Diseño de Pavimentos Asfálticos para Vías de Bajo Volumen
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Diseño de Pavimentos Asfálticos para Vías de Bajo Volumen. Ing. Augusto Jugo B. (PhD). Instituto Venezolano del Asfalto www.inveas.org.ve. Aplicación:. Vías con menos de 2.0 millones de EE en el periodo de diseño Extraurbanas: 800 vpd por sentido 200 camiones/día por sentido Urbanas:

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Presentation Transcript


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Diseño de Pavimentos Asfálticos para Vías de Bajo Volumen

Ing. Augusto Jugo B. (PhD)


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Instituto Venezolano del Asfalto

www.inveas.org.ve


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Aplicación:

  • Vías con menos de 2.0 millones de EE en el periodo de diseño

    • Extraurbanas:

      • 800 vpd por sentido

      • 200 camiones/día por sentido

    • Urbanas:

      • Hasta 12.000 vpd por sentido


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Guía1993


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Parámetros de diseño:

Reducción de

serviceabilidad

Confiabilidad estadística

Número estructural (SN)

(Capacidad estructural)

Valor soporte de suelo

(subrasante- fundación)

SN = Número Estructural

Repeticiones de carga

(ejes equivalentes EE)


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Concepto de Número Estructural (SN)

Espesor de capa i

Coeficiente estructural

de capa i

Capa 1

Asfáltica

Capa 2

Base

Granular

Subrasante

e1

e2

a1

a2

Estructura del pavimento:

SN = e1 x a1 + e2x a2

La subrasante debe estar adecuadamente compactada y conformada.


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Mezcla

asfáltica

e1

e2

Base

granular

Subrasante


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Pasos de Diseño: Vías de Bajo Volumen

Variables de

Diseño

Suelo de

subrasante

Definir espesores de capas

Seleccionar

Número

Estructural

SN

Tráfico

Nivel de

Confianza

Materiales de

Construcción


Gu a de dise o e m

Guía de Diseño E-M

  • Considera un procedimiento para Vías de Bajo Volumen:

    • Tráfico: 3 niveles en función del número de vehículos pesados (buses y camiones)

      • 50.000- 250.000 y 750.000 en 20 años.

      • Diseño para 20 años

    • Subrasante: 5 categorías: MB-B-R-P-MP

      • Caracterizada por Mr (psi)

      • Clasificación de suelo HRB o Unificada


Gu a de dise o e m1

Guía de Diseño E-M

  • Clima: 2 tipos

  • Nivel de Confiabilidad: 50 y 75 %

  • Materiales: CA y Base granular (PP-Integral)

  • Criterios de falla

    • IRI 3.2 m/km

    • Ahuellamiento: 15 mm

    • Grietas de fatiga: 45 %


Criterios de dise o empleados

Criterios de Diseño Empleados


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Comportamiento funcional del pavimento


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Pavimento BUENO

Pavimento MALO


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Curva de deterioro del pavimento:

PCI

PSI

100

PCIf

25

Po

Pf

DPSI = Po - Pf

Nivel de falla funcional

Años

EE

n

n: Periodo de diseño en años


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Confiabilidad Estadística


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Confiabilidad Estadística: Concepto AASHTO

fx

Predicción de

comportamiento

REE

Wt18

EE

Predicción

de tráfico

Probabilidad de falla

Probabilidad que REE > Wt18


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Concepto de Confiabilidad Estadística

fx

Predicción de

Comportamiento

y Tráfico

R: % 50

60

70

Wt18

Wt18

Wt18

EE

REE


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Subrasante


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Caracterización de suelo de subrasante:

  • CBR saturado

    • Puede estimarse en base a correlaciones, tipo de suelo.

  • Tiempo -en meses- de posible condición saturada

    • Pluviosidad

    • Drenaje natural

    • Drenaje construido

Clasificar la subrasante


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

95 % de DMS


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

MEPDG


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Efecto de drenaje y zona climática sobre la subrasante.


Estimaci n de mr

Estimación de Mr:

0.65

0.64

  • Valor soporte ponderado del suelo de fundación.

  • Se emplean diversas correlaciones, especialmente con CBR.

    • AASHTO: Mr~ 1500 CBR (para CBR <7.2)

      Mr ~ 3000 CBR (para CBR ≥7.2)

    • EMPDG 2002: Mr ~ 2555 CBR


Tipos de suelos clasificaci n hbr

Tipos de suelos: clasificación HBR


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Correlación aproximada de valor CBR para distintos suelos.


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Tráfico


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Niveles de Tráfico:

  • Se consideran 3 niveles de tráfico:

    • Bajo: hasta 400.000 EE

    • Medio: 400.000 a 1.400.000 EE

    • Alto: 1.400.000 a 2.000.000 EE

  • Periodos de diseño:

    • 8; 10 y 12 años


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Estimación de REE en el periodo de diseño:

EE

REE

EEo x Fcr

REE =

r

EEo

n

Tiempo (años)


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Estimación de tráfico en periodo de diseño:

  • Determinar EEo

  • Determinar REE

EEo = PDT x %cam/100x FC x 360

REE = EEo x Fcr


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Estimación de Tráfico:Modelo BM: El PDTes aprox. el promedio de 2 días hábiles y uno no hábil.

No. Vehículos/día

No. Camiones/día

PE: Ju-Vi-Sa

LunMarMieJueVieSabDom


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Ref. Ing. G. Corredor


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Materiales Considerados


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Espesor Coeficiente

estructural

Capa 1 e1 a1

Capa 2 e2 a2

Subrasante


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Tablas de Diseño


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Determinación del espesor mínimoemin de CA

  • Determinar espesor mínimo de CA

    • Función de calidad de base granular y nivel de tráfico


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Determinación de espesor de capa granular:

Espesor de capa cm

Coeficiente estructural

de capa i

Capa 1

Asfáltica

CA

Capa 2

Base

Granular

Subrasante

a1

a2

e1

e2

Determinar e2

e2 = 2.5 ((SN – 0.16 x eCAmin) / a2)

Subrasante


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Ecuación para sustituir CA por otro tipo de mezcla asfáltica.

ema = (eminCA – eCA ) x (0.40 / ama)

CA

Otra Mezcla

Base Granular

Subrasante


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Pasos de Diseño: Vías de Bajo Volumen

Variables de

Diseño

Suelo de

subrasante

Definir espesores de capas

Seleccionar

Número

Estructural

SN

Tráfico

Nivel de

Confianza

Materiales de

Construcción


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Ejemplo de diseño


Caso v a extra urbana tr fico medio

Caso: Vía extra-urbana. Tráfico Medio

Variables de Diseño:

  • Tráfico: 1.147.000 EE MEDIO

  • Subrasante: El suelo se clasifica como A-6 (12)

    • CBR: 4.3 %REGULAR

    • Zona climática: SEMI HUMEDA (6 meses de probabilidad de saturación)

  • Confiabilidad: 60 %

  • Materiales disponibles:

    • Grava: GR (CBR 38%) a2= 0.11

    • Concreto Asfáltico: CA: a1= 0.40

    • Base Asfáltica en Caliente: BAC a2 = 0.28

SN


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Ejemplo Ilustrativo:

Variables de

Diseño

Suelo de Subrasante

Definir espesores de capas

Seleccionar

Número

Estructural

SN

Tráfico

Nivel de

Confianza

Materiales de

Construcción


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Ejemplo Ilustrativo:

Variables de

Diseño

  • Suelo de Subrasante

  • CBR 4,3 %REGULAR

  • Saturado 6 meses

    • Semi Húmeda

Definir espesores de capas

Seleccionar

Número

Estructural

2,77 – 2,98

  • Tráfico

  • 1.147.000 EE

  • Medio

Nivel de

Confianza

60 %

Materiales de

Construcción


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

SN: 2.77-2.98

SN = 2,90


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Concepto de Número Estructural (SN)

Espesor de capa i

Coeficiente estructural

de capa i

Capa 1

Asfáltica

Capa 2

Base

Granular

Subrasante

e1

e2

a1

a2

Estructura del pavimento:

SN = e1 x a1 + e2x a2

La subrasante debe estar adecuadamente compactada y conformada.


Determinaci n de e min de ca

Determinación de emin de CA:

  • Determinar espesor mínimo de CA

    • Función de calidad de base granular y nivel de tráfico

12 cm CA


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Determinación de espesor de capa granular:

Espesor de capa cm

Coeficiente estructural

de capa i

Capa 1

Asfáltica

CA

Capa 2

Base

Granular

Subrasante

12.0

e2

0.40

0.11

Determinar e2

e2 = 2.5 ((SN – 0.16 x eCAmin) / a2)

e2 = 2.5 ((2.90 – 0.16 x 12) / 0.11)

Subrasante

e2 = 22.3

e2 = 22 cm


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Solución 1:

Espesor de capa

Capa 1

Asfáltica

CA

Capa 2

Base

Granular

Subrasante

Concreto Asfáltico CA

12 cm

22 cm

Base granular

CBR +39 %

Subrasante


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Ecuación para sustituir CA por otro tipo de mezcla asfáltica.

ema = (eminCA – eCA ) x (0.40 / ama)

CA

Otra Mezcla

Base Granular

Subrasante


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Sustitución de CA por otro tipo de mezcla asfáltica.

ema = (eminCA – eCA ) x (0.40 / ama)

ema = (12 – 4) x(0.40 / 0.28) = 11.4 cm

4

11.5

22

CA

BAC

GR

CA

GR

12

22


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

…todo ok…


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

María Gabriela Isler

Miss Venezuela

Miss Universo 2013


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

Gracias,

Por su atención.


Dise o de pavimentos asf lticos para v as de bajo volumen

fin…


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