aashto 1993

5/12/2018 AASHTO 1993 - slidepdf.com

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Hoja1

METODO AASHTO 1993

INSTRUCCIONES PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLESEMPLEANDO LAS HOJAS DE CALCULO.

1. Se determina el espectro de carga representativo de los vehículos pesados empleando la hoja 2.Para ello se consideraron mayormente los espectros típicos por vehículos obtenidos por la asesoríaisraelita al MOP en 1991.Los factores camión-eje (de equivalencia de ejes) correspondientes a esosvehículos son en extremo elevados. Se incluye una figura que permite visualizar la carga de cálculode la vía en cuestión, la que usualmente corresponde al percentil 95.

2. Deberá calcularse el número acumulado de ejes equivalentes de 8,2 ton a lo largo del período dediseño que se establezca. Esto se realizará empleando la hoja 3. Con el período de diseño (n) y elfactor de crecimiento anual del tráfico (g) la hoja calcula el factor de crecimiento, según:

n

Factor = [(1 + (g/100)) - 1] / (g/100)En dependencia del número de carriles en cada dirección, se asume un porcentaje de vehículospesados circulando por el carril de diseño. Esto puede evaluarse con más precisión en estudios decampo previos en vías de similares características a la diseñada.

CARRILESEN EL CARRIL DE DISEÑO

123

4 ó más

La distribución direccional del tráfico se considera usualmente 50/50, aunque hay casos especialesque llegan hasta 30/70. Entonces:

TRAFICO DE DISE O=TRAFICO DIARIO INICIAL X FACTOR DE CRECIMIENTO X DISTRIBUCIONDIRECCIONAL/100 X PESADOS EN CARRIL DISE O/100 X 365

NO. EJES EQUIV.DE 8,2 ton = TRAFICO DE DISE O X FACTOR DE EQUIVALENCIA DE EJES

3. Para el proceso de diseño (hoja 4) se deberá seleccionar un nivel de confiabilidad en función de laclasificación funcional de la vía.

CLASIFICACION

FUNCIONAL URBANOS RURALESCarreteras interestatalesy autopistas 85 - 99,9 80 - 99.9Arterias principales 80 - 99 75 - 95Vías colectoras 80 - 95 75 - 95Vías locales 50 - 80 50 - 80

A partir del valor de confiabilidad asumido, halle el valor de la desviación normal estándar del nivelde confiabilidad, según el cuadro siguiente:

NIVELES RECOMENDADOS

50-75

% VEHICULOS PESADOS

10080-10060-80



Hoja1

DESVIACION ESTANDAR

70 -0.52475 -0.67480 -0.841

85 -1.03790 -1.28295 -1.64598 -2.05499 -2.327

99.9 -3.090

4. Asuma un valor representativo del error estándar combinado de la predicción del tráfico y elcomportamiento previsto del pavimento. El rango para pavimentos flexibles es de 0,40 a 0,50.

5. Introduzca el módulo de elasticidad efectivo de la subrasante, determinado según los criterios dela metodología AASHTO 1993.

6. Calcule previamente la pérdida esperada en el índice de servicio presente (PSI) del pavimento.

Pérdida de PSI = PSI inicial - PSI final

Un pavimento recién construido tendrá un PSI inicial entre 4,5 y 4,2. El valor final sugerido para eldiseño de vías importantes es de 2,5 a 3,0. Para las restantes podrá ser de 2,0.

7. Varíe el número estructural (SN) hasta lograr que el resultado de la ecuación de comprobaciónsea igual al logaritmo del número de ejes acumulados. Así obtendrá el SN requerido en cada caso.

8. Diseñe el pavimento que permita cumplir con los números estructurales, de acuerdo al esquemade diseño de la AASHTO 93. Deberá considerarse:

SN = (a1 D1 + a2 D2 m2 + a3 D3 m3) / 2,54ai : Coeficiente estructural de capa (unidades inglesas).

Di : Espesor de la capa (cm).mi : Factor de drenaje.

a- Coeficientes de la capa asfáltica en función del módulo elástico.

psi MPa125,000 875150,000 1,050175,000 1,225200,000 1,400225,000 1,575250,000 1,750275,000 1,925300,000 2,100325,000 2,275350,000 2,450375,000 2,625400,000 2,800425,000 2,975450,000 3,150

El valor del módulo elástico de la capa asfáltica (E1), en MPa, es aproximadamente :

MODULOS ELASTICOS VALORES DE a1

CONFIABILIDAD (%)

0.2200.2500.2800.2950.3200.3300.3500.3600.375

0.440

0.3850.4050.4200.435



Hoja1

0,035 (30 - T)

E1 = 860 x EM/FL x 10donde:EM : estabilidad Marshall (KN). NOTA: 1 KN = 100 kgf.FL : flujo o deformación Marshall (mm).T : temperatura de cálculo (oC). Los módulos en el cuadro anterior corresponden a 21 oC.

Para vías a rehabilitar se considerarán los siguientes criterios:

a1

Pocas o ninguna fisuras de piel de cocodrilo y/o solo 0,35 - 0,40grietas transversales de severidad baja.

<10% fisuras de piel de cocodrilo de baja severidad y/o 0,25 - 0,35<5% grietas transversales de severidad media (y alta).

>10% fisuras de piel de cocodrilo de severidad baja y/o 0,20 - 0,30<10% fisuras de piel de cocodrilo de severidad media y/o>5-10% grietas transversales de severidad media (y alta).

>10% fisuras de piel de cocodrilo de severidad media y/o 0,14 - 0,20<10% fisuras de piel de cocodrilo de severidad alta y/o>10% grietas transversales de severidad media (y alta).

>10% fisuras de piel de cocodrilo de severidad alta y/o 0,08 - 0,15>10% grietas transversales de severidad alta.

b- Coeficientes de las capas granulares en función del CBR.

CBR (%) a2 CBR (%) a3

20 0.070 10 0.08025 0.085 15 0.09030 0.095 20 0.09335 0.100 25 0.10240 0.105 30 0.10845 0.112 35 0.11550 0.115 40 0.12055 0.120 50 0.12560 0.125 60 0.12870 0.130 70 0.13080 0.133 80 0.13590 0.137 90 0.138

100 0.140 100 0.140

De conocerse los valores de los módulos elásticos de la base (E2) y la subbase (E3), entonces loscoeficientes de capas pudieran calcularse como:

a2 = 0,249 (log E2) - 0,977a3 = 0,227 (log E3) - 0,839Los valores de E2 y E3 están dados en psi. NOTA: 1 psi = 0,007 MPa.

ESTADO DE LA CAPA ASFALTICA EXISTENTE

BASE DE AGREGADOS SUBBASE GRANULAR



Hoja1

Para vías a rehabilitar se considerarán los siguientes criterios para los coeficientes de capas de basey subbase.

a2 y a3

Sin evidencias de degradaciones o contaminaciones de finos 0,10 - 0,14

Algunas evidencias de degradaciones o contaminaciones 0,00 - 0,10

c. Factores de drenaje (mi).

Primero hay que establecer la calidad del drenaje, lo deberá estimarse o bien determinarse concon mayor precisión, realizando estudios de permeabilidad a los materiales de base y subbase,calculando entonces el tiempo requerido para drenar el 50% del agua de la capa, por la expresión:

2

T50 = (nexL ) / [2 x K x (H + L x tan &) ] donde:

T50 : tiempo para drenar el 50% del agua (días),ne : porosidad efectiva (80% de la porosidad absoluta),L : longitud del paso del flujo (pies),H : espesor de la capa (pies),K : coeficiente de permeabilidad (pies/día), ytan &: pendiente de la capa en cuestión.NOTA: 1 pie/día = 0,000353 centímetro/segundo.

Luego se estimará el porcentaje de tiempo que la estructura estará expuesta a niveles de humedadpróximos a la saturación, obteniéndose el factor de drenaje a partir del cuadro que se muestra.

Calidaddeldrenaje Menor 1% 1 - 5% 5 - 25% Mayor 25%Excelente 1,40-1,35 1,35-1,30 1,30-1,20 1.2Bueno 1,35-1,25 1,25-1,15 1,15-1,00 1.0Regular 1,25-1,15 1,15-1,05 1,00-0,80 0.8Pobre 1,15-1,05 1,05-0,80 0,80-0,60 0.6Muy pobre 1,05-0,95 0,95-0,75 0,75-0,40 0.4

Los valores de ai y mi deberán seleccionarse según los criterios expuestos e insertarse en la hoja 4.Se recomienda concluir el diseño realizando algunas observaciones constructivas.

d. Espesores mínimos recomendados (en centímetros).

Hormigón Base deasfáltico agregados

Ejes equivalentesde 8,2 ton

1 SEMANA

1 MESNO DRENA

niveles de humedad próximos a la saturaciónPorcentaje de tiempo con la estructura expuesta a

REGULAR

MALOMUY MALO

EXCELENTEBUENO

2 HORAS1 DIA

CALIDAD DEL DRENAJEDE SALIDA DEL AGUA

TIEMPO RECOMENDADO

ESTADO DE BASES Y SUBBASES EXISTENTES



Hoja1

3 ó T.S.A. 105 106 10

7.5 159 1510 15

150.001 - 500.000500.001 - 2'000.000

2'000.000 - 7'000.000Más de 7'000.000

Menos de 50.00050.001 - 150.000

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