Calculos PreviosDISEO POR EL METODO DE LA PORTLAND CEMENT ASOCIATION - PCA

1.-DATOS A TENER EN CUENTA*Periodo de diseo20 aos*Numero de carriles2*Tasa de crecimiento-Vehiculos ligeros2.10%-Vehiculos de pasajeros4.50%-Vehiculos de carga4.50%1.1.CONDICION DE DISEO:CON JUNTAS DOWEL Y CON BERMA DE CONCRETO2.-CALCULO DEL ADT PRESENTE :Determinaremos el I.M.D. para cada tipo de vehiculos para el ao (2015), teniendo en cuenta la siguiente expresion:

Donde:P.T.: Porcentaje de Transito =0.85, ya que los conteos se realizaron cada 12 horas.Vd, ...Vdn: Volumenes de Trafico registradoN: Numero de dias de conteo

El factor de correccion estacional seran utilizadas del Informe N02 de Pavimentos 2015 - I para que el trabajo sea continuo.F.C.E :1.056

Generamos el siguiente cuadro, para la estacion 01 Madre ya que se contabilizo mayor cantidad flujo de vehiculos .

TIPO DE VEHICULODIA 1DIA 2I.M.D.I.M.D.A. 2015Porcentaje %AUTO6548677120.17%STATION WAGON1119412112836.36%PICK UP5743596317.90%COMBI RURAL81671.99%MICROMICRO20120.57%B214451.42%C23234394211.93%C3122321236.53%C404230.85%T2S103230.85%T3S323451.42%TOTAL290257326352100.00%

ADT presente =352vpdADTT = % ADT % :Se considera el trafico de camiones de 6 ruedas a mas :23.01%ADTTpresente =813.-CALCULO DE LA RESISTENCIA DE LA SUBRASANTE (K)a)CLASIFICACION DE SUELOS SEGN AASHTOSegn el informe 03 Pavimentos - 2015 I se obtuvo los siguientes datos :

Para la Calicata C - 01:A - 1 - b

Para la Calicata C - 02:A - 1 - a

b)DETERMINACION DEL CBR

Segn Manual de carreteras seccion suelos y pavimentos, capitulo IV - Ensayo CBR ;para la obtencion del valor de CBR de diseo de la subrasante se debe considerar :

Observamos por el tipo de suelo que el CBR en las dos calicatas es mayor al 6% ,entonces el CBR de diseo sera el promedioPara la Calicata C - 01:A - 1 - bCBR =42.00%Para la Calicata C - 02:A - 1 - aCBR =52.00%CBR diseo =47.00%

Segn Cuadro 4.10. Manual de Carreteras: Suelos, Geologa, Geotecnia y Pavimentosel CBR es exelente ya que es mayor al 30%.

c)DETERMINACION DE LA RESISTENCIA DE LA SUBRASANTE (K)

Para un CBR de 47% se tendra lo siguiente :

*Del grfico se obtiene:k =460 PCI

Por lo tanto no sera necesario incrementar el valor K poniendole una Base granularo una base de suelo cemento ya que el CBR es mayor a 6% .

4.-MODULO DE ROTURA Y FACTOR DE SEGURIDAD DE CARGAa)Calculando el Modulo de Rotura (PSI)

Para:280 Kg/cm2Entonces:33.47 Kg/cm2Convension de unidades33.47 * 14.22 =476.00 PSI

b)Factor de Seguridad de Carga (SF)

*Tenemos los datos de trafico :ADT =352ADTT =81*Segn RNE - CE010 Pavimentos Urbanos se tiene la siguiente tabla :Categoria ADT (vpd)ADTTSFLRResidencial ligera 2002 - 4.11Residencial 200 - 100010 -50.12Colectoras1000 - 800050 -5001.12Comerciales11000-17000400 - 7001.12Arterial menor4000 - 15000300 - 6001.23Arterial mayor4000 - 30000700 - 15001.23Industrial2000 - 4000300 - 8001.2

Se tendra en cuenta la incidencia de camiones por lo tanto :SF =1.1pertenece a una categoria de via colectora o categoria 1.

5.-CONDICIONES DEL PAVIMENTO*Juntas con Dowels:SI*Bermas de Concreto:SI

6.-ANALISIS DE TRAFICO Y DISTRIBUCION DE CARGAS POR EJES

a)Factor de Crecimiento20 aos4.50%1.57

b)Calculos del Trfico

*Se calculo previamente el ADT presente:352 vehiculos*El Factor de Proyeccion:1.57*El ADT diseo:552 vehiculosEn una sola direccion:276 vehiculos*El ADTT:0.23 * 552.1 =127 vehiculosEn una sola direccion:64 vehiculos*En 1 carril por direccion , la proporcion de camiones en el carril derecho es :1.00*El Perodo de Diseo:20 aos*Nmero Total de Camiones:64 * 1 * 365 * 20 =463550

c)Distribucion de Carga por Ejes*Para una categoria 1 se tendra la columna (2) del RNE - CE 010 tabla D2.*El porcentaje de camiones contabilizados que presentan 2 ejes y cuatro ruedas es :el 0 %(1)Carga por eje, Kips(2)Ejes por 1000camiones(3)Ejes por 1000camiones(4)Ejes en el perodo de DiseoEjes Simples200.960.96445184.234.2319611615.8115.8173291456.1156.112601012124.00124.005748010204.96204.96950098483.10483.102239416732.28732.2833944841693.311693.31784934

Ejes Tadem364.194.1919423219.5919.5990812868.4868.48317442439.1839.18181622057.1057.10264691675.0275.023477612139.30139.3064573885.5985.5939675431.9031.9014787

7.-CALCULO DEL ESFUERZO EQUIVALENTESegn las condiciones, se usa la Tabla 6b. De la gua de clasea)Para Eje Simple.k subrasanteEsf. Equivalente300 PCI302460 PCIEEsEEs =281.2500 PCI276b)Para Eje Tandemk subrasanteEsf. Equivalente300 PCI254460 PCIEEtEEt =241.2500 PCI2388.-CALCULANDO LOS FACTORES DE RELACION DE ESFUERZOS (FR)Donde el Modulo de Rotura:476 PSI

a)Para Eje Simple0.59b)Para Eje Tandem0.519.-CALCULANDO EL FACTOR DE EROSION.Segn las condiciones, se usa la Tabla 8a. De la gua de clasea)Para Eje Simple.k subrasanteFactor Erosion300 PCI2.79460 PCIFe =Fes =1.966500 PCI1.76b)Para Eje Tandemk subrasanteFactor Erosion300 PCI2.74460 PCIFe =Fet =2.692500 PCI2.68

10.-CALCULANDO EL NUMERO PERMISIBLE DE REPETICIONES DE CARGA.

10.1.-Analisis por fatigaFACTOR REALCION DE ESFUERZOEje simple0.59Eje Tandem0.51Figura 05. Analisis por Fatiga (Con o Sin Berma de Concreto)10.2.-Analisis por ErosionFACTOR EROSIONEje simple1.97Eje Tandem2.69Figura 6b. Analisis por Erosion (Con Berma de Concreto)

Calculo Espesor 11. CALCULO DEL ESPESOR DEL PAVIMENTOClculo del Espesor del PavimentoEspesor de prueba5.5pulgJunta con dowels Sik de subbase-subrasante460pciBerma de concreto SiMdulo de rotura, MR476psiPerodo de diseo (aos):20Factor de Seguridad 1.1de cargaCargaFactor de RepeticionesAnlisis por fatigaAnlisis por erosinpor ejeSeguridadesperadasRepeticiones% deRepeticiones% dede cargapermisiblesfatigapermisibleserosin1234567

8. Esfuerzo equivalente =281.210. Factor de erosin =1.9669. Factor de relacin de esfuerzo =0.59Ejes Simples2022445130034.23Ilimitado0.001819.819611000019.61Ilimitado0.001617.673295000014.66Ilimitado0.001415.4260106000004.34Ilimitado0.001213.257480IlimitadoIlimitado0.00101195009IlimitadoIlimitado0.0088.8223941Ilimitado66.633944844.4784934

11.Esfuerzo equivalente =241.213. Factor de erosin =2.69212. Factor de relacin de esfuerzo =0.51Ejes Tandem3639.619421000019.4235000000.063235.29081600000.00200000000.052830.8317448000000.00Ilimitado0.002426.418162Ilimitado0.00Ilimitado0.002022264690.000.001617.6347760.000.001213.2645730.000.0088.8396750.000.0044.4147870.000.00Total:92.25Total:0.10

Tablas PCAFigura 05.Analisis por fatiga - nmero permisible de repeticionesde carga basado en el factor de relacion de esfuerzo(Con y sin berma de concreto)Figura 6a.Analisis por erosin - nmero permisible de repeticionesde carga basado en el factor de relacion de esfuerzo(Sin berma de concreto)Figura 6b.Analisis por erosin - nmero permisible de repeticionesde carga basado en el factor de relacion de esfuerzo(Con berma de concreto)