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TRABAJO DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS

GRUPO: ANGEL ANDRES DAZA BARRERA - Cod. 201913804 CARLOS EDUARDO GUTIERREZ CELIS - Cod. 201913804 EDUARDO JOSE PUENTES PEREZ - Cod. 201913039 YOLINDA OVEJERO CRUZ - Cod. 201913181 JOHN FREDY ALFARO GUTIERREZ – Cod. 201913993

FACULTAD DE INGENIERIAS ESCUELA DE POSGRADOS ESPECIALIZACION EN INFRAESTRUCTURA VIAL CURSO DE DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS

UNIVERSIDAD PEDAGOCIA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA TUNJA, BOYACÁ 2019 1

TRABAJO DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS

GRUPO: ANGEL ANDRES DAZA BARRERA - Cod. 201913804 CARLOS EDUARDO GUTIERREZ CELIS - Cod. 201913804 EDUARDO JOSE PUENTES PEREZ – Cod. 201913039 YOLINDA OVEJERO CRUZ - Cod. 201913181 JOHN FREDY ALFARO GUTIERREZ – Cod. 201913993

DOCENTE RICARDO OCHO DIAZ Mag. INFRAESTRUCTURA VIAL [email protected]

FACULTAD DE INGENIERIAS ESCUELA DE POSGRADOS ESPECIALIZACION EN INFRAESTRUCTURA VIAL CURSO DE DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS UNIVERSIDAD PEDAGOCIA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA TUNJA, BOYACÁ 2019 2

CONTENIDO

1. INTRODUCCION ....................................................................................................... 4 2. JUSTIFICACION ........................................................................................................ 5 3. OBJETIVOS............................................................................................................... 6 3.1

Objetivo general .................................................................................................. 6

3.2

Objetivos específicos .......................................................................................... 6

4. DATOS INICIALES OBTENIDOS PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS ................. 7 5. diseño de pavimentos flexibles ................................................................................ 11 5.1

METODO DEL INSTITUTO NACIONAL DE VIAS - INVIAS ............................. 11

5.2

METODO AASHTO ........................................................................................... 23

6. DISEÑO DE PAVIMENTOS RIGIDOS..................................................................... 56 6.1

METODO DEL INSTITUTO NACIONAL DE VIAS - INVIAS ............................. 56

6.2

metodo AASTHO .............................................................................................. 86

7. CONCLUSIONES .................................................................................................. 100 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 101

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1. INTRODUCCION

Este trabajo muestra el desarrollo de una correcta elaboración sobre un diseño de pavimentos de acuerdo a su clasificación tanto flexibles como rígidos por los métodos más usados actualmente en el ámbito de la ingeniería de pavimentos. El proceso parte de unos valores iniciales consignados y asumidos en las clases teóricas del curso de diseño avanzado de pavimentos y este trabajo se muestra bastante preciso y conciso en la aplicación de los métodos con los criterios de dos unidades de diseño como constante dejada por el docente a modo de observar alguna variante o similitud importante al concluir dichos informes o reportes.

El presente documento en otras palabras, es una guía metodológica con una serie de pasos para el adecuado diseño de pavimentos tanto flexibles como rígidos, utilizando diferentes metodologías de análisis consideradas como las más importantes y básicas actualmente en el campo de la ingeniería de pavimentos, como: METODO DE DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES POR LA METODOLOGIA DEL INSTITUTO NACIONAL DE VIAS – INVIAS, METODO DE DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES POR LA METODOLOGIA AASHTO y el METODO DE DISEÑO DE PAVIMENTOS RIGIDOS POR LA METODOLOGIA DEL INSTITUTO NACIONAL DE VIAS – INVIAS, METODO DE DISEÑO DE PAVIMENTOS RIGIDOS POR LA METODOLOGIA AASHTO.

Después de cotejar los datos iniciales y las condiciones físicas del proyecto para la elaboración de estos diseños y el desarrollo de estas metodologías, se moldean los criterios de los diferentes métodos de diseño para poder de esta manera obtener las características de los diseños del modelo estructural y lograr adquirir y definir los espesores, módulos, relaciones de Poisson, deformaciones, deflexiones y esfuerzos de cada una de las capas que lo conforman, dependiendo del método que se esté trabajando. Logrando obtener un proyecto que describa detalladamente cada uno de los criterios necesarios para desarrollar un diseño óptimo.

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2. JUSTIFICACION

Este trabajo se realizó como complemento para optar por una excelente calificación y como proyecto final del curso de diseño avanzado de pavimentos logrando generar un afianzamiento en todos los conceptos vistos en este módulo y consiguiendo rectificar cualquier duda o inquietud a los profesionales que conforman este grupo de trabajo y que hicieron este proyecto. El desarrollo de este trabajo beneficia en primera estancia a los que desarrollaron dicho proyecto porque logra esquematizar mecánicamente las técnicas de cada uno de los métodos que se usaron para el correcto diseño de pavimentos y también se desarrolló a nivel de investigación logrando dejar claridad en cada una de estas metodologías, cual logra ser la más acertada o cual logra una mayor precisión sin sobre diseñar la estructura. Por último, lo que se quiere lograr con el desarrollo de este trabajo es el de subrayar los conceptos para un adecuado desarrollo de las metodologías más importantes en la actualidad para el diseño de pavimentos y a nivel informativo, plasmar en una serie de pasos la adecuada elaboración de un diseño tanto para pavimentos flexibles como rígidos.

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3. OBJETIVOS

3.1

OBJETIVO GENERAL

Describir de manera primordial y concisa una serie de pasos para lograr realizar un excelente diseño de pavimentos tanto flexible como rígido y lograr explicar por medio de este trabajo las metodologías más usadas actualmente en el campo de la ingeniería de pavimentos para el desarrollo de estos diseños.

3.2

OBJETIVOS ESPECÍFICOS



Determinar la importancia de cada uno de los factores iniciales o valores que se deben en cuenta a la hora de comenzar a realizar un diseño de pavimentos ya sea flexible o rígido y la importancia de uno u otro factor o valor en cada tipo de pavimento que deseemos diseñar.



Conocer con la realización de este trabajo, cada uno de los pasos o pautas a tener en cuenta y de vital importancia para el desarrollo de los diseños de pavimentos ya sea el caso para flexibles o rígidos. Logrando dar al lector una guía en los métodos que se relacionan en el proyecto.



Elaborar el diseño estructural de un pavimento flexible y los diversos factores que logran determinar la conformación final de cada una de las capas y todo lo relacionado con eficiencia, rendimiento y viabilidad.



Articular el diseño estructural de un pavimento rígido y los diversos factores que logran determinan la capacidad que deberá tener este en cuanto a resistencia y espesor de la losa.



Identificar las normas, los parámetros y cada una de la reglamentación necesaria y obligatoria para la elaboración de los diseños de pavimentos tanto rígidos como flexibles.

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4. DATOS INICIALES OBTENIDOS PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS

DATOS INCIALES

VARIABLES CLIMÁTICAS TMAP Temperatura Media Anual Ponderada

13,3 °C

PMA

698

Precipitación Media Anual

R1

mm

Fría seca y frío semihúmedo

ESTUDIO GEOTECNICO DETALLE

UNIDAD 1

UNIDAD 2

Abscisas

K23+500 a K27+500

K27+750 a K32+250

Humedad

10.9% a 52.3%

26.7% a 100.9%

Limite liquido

29% a 35%

87% a 158%

Limite plástico

17% a 22%

25% a 98%

Índice plástico

10% a 13%

39% a 75%

Índice de consistencia

-0.121 a 1.158

0.576 a 1.196

-0.158 a 1.121

-0.196 a 0.423

6.8% a 7.8%

3.2% a 4.8%

A-6

A-7-5 y A-7-6

CL

CH y MH u OH

Índice de liquidez CBR Clasificación AASHTO Clasificación USSC

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METODO CBR DISEÑO

UNIDAD 1

UNIDAD 2

INSTITUTO DEL ASFALTO

6,9%

3,54%

CRITERIO DE LA MEDIA

6,72%

3,53%

CBR DIS PROM

6,81%

3,54%

PARA CBR

3,110

ESTADO: OK MODELO DE ESTRUCTURA CON ESPESORES METODO AASHTO - UNIDAD 1 P

P S

a

d1= 13 cm

P a s q

2050 10,8 32,4 5,6

KG cm cm kg/cm2

E1=

2880 29376 419657 0,35

Mpa Kg/cm2 Psi

192 1955 27927 0,4

Mpa Kg/cm2 psi

105 1068 15262 0,4

Mpa Kg/cm2 psi

70 715 10215 0,5

Mpa Kg/cm2 psi

Capa Asfáltica µ= MR= E2

d2= 10 cm

Base Granular µ MR= E3

d3= 11 cm

Subbase Granular µ= E4

Subrasante Natural µ=

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CUADRO RESUMEN COMPARATIVO DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES Capa Asfáltica Base Granular Subbase Granular Subrasante Natural

d1= 13 cm d2= 10 cm d3= 11 cm

Valor de Servicio Bisar 3.0

Capa

Parámetro

CARPETA ASFALTICA

εr

2,578E-04