informe de diseño de un paviento flexible teovaki

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ

2


ASPECTOS GENERALES

ASPECTOS INFORMATIVOS

TITULO:

ESTRUCTURACION DE PAVIMENTOS FLEXIBLES”.

TIPO DE INVESTIGACION:

Según aplicabilidad o propósito: Aplicada – Experimental

INTEGRANTES

MEJIA BARRETO TEOVAKI DANIEL ------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------

3


OBJETIVOS:

Objetivo General

Determinación de los parámetros que intervienen en el diseño

de pavimentos flexibles aplicando el método de la AASHTO.

Objetivos Específicos

Confiabilidad, Desviación estándar global, Módulo de

resiliencia efectivo, y Pérdida o diferencias entre índices de

servicio inicial y final.

Determinación de espesores por capas.

4


HIPOTESIS

Si, se realiza un estudio para determinar los diferentes parámetros que

intervienen en el diseño del pavimento flexible del método de la

AASHTO, aplicado, Villa el Salvador, entonces se lograra contar con

diseños óptimos y oportunos de los espesores de la estructuras de los

pavimentos en la zona, evitando un sub o sobredimensionamiento.

5


MÉTODO AASHTO 93

Confiabilidad “R”

De acuerdo a lo indicado en el fundamento teórico se adopta el valor

de R=90% para el diseño para (10 años—15años—20años) y el

refuerzo.

(Tabla N08)

6


Desviación Standard Normal

Para el nivel de confiabilidad adoptado, la Desviación Standard

Normal resulta ZR = -1.282 para la confiabilidad de 90%

(Tabla N09)

7


Desviación Standard Total

El valor de Desviación Standard Total varía entre 0.40 y 0.50 para

pavimento flexible. Se adopta el valor promedio de S0 = 0.45.

(Tabla N010).

CONDICIÓN DE DISEÑO

DESVIACIÓN ESTÁNDAR

(So)

Pav. rígido

Pav. flexible

Variación en la predicción del comportamiento del pavimento sin errores en el tránsito.

0.30 0.40

Variación en la predicción del comportamiento del pavimento con 0.45 0.50

8


errores en el tránsito.

Serviciabilidad

El valor de la Serviciabilidad inicial, es de pi=4.0 para la carpeta

asfáltica

(Tabla N012).

De acuerdo a lo indicado en el fundamento teórico el Índice de

Serviciabilidad final será pt=2.0

(Tabla N013).

9

Índice De Serviciabilidad Inicial (po)

Tipo De Pavimento Valor Inicial Deseable (Po)Pavimentos Rígidos 4,5

Pavimentos Flexibles 4,2

Índice De Serviciabilidad final(pt)

Tipo de carretera Tipo de transito

Valor final (Pt)

Principales

Transito

mayor

2,5 o mas

Secundarias

Transito

menor

2,.


Por lo que la pérdida del Índice de Serviciabilidad es

p = 2.2.

Cuadro NO 08: Índice De Serviciabilidad

Módulo De La Resiliencia

Capacidad De Soporte De La Subrasante.

Se obtiene de la correlación MR con los CBR:

Para CBR = 8%

Esb=MR (PSI) = 11591.23595 (psi)

10

Tipo de superficie de rodadura pi pt psi

Carpeta asfáltica 4.2 2.0 2.2


Para los CBR< 10%

Mr. = 1500 * CBR (psi)

Para los CBR de 10% a 20%

Mr. = 3000 * CBR0.65 (psi)

Para los CBR > 20%

Mr. = 4326 * lnCBR+241 (ps

Capacidad de Soporte De La Base Granular

Se mide mediante los ensayos de C.B.R. y Módulo Resiliente

Para CBR = 80%

EB=MR (PSI) = 28400 (psi)

11


Figura A-2: Ábaco para estimar el número estructural de la capa base granular “a2”.

12


Capacidad de Soporte De La SUB BASE Granular

Se mide mediante los ensayos de C.B.R. y Módulo

Resiliente

Para CBR = 40%

ESB= MR (PSI) = 18000 (psi)

13


Figura A-3: Ábaco para estimar el número estructural de la sub-base granular “a3”.

14


Determinación De Espesores Por Capas

Coeficientes De Capa

Se tienen los siguientes coeficientes estructurales para cada

una de las capas del pavimento:

Carpeta

Estabilidad de Marshall =1700 (lb)

a1 =0.4 pulg.(in)

(Figura A-1).

15


Base Granular:

a2 = 0.132 pulg

EB=Mr.(base)=28400 (psi)

(FiguraA-2)

Subbase Granular:

ESB=Mr.(sub base)=18000 (psi)

a3 = 0.127 pulga (in)

(Figura A-3)

16


Coeficientes de Drenaje

Considerando una calidad del drenaje

Regular y del 1% al 5%

(Tabla N016)

los valores de los coeficientes de drenaje asumidos son los

siguientes:

Base Granular:

De acuerdo a las especificaciones para

materiales de base y de las condiciones de

drenaje, podemos asumir un valor de m2=1.30

Subbase Granular:

17


De acuerdo a las especificaciones para

materiales de subbase y de las condiciones de

drenaje, podemos asumir un valor de m3=1.30

ESTUDIO DE TRÁFICO

El tránsito vehicular que circula por la vía de acceso de Santa

hasta Pampa La Grama está compuesto por el paso de

vehículos ligeros: autos, camionetas, combis, coaster camiones

y vehículos pesados.

El flujo vehicular es principalmente de camiones y camionetas,

Horas picos por las mañanas de 9 am a 5,

Del análisis de transito tenemos en el cuadro Nº 09 los valores

de ESAL, determinados en el estudio de tráfico, y los factores

necesarios en el diseño del pavimento para el periodo de diseño

de (10años y 15años y20 años).

Cuadro Nº 09: Estudios De Trafico

18

ESAL10 AÑOS

ESAL15 AÑOS

ESAL20 AÑOS

18.8x106 31.4x106 46.6x106


FUENTE: Elaboración Propia

Obtenidos los parámetros que intervienen en el método AASHTO se

presentan los resúmenes de los cálculos realizados mediante la

ayuda de un programa de cómputo. (Hoja de cálculo en Excel)

En el presentan los valores de los números estructurales obtenidos y

de diseño correspondientes a los periodos de diseño de (10…

15….20) años.

PERIODO DE DISEÑO PARA 10 AÑOS

19


Numero Estructural

Resuelto por formula:

20


NSCA=1 NSSB=2 NSSR=3 Esal

3.3 3.88 4.4 18.8x106


Resuelto por ábaco

21


NSCA=1 NSSB=2 NSSR=3 Esal

3.2 3.9 4.2 18.8x106


PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS

Resuelto por formula

22

PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOSSNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal3.57 4.18 4.84 31.4x106


Resuelto por ábaco

23

PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOSSNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal

3.5 3.9 4.7 31.4x106



Resuelto por formula

24

PERIODO DE DISEÑO PARA 20 AÑOSSNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal

3.79 4.43 4.98 46.6x106


Resuelto por ábaco

25

PERIODO DE DISEÑO PARA 20 AÑOSSNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal

3.6 4.2 4.9 46.6x106



Espesor de la carpeta asfáltica

D1=S N 1

a1

D1=3.30.4

=8.25∈≈8∈¿

SN .1¿ =D1×a1

SN .1¿ =8×0.4=3.2∈¿

Espesor de base

D2=N S2−SN .1

¿

a2×m2

D2=3.88−3.2

0.132×1.3=3.96∈≈4∈¿

SN .2¿ =D2×a2×m2

SN .2¿ =4×0.132×1.3=0.6396∈¿

Espesor de sub base

D3=S N3−(S N1

¿+SN .2¿ )

a3×m3

.

D3=4.4−(3.2+0.64)

0.127×1.3=3.39≈4∈¿

SN .=D3×a3×m33¿

SN .= ¿3¿ 4×0.127×1.3=0.6604∈¿¿

0

26


Número estructural indicativo del espesor

4in=10.16cm

8in=20.32 cm

SN=a1×D1+a1×D1×m2+a1×D1×m2

SN=SN .1¿ +SN .2

¿ +SN .3¿

SN=3.2+0.639+0.6604=4.4994

S N3=4.4

SN≥ S N3→4.49≥4.4 okk

4in=10.16cm

27


METODOAASHTO

ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO

Carpeta Asfaltica

Base Granular

Sub Base Granular

8in 4in 4in20.32 cm 10.16 cm 10.16cn


4”

0.5”3.5”

0.5×a1×m2

a2=0.5×0.4×1.3

0.132=2∈¿

3.5×a1×m3

a3=3.5×0.4×1.3

0.127=14∈¿

4”

4”4”

28


PERIODO DE DISEÑO PARA 15AñOS

=4+2=6”

CAMBIOS DE INGENIEROPERIODO DE DISEÑO PARA 10AÑOS

METODOAASHTO


Carpeta Asfaltica

Base Granular

Sub Base Granular

4in 6in 18in

=4”

=4+14=18”

29



D1=S N 1

a1

D1=3.570.4

=8.925∈≈8∈¿

SN .1¿ =8×0.4=3.2∈¿

Espesor de Base

D2=N S2−SN .1

¿

a2×m2

D2=4.18−3.20.132 x1.3

=5.7∈≈6∈¿

SN .2¿ =1.3×0.132×6=1.0∈¿

Espesor de sub base

D3=S N3−(SN .1

¿ +SN .2¿ )

a3×m3

.

D3=4.8−(3.6+1)0.127×1.3

=1.25≈1.5∈¿

0

30


SN .=D3×a3×m33¿

SN .= ¿3¿ 1.5×0.127×1.3=0.24∈¿¿


8 in=20.32cm

SN=a1×D1+a1×D1×m2+a1×D1×m2

SN=SN .1¿ +SN .2

¿ +SN .3¿

SN=0.24+1+3.7=4.4

S N3=4.8

SN≥ S N3→4.9≥4.8okk

31


METODOAASHTO

ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO (cm.)

Carpeta Asfaltica

Base Granular

Sub Base Granular

8 in 6in 1in

20.32cm 15.24cm 2.54cn


6in=15.24cm

ESAL=31358086.72

4”

6”

1” ¿4×a1×m3

a3=4×0.4×1.3

0.127=15.72∈≈16∈¿

+4”

4””

1in=2.54cm

32


PERIODO DE DISEÑO PARA 20 Años


D1=S N 1

a1

D1=3.790.4

=9.475∈≈9∈¿

SN .1¿ =9×0.4=3.6∈¿

CAMBIOS DE INGENIERO PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS

METODOAASHTO


Carpeta Asfaltica

Base Granular

Sub Base Granular

4in 6in 17in

=4”

=16+1=17”

=6”

33


Espesor de Base

D2=N S2−SN .1

¿

a2×m2

D2=4.43−3.6

0.132×1.3=4.8∈≈ 4∈¿

SN .2¿ =4×0.132×3.6=1.9∈≅ 1.3

Espesor de sub base

D3=S N3−(SN .1

¿ +SN .2¿ )

a3×m3

.

D3=4.98−(3.6+1.3)

0.127×1.3=0.48≈1∈¿

SN .=D3×a3×m33¿

SN .= ¿3¿ 1×0.127×1.3=0.1651∈¿¿


0

SN=a1×D1+a1×D1×m2+a1×D1×m2

SN=SN .1¿ +SN .2

¿ +SN .3¿

SN=3.6+1.3+0.1651=5.0561

S N3=4.98

SN≥ S N3→5.056≥4.98okk

34


4 in=10.16cm

9in=22.86cm

ESA=46634179.02

1in=2.54cm

35


METODOAASHTO

ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO (cm.)

Carpeta Asfaltica

Base Granular

Sub Base Granular

9 in 4in 1in

22.86cm 10.16cm 2.54


4.5 = {3.5× {a} rsub {1×} {m} rsub {1}} over {{a} rsub {3}} = {4.5×0.4×1.3} over {0.127} =18i



4”

1”

4” +5

=4”

=6”

0.5=1.5×a1×m2

a2=0.5×0.4×1.3

0.132=2∈¿

=18”

36




37


Espacio de la vía a diseñar el pavimento flexible

1000m

6.6m

2


2



METODOAASHTO

ESTRUCTURA DEL PAVIMENTOESPESORES

Carpeta Asfaltica

Base Granular

Sub Base Granular

8in 4in 4in20.32 cm 10.16 cm 10.16


METODOAASHTO


Carpeta Asfaltica

Base Granular

Sub Base Granular

8 in 6in 1in

22.32cm 15.24 2.54


METODOAASHTO


Carpeta Asfaltica

Base Granular

Sub Base Granular

9in 4in 1in

22.86cm 10.16cm 2.54cn

DISEÑO INICIAL 10 DISEÑO INICIAL 15 DISEÑO INICIAL 20

2


DESCRIPCÍON

UNIDAD PRECIOPARCIAL

CANTIDAD PRECIOTOTAL



CARPETAASFÄLTICA

0.0508M3 S/24.50 26400 646800 26400 646800 29700 727650

BASE M3 S/30.00 670.56 20116.80 1005.84 30175.20 670.56 20116.80

SUB BASE M3 S/25.00 670.56 16764 167.64 4191 167.64 4191

∑ ¿S /683680.80 ∑ ¿S /681166 .2 ∑ ¿751957.8

3



METODOAASHTO


Carpeta Asfaltica

Base Granular

Sub Base Granular

4in 6in 18in10.16 cm 15.24 cm 45.72 cm


METODOAASHTO


Carpeta Asfaltica

Base Granular

Sub Base Granular

4in 6in 18in10.16 15.24 cn 45.72cn


METODOAASHTO


Carpeta Asfaltica

Base Granular

Sub Base Granular

4in 6in 17in10.16 cm 15.24 cm 43.18 cm

. Diseño del ingeniero

Diseño del ingeniero Diseño de ingeniero

DESCRIPCÍON

UNIDAD PRECIOPARCIA

L

CANTIDAD

PRECIO

TOTAL

CANTIDAD

PRECIOTOTAL

CANTIDAD

PRECIOTOTAL

CARPETAASFÄLTICA

0.0508M3

S/24.50 13200 323400 13200 323400 13200 323400

BASE M3 S/30.00 1005.84 30175.2 1005.84 30175.2

0

1005.84 30175.2

0

SUB BASE M3 S/25.00 3017.52 75438 2849.88 71247 3017.52 75438

∑ ¿S /429013.2 ∑ ¿S /¿ 424822.2¿ ∑ ¿S /¿ 429013.2¿

10años 15años 20años

2


Conclusiones:

En conclusiones se descuenta enormemente los precios

DISEÑO INICIAL 10años ∑ ¿S /683680.80

DISEÑO INICIAL MODIFICADO 10años ∑ ¿S /¿ 429013.2¿

DISEÑO INICIAL 15años ∑ ¿S /¿681166.2¿

DISEÑO INICIAL MODIFICADO 15años ∑ ¿S /424822.2

DISEÑO INICIAL 20 años ∑ ¿S /¿751957.8 ¿

DISEÑO INICIAL MODIFICADO 20 años ∑ ¿S /429013.2

3


RECOMENDACIONES

Para que el pavimento pueda alcanzar la vida útil para el

periodo que ha diseñado, se recomienda un adecuado sistema de

drenaje.

4


ANALISIS DE TRAFICO

El Tráfico es una de las variables más significativas del diseño de

pavimentos y sin embargo es una de las que más incertidumbre presenta al

momento de estimarse. Es importante hacer notar que debemos contar con

la información más precisa posible del tráfico para el diseño, ya que de no

ser así podríamos tener diseños inseguros o con un grado importante de

sobre diseño. Para el análisis de tráfico se hizo por medio de censos de

volumen y clasificación. Por lo cual obtuvimos la cantidad de vehículos

circulantes en diversos periodos de tiempo, y el tipo de vehículos que

circula por esta vía así mismo cuales son las horas punta. Las zonas de

ubicación para el conteo fue en varios puntos estratégicos en resumen

podemos apreciar en el cuadro a continuación:

5


TIPO DE VEHICULO

EJE DE

CARGAFACTOR

EQUIVALEREPETICIODIARI

AS EJES EQUIVALE

AUTO1 0.000527

6280.330956

1 0.000527 0.330956

CAMIONETA1 0.000527

2500.13175

1 0.000527 0.13175

MICRO7 1.2654

480607.392

11 3.3291 1597.968

B27 1.2654

8191036.3626

11 3.3291 2726.5329

B3-17 1.2654

22.5308

16 1.6359 3.2718

C27 1.2654

257325.2078

11 3.3291 855.5787

C37 1.2654

191241.6914

18 2.5167 480.6897

C47 1.2654

11.2654

23 1.5236 1.5236

T2S27 1.2654

15

18.98111 3.3291 49.936518 2.5167 37.7505

T2S37 1.2654

1

1.265411 3.3291 3.329125 1.7165 1.7165

T3S17 1.2654

4

5.061618 2.5167 10.066811 3.3291 13.3164

T3S27 1.2654

4

5.061618 2.5167 10.066818 2.5167 10.0668

T3S37 1.2654

28

35.431218 2.5167 70.467625 1.7165 48.062

C2R3

7 1.2654

2

2.530811 3.3291 6.658211 3.3291 6.658218 2.5167 5.0334

C3R27 1.2654

22.5308

18 2.5167 5.0334

6


11 3.3291 6.658211 3.3291 6.6582

C3R3

7 1.2654

5

6.32718 2.5167 12.583511 3.3291 16.645518 2.5167 12.5835

C2R2

7 1.2654

9

11.388611 3.3291 29.961911 3.3291 29.961911 3.3291 29.9619

ESAL0 8581.1362

7


8

informe de diseño de un paviento flexible teovaki

Engineering