AASHTO 93DISEO DE PAVIMENTO RIGIDOMtodo de la AASHTO 1993

PARAMETROS DE DISEO:

1. ESTIMAR EL TRAFICO FUTURO (EAL O W18)

El periodo de analisis del trafico se muesta en el cuadro N3Periodo de analisis : 20 AOSperiodo de comportamiento:20 AOSEAL20aos =994338Factor de crecimiento :31.44Tabla IV-3 AASHTO 93

Tipo de vehculosTrfico actualFactor de CrecimientoTrfico de diseoFactor ESALESAL Diseo

Autos1031.4422951200.0002459.024Camionetas531.4411475600.02832131.68Combis231.444590240.0062754.144Micro buses231.444590240.02812852.672Buses 2E431.449180480.6806624823.4688Buses 3E031.4400.81450Camiones 2E631.4413770720.189260266.608Camiones 3E231.444590240.13361050.192T2s2031.4402.81550T2s3031.440.007.98650.00T3s1031.440.002.81550.00ESAL 994337.7888Finalmente el cuadro se tiene:El EAL hallado corresponde al trafico en ambos sentidos, la distribucion direccional se asume que sera el: 50%

Entonces el trafico en el carril de diseo para un periodo de diseo de 20 aos ser:18 =49716918 =4.97E+05

2. NIVEL DE CONFIABILIDAD (R)

CUADRO N 1 : NIVEL DE CONFIABLILIDAD

CLASIFICACION FUNCIONALNIVEL DE CONFIABILIDAD RECOMENDADOS

URBANOSRURALINTERESTATAL Y OTRAS VIAS LIBRES85 - 99.980 - 99.9ARTERIAS PRINCIPALES80 - 9975 - 95 COLECTORAS80 - 95 75 - 95 LOCALES50 - 8050 - 80

Para una via Principal - UrbanaR=85%(Nivel de confiabilidad )

Valores de la Desviacion Estandar Normal (ZR) Correspondiente a Niveles Seleccionados de ConfiabilidadCONFIABILIDAD R (%)DESVIACION ESTANDAR NORMAL (Zr)

500.00060-0.25370-0.52475-0.67480-0.84185-1.03790-1.28291-1.3492-1.40593-1.47694-1.55595-1.64596-1.75197-1.88198-5.05499-2.32799.9-3.0999.99-3.75S = Error estandar en la prediccin del comportamiento del trfico = 0.30 - 0.40s =0.35

3. DISEAR LA PERDIDA DE SERVICIALIDAD

PSI = Pi - PfDonde :Pi = Servicialidad inicial =4.5Pf = Servicialidad final =2

PSI =Es la diferencia entre la servicialidada inicial y finalPSI =2.5

4. DETERMINACION DEL k (Mdulo de la reaccin de la subrasante en pci)

A partir de los resultados de ensayos de CBR de laboratorio se procedera a determinar el valor de k.

CBR =17.90%

Estimaciones y Correlaciones de K En base a una gran nmero de muestras y estudios se han podido desarrollar algunos valores estimativos del mdulo de reaccin del suelo en funcin a diferentes propiedades. Diferentes autores han publicado sus resultados y en general no difieren notablemente. Correlacin 1 con SUCS y CBR

Correlacin 2 con SUCS y CBR

* estos rangos de K aplican para estratos homogneos de suelo de por lo menos 3 metros de espesor. Si un estrato de suelo de menos de 3 metros existe sobre un suelo ms blando, el valor de K deber corresponder al del suelo blando CBR (%)3%5%10%20%25%38%50%60%80%17.90%inferior y se podr considerar el incremento de K debido al estrato superior. Si por el contrario existiera un estrato de roca el K1 (pci)100150200250290400500580710239.50valor de K deber ser ajustado.K2(pci)80150200280315370400415460263.20Valor Promedio251.35** el valor de K de los suelos finos depende en gran medida del grado de saturacin, por lo que se recomienda realizar una 10%20%10%20%correccin de por este efecto20025020025010%20%10%20%CBR (%)3%5%10%20%25%38%50%60%80%17.90%200280200280K1 (pci)100150200250290400500580710239.50K2(pci)80150200280315370400415460263.20CBR (%)3%5%10%20%25%38%50%60%80%30%Valor promedio251.35K1 (pci)1K2(pci)2Con el valor de CBR, obtenemos:Valor promedio1.5Modulo de reaccion de la subrasante :K =251.00 pci

Correccion del modulo de reaccion efectivo de la sub rasante para perdida potencial de soporte de la sub baseModulo efectivo de reaccion de la sub-rasante: K =150.00 pci

5. MDULO DE ELASTICIDAD Y MODULO DE ROTURA DEL CONCRETO

Ec= Mdulo de elasticidad del concreto en psif'c = Resistencia a la compresion del concreto en psi

(psi)

S'c = MR = Mdulo de rotura del concreto en psif'c = Resistencia a la compresion del concreto en psi

Datos :A.MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO (Psi)

Sabemos que 1psi = 0.07 Kg/cm2f'c =210 Kg/cm2

Ec =3.1E+06 psi

B.MODULO DE ROTURA DEL CONCRETO (Psi)

f'c =3000 psiS'c = Mr =478 psi

6. COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CARGA (J) :Calculando el coeficiente de transferencia de carga de acuerdo a la tabla n 7Se emplear juntas de concreto simple con dowels, que es un mecanismo de transferencia de carga en las juntas:

BERMAASFALTOPCC unidoDispositivo de transferencia de cargasSINOSINOTipo de pavimento1. Simple con juntas y reforzado con juntas3.23.8 - 4.42.5 - 3.13.6 - 4.22. CRCP2.9 - 3.2N/A2.3 - 2.9N/A

JCP o JRCP con algun tipo de tranferencia de carga J =3.2Pavimentos con juntas sin dispositivos de transferencia de cargas en las juntas J =3.8

7. COEFICIENTE DE DRENAJE (Cd):

CUADRO N 5COEFICIENTE DE DRENAJECALIDAD DE DRENAJEAGUA REMOVIDO x DENTRO

EXCELENTE 2 HORASBUENO1 DAREGULAR1 SEMANAMALO1 MESMUY MALOAGUA QUE NO DRENA

CUADRO N 6% DE TIEMPO QUE LA ESTRUCTURA ESTA EXPUESTA A VALORES CERCANOS A LA SATURACINCALIDAD DE DRENAJE< a 1%1 - 5 %5 - 25 %> a 25%

EXCELENTE 1.25 -1.201.20 - 1.15 1.15 - 1.101.10BUENO1.20 - 1.151.15 - 1.101.10 - 1.001.00REGULAR1.15 - 1.10 1.10 - 1.001.00 - 0.900.90MALO1.10 - 1.001.00 - 0.900.90 - 0.800.80MUY MALO1.00 - 0.900.90 - 0.800.80 - 0.700.70

La calidad de drenaje por las caractersticas del terreno, debido a ser un GC es :BUENA

El % del tiempo que la estructura del pavimento est expuesta a niveles de humedad cercanos a la Saturacin:

3 Meses al aoBUENA25%de 1.10-1.00Para nuestro caso tomaremos el valor de :Cd =1.1

8. CALCULO DEL ESPESOR DEL PAVIMENTO (D) :Para el clculo del D : se har uso de la ecuacin de diseo del pavimento rigido y/o haciendo uso del monograma la ecuacion es :

Donde :Ec = Mdulo de elasticidad del concreto en psiS'C = Mdulo eslastico del concretok = Mdulo de reaccion de la subrasante (pci)J = Coeficiente de transferencia de cargaR =Factor de Confiabilidad Cd = Coeficiente de drenajeZR = Desviacion estandar normalW18 = Transito futuro estimado durante el periodo de funcionamientoS0 = Desviacion estandar totalD = Espesor del pavimentoPSI = La perdida de serviciabilidad de diseo

DISEO DE PAVIMENTO RIGIDOMtodo de la AASHTO 1993

PROCEDIMIENTO:

1.-PROPIEDADES DE MATERIALES:

A.-MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO (psi):Ec =3.1E+06 psi

B.-MODULO DE ROTURA DEL CONCRETO (psi):S'c = Mr =478 psi

C.-MODULO DE REACCCION DE LA SUBRASANTE (pci)k =150.00 pci

1.-DATOS DE TRAFICO Y PROPIEDADES DE LA SUBRASANTE:

PropiedadValorA.- Numero de ejes eq. total (trfico periodico 20 aos)W18 =4.97E+05B.- Factor de confiabilidad (%)R =85% C.- Desviacion estandar normalZr =-1.037D.- Error estandar en la prediccin del comportamiento del trficoSo =0.35E.- Serviciabilidad inicialPi =4.5F.- serviciabilidad finalPf =2G.- Perdida de serviciabilidad de diseoPSI =2.5H.- Periodo de diseo (aos)Td =20

3.- ESTRUCTURACION DEL PAVIMENTO

Coeficientes estructurales del pavimento:CoeficienteValorA.- Coeficiente de transferencia de cargaJ =3.2B.- Coeficiente de drenajeCd =1.1

4.-ESTRUCTURACION DEL PAVIMENTO :

Pavimento H (in)H (cm)HLosa (cm)f'c (Kg/cm2)k (pci)Espesor de losa7.3618.6920.00210 150.00Sub rasante615.2420.00-150.00

5.-VERIFICACION :

E.Equiv. Finales :1.875E+06Ok

El espesor de la losa para pavimento rigido resulta 20.00 cm.

=0.01DIMENSIONES DEL GRAFICO1=0.04

0000.210.0010.2

00.410.4

001000.410.4

1.05-0.011.050.41

1.0200.20.41.0800.20.4

HLosa (cm)20.00mHLosa (cm)20.00m

1.080.30.1

Hoja3