METODO AASHTO 1993

Calculo de Numero de Ejes Equivalentes

N8.2= 365*IMDanual*Dd*Dl*FeG*%Cp*[(1+r)n-1] rN8.2 = Numero de ejes equivalentes a 8.2 tn o 18000 lbIMDanual = ndice Medio Diario (conteo por un ao) Dd = Factor de distribucin direccionalDl = Factor de distribucin de carrilFeG = Factor equivalente de carga general%Cp = Porcentaje de vehculos pesadosr = Tasa de crecimienton = Periodo de diseo

N8.2 : El numero de ejes equivalentes es el eje PATRON que representa la carga de une eje simple (4 ruedas) de 8.2 toneladas que al pasar por el pavimento somete cargas igual a 1, a partir de esta definicin es que los ejes simple y los ejes tndem (dobles y triples) someten a la va daos que son relativos respecto al dao que realiza el eje patrn.

eje tndemeje tridem365 : Das del aoIMDanual : El tiempo ideal para realizar los conteos y disipar cualquier tipo de error es de 1 ao.

Dd: Permite cuantificar el porcentaje de vehculos que circulara en el sentido de diseo. Se recomienda 0.5 para la mayora de las carreteras, varia entre 0.3 y 0.7Para nuestro caso tomaremos 0.5

Dl: Cuando dos o mas carriles existen por sentido.

Numero de carriles en cada sentidoPorcentaje de W18 en el carril de diseo1100 280-100360-80450-75

FeG: Es un valor numrico que expresa el dao producido por todo los vehculos.Al no contar con estudios que nos permitan determinar el F.C tomaremos los datos de la siguiente tabla:

%Cp: Son todo los camiones expresado en porcentajes. Se clasifican de acuerdo a distintas categoras sealadas por el MTC (C2, C3, T2S1, T2S3, etc.)

Porcentaje sacado de un estudio de trafico en la panamericana sur del tramo Ilo - Moquegua% veh.pes.

Tipo de vehiculoVolumen%nuevo %Vehiculo ligero1250041.67B2- Omnibus300010.0017.14C2 camion de 2 ejes480016.0027.43C3 camion de 3 ejes350011.6720.00T2S2 camion de 4 ejes25008.3314.28T2S3 camion de 5 ejes370012.3321.12Total300001000100

n : Es el numero de aos para el cual se disea el pavimento, generalmente varia entre 10 y 20 aos dependiendo del tipo de va. Existen tablas recomendadas por Aashto.

Tipo de carreteraPeriodo de diseo (n)Urbana con altos volmenes de transito30 - 50 aosInterurbana con altos volmenes de transito20 50 aosPavimentada con bajo volmenes de transito15 -25 aosRevestida con bajos volmenes de transito10 -20 aos

Con el dato de porcentaje de vehiculos pesados (58.33%) y el factor camion hallaremos el FeG :58.33%-------100%10.00%--------x % x 17.14% (nuevo porcentaje B2)

FeG= 17.14*2.568+27.43*3.711+20*2.568+14.28*5.51+12.33*4.367FeG = 3.30

r : Es el incremento anual del volumen de transito en una va, expresado en porcentajes.

Asumiremos una tasa de crecimiento de 3.5%.

Con todo los datos seleccionados apropiadamente reemplazaremos en la ecuacion general para determina el numero de ejes equivalentes:N8.2= 365*30000*0.5*1*.5833*3.3* (1+0.035)10-1= 123x106 0.035

Tabla sugerida por aashto 93Consideraremos un espesor de 5de C.A y 8 de base

Ejes equivalentes N8.2Carpeta Asfalticaespesor en pulg.Base granular< 5000145001 15000024150001 5000002.54500000 2000000362000000- 70000003.56> 700000046

Calculo del Numero Estructural (SN) :

ZR : desviacion standard normalS0 : error standard combinado de la prediccion del trafico y el comportamiento de la estructura.MR : modulo resilenteW18: numero previsto de aplicaciones de carga por eje simple.PSI : diferencia entre el indice de servicialidad inicial y finalSN : numero estructural del espesor de todo el pavimento.

ZR : la desviacion normal esta en funcion de la confiabilidad que se sustenta en que las cargas de diseo no seran superadas por las cargas reales. Por tratarse de una va importante se tomara R=95%

S0 : esta en funcion de posibles variaciones del trafico y como este afecta al comportamiento del pavimento durante su vida til. Se encuentra entre 0.3 y 0.5 los datos que se tomen se ajustan a cada realidad.Para la seleccin de este dato as como los dems fueron consultados de acuerdo a la experiencia de ingenieros camineros por tanto se tomara 0.45.Mr : El modulo resilente es un dato que se obtiene de un ensayo dinmico (Metodo Aashto T-274) sobre muestras representativas, se recomienda 6 ensayos. Si no se logra determinar el valor del Mr se har por medio del CBR segn la sgte relacin.

PSI : es la prdida de servicialidad, esta definida como la diferencia de calidad durante su construccin y culminacin del periodo de diseo.P0 = 4.2Pf = 2.5 PSI = 1.7

SN : capacidad de la estructura del pavimento para soportar las cargas. Esta dado por la siguiente formula.SN = a1 x D1 + a2 x D2 x m2 + a3 x D3 x m3

ai = Coeficiente Estructural de la capa iDi = Espesor de la Capa i en pulgadasmi = Coeficiente de Drenaje de la Capa Granular i

Por medio de un pequeo programa calcularemos el numero estructural que requiere el pavimento, ingresando los datos antes mencionados. Otra forma de hallar el SN es por medio de grficos (nomograma). CBR= 20%

Se escogio una carpeta safaltica de e= 5 y una base granular de e=8 para completar el numero estructural requerido determinaremos el espesor de la sub base. CBR BASE = 80% CBR SB = 40% C.A= EAC=400000Por lo tanto el espesor de la sub base para cumplir con el numero estructural inidicado es de e=33cm.

Capa estructuralespesor * coeficienteNSCarpeta asfaltica12.5*0.1652.06Base granular20*0.0541.08Sub base33*0.0481.594.73

Conclusiones:El diseo de estructura de pavimentos por Aashto 93 es el mtodo mas usado en el pas a comparacin del MS1 ya que para un mismo trafico el primer mtodo considera un espesor mucho menor de carpeta asfltica (relacin directa en los costos) respecto al segundo, en ambos casos cumplen con la vida util para la que fueron diseados.Esta claro que por tratarse de una va importante como la panamericana el IMDA es muy elevado por tanto el numero de ejes equivalentes es proporcional al mismo, necesitndose como se ha visto espesores de mayor dimensin.

El de vital importancia el estudio de trafico en un diseo de pavimentos ya que condiciona directamente al presupuesto de una obra. Es tal vez el dato mas trascendental.

El CBR del suelo de fundacin tiene mucha incidencia a la hora de calcular el numero estructural SN del pavimento en comparacin a los dems datos como R, S0, o psi, por esto siempre se tiene que realizar un ensayo exhaustivo del suelo donde se piensa construir.

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