asstho hs

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DISEÑO DE PAVIMENTOS

METODO ASSTHO

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INTRODUCCION EL AASHTO ROAD TEST PRODUJO UNA GUIA PARA

DISENO EN 1972 Y POSTERIORMENTE FUE

AJUSTADA, DANDO ORIGEN A LA VARIACION DE

1986, LA QUE A SU VEZ DIO ORIGEN A LA VERSION

1993. •CONFIABILIDAD DEL DISENO.

• MODULOS DE ELASTICIDAD SUBRASANTE Y CAPAS

PAVIMENTOS

• FACTORES AMBIENTALES: TEMPERATURA Y HUMEDAD,

DRENAJES

• ASPECTO SOCIO-ECONOMICO

• PROCEDIMIENTOS DE DISENO PARA CONSTRUCCION POR

ETAPAS

• CONOCIMIENTO DE DISENO TIPO EMPIRICO

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INTRODUCCION

VARIABLES DE DISEÑO.

• SERVICIABILIDAD.

• TRANSITO.

• CONFIABILIDAD.

• EFECTOS AMBIENTALES.

• MODULO RESILIENTE DE LA SUBRASANTE

• CARACTERISRICAS DE LOS MATERIALES DEL PAVIMENTO.

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CONDICION DEL PAVIMENTO

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CONDICION DEL PAVIMENTO

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CONDICION DEL PAVIMENTO

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CONDICION DEL PAVIMENTO

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From the AASHO Road Test

(1956 – 1961)

CONDICION DEL PAVIMENTO

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From the AASHO Road Test

(1956 – 1961)

CONDICION DEL PAVIMENTO

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• Definida por el usuario (conductores)

• Se desarrollaron metodos que relacionas

atributos fisicos con caractersticas de los

usuarios

• El resultado se expresa en una escala

numerica From the AASHO Road Test

(1956 – 1961)

CONDICION DEL PAVIMENTO

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Indice de Serviciabilidad Presente

(PSI)

• Valores de 0 a 5

PCSVPSI 9.01log80.141.5

SV = media de la variacion de la pendiente en las irregulariades longitudinales

(medidas con el perfilometro CHLOE o rugosimetro BPR)

C, P = medida de fisuras y grietas y parcheos en la superficie del pavimento

C = fisuras por 1000 ft2 de area del pavimento.

P = expresado en ft2 por 1000 ft2 de superficie de pavimento.

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Curva tipica PSI vs. Tiempo

Tiempo

Serv

iceab

ilit

y (

PS

I) p0

pt

p0 - pt

4.2

2.5

ΔPSI = Po - Pt

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Parametros de Diseño

• Subrasante

• Cargas

• Medio ambiente

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Subrasante

• Caracterizada por esfuerzos y

deformacions

– California Bearing Ratio (CBR)

• Unidad: porcentaje

• Valores tipicos: 0 to 20

– Modulo Resiliente (MR)

• Medida de la relacion esfuerzo-

deformacion

• Unidad: psi o MPa

• Valores Tipicos: 3,000 to 40,000 psi

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Subrasante

Valores tipicos

Classification CBR MR (psi) Typical Description

Good ≥ 10 20,000 Gravels, crushed stone and sandy

soils. GW, GP, GM, SW, SP, SM

soils are often in this category.

Fair 5 – 9 10,000 Clayey gravel and clayey sand, fine

silt soils. GM, GC, SM, SC soils are

often in this category.

Poor 3 – 5 5,000 Fine silty sands, clays, silts, organic

soils. CL, CH, ML, MH, CM, OL, OH

soils are often in this category.

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Subrasante

MR(psi) = 1500 CBR

MR(kg/cm2) = 100 CBR

MR(Mpa) = 10.342CBR

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Cargas de transito

• Determinar el valor W18 = N

1.35

1.85

5.11

0.100.00070

1

2

3

4

5

6

Car Delivery Truck Loaded 18-Wheeler Loaded 40' Bus Loaded 60'

Articulated Bus

ES

AL

s p

er

Ve

hic

le

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Los Cambios de temperatura y humedad afectan:

• Resistencia

• Durabilidad

• Expansión subrasante

Medio ambiente

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Medio ambiente

Calidad del drenaje Termino para remoción del

agua

Excelente 2 horas

Buena 1 día

Aceptable 1 semana

Pobre 1 mes

Muy pobre El agua no drena

CALIDAD DEL DRENAJE

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Confiabilidad

Se entiende por confiabilidad de un proceso diseño-

comportamiento de un pavimento a la probabilidad

de que una sección diseñada usando dicho proceso

se comportará satisfactoriamente bajo las

condiciones de transito y ambientales durante el

periodo de diseño.

El factor de confiabilidad tienen en cuenta las

variaciones al azar tanto de la predicción del transito

como del comportamiento de la estructura

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Confiabilidad

Niveles de confiabilidad sugeridos para diferentes

carreteras

Clasificación Nivel de confiabilidad

recomendado

Urbana Rural

Autopistas interestatales y

otras

85 – 99.9 80 –99.9

Arterias principales 80 – 99 75 – 95

Colectoras de tránsitos 80 –95 75 – 95

Carreteras locales 50 - 80 50 -80

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Confiabilidad

So: Error estándar combinado de la predicción del

transito y de la predicción del comportamiento

Sin variación en el trafico: S0=0.35

Con variación en el trafico: S0=0.45

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Pavimento Flexible

• Estructura

– Carpeta de rodadura

– Base

– Subbase

– Subrasante

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Tipo de Pavimentos Flexibles

Gradacion densa

Gradacio abierta Gap-graded

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Pavimento Flexible – Construccion

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Rigid Pavement

• Structure

– Surface course

– Base course

– Subbase course

– Subgrade

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Ecuacion empirica

• 1993 AASHTO Flexible Equation

07.8log32.2

1

109440.0

5.15.4log

20.01log36.9log 10

19.5

10

101810

RoR M

SN

PSI

SNSZW

W18= Numero estimado de ejes simples equivalentes de 8.2 toneladas.

ZR = Desviación estándar normal.

So = Error estándar combinado de la predicción del transito y de la predicción del comportamiento

ΔPSI = Diferencia entre el índice de servicio inicial Po y el final Pt

MR = Modulo resiliente.

SN es un numero abstracto, que expresa la resistencia estructural de un pavimento requerido, para una

combinación dada de soporte del suelo (Mr), del transito total (W18), de la serviciabilidad terminal y de

las condiciones ambientales

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Ecuacion empirica

• 1993 AASHTO Flexible Equation

SN = a1d1 + a2d2m2 + a3d3m3, siendo:

ai = Coeficiente estructural de la capa i, el cual depende de la

característica del material con que ella se

Construya.

di = Espesor de la capa i en pulgadas.

mi = Coeficiente de drenaje de la capa i

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Ecuacion empirica

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Ecuacion empirica

No. De ejes

equivalente (millones)

Concreto

asfáltico

Base granular

<0.05 1.0 o TSD 4

0.05 – 0.15 2.00 4

0.15 – 0.50 2.50 4

0.50 – 2.00 3.00 6

2.00 – 7.00 3.50 6

> 7.00 4.00 6

Espesores Mínimos para concreto asfáltico y base granular (pulgadas)

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Calculo de espesores

Como el pavimento es un sistema multicapas, la distribución de

espesores se hace así:

• Primero, se calcula el SN, requerido sobre la subrasante, del mismo

modo se hallan los SN, necesarios para la subbase y base, usando

los valores de resistencia.

• Trabajando con las diferencias de SN, necesarios para cada capa,

se determina el espesor máximo permisible para cada uno.

• Ejemplo el SN máximo admisible para el material de subbase, debe

ser igual a la diferencia entre el SN total y el que se requiere para

dicha capa, del mismo modo se procede con los demás y se

calculan los espesores como lo muestra la figura siguiente:

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Calculo de espesores

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Calculo de coeficientes (a1)

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Calculo de coeficientes (a2)

a2 = -0.000012CBR2 + 0.002235CBR + 0.034802

E(Lb/pg2) = 9456.7ln(CBR) - 13188

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Calculo de coeficientes (a3)

a3 = 0.0283ln(CBR) + 0.0118

E(Lb/pg2) = 4639.1ln(CBR) - 584.78

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Calculo de coeficientes (m1)

Valores de mi recomendados para modificar los coeficientes de capas

de base y súbase granulares

Calidad del

drenaje

% de tiempo de exposición de la estructura del pavimento a

nivel de humedad próximos a la saturación

< 1% 1 – 5% 5 – 25% > 25%

Excelente 1.40 – 1.35 1.35 – 1.30 1.30 – 1.20 1.20

Bueno 1.35 – 1.25 1.30 – 1.15 1.20 –1.00 1.00

Aceptable 1.25 – 1.15 1.15 – 1.05 1.00 – 0.80 0.80

Pobre 1.15 – 1.05 1.05 – 0.80 0.80 – 0.60 0.60

Muy pobre 1.05 – 0.95 0.80 – 0.75 0.60 –0.40 0.40