Análisis del tráfico:

Después de realizar una semana de conteo de vehículos que circulaban por la calle que se desea pavimentar, obtuvimos el siguiente registro:

Tipo de vehículo

lunes martes miércoles jueves viernes

sábado domingo TPDS

B2 32 25 29 34 33 27 26 29C2 20 25 23 24 26 22 21 23

T2S2 25 21 22 18 26 27 30 24B3-1 35 26 37 40 33 36 42 36A/C 200 230 220 210 214 211 213 214

De la tabla podemos observar que el TPDS es de : 326 Veh./día

Trenes de carga de los vehículos:

Según las especificaciones D.S 058-2003 emitido por el ministerio de transportes los trenes de carga de los vehículos son:

B2:

C2:

T2S2

7 Tn. 11 Tn.

7 Tn.

11 Tn.

18 Tn.

7 Tn.

11 Tn.

B3-1

Según lo estipulado por el Instituto Nacional de Estadística, la tasa de crecimiento del tráfico varia 2%-5%, en nuestro caso vamos a tomar un valor de 3% por las siguientes razones:

Actualmente algunos estudiantes poseen su movilidad propia generalmente un A/C, y esta tendencia está en aumento.Muchos docentes Universitarios poseen movilidad propia al igual que los anteriores generalmente es un A/C y esta calle es la que llega a los pabellones de Ciencias Agrícolas y Forestales, dos facultades importante en número de estudiantes y profesorado de nuestra Universidad.La Universidad constantemente está adquiriendo nuevas unidades móviles (buses).

Diseño de pavimento flexible método AASHTO 93.

Estudio del tráfico:

Datos de campo:

Tabla 1: Factor de distribución por sentido de circulación

Nº de carriles por Sentido de circulación

Factor de distribucióncarril

1 100%2 80%-100%3 60%-80%4 50%-75%

Tabla 2: Datos para análisis de nuestro tráfico

Asumimos una tasa de crecimiento de: 3%Número de carriles 2Factor direccional 50%Factor distribución carril 100%Número de años de diseño 15 añosServiciabilidad Inicial 4.2Serviciabilidad final 2.2**

Coeficiente de drenaje(m1) 0.9***

Coeficiente de drenaje(m2) 0.8***

Confiabilidad 95%Desviación estándar 0.4

7 Tn. 16Tn.

Periodo de diseño 20 años

Nota**: La serviciabilidad final lo tomamos teniendo en cuenta que está no es una vía con mucho volumen de tráfico.

Nota***: Para asumir estos valores hemos recurrido a las tablas de la AASHTO 1993 con los siguientes criterios:

Tabla 3: Tipos de drenaje

Tabla 4:Tabla para seleccionar el coeficiente de drenaje

El material de base y sub base poseen un drenaje regular; es decir el tiempo de drenaje hasta el 50 % de una muestra saturada demora en promedio una semana.Como sabemos nuestra universidad es una zona con un alto nivel freático, además de presentar suelos arcillosos y limosos en los cuales el fenómeno de capilaridad es muy frecuente, razón por la cual hemos asumido los siguientes porcentajes de exposición del pavimento a la saturación:

Base: 5%- 25 % Sub base : >25%

Datos obtenidos de los estudios de suelos:

CBR(base) 91%CBR(subbase) 42%CBR(subrasante)

5.2

Modulo de elasticidad del concreto: 400000

1. Factor camión:

De acuerdo a los factores de equivalencia de carga Emitido por la AASHTO 1974.

Utilizando algunas interpolaciones obtenemos los siguientes factores de equivalencia para las diferentes cargas:

FC=∑ Factor equvalente∗Nodeejes

N ode vehículos

Factor Camión FCB2 3.69C2 3.69T2S2 5.71B3-1 1.38A/C 0.000742

2. Cálculo del número de EALS:Para hacer el cálculo del número de EALS vamos a usar la fórmula:

N ode EALS=TPD∗365∗FD∗FDC∗FCr∗FCDonde:TPD=Tránsi¿ promedio diarioFD=Factor direccionalFDC=Factor de distribucióncarrilFCr=Factor decrecimientoFC=Factor camión

Tipo de vehículo Veh/día Veh/año F. Crecimiento FC Nº EALS

B2 14.50 5292.5 26.87 3.69 525145.863C2 11.50 4197.5 26.87 3.69 416494.995

T2S2 12.00 4380 26.87 5.71 672319.425B3-1 18.00 6570 26.87 1.38 243622.937A/C 107.00 39055 26.87 0.000742 778.671477

Nª DE EALS= 1858361.89

3. Cálculo de la pérdida de serviciabilidad:

P . I . S=4.2−2.2=2

4. Cálculo del módulo de resilencia y los coeficientes estructurales:

MR (subrasante )=1500∗CBRMR ( subrasante )=1500∗5.2=7800

MR(Base) y a2: Para calcularlo vamos a usar el siguiente ábaco:

Del ábaco obtenemos:

a2=0.138

MR (base)=20000

Tabla 5: ábaco para calcular MR y a2 de base granular

MR(Sub base) y a3

a3=0.106

MR (¿base)=22300

Cálculo de a1: Ingresamos con el módulo de elasticidad del concreto asfatico:

Del ábaco obtenemos: a1=0.42

5. Cálculo de los números estructurales:

Del ábaco podemos obtener:

SN=3.8−−−−¿ línea verde SN1=2.65−−−¿Línea morada SN 2=2.52−−−¿ Línea roja.

6. Dimensionamiento del pavimento:

SN1=a1∗D 12.65=0.42∗D 1D 1=6.31≈6.5S N 1corregido=6.5∗0.42SN1corregido=2.73

SNbase=a2∗m2∗D 2

SNbase=SN2−SN 1corregidoSNbase=2.52−2.73SNbase=2.52−2.73SNbase=−0.21

El volor es negativo. Tenemos que corregir el espesor D1:

D 1=6.31≈6.5≈6D 1=6SN1corregido=6∗0.42SN1corregido=2.52

SNbase=2.52−2.52=0

Por lo tanto el pavimento no necesita capa de base.

SN ¿−base=a3∗m3∗D3

SN ¿−base=SN−SN base−SN1corregidoSN ¿−base=3.8−0−2.73SN ¿−base=1.071.07=0.106∗0.8∗D3D 3=12.62≈13Ingresando a la tabla respectiva el espesor de la carpeta de rodadura es: 2”

7. Por el método asstho la estructuración de nuestro pavimento flexible es:

Diseño de pavimento flexible método AASHTO 93(mediante hoja Excel de camineros).

Interfaz de hoja Excel

Datos Requeridos:

Todos los datos que pide la hoja están debidamente caracterizados, a excepción de uno la desviación estándar normal. La cual debe ser obtenido a partir de cuadros estadísticos.

Procedimiento:

Después de ingresar nuestros datos lo único que hay que hacer es empezar a tantear número estructurales hasta lograr una igualdad.

Resultados:

Como podemos observar los resultados obtenidos son prácticamente los mismos, ojo pero hay que tener cuidado cuando alguno de los número estructurales sale negativo, porque la hoja no corrige esta anomalía en el cálculo.

DISEÑO DE PAVIMENTO RÍGIDO MÉTODO DE LA PCA

1. Datos para diseño:Espesor de sub-base= 15 cm (tomamos este valor por el alto nivel freático de la zona)CBR(subrasante)=5.2%F’c=235 kg/cm2

MR = 44kg/cm2

El factor de seguridad por carga que vamos a tomar ya que se trata de una avenida con volumen moderado de vehículos pesados : 1.1

2. Análisis de tráfico:

Factor de crecimiento=(1+r )n−1

r

Factor de crecimiento=(1+0.03 )20−1

0.03Nº devehículos carril dediseño=TPDS∗0.5

Tipo de vehículo Tren de carg veh/día veh./año F.Creci veh per.dis. Eje 7 Eje 11 Eje 18 Eje de 16

B2 7tn - 11tn 14.50 5292.50 26.87 142211.46 142211.46 142211.46

C2 7tn - 11tn11.50 4197.50 26.87 112788.40

112788.40 112788.40

T2S2 7tn - 11tn-18tn12.00 4380.00 26.87 117692.24

117692.24 117692.24117692.2

4

B3-1 7tn - 16tn 18.00 6570.00 26.87 176538.36 176538.36 176538.36

Suma 549230.45 372692.09117692.2

4 176538.36

3. Determinando el valor de K(subrasante)CBR (subrasante) = 5.2%

5 --------4.45.2--------- k6--------4.9

0.21 x 0.5

x0.5

=0.2 x=0.1

K=4.454. Determinamos el valor de K(combinado)

2.8 --------3.94.45--------- k5.5--------6.4

x2.5

=1.652.7

x=1.53

K=5.435.- Cálculo de fatiga del pavimento:Para un espesor de loza de: 19cm

Análisis de fatiga:FSC=1.1 Módulo de Rot:44

carga Carga*FSC Esfuerso Rel. Esf rep permis Rep.esp % de fatiga

7 7.7 0 0 infinitas 549230.45 0%11 12.1 22.5 0.51 400000 372692.09 93%18 18.9 22 0.50 infinitas 117692.24 0%16 17.6 18.2 0.41 infinitas 176538.36 0%

Suma= 93%

Después de realizar el análisis por la PCA encontramos que la energía consumida para una sub-base de 15 cm y una losa de 19 cm, es de 93%, de lo cual concluimos que los valores asumidos para este análisis son correctos.

1.652.7 x 2.5