métodos de diseño de pavimentos

Métodos de Diseño de

PavimentosINTRODUCCIÓN

Ingº Eliezer Chirinos C.

Pavimento:

Rígidos

Calzada de

Concreto Asfáltico

Capa de Subbase

Confinamiento LateralSubrasante Compactada

Calzada de

Concreto Hidráulico

Capa de Base

Tipos de Pavimentos

Flexibles

Subrasante compactada

Base granular

Capa asfáltica (HMA)

Concreto Hidráulico

La diferencia fundamental entre ambos tipos de pavimento es la

forma como los esfuerzos -producidos por las cargas- son

distribuidos dentro de la estructura y transmitidos a la subrasante.

Subbase Granular

Rígidos

Tipos de Pavimentos

Flexibles

Subbase Granular

Componentes de un Sistema de Pavimentos

Capa de SubBase• Función Económica• Capa de Transición• Dism. de Deformaciones• Resistencia• Drenaje

Capa de Base• Función Económica• Dism. de Deformaciones• Resistencia

Carpeta de Rodamiento• Superficie de Rodamiento

Segura y Confortable• Resistencia• Impermeabilidad***

Subrasante

Componentes de un Sistema de Pavimento

Capa de SubBase• Protección• Capa de Transición• Dism. de Deformaciones• Drenaje• Mejoramiento de Soporte

Losa de Concreto• Superficie de Rodamiento

Segura y Confortable• Resistencia• Impermeabilidad***

Subrasante

Componentes de un Sistema de Pavimento

Hay que comprendercomo funciona unpavimento y los conceptosbásicos de la mecánica desu estructura, ya que esfundamental en el Diseñoy la Construcción delmismo; así como en laaplicación de técnicas deMantenimiento yRehabilitación, y en laimplantación de Sistemasde Gerencia.

El Diseño de pavimentos, será "el proceso de determinación deuna combinación de tipos de materiales, y espesores de capasconstruidas con tales materiales, que garanticen tanto elcomportamiento estructural de su conjunto, cuando essometido a los efectos impuestos por las variables actuantessobre esta estructura, como el cumplimiento de las funcionespara las cuales ha sido diseñado".

Ing. Gustavo Corredor Müller. (+)Venezuela.

Diseño de Pavimentos

“Proceso por medio del cual se determina los componentesestructurales de un segmento vial, teniendo en cuenta lanaturaleza de la subrasante, los materiales disponibles, lacomposición del transito y las condiciones del entorno”.

Ing. Fernando Sánchez Sabogal. Colombia.

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subrasante

Tráfico

cargas

Problema de Diseño:

Definir la estructura requerida para

que un pavimento construido sobre

una subrasante determinada, en un

medio ambiente especifico, tenga

un comportamiento preestablecido

al ser sometido a un cierto número

de repeticiones de carga.

Ing. Augusto Jugo B. PhD

?SNNúmero

Estructural

Principio Básico del Diseño de Pavimentos

4. Clima3. Materiales1. Tránsito

2. Subrasante

Criterios de Diseño

3. Clima 4. Materiales

2. Subrasante

1. Tránsito

Diseño dePavimentos: Criterios de Diseño

Número y tipo de vehículos a lo largo del período de diseño

Magnitud de la carga aplicada Configuración de la carga aplicada. Repeticiones de carga. Velocidad de desplazamiento. Presión de inflado/ área de contacto Error esperado en las estimaciones • Resistencia o estabilidad

• Densidad

• Contenido de Humedad• Textura y Estructura• Grado de confinamiento

• Precipitación pluvial• Temperatura, o altura

sobre el nivel del mar, de la unidad de diseño

• Drenaje del área en estudio• Pendiente longitudinal

promedio de la unidad de diseño

• Resistencia o estabilidad• Densidad• Contenido de Humedad• Textura y Estructura• Grado de confinamiento• Disponibilidad• Costo• Variabilidad en la construcción

CostosN.S

U.D= 2 Kms

2. Métodos a la Falla Cortante Limite

3. Métodos de Deflexión Limite

4. Métodos de Regresión basados en eldesempeño de Tramos de Prueba

1. Métodos Empíricos. C/S Prueba de Resistencia.

5. Métodos Empíricos-Mecanicístas(MEPGD)

Métodos de Diseño de Pavimentos

Métodos de Diseño de Pavimentos

1. Sin Prueba de Resistencia: Karl Terzaghi. 1929• Suelos Uniforme: A-1 a A-8• Suelos No Uniformes: B-1 a B-3

2. Con Prueba de Resistencia:1929. California Highway Department (CHD).Relación Soporte California. CBR. (CalifornoaBearing Ratio)

1945. Highway Research Board (HRB)• Suelos: A-1 a A-7. Índice de Grupo.• AASHTO M145 / ASTM D-3282

Métodos de Diseño de Pavimentos

Determinar el espesor de pavimentos con el que la falla al corte no ocurra.

1. LA COHESIÓN2. EL ANGULO DE FRICCIÓN INTERNA

Las principales propiedades de los materialesconstitutivos del pavimento y capa desoporte que se toman en cuenta son:

Métodos de Diseño de Pavimentos

Determinar el espesor de pavimentos, de formaque la deflexión vertical no exceda cierto límitepermisible

1. Esfuerzos2. Deformaciones

La deflexión como un criterio de diseño tiene laaparente ventaja que ésta puede ser medidafácilmente en campo.

Métodos de Diseño de Pavimentos

• Están basado en los resultados de tramos de prueba• Ecuaciones de diseño pueden ser aplicadas solo a las

condiciones del sitio de prueba.• Modificaciones basadas en teoría o experiencia

“Semi-empíricos”.515 a 550 kPa (75 a 80 psi)650 a 720 kPa (95 a 105 psi)

AASHTO 1993

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Están basados en la Mecánica de Materiales que relaciona datosde Entrada, como:• Frecuencia e intensidad de las cargas vehiculares.• Características de los materiales como el módulo elástico y

relación de Poisson.• Estructura del pavimento.

Con parámetros de Salida o Respuestadel pavimento como:• Esfuerzos• Deformaciones• Deflexiones

Metodologia Empirico – Mecanicista (M-E)

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PavimentosINTRODUCCIÓN

Ingº Eliezer Chirinos C.