FORMULARIO PAVIMENTOS.docx

PAVIMENTOS

2016-II

FORMULARIO DE PAVIMENTOS

DISEÑO EMPIRICO EXPERIMENTAL AASHTO 93-FLEXIBLE

Donde:  SN: número estructural requerido por la sección de carretera  W18: número de ejes equivalentes de 80 kN (18,000 lb), en el período de diseño.  ZR: desviación estándar normal (depende de la confiabilidad, R, de diseño) error estándar por efecto del So tráfico t ráfico y comportamiento  ΔPSI: variación del índice de serviciabilidad.  MR: módulo resiliente de la sub-rasante medido en psi

Donde:  ai coeficiente de la capa i (1/pulg.)  Di espesor de la capa i (pulg.) capa i (adimensional) (adimensional)  mi coeficiente de drenaje de la capa

CALCULO DEL NÚMERO ESTRUCTURAL REQUERIDO 1. Periodo de diseño

1

PAVIMENTOS

2. Transito

3. Factor de confiabilidad, R

4. Desviación Estándar Normal (ZR)

2016-II

2

PAVIMENTOS

2016-II

5. Pérdida de serviciabilidad

6. Módulo resiliente efectivo del suelo

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO 1. Coeficientes de capa ai Concreto asfáltico.- La figura 7.3, Base.- Las figuras 7.4, 7.5 y 7.6, Sub base granular .- La figura 7.7.

2. Coeficientes de drenaje

3

PAVIMENTOS

INDICE DE GRUPO

2016-II

4

PAVIMENTOS

2016-II

5

PAVIMENTOS

FORMULA PARA DETERMINAR EL INDICE DE GRUPO

Donde:     

F = % pasa el Tamiz de 200 LL = Límite Líquido IP = Índice de Plasticidad (F-35) y (F-15) debe ser positivo entre 1 y 40 (LL-40) e (IP-10) debe ser positivo entre 1 y 20

Si los resultados entre paréntesis son (-) se desprecia.

2016-II

6

PAVIMENTOS

7

2016-II

DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDO  – METODO AASHTO carpeta  –sb-sr

En donde: -W 82 = Número previsto de ejes equivalentes de 8.2 toneladas métricas, a lo largo de diseño.

del período

-Zr =Desviación normal estándar. -So =Error estándar combinado en la predicción del tránsito y en la variación del comportamiento esperado del pavimento.

-D = Espesor de pavimento de concreto, en milímetros -ΔPSI = Diferencia entre los índices de servicio inicial y final. -Pt  = Índice de serviciabilidad o servicio final. -Mr = Módulo de Resilencia - Resistencia media del concreto en (Mpa) a flexotracción a los 28 días (método de carga en los tercios de la luz). -Cd = Coeficiente de drenaje. - J=Coeficiente de transmisión de cargas en las juntas - Ec = Módulo de elasticidad del concreto, en Mpa. -K  = Módulo de reacción, dado en Mpa/m de la superficie (base, sub-base o sub-rasante) en la que se apoya el pavimento de concreto.

VARIABLES A CONSIDERAR EN ESTE MÉTODO -EJES SIMPLES EQUIVALENTES DE 82 KN (W80) A LO LARGO DEL PERÍODO DE DISEÑO

PAVIMENTOS

2016-II

8

1.1 DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE EJES EQUIVALENTES EN EL CARRIL DE DISEÑO PARA EL PERÍODO DE DISEÑO  = (°      =

(  +  )   

Donde:  

r: tasa de crecimiento anual, % n: período de diseño en años

N° N° TIPO DE VEH/DIA VEH/DIA VEHICULO (2SENT.) (1SENT.) 1 2 3

N° VEH/AÑO 4

F.C 5

ESAL EN EL CARRIL DE FACTOR DE DISEÑO CRECIMIENTO ESALDISEÑO 6 7 8

3 = 2*0.5 4 = 3*365 5 = FACTOR CAMION DEL VEHICULO 6 = N°VEH / AÑO * FC

7 = FACTOR DE CRECIMIENTO HALLADO 8 = ESAL EN EL CARRIL DE DISEÑO * FACTOR DE CRECIMIENTO

-MODULOS DE RESILIENCIA MR(Psi) = 2555xCBR0.64

PAVIMENTOS

CBR 2-5 5-8 8 - 20 20 - 30 30 - 60 60 - 80 80 - 100

2016-II

CLASIFICACIÓN CUALITATIVA DEL SUELO Muy mala Mala Regular-Buena Excelente Buena Buena Excelente

-DESVIACIÓN NORMAL ESTÁNDAR ZR

- FACTOR DE CONFIABILIDAD (R)

USO Sub-rasante Sub-rasante Sub-rasante Sub-rasante Sub-base Base Base

9

PAVIMENTOS

2016-II

-ERROR ESTÁNDAR COMBINADO SO Para pavimentos rígidos 0.30 – 0.40

SO prom = 0.35

-VARIACIÓN DEL ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD

ΔPSI

Recomendable: Pi=4,2. Pf=2,0.

- COEFICIENTE DE DRENAJE Cd Ver en Cd de pavimento flexible

- COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN DE CARGA (J)

-MÓDULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO EC

10

PAVIMENTOS

2016-II

 =  ∗ 

Autopistas Carreteras Zonas industriales Urbanas Principales Urbanas secundarias

-FACTOR DE PÉRDIDA DE SOPORTE LS

-MÓDULO DE REACCIÓN K Monogramas para la reacción K

MODULO DE RUPTURA Kg/cm2 PSI 48 683 48 683 45 640 45 640 42 597

MODULO DE ELASTICIDAD PSI 4610250 4610250 4320000 4320000 4029750

11

PAVIMENTOS

2016-II

12

PAVIMENTOS

2016-II

13

PAVIMENTOS

2016-II

14

PAVIMENTOS

 Anexo 1: Tablas de Dimensiones y Carga

2016-II

15

PAVIMENTOS

2016-II

SE CONVIERTE DE TON A KN: 1TON= 9.964016384 KN FORMULA DE INTERPOLACION A

D

B

E

C

F

− −

=

− −

SE HALLA EL FC DE EJE DELANTERO Y TRASERO FC= FCdelantero + FCtrasero

16

PAVIMENTOS

2016-II

 Anexo 2: Factores de Equivalencia de Carga Carga bruta por eje KN lb 4.45 8.9 17.8 26.7 35.6 44.5 53.4 62.3 71.2 80.0 89.0 97.9 106.8 115.6 124.5 133.4 142.3 151.2 160.1 169.0 178.0 187.0 195.7 204.5 213.5 222.4 231.3 240.2 249.0 258.0 267.0 275.8 284.5 293.5 302.5 311.5 320.0 329.0 338.0 347.0 356.0 364.7 373.6 382.5 391.4 400.3

1,000 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000 16,000 18,000 20,000 22,000 24,000 26,000 28,000 30,000 32,000 34,000 36,000 38,000 40,000 42,000 44,000 46,000 48,000 50,000 52,000 54,000 56,000 58,000 60,000 62,000 64,000 66,000 68,000 70,000 72,000 74,000 76,000 78,000 80,000 82,000 84,000 86,000 88,000 90,000

Factores de equivalencia de Carga Ejes Ejes Ejes Simples Tandem Tridem 0.00002 0.00018 0.00209 0.01043 0.0343 0.0877 0.189 0.360 0.623 1.000 1.51 2.18 3.03 4.09 5.39 6.97 8.88 11.18 13.93 17.20 21.08 25.64 31.00 37.24 44.50 52.88

0.0003 0.001 0.003 0.007 0.014 0.027 0.047 0.077 0.121 0.180 0.260 0.364 0.495 0.658 0.857 1.095 1.38 1.70 2.08 2.51 3.00 3.55 4.17 4.86 5.63 6.47 7.41 8.45 9.59 10.84 12.22 13.73 15.38 17.19 19.16 21.32 23.66 26.22 29.0 32.0 35.3 38.8 42.6 46.8

0.0003 0.001 0.002 0.003 0.006 0.011 0.017 0.027 0.040 0.057 0.080 0.109 0.145 0.191 0.246 0.313 0.393 0.487 0.597 0.723 0.868 1.033 1.22 1.43 1.66 1.91 2.20 2.51 2.85 3.22 3.62 4.05 4.52 5.03 5.57 6.15 6.78 7.45 8.20 8.90 9.80 10.6 11.6

17

PAVIMENTOS

2016-II

 ANEXO 3: Tasa de Crecimiento de la Población por Departamento TASA DE CRECIMIENTO DE LA POBLACION POR DEPARTAMENTO DEPARTAMENTO

AÑOS 1995-2000

PERU

2000-2005

2005-2010

2010-2015

1.70

1.60

1.50

1.30

Callao

2.60

2.30

2.10

1.80

Ica

1.70

1.50

1.30

1.20

La Libertad

1.80

1.70

1.50

1.30

Lima

1.90

1.70

1.50

1.30

Moquegua

1.70

1.60

1.40

1.30

Piura

1.30

1.20

1.10

0.90

Tacna

3.00

2.70

2.40

2.10

Tumbes

2.80

2.60

2.30

2.00

Ancash

1.00

0.90

0.80

0.70

Apurímac

0.90

1.00

1.00

1.00

Arequipa

1.80

1.70

1.50

1.30

Ayacucho

0.10

0.30

0.40

0.40

Cajamarca

1.20

1.20

1.10

0.90

Cusco

1.20

1.20

1.10

1.00

Huancavelica

0.90

1.00

0.90

0.90

Huanuco

2.00

1.80

1.70

1.60

Junín

1.20

1.20

1.00

0.90

Pasco

0.40

0.60

0.50

0.40

Puno

1.20

1.20

1.10

1.00

Amazonas

1.90

1.80

1.70

1.50

Loreto

2.50

2.20

2.00

1.90

Madre de Dios

3.30

2.90

2.60

2.30

San Martín

3.70

3.30

2.90

2.60

Ucayali

3.70

3.30

2.90

2.50

COSTA

SIERRA

SELVA

Fuente: Instituto Nacional de Estadistica e Informática - INEI

Para la formula r = al valor dado en tabla

18

PAVIMENTOS

2016-II

ESFUERZOS Y DEFORMACIONES EN EL PAVIMENTO

19

PAVIMENTOS

2016-II

20

CUADRO RESUMEN:

ESFUERZOS Σz (kg/cm2)

DEFORMACION Ez(%)

PROFUNDIDAD (cm)

SISTEMA DE DOS CAPAS

a) Esfuerzos Verticales: Dependen de la relación de los módulos E1/E2 y la relación h1/a. ν=0.5 asumida para todas las capas. Z/a = h1/a

PAVIMENTOS

b) Deflexiones verticales (asentamientos)

  

E1/E2 h1/a (cm/cm)

2016-II

21