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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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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
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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
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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)

slide9

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.

slide10

Mezcla

asfáltica

e1

e2

Base

granular

Subrasante

slide11

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 %
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Pavimento BUENO

Pavimento MALO

slide19

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

slide21

Confiabilidad Estadística: Concepto AASHTO

fx

Predicción de

comportamiento

REE

Wt18

EE

Predicción

de tráfico

Probabilidad de falla

Probabilidad que REE > Wt18

slide22

Concepto de Confiabilidad Estadística

fx

Predicción de

Comportamiento

y Tráfico

R: % 50

60

70

Wt18

Wt18

Wt18

EE

REE

slide24

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

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
slide33

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
slide37

Estimación de REE en el periodo de diseño:

EE

REE

EEo x Fcr

REE =

r

EEo

n

Tiempo (años)

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Estimación de tráfico en periodo de diseño:

  • Determinar EEo
  • Determinar REE

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

REE = EEo x Fcr

slide39

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

Lun Mar Mie Jue Vie Sab Dom

slide46

Espesor Coeficiente

estructural

Capa 1 e1 a1

Capa 2 e2 a2

Subrasante

slide52

Determinación del espesor mínimoemin de CA

  • Determinar espesor mínimo de CA
    • Función de calidad de base granular y nivel de tráfico
slide53

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

slide54

Ecuación para sustituir CA por otro tipo de mezcla asfáltica.

ema = (eminCA – eCA ) x (0.40 / ama)

CA

Otra Mezcla

Base Granular

Subrasante

slide55

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

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

slide58

Ejemplo Ilustrativo:

Variables de

Diseño

Suelo de Subrasante

Definir espesores de capas

Seleccionar

Número

Estructural

SN

Tráfico

Nivel de

Confianza

Materiales de

Construcción

slide59

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

slide60

SN: 2.77-2.98

SN = 2,90

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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

slide64

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

slide65

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

slide66

Ecuación para sustituir CA por otro tipo de mezcla asfáltica.

ema = (eminCA – eCA ) x (0.40 / ama)

CA

Otra Mezcla

Base Granular

Subrasante

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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

slide69

María Gabriela Isler

Miss Venezuela

Miss Universo 2013

slide70

Gracias,

Por su atención.

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