diseño pavimento

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DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIB PROYECTO: FECHA: log ʎPSI Log(W18) = Zr * So + 9.36 * log( SN + 1 ) - 0.2 + 4.2-1.5 + 0.4+ 1094 SN +1 5.19 Donde: W18 = Número de ejes equivalentes de 80Kn (18,000lb), en el período de diseñ Zr = Desviación Estándar Normal So = Error Estándar combinado de la predicción del tránsito ΔPSI = Diferencia de Serviciabilidad (Po-Pt) Po = Serviciabilidad Inicial Pt = Serviciabilidad Final Mr = Módulo Resilente SN = Número Estrucutral indicativo del espesor total del pavimento. SN = a1D1 + a2D2m2 + a3D3m3 ai = Coeficiente de capa i Di = Espesor de capa i (pulgadas) mi = Coeficiente de drenaje de la capa i 1.1 CONFIABILIDAD(R): cuadro 12.6 (manual de carreteras) 1.- DISEÑO EXPERIMENTAL AASTHO - 1993 Es uno de los métodos más utilzados y de mayor satisfacción a nivel internacional para el diseño de pavimentos. Basado en resultados empiricos de la carretera de prueba AASTHO en diferentes circuitos es desarrollado en función a un método experimental. El procedimiento de diseño se realiza suponiendo un número estructural del pavimento y se efectúa tanteos analíticamente hasta equilibrar la expresión de diseño o a través de mongramas. El número estructural de un pavimento se obtiene producto de coeficientes de Resistencia relativa de cada una de sus capas constituyentes, de acuerdo al tipo de mater el metodo AASHTO incorpora el criterio de la confiabilidad (%R) que represent confiabilidad que una determinada estructura se comporte, durante su periodo diseño, de acuerdo con lo previsto. Esta probabilidad esta en funcion de la variabilidad de los factores que influyen sobre la estructura del pavimento y comportamiento; sin embargo solicitaciones diferentes a las esperadas, como p ejemplo, la calidad de la construccion, condiciones climaticas, extraordinari crecimiento excepcional del trafico pesado mayor a lo previsto y otros facto

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calculo del diseño de pavimento

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DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLEPROYECTO:

FECHA:

log ʎPSILog(W18) = Zr * So + 9.36 * log ( SN + 1 ) - 0.2 + 4.2-1.5 + 2.32 * logMR

0.4+ 1094SN +1 5.19

Donde:W18 = Número de ejes equivalentes de 80Kn (18,000lb), en el período de diseño

Zr = Desviación Estándar NormalSo = Error Estándar combinado de la predicción del tránsito

ΔPSI = Diferencia de Serviciabilidad (Po-Pt)Po = Serviciabilidad InicialPt = Serviciabilidad FinalMr = Módulo ResilenteSN = Número Estrucutral indicativo del espesor total del pavimento.

SN = a1D1 + a2D2m2 + a3D3m3ai = Coeficiente de capa iDi = Espesor de capa i (pulgadas)mi = Coeficiente de drenaje de la capa i

1.1 CONFIABILIDAD(R): cuadro 12.6 (manual de carreteras)

1.- DISEÑO EXPERIMENTAL AASTHO - 1993

Es uno de los métodos más utilzados y de mayor satisfacción a nivel internacional para el diseño de pavimentos. Basado en resultados empiricos de la carretera de prueba AASTHO en diferentes circuitos es desarrollado en función a un método experimental.

El procedimiento de diseño se realiza suponiendo un número estructural del pavimento y se efectúa tanteos analíticamente hasta equilibrar la expresión de diseño o a través de mongramas. El número estructural de un pavimento se obtiene producto de coeficientes de Resistencia relativa de cada una de sus capas constituyentes, de acuerdo al tipo de material.

el metodo AASHTO incorpora el criterio de la confiabilidad (%R) que representa la confiabilidad que una determinada estructura se comporte, durante su periodo de diseño, de acuerdo con lo previsto. Esta probabilidad esta en funcion de la variabilidad de los factores que influyen sobre la estructura del pavimento y su comportamiento; sin embargo solicitaciones diferentes a las esperadas, como por ejemplo, la calidad de la construccion, condiciones climaticas, extraordinarias, crecimiento excepcional del trafico pesado mayor a lo previsto y otros factores, pueden reducir la vida util prevista de un pavimento

(manual de carreteras)

R= 0.95

1.2DESVIACION ESTANDAR(So):

So = 0.45

1.3)ESAL DE DISEÑO:EE = 2.30E+071.4)DESVIACION ESTANDAR NORMAL(ZR): cuadro 12.8 (manual de carreteras)

ZR = -1.645

En este caso el pavimento tendra confiabilidad de 95 %, esto significa que solamente el 5 % del tramo del pavimento se encontrara con un indice de serviciabilidad inferioi al previsto, es decir que el modelo de comportamiento esta basado en criterios de serviciabilidad y no en un determinado mecanismo de falla. En consecuencia a mayor nivel de confiabilidad se incrementara el espesor de l.a estructura del pavimento a diseñar

La Desviacion Estandar Combinada (So), es un valor que toma en cuenta la variabilidad esperada de prediccion del transito y de los otros factores que afectan el copmportamiento del pavimento; como por ejemplo, construccion, medio ambiente, incertidumbre del modelo. La guia AASHTO recomienda adoptar para los pavimentos flexibles, valores de So comprendidos entre 0.40 y 0.50, para este diseño adoptaremos el valor de 0.45

El coeficiente estadistico de Desviacion Estandar Normal (Zr) respresenta el valor de la confiabilidad seleccionada, para un conjunto de datos en una distribucion normal

1.5)INDICE DE SERVICIABILIDAD PRESENTE (PSI)

1.5.1 Serviciabilidad Inicial ( Pi )La Serviciabilidad Inicial (Pi) es la condicion de una via recientemente construida.

Pi = 4.2

El indice de serviciabilidad presente es la comodiad de circulacion ofrecida al usuario. Su valor varia de 0 a 5. Un valor de 5 refleja la mejor comnodidad teorica (dificil de alcanzar) y por el contrario un valor de 0 refleja el peor. Cuando la condicion de la via decrece por deterioro, el PSI tambien decrece.

1.5.2 Serviciabilidad Final o Terminal ( Pt )

Pf = 3

La serviciabilidad Terminal (Pt) es la condicion de una vía que ha alcanzado la necesidad de algun tipo de rehabilitacion o reconstruccion.

1.5.3 variacion de serviciabilidad (ʎPSI )

ʎPSI = 4.2 - 3

ʎPSI= 1.2

1.6) CBR DE DISEÑOEl CBR de diseño resulta del producto del CBR del suelo natural con el factor de seguridad (F).

SUB RASANTE h = 0.6 mCBR1 37

SUELO NATURALCBRo 7.3

1 = 0.125* 1 - 7.3 + 7.3

F 37 37

0.2 2 37+ 0.6 * 7.3

F = 3.47

CBR dis = F*CBRo

CBR dis = 3.4698 * 7.3CBR dis = 25.329

1.6)CALCULO DEL NUMERO ESTRUCTURAL PARA PROTEGER LA SUB RASANTE SN3:

ʎPSI es la diferencia entre la serviciabilidad inicial y terminal asumida para el proyecto en desarrollo

F es un valor que calcularemos con la siguiente formula . Este valor sera un factor de seguridad que aplicaremos a nuestro CBR de diseño

1/𝐹=0.125/〖 (0.156+ℎ^2∗(〖𝐶𝐵𝑅 1/𝐶𝐵𝑅𝑜)〗^(2/3))〗^(1/2) *(1-𝐶𝐵𝑅𝑜/𝐶𝐵𝑅1)+(𝐶𝐵𝑅𝑜/𝐶𝐵𝑅1)

2/3 1/2

1.6.1)CORRELACION DE LA MR DE LA SUB RASANTE:

0.64

MR = 2555 * 25.32923

MR = 20217 PSI

1.6.2 calculo de numero estructural

log ʎPSILog(W18) = Zr * So + 9.36 * log ( SN + 1 ) - 0.2 + 4.2-1.5 + 2.32 * logMR

0.4+ 1094SN +1 5.19

log 1.2Log( 2.30E+07 ) = -1.645 * 0.45 + 9.36 * log( SN + 1) -0.2+ 4.2-1.5 + 2.32 * log( 20216.64

0.4+ 1094SN +1 5.19

FX -6.20E+06 SN 3 = 4.409979FX^2 3.84749E+13

2)CALCULO DE LOS ESPESORES DEL PAVIMENTO

carpeta de rodaduraMAC estabilidad= 9000 N recomendadobase granularCBR = 49 % |

sub base granularCBR = 60 %

2.1) CALCULO DEL MR PARA PROTEGER LA SUB BASE

usaremos la correlacion con el CBR de la sub base (datos obtenidos en ensayos de laboratorio.)

El modulo de resiliencia ( MR) es una medida de la rigidez del suelo de sub rasante, el cual para su calculo, se empleara la ecuacion , que correlaciona con el CBR, recomendada po el MEPDG (Mechanistic Empirical Pavement Design Guide )

〖𝑀𝑅 =2555∗𝐶𝐵𝑅 𝑑𝑖𝑠〗^0.64

usaremos la correlacion con el CBR de la sub base (datos obtenidos en ensayos de laboratorio.)

0˂CBR˂ 12

0.55

MR = 22 * 60

MR = 210.08 Mpa

MR = 210.08 Mpa * 145.0377 PSI

MR = 30469 PSI

2.2) CALCULO DEL SN PARA PROTEGER LA SUB BASE

log 1.2Log( 2.30E+07 ) = -1.645 * 0.45 + 9.36 * log( SN + 1) -0.2+ 4.2-1.5 + 2.32 * log( 30468.87

0.4+ 1094SN +1 5.19

FX -8.24E+06 SN 2 = 3.623794fx^2 6.79E+13

2.3) CALCULO DEL MR PARA PROTEGER LA BASE

0.55

MR = 22 * 49

MR = 187.93 Mpa

MR = 187.93 Mpa * 145.0377 PSI

MR = 27257 PSI

2.3) CALCULO DEL SN1 PARA PROTEGER LA BASE:

log1.2

Log( 2.30E+07 ) = -1.645 * 0.45 + 9.36 * log( SN + 1) -0.2+ 4.2-1.5 + 2.32 * log( 27257.19

0.4+ 1094SN +1 5.19

12˂CBR˂80

CBR˃12 %

〖𝑴𝑹 =𝟐𝟐.𝟏∗𝑪𝑩𝑹〗^(𝟎.𝟓𝟓)〖𝑴𝑹 =𝟏𝟕.𝟔∗𝑪𝑩𝑹〗^(𝟎.𝟔𝟒)

FX -8.75E+06 SN 1 = 3.77931fx^2 7.66E+13

2.5) determinar a1, a2, a3

a1: 0.43 cuadro 12.13 (manual de carreteras)a2: 0.13 cuadro 12.13 (manual de carreteras)a3: 0.13 cuadro 12.13 (manual de carreteras)

2.6) determinar m1, m2 y m3

m1: 0 asumimos que la carpeta asfaltica es impermeablem2: 1 cuadro 12.14 (manual de carreteras)m3: 1 cuadro 12.15 (manual de carreteras)

2.7) ESPESOR DE LA CARPETA ASFALTICA

D1 min = 3.7790.43

D1 min = 8.8 plg muy elevado D1 adop = 6 plgSN1 adop = 2.591

ESPESOR DE LA BASE GRANULAR

D2 min=

D2 min = 7.82D2 adopt = 8 plgSN 2 adop = 1.057

ESPESOR DE LA SUB BASE GRANULAR

D3 min = 8D3 adop = 9

D1 adopt ≥ D1 min = (𝑆𝑁1 𝑚𝑖𝑛)/𝑎1

(3.62−2.6)/(0.13∗1)

CARPETA ASFALTICAD = 6 plg ; 15.2 cm

BASE GRANULAR D = 8 plg ; 20.3 cm

SUB BASE GRANULARD = 9.7 plg ; 24.6 cm

SUB RASANTED = 23.6 plg ; 60 cm

- 8.07

- 8.07

20216.64 ) - 8.07

30468.87 ) - 8.07

27257.19 ) - 8.07