulo elástico y a la fig. 5.28.

DETERMINACION DEL NUMERO ESTRUCTURAL (SN1) DEL PAVIMENTO

Fig. 5.33 grafica de diseño para pavimento flexible basada en valores promedio de los diferentes datos de entrada

Fig. 5.28 grafica para determinar el a1 en función del módulo resiliente del concreto asfaltico

De acuerdo a los datos obtenidos en las gráficas anteriormente citadas se encuentra el espesor de la capa asfáltica D1, cuyo valor a sido redondeado según lo recomienda la AASHTO por lo cual se debe recalcular el numero estructural para este, a continuación se presenta el resumen de los datos obtenidos:

ESPESORES DE CAPAS CONCRETO ASFALTICO SN1 a1 D1 SE REDEDONDEA D1 (CORREGIDO) SN1*



3,5 0,41 8,5 9,0

pulg pulg 3,69

BASE GRANULAR Como en la anterior capa se debe calcular el número estructural SN2 de acuerdo a la grafica 5.33

DETERMINACION DEL NUMERO ESTRUCTURAL (SN2) DEL PAVIMENTO

Fig. 5.33 grafica de diseño para pavimento flexible basada en valores promedio de los diferentes datos de entrada

Nuevamente se debe redondear el valor obtenido del espesor de la capa D2 por lo cual se debe calcular nuevamente el número estructural: BASE GRANULAR SN2 SN (BASE GRANULAR) D2 SE REDEDONDEA D2 (CORREGIDO) SN2*

4,5 0,81 5,4 5,0

pulg pulg 0,7



SUBBASE GRANULAR Esta se determina a partir del número estructural del total del pavimento, del concreto asfaltico y de la base granular a partir de las siguientes ecuaciones: (

) (

(

)

)

SUBBASE GRANULAR SN D3

0,86 8

6. RESULTADOS GENERALES DEL DISEÑO DE PAVIMENTOS De acuerdo a los resultados obtenidos para la determinación de los espesores de las tres capas se presenta un resumen de los respectivos D (espesores) para cada una: DISEÑO DEL PAVIMENTO CONCRETO ASFALTICO (ET=350000 PSI) 9 pulg BASE GRANULAR (CBR 80%) 5 pulg SUBBASE GRANULAR (CBR 25%) 8 pulg

22,86 12,7 19,05

cm cm cm