Diseño de Un Pavimento Flexible

En el trabajo se considerara al mximo todos los puntos requeridos para el diseo

de unos pavimentos que fueron aprendidos en las aulas universitarias as tambin

como nuestra apreciacin personal para poder enfrentar las posibles dificultades

que se presente proyecto

El presente trabajo es una gua muy prctica en la cual se detallara todos los

requerimientos que se necesitan para el diseo de un pavimento empezando por

estudio topogrfico estudio de suelos estudio de canteras estudio de trafico

estudio hidrolgico y el respectivo diseo del pavimento

En el estudio topogrfico se ver todo lo relacionado a la forma y pendiente del

terreno

En el estudio de suelos se ver y explicara la situacin real del terreno en el que

se pretenda construir la estructura vial explicando brevemente los ensayos que

se realizaron y extraer el dato que consideramos ms importante que es el CBR

En el estudio de canteras es muy imprtate el material con que se construir por

eso al igual que suelos se detallara los procedimientos de laboratorio y extraer los

datos mas importantes que son el CBR de subbase y el CBR de la base

En el estudio de trfico se explicara el procedimiento de aforo vehicular que se

realiz y determinar asi el tipo cantidad de vehculos que pasaron por la va y as

poder determinar el volumen que soportara la carretera as como su facto camin

En el estudio de hidrolgico se ver el diseo del sistema de drenaje de la va y

asi el reconocimiento del valor de m1 el cual es importante en la frmula para el

diseo de los pavimentos

Y finalmente con todos los datos obtenidos y siguiendo el mtodo AASTHO-93 se

proceder al respectivo diseo del pavimento

DISEO DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE

Proyecto: diseo del pavimento flexible del jirn apolo 11 de la ciudad de

Juliaca

Fecha: enero del 2013

OBJETIVOS GENERALES

Es de poder realizar un diseo de pavimentos

Poder realizar estudios preliminares como el de topografa como el de

suelos y de canteras As tambin ser estudios hidrolgicos ,del

trfico ,fuentes de agua de dicha zona

El objetivo del estudio es construir una va, a fin de disminuir el tiempo

de desplazamiento de los habitantes de la zona

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Mejora Social de la zona

Interconexin rpida y adecuada con otras vas principales de la

Ciudad

Mejora del ornato de la Ciudad. Dar seguridad a los usuarios

transentes en la zona sur.

Dotar y mejorar la infraestructura vial, que permita integrar y articular

reas y sectores de la ciudad, el cual generar una mejor

organizacin fsico espacial y un mayor dinamismo del flujo vehicular.

MEMORIA DESCRIPTIVA

-ASPECTOS GENERALES:

ANTECEDENTES

La va principal es el Jr. apolo11, es utilizado por vehculos pertenecientes

a la zona como autos, motos, triciclos as como por el poblador y peatones

que concurren a sus casas pero en esta zona es muy escasa el trnsito.

LOCALIZACIN

Lugar : Jr. Apolo 11

Distrito : Juliaca

Provincia : San Romn

Departamento : Puno

ACCESO A LA ZONA DEL PROYECTO

Existen varias vas de acceso a la zona del proyecto, siendo estas: Av. 3 de octubre

y la salida cuzco los cuales estn debidamente pavimentados.

ESTADO ACTUAL

El rea destinada para la construccin de la va alterna, tiene como punto de inicio

las intersecciones de la Av. El pacifico y la salida el cuzco esta va se

encuentra a nivel de terreno natural, con presencia de deformaciones,

hundimientos y otros, el cual se agrava en pocas de precipitaciones pluviales.

INFORME TOPOGRFICO:

LEVANTAMIENTO TOPOGRFICO

GENERALIDADES

En general, el replanteo de la carretera se ha ejecutado tratando de

aprovechar al mximo la plataforma existente, evitando por tanto

introducir mejoras que signifiquen movimientos de tierra o impliquen

la construccin de obras de arte o estructuras costosas.

Mediante el uso de una estacin Total, se realiz el levantamiento del

eje del camino, estas estn detalladas en el plano clave.

No existen zonas que puedan ser afectadas por derrumbes.

Con relacin al diseo geomtrico del camino, la relacin de los

parmetros de diseo geomtrico es:

Categora

Cdigo de ruta

rutas Longitud

Velocidad directriz

Pendiente mnima y

mxima

:

Bombeo

Taludes de corte y relleno

: 3ra. Sistema Vecinal

: No Definido en el clasificador de

: 180 m.

: 20 km/h.

:0.02% y 5%Ancho de calzada

12 m desde 0+000 hasta 0+180

:2%

: No existe

INSTRUMENTOS EMPLEADOS.

Normalmente en levantamientos topogrficos para carreteras y caminos, se utilizan

poligonales abiertas que es una serie de lneas consecutivas cuyas longitudes y

direcciones se determinaran de acuerdo a la precisin de la va.

En el levantamiento topogrfico se ha utilizado los siguientes instrumentos y

materiales:

01 Estacin Total Electrnica Modelo TOPCON GTS-210

03 bastones con sus respectivos prismas,

01 GPS GARMIN 12

01 barmetro.

Winchas de 50 m.

02 radio transmisores

01 cmara fotogrfica.

Jalones, libretas de campo, estacas, clavos y pintura.

Se opt por ste instrumento debido a:

Menor tiempo de trabajo en campo.

Precisin en el levantamiento topogrfico.

Correccin de errores automtica.

Procesamiento de datos en gabinete instantneo.

Reduccin de los costos en el proceso de levantamiento topogrfico.

INFORME DE LABORATORIO

Segn la norma tcnica NPT E 101 -2000

EL ESTUDIO DE SUELO DEBE REALIZARSE MEDIANTE POZOS,

CALICATAS, TRINCHERAS Y ZANJAS

El nmero de puntos de investigacin ser segn al tipo de via:

Tipo de va Nmero de puntos de

investigacin

rea en m2

Expresa 1 cada 1000

Arteriales 1 cada 1200

Colectoras 1 cada 1500

Locales 1 cada 1800

Para nuestro caso estamos en un tipo de va COLECTORA con un rea de

12m x 120m lo cual nos 2160 m2 entonces debimos hacer dos exploraciones

Pero asumimos una calicata cada 200 m

DICHO INFORME TIENE COMO FIN

CLASIFICACION DE SUELOS EN ASSTHO.

Este es el sistema del Departamento de Caminos de U.S.A., introducido en 1929 y

adoptado por la American Association of State Highway Officials entre otras. Es de

uso especial para la construccin de vas, en especial para manejo de subrasantes y

terraplenes.

CLASIFICACION DE SUELOS EN SUCS.

Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos SUCS, inicialmente se tienen suelos

granulares o finos, segn se distribuye el material que pasa el tamiz un suelo es fino

cuando ms del 50% pasa el T#200, si no, es granular

EXTRACION DEL SUELO (CALICATA)

Se extrajo el suelo de una calicata que se hiso con una profundidad 1.60m de ah se

obtuvo muestras alteradas de cada estrato, este muestreo se hizo para hacer la

clasificacin del suelo por el mtodo de suc.. y hacer el perfil estratigrafa del suelo y

obviamente para saber a cuanto se encuentra el nivel fretico .

PANEL DE TOPOGRAFIA DE LA CALICATA (muestreo y exploracin)

CONTENIDO DE HUMEDAD

SEGN LA NORMA NTP 339.127:1998 Contenido de humedad de un suelo

para el contenido de humedad se hizo de los 4 estrato alteras para saber el contenido de

humedad de los diferentes estratos se utilizaron los siguientes materiales .

MATERIALES Y EQUIPO

tarros (4)

tamiz 4

comba

horno

balanza

PROCEDIMIENTO

1. Separar la muestra por la malla 4

2. Pesar los tarros

3. Despus de pesar los tarros pesar tarro ms suelo hmedo

4. Una vez pesados llevarlos al horno durante 24 horas

5. El siguiente resultado que se obtendr es el peso del tarro ms muestra seca

CALCULOS

Ensayo N 1 2 3 4 Peso del suelo humedo+tara 287.82 288.10 305.96 300.37 Peso del suelo seco + tarro 269.47 232.43 245.63 241.24

Peso de tara 39.68 37.62 37.84 38.62

Peso del suelo seco 229.79 194.81 207.79 202.62

Peso de agua 18.35 55.67 60.33 59.13

Contenido de humedad % 8.0 28.6 29.0 29.2

ANALISIS GRANULOMETRICO DE AGREGADOS GRUESOS Y

FINOS

SEGN LA NORMA NTP 339.128:1998 mtodo de ensayo para anlisis

granulomtrico

OBJETIVO:

Su finalidad es obtener la distribucin por tamao de las partculas presentes en una

muestra de suelo. As es posible tambin su clasificacin mediante sistemas como

AASHTO o USCS. El ensayo es importante, ya que gran parte de los criterios de aceptacin

de suelos para ser utilizados en bases o subbases de carreteras, presas de tierra o diques,

drenajes, etc., depende de este anlisis. Para obtener la distribucin de tamaos, se

emplean tamices normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente.

APLICACIN:

Una aplicacin mas importante para poder realizar la clasificacin del suelo y enseguida

para hacer la estratigrafa del suelo de dicha calicata para lo cual se obtuvo 4 muestras

alteradas de diferentes estratos .

Al realizar un anlisis granulomtrico en suelos gruesos, tienen las siguientes aplicaciones.

a) Poder clasificar los suelos de acuerdo a la gradacin.

b) Analizar el material mas factible para la construccin de pavimentos.

c) Calcular el coeficiente de permeabilidad en uniforma aproximada.

Y en suelos finos (partculas que pasan la malla N 200)

a) Es conveniente obtener el porcentaje de partculas menores de 0.002 mm para

definir los porcentajes de limo y arcilla que contiene un suelo; en funcin de los

anteriores podremos definir u obtener la actividad de ese suelo.

EQUIPOS Y MATERIALES:(suelos)

Juego de mallas (comnmente se utiliza N 10, N 20, N 40, N 50, N 100, N 200,

y fondo.)

Malla N 200 para el lavado del suelo que paso la malla N 4.

Balanza.

Charolas.

Horno.

Agua.

Suelo en estudio.

Brocha.

Combo de goma.

Pipeta.

PROCEDIMIENTO:

Traer muestras por estrato.

Muestras inalteradas

Dejar secar la muestra

Para luego una vez secadas pesarlas para hacer lagranulometria por secado.

Disgregar la muestra con la comba de goma.

Una vez ya secado disgregar la muestra para luego ser pesada

Tamizar en la malla N 4

Este procedimiento se hace para separar los inos de los gruesos

Lavar la muestro por la malla N 200 una cantidad muestra de 500gr

Enseguida se despus del lavado se comienza a retirar todo el material para

luego llevarlo al horno 24 horas para hacer la granulometra

Realizar la granulometra los los tamices siguientes ( 4,10,20,40,50,100,200, fondo)

CALCULOS:

Para determinar el porcentaje que pasa por cada tamiz, se divide el peso total que

pasa, por el peso total de la muestra y se multiplica el resultado por 100.

Se calcula el porcentaje de material que pasa por el tamiz de 75 um (N 200) de la

siguiente forma.

% Pasa N 200

= Peso total Peso ret. en el tamiz N 200

Peso Total x 100

Se calcula el porcentaje retenido sobre cada tamiz en la siguiente forma:

% Ret. = Peso ret. en el tamiz

Peso Total x 100

Se calcula el porcentaje mas fino. Restando en forma acumulativa de 100% los

porcentajes retenidos sobre cada tamiz.

% Pasa = 100 % Ret. Acumulado

MUESTRA 1

MUESTRA 2

MUESTRA 3

MUESTRA 4

DETERMINACION DEL LMITE LQUIDO DE LOS SUELOS

NTP 339.129:1998 mtodo de ensayo para determinar limite lquido lmite

plstico e ndice de plasticidad de un suelo

OBJETIVO.

El objetivo principal es de saber el porcentaje de limite liquido de la muestra para luego

hacer la clasificacin del suelo de dicho estrato

DEFINICION

Es la frontera comprendida entre el estado semi-liquido y plstico, definindose como el

EQUIPOS Y MATERIALES A ENPLEAR.

Copa de Casagrande.

Ranurador.

Esptula

Capsula de porcelana

Esptula

Malla N 40

Horno a temperatura constante de 105C.

Balanza con aproximacin de 0.01 gr.

Pipera o recipiente

Agua destilada

Comba de goma.

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO.

1. Hacer secar la muestra( para poder disgregarla )

2. Disgregar la muestra con comba de goma (una vez secada)

3. Una vez disgregado la muestra tamizar por el tamiz 40 una cantidad de 500gr

4. Luego de ser tamiza dejar la muestra saturada durante 24 horas la muestra tiene

que estar uniforme

5. Despus de saturar la muestra realizar el ensayo de limite liquido

6. Colocar la muestra en la Cuchara dicha cuchar tiene que estar calibrado de

Casagrande (a una altura de 10 cm)

7. Una ves calibrada se procede a realizar el ensayo poniendo la muestra en cuchara

de Casagrande con la ayuda de una esptula

8. Para luego pasar con el ranulador en el medio de la muestra

9. Despus de estar separado se procede a girar la manecita con 25 golpes hasta que

se junten justo en los 25

10. Luego se saca el contenido de humedad

DETERMINACION DEL LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD

OBJETIVO.

El objetivo principal es saber si si es de alta plasticidad o bajo segn su clasificacin de

suelos

El lmite plstico, es el contenido de humedad considerar el suelo como material no

plstico.

DEFINICION

Es una frontera convencional del estado lquido y el estado solido

EQUIPOS Y MATERIALES.

Placa de vidrio esmerilado.

Capsula de porcelana.

Esptula

Malla N 40

Horno a temperatura constante de 105C.

Balanza con aproximacin de 0.01 gr.

Agua destilada

Alambre con dimetro de 3.2 mm

Comba de goma.

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO.

1. Hacer secar la muestra para disgregarla y pesarla

2. Disgregar la muestra con comba de goma

3. Tamizar por la malla 40 con un promedio de 200gr

4. Una vez tamizado saturar la muestra unifrmenle

5. El saturado de debe de hacer en pequeas esferas q se encuentren en dicha

frontera

6. Luego boleamos hasta obtener un dimetro de 3.2 mm (tiene que fisurarse).

7. Cortar en 3 partes iguales y poner en una tara.

8. Colocar en el horno por 24 horas a una temperatura de 105C

9. Sacar del horno y pesar.

CALCULO DEL LIMITE PLASTICO.

El lmite plstico es el promedio de las humedades de ambas determinaciones. Se expresa

como porcentaje de humedad, con una cifra decimal y se calcula as:

=

100

CALCULO DE INDICE DE PLASTICIDAD.

Se puede definir el ndice de plasticidad de un suelo como la diferencia entre su

lmite lquido y limite plstico.

ndice de plasticidad = Limite Liquido Limite Plstico

Cuando el lmite lquido o el lmite plstico no pueda determinarse, el ndice de

plasticidad se informara con la abreviatura NP (No Plstico).

Se puede definir el ndice de plasticidad de un suelo como la diferencia entre un lmite

lquido y su lmite plstico.

Donde:

IP = LL LP LL = Limite Liquido.

LP = Limite Plstico.

MUESTRA 1

MUESTRA 2

MUESTRA 3

MUESTRA 4

CLASIFICACION DEL SUELO

NTP 339.134:1998 mtodo para la clasificacin de suelos con propsitos de

ingeniera S.U.C.S

ESTRATO N 1

1. % QUE PASA LA MALLA N 200

Pasa > 50 % (Grueso)

74.42 > 50 % (FINO)

2. INDICE DE PLASTICIDAD (IP)

IP = 22.42

IPC = 0.73 (LL - 20)

IPC = 0.73 (43.20 - 20)

IPC = 16.94

IP > IPC

22.42 > 16.94 (ARCILLA) (C)

3. PLASTICIDAD

LP < 50

20.78 < 50 (BAJA PLASTICIDAD) (L)

S.U.C.S. (CL)

Arcilla de Baja Plasticidad.

ESTRATO N 2



80.70> 50 % (FINO)


IPC = 0.73 (LL - 20)

IPC = 0.73 (43.75 - 20)

IPC = 17.34

IP > IPC

21.48 > 17.34 (ARCILLA) (C)

3. PLASTICIDAD

LP < 50

22.27< 50 (BAJA PLASTICIDAD) (L)

S.U.C.S. (CL)

Arcilla de Baja Plasticidad. (CL)

ESTRATO N 3



82.35> 50 % (FINO)


PC = 0.73 (LL - 20)

PC = 0.73 (41.15 - 20)

IPC = 15.44

IP > IPC

10.72> 15.44 (LIMO) (M)

3. PLASTICIDAD

LP < 50

41.15< 50 (BAJA PLASTICIDAD) (L)

S.U.C.S. (ML)

LIMO de Baja Plasticidad. (CL)

ESTRATO N 4



94.06> 50 % (FINO)


IPC = 0.73 (LL - 20)

IPC = 0.73 (50.38- 20)

IPC = 22.18

IP > IPC

15.14> 22.18 (LIMO) (M)

3. PLASTICIDAD

LP < 50

35.15 < 50 (BAJA PLASTICIDAD) (L)

S.U.C.S. (ML)

Arcilla de Baja Plasticidad. (ML)

PERFIL ESTRATIGRAFICO

OBJETIVO.

Obtener un perfil estratigrfico indicando la profundidad y las caractersticas del

suelo por estratos, usando una inspeccin organolptica del terreno de fundacin.

Obtener muestras de suelo a diferentes profundidades para ensayos de humedad.

Obtener 5.00 kg de muestra representativa del suelo para otros ensayos

CALICATA

Las calicatas o catas son una de las tcnicas de prospeccin empleadas para facilitar el

reconocimiento geotcnico, estudios edafolgicos o pedolgicos de un terreno. Son

excavaciones de profundidad pequea a media, realizadas normalmente con pala

retroexcavadora.

Las calicatas permiten la inspeccin directa del suelo que se desea estudiar y, por lo tanto,

es el mtodo de exploracin que normalmente entrega la informacin ms confiable y

completa. En suelos con grava, la calicata es el nico medio de exploracin que puede

entregar informacin confiable, y es un medio muy efectivo para exploracin y muestreo

de suelos de fundacin y materiales de construccin a un costo relativamente bajo.

Es necesario registrar la ubicacin y elevacin de cada pozo, los que son numerados segn

la ubicacin. Si un pozo programado no se ejecuta, es preferible mantener el nmero del

pozo en el registro como "no realizado" en vez de volver a usar el nmero en otro lugar,

para eliminar confusiones. La profundidad est determinada por las exigencias de la

investigacin pero es dada, generalmente, por el nivel fretico.

La seccin mnima recomendada es de 0,80 m por 1,00 m, a fin de permitir una adecuada

inspeccin de las paredes. El material excavado deber depositarse en la superficie en

forma ordenada separado de acuerdo a la profundidad y horizonte correspondiente. Debe

desecharse todo el material contaminado con suelos de estratos diferentes. Se dejarn

plataformas o escalones de 0,30 a 0,40 metros al cambio de estrato, reducindose la

excavacin. Esto permite una superficie para efectuar la determinacin de la densidad del

terreno. Se deber dejar al menos una de las paredes lo menos remoldeada y contaminada

posible, de modo que representen fielmente el perfil estratigrfico del pozo. En cada

calicata se deber realizar una descripcin visual o registro de estratigrafa comprometida.

Las calicatas permiten:

Una inspeccin visual del terreno "in situ".

Toma de muestras.

Realizacin de algn ensayo de campo.

PERFIL ESTRATIGRAFO

COTA PROF. MUESTRA CLASIF. DENSIDA

D

NATURAL

DESCRIPCION

0.00

0.38

1

RELLENO

0.72

2

CL

ARCILLA DE BAJA PLASTICIDAD

1.05

3

CH

ARCILLA DE ALTA PLASTICIDAD

1.35

4

ML

LIMO DE BAJA PLASTICIDAD

1.60

5

MH

LIMO DE ALTA PLASTICIDAD

2.00

SUELO NO EXPLORADO

ENSAYO DE PROCTOR

NTP 339.141:1999 RELACIN HUMEDAD DENSIDAD POR EL MTODO DE

PROCTOR

Dicho informe servir para calcular el contenido de optimo agua para el cbr tambin para

saber el contenido de agua optima y la densidad seca mxima .

Para ello se utilizaran los equipos siguientes

EQUIPOS Y MATERIALES

Molde de CBR

Pisn

Enrazado

Una comba

Una brocha

Bandeja

Cucharon

PROCEDIMENTO

1. Dejar saturado la muestra durante 24 horas , para ello se pesaran 2600 se

tomaran 4 puntos con diferentes contenidos de agua

PESO DE LA

MUESTRA

CONTENIDO DE

AGUA

1. 2600

2. 2600

3. 2600

4. 2600

6000(ml)

6050(ml)

7000(ml)

7050(ml)

El contenido de agua siempre debe ir de 50 en 50ml

2. Una vez saturado se procede a compactar en 5 capas se separa la muestra en

5 partes iguales

3. Se compacta capa por capa con 25 golpes

4. Despus del compactado se pesa la muestra ms el molde de cada punto

5. Luego se extrae la muestra de parte superior e inferior

6. Para luego sacar el contenido de humedad

7. Despus de todo el procedimiento se empieza a sacar datos de molde

8. Realizar los clculos

CALCULOS

ENSAYO DEL CBR

NTP 339.145:1999 DETERMINACIN DE CBR MEDIDO EN MUESTRAS

COMPACTADAS EN EL LABORATORIO

Este ensayo de CBR sirve para saber la capacidad de soporte del suelo como la

vez este dato nos proporciona el CBR de la rasante

Es uno de los ensayos ms importantes para un diseo de pavimentos

Este mtodo de ensayo comprende la determinacin dela SUB-RAZANTE DE

PAVIMENTOS, BASE

EQUIPOS Y MATERIIALES

Equipo de CBR

Molde de compactacin

Disco espaciador

Martillo de compactacin

Aparato para medir la expansin

Vstago de metal ajustable

Dial de deformacin

Trpode metlico

Pesos para la sobre carga

Mquina de compresin equipada con pisn de penetracin

Otras aparatos como papel filtro, balanza horno tamices

REQUISITOS DE LOS MATERIALES

Segn la norma tcnica CE. 010 pavimentos urbanos todos los materiales debern

cumplir los requerimientos que se dan a continuacin

Para la sub base

Como ya fue mencionado en el trabajo anterior se tomara una mescla de 70%

material de taparachi y 30 % de material de isla

Por la norma tcnica de pavimentos urbanos requerimiento granulomtrico

para sub base granular

Tamiz Porcentaje que pasa en peso

Gradacin

A

Gradacin B Gradacin C Gradacin D

50 mm(2) 100 100 --- ---

25 mm(1) --- 75 - 95 100 100

9.5 mm(3/8) 30 65 40 75 50 85 60 100

4.75mm(N4) 25 - 55 30 60 35 65 50 85

2.0 mm(N10) 15 - 40 20 45 25 50 40 70

4.25 mm(N40) 8 20 15 - 30 15 30 25 45

75 mm(N200) 2 - 8 5 - 15 5 15 8 - 15

La curva de gradacin A deber emplearse para zonas cuya altitud sea igual

o superior a los 3000msnm

Para nuestra mescla de canteras tenemos los siguientes datos

La clasificacin de suelos indica que es doble grava bien gradada con

contenido de limo GP-GM

Su humedad natural es de: 7.40%

Como se puede apreciar en la hoja anterior los valores para la gradacin A

estn dentro de los requerimientos de la norma

tamiz Porcentaje que pasa en peso

Gradacin A Mescla 70- 30 %

50 mm(2) 100

25 mm(1) ---

9.5 mm(3/8) 30 65 62.90

4.75mm(N4) 25 - 55 46.40

2.0 mm(N10) 15 - 40 31.83

4.25 mm(N40) 8 20 14.13

75mm(N200) 2 - 8 6.64

REQUERIMIENTO DE CALIDAD PARA SUB- BASE GRANULAR

Degaste de abrasin los ngeles norma tcnica especfica

ensayo norma requerimientos

< 3000 msnm >3000 msnm

Abrasin los

ngeles

NTP 400. 019:2002 50 % mximo

Desgaste 21.83 %

En el ensayo de abrasin los ngeles el material que se requiere emplear

cumple de una manera eficiente el rango establecido

DETERMINACIN DEL CBR EN LABORATORIO


< 3000 msnm >3000 msnm

CBR de

laboratorio

NTP 339. 145:1999 30 40 % mnimo

CBR para la sub base 74%

DETERMINACIN DEL LMITE LQUIDO

ensayo norma Requerimientos

< 3000 msnm >3000 msnm

Limite liquido NTP 339. 129:1998 25% mximo

Limite liquido de la sub base 25.25%


< 3000 msnm >3000 msnm

ndice de

plasticidad

NTP 339. 129:1998 6 % mximo 4 %mximo

ndice de plasticidad de sub base 25.25%

Equivalente de arenas


< 3000 msnm >3000 msnm

Equivalente de

arenas

NTP 339. 146:2000 25% mnimo 35% mnimo

Equivalente de arenas 41,5 %

OBSERVACIN:

Como se puede apreciar todos los resultados estn dentro de los parmetros

requeridos para la conformacin de una sub base granular con una pequea

deferencia en el lmite liquido el cual tomaremos con irrelevante

PARA LA BASE

SE TOMARA UNA MESCLA DE 40% TAPARACHI Y 60 % ISLA

Tamiz Porcentaje que pasa en peso

Gradacin

A

Gradacin B Gradacin C Gradacin D

50 mm(2) 100 100 --- ---

25 mm(1) --- 75 - 95 100 100

9.5 mm(3/8) 30 65 40 75 50 - 85 60 100

4.75mm(N4) 25 - 55 30 60 35 65 50 85

2.0 mm(N10) 15 - 40 20 45 25 50 40 70

4.25 mm(N40) 8 20 15 - 30 15 30 25 45

75 mm(N200) 2 - 8 5 - 15 5 - 15 8 - 15

Como en el caso anterior se tomara la gradacin A para a ms de 3000msnm

Anlisis granulomtrico del material a usar en la base

La clasificacin de suelos es una grava bien gradada con contenido de limos

GP-GM

Con un contenido de humedad de: 7. 56%

tamiz Porcentaje que pasa en peso

Gradacin A Mescla 70- 30

%

50 mm(2) 100 100

25 mm(1) --- ---

9.5 mm(3/8) 30 65 62.10

4.75mm(N4) 25 - 55 46.00

2.0 mm(N10) 15 - 40 32.81

4.25 mm(N40) 8 20 14.69

75mm(N200) 2-8 5.43

Requerimientos del agregado grueso de base granular

Determinacin de abrasin los ngeles


< 3000 msnm >3000 msnm

Abrasin los

ngeles

NTP 400. 019:2002 40 % mximo

Desgaste 23.57 %

DETERMINACIN DE LAS SALES SOLUBLES


< 3000 msnm >3000 msnm

Sales solubles NTP 339.016:2002 0.5% mximo

Sales solubles totales 0.17 %

Requerimientos del agregado fino para base granular

Determinacin lmites de consistencia

ensayo Norma requerimientos

< 3000 msnm >3000 msnm

ndice plstico NTP 339.129:1998 4% mximo 2% maximo

ndice plastico NP

Determinado el equivalente de arenas


< 3000 msnm >3000 msnm

Equivalente de

arenas

NTP 339. 146:2000 35% mnimo 45% mnimo

Equivalente de arenas 52.1%

DETERMINACIN DEL PROCTOR MODIFICADO

Determinacin del CBR

Valor

relativo de soporte, CBR NPT 339,145:1999

Vas locales y colectoras Mnimo 80%

Vas arteriales y expresas Mnimo 100

Para la base va local CBR 90.2%

Cumple con el parmetro establecido por la norma

DETERMINACIN DEL COEFICIENTE DE DRENAJE

Para la zona de Juliaca llueve 4 mese lo que viene a ser un 42% del ao

entonces en la siguiente tabla

% de tiempo en que la estructura del pavimento es expuesta al nivel de humedad prxima a la saturacin

Calidad de drenaje

Menos que 1%

1 -5% 5-25% Mayor que 25%

Excelente 1.40 - 1.35 1.35 1.30 1.30 1.20 1.20

Bueno 1.35 1.25 1.25 1.15 1.15 1 .00 1.00

Regular 1.25 1.15 1.15 1.05 1.00 0.80 0.80

Pobre 1.15 - 1.05 1.05 - 0.8 0.80 0.60 0.60

Muy pobre 1.05 0.95 0.95 0.75 0.75 0.40 0.40

La calidad del drenaje en la zona consideraremos buena entonces nuestro

sera de 1.00

ESTUDIOS HIDRULICOS

CUNETAS

Se ha propuesto prever cunetas en ambos extremos de la va

Las cunetas sern triangulares de 0.4 X 0.22 m y el tipo de revestimiento ser de

concreto simple; descargando los caudales transportados a las cunetas

perpendiculares que se encuentran en el inicio y fin de la va a asfalta.

DISEO DE CUNETAS

Para el diseo de cunetas en el presente proyecto hemos tenido las siguientes

consideraciones:

MATERIAL Las cunetas proyectadas irn en los extremos de la via siendo la eleccin

de su revestimiento de concreto simple

PENDIENTE

Para nuestro tramo de va asumiremos una pendiente de 1%

REALIZANDO LOS CALCULOS:

Determinado el caudal de diseo para la va

Q=CIA

DONDE:

C=coeficiente de escorrentas

Para calzadas afirmadas (0.5)

I=intensidad

De los valores registrados en la estacin Juliaca, se observa que el mximo

de 71.6mm/h

i=0.00002m/seg

A=area

Para la calzada 6m x 180m= 1080m2

Q=0.5x0.00002x1080

Q=0.011m3/seg

Por la ecuacin de mannig

A x R2/3 x s1/2

| Q= -----------------

n Por mxima eficiencia hidrulica.

S=0.01

Eligiendo una seccin

1

=

0.22

1

z=4.55

A=

A=4.55

2 2 = 2.282

P= ( + + )

P= (12 + 4.552 + 1) = 3.49y

R=

R= 2.282

3.49=0.65y

Q= 2.282(0.65)

230.010.5

0.017

Material N

terrenos en tierra 0.025

concreto 0.017

mampostera de piedra 0.025

n tirante(m) caudalcaudal3/s)

1 0.031 0.0009

2 0.032 0.0102

3 0.033 0.0108

4 0.034 0.0115 5 0.035 0.0122

Como se puede apreciar el caudal Max que soportara la cuneta ser con un

tirante de 0.034 m la cuneta escogida ser apropiada para esta va

INTRODUCCIN El estudio de trfico nos proporciona una estadstica de trnsito existente en determinado sector de carretera con la cual se podr efectuar la decisin prioritaria para el estudio del presente Expediente Tcnico del diseo de un pavimento flexible en el jirn apolo 11 El conteo de trfico para tener una estadstica real del volumen de trnsito vehicular diario que pasan por un punto predeterminado de acuerdo a la clasificacin segn su capacidad de carga.

TRNSITO (DEMANDA)

Probablemente, la variable ms importante en el diseo de una va es el trnsito, pues, si bien el volumen y dimensiones de los vehculos influyen en su diseo geomtrico, el nmero y el peso de los ejes de stos son factores determinantes en el diseo de la estructura del pavimento. La demanda o volumen de trfico (IMDA TPD), requiere ser expresado en trminos de Ejes Equivalentes acumulados para el periodo de diseo. Un eje equivalente (EE) equivale al efecto de deterioro causado sobre el pavimento, por un eje simple de dos ruedas cargado con 8.2 ton de peso, con neumticos con presin de 80 lb. /pulg2.

AFORO VEHICULAR El aforo vehicular se realiz en una semana en dos turnos, uno en la maana desde las 9 am hasta las 12 m y otro de tarde desde las 3pm hasta las 6 pm pudiendo notar que la mayor parte de vehculos que pasan por esta va son de carcter ligero (autos camionetas y combis) Las cantidad de vehculos aforada servir para la determinacin del TPS (transito promedio semanal) el cual proporcionara el dato necesario para poder determinar el ESAL de diseo as como las tasas de crecimiento y proyeccin

CALCULO DEL TPD Del aforo realizado en la zona de estudio de la va, durante el periodo 01 semana (7 das ), se obtuvo los siguientes resultados:

Determinacin de la tasa de crecimiento anual (r) Es la correlacin dinmica de crecimiento socio econmico, esta visto que Juliaca

por su ubicacin geografa es un centro de comercio con un gran crecimiento tanto

econmico como poblacional, por otro lado la zona no est completamente

saturada ya que nos es una va que se encuentra por el centro de la ciudad as

tambin quizs nos sea una va tan importante para que atraiga el trafico hacia una

avenida principal y la verdad la zona tampoco propicia un alto crecimiento con

todas estas referencias podemos asumir del siguiente cuadro:

CASO TASA DE CRECIMIENTO

Crecimiento Normal 1% al 3%

Vas completamente saturadas

0% al 1%

Con trafico inducido 4% al 5%

Alto crecimiento mayor al 5%

Debido a las condiciones ya descritas nuestra tasa de crecimiento anual ser de

carcter normal valores entre 1% a 3% de los cuales asumiremos un valor de 3%

PERIODO DE DISEO

El mtodo AASTHO disea los pavimentos por fatiga. La fatiga se entiende como el nmero de repeticiones ciclos de carga que actan sobre un elemento determinado. Al establecer una vida til de diseo, en realidad lo que se est haciendo es tratar de estimar, en un periodo de tiempo, el nmero de repeticiones de carga a las que estar sometido el pavimento. Es un dato que el proyectista asumir segn a su criterio pero en este caso el dato lo deduciremos de la siguiente tabla:

TIPO DE VIA PERIODO DE DISEO

Autopista Regional

20 -40 aos

Troncales Sub urbanas

15 - 30 aos

Troncales Rurales

Colectora Sub Urbanas

10 - 20 aos

Colectoras Rurales

Para el caso de nuestro pavimento como es una va colectora asumiremos un

periodo de diseo de 20 aos

Determinacin de la confiabilidad de la va

Se denomina confiabilidad (R%) a la probabilidad de que un pavimento rigido desarrolle su funcin durante su vida til en condiciones adecuadas para su operacin. Tambin se puede entender a la confiabilidad como un factor de seguridad, de ah que su uso se debe al mejor de los criterios.

La confiabilidad para el caso de nuestra va lo tomaremos de la siguiente tabla:

como consideramos una va colectora urbana un nivel de confiabilidad de 95

Entonces la desviacin estndar estar dada por la siguiente tabla:

Confiabilidad R (%) Desviac. Estan. (Zr)

50 0.000

60 -0.253

70 -0.524

75 -0.674

80 -0.841

85 -1.037

90 -1.282

91 -1.340

92 -1.405

93 -1.476

94 -1.555

95 -1.645

96 -1.751

97 -1.881

98 -2.054

99 -2.327

99.9 -3.090

99.99 -3.750

DETERMINACIN SERVICIABILIDAD ( PSI):

La serviciabilidad se define como la habilidad del pavimento de servir al tipo de trfico (autos y camiones) que circulan en la va. La medida primaria de la serviciabilidad es el ndice de Serviciabilidad Presente. El procedimiento de diseo AASHTO predice el porcentaje de perdida de seviciabilidad ( PSI) para varios niveles de trfico y cargas de ejes.

INDICE DE SERVICIO

CALIFICACION

5 Excelente

4 Muy bueno

3 Bueno

2 Regular

1 Malo

0 Intransitable

Como el ndice de serviciabilidad final de un pavimento es el valor ms bajo de deterioro a que puede llegar el mismo, se sugiere que para carreteras de primer orden (de mayor trnsito) este valor sea de 2.5 y para vas menos importantes sea de 2.0; para el valor del ndice de serviciabilidad inicial la AASTHO lleg a un valor de 4.5 para pavimentos de concreto y 4.2 para pavimentos de asfalto. Para este caso asumiremos un valor de serviciablidad de 3.

CON LOS DATOS OBTENIDOS SERA HARA EL DISEO DE

PAVIMENTOS

El diseo del pavimento lo haremos siguiendo la base de un ejercicio realizado en

el saln de clase

Los datos extrados de todos los estudios son:

Periodo de diseo: 20 aos

Transito promedio diario TPD: 78 veh

Tasa de crecimiento anual: 3%

Confiabilidad: 95%

Desviacin estndar:3.5

CBR de la sub-rasante: 10.4%

CBR de la sub-base: 74%

CBR de la base: 90.2

Para un concreto asfaltico se estima su mdulo de elasticidad del concreto

de 25000 kg/cm2 (350000 PSI)

La relacin de drenaje ser de = 1.00

PSI=3

CALCULOS

1.-clculo del factor camin (F.C.)

Para vehculos ligeros( camionetas, autos, combis) el factor camin ser de 0.001

Para nuestro B-2 por la tabla: 7 toneladas eje delantero 11 toneladas

B-2

Transformando de toneladas a KN

7000 kg x 9.81= 68670N =====> 68 KN

11000KG x 9.81=107910=====>107KN

Segn la tabla 6.1: factores de equivalencia de carga

Debemos de obtener los valores de equivalencia de carga de 68 KN y 107KN

Iterando valores para 68KN

Carga bruta por eje

KN

Factores de equivalencia de carga

Eje simple Eje tndem Eje tridem

62.3 0.360 0.022 0.006

68 0.528 -- --

71.2 0.623 0.047 0.011

Iterando valores para 107 KN

Carga bruta por eje

KN



106.8 3.03 0.260 0.057

107 3.25 -- --

115.6 4.09 0.364 0.080

Factor camin para un B-2:

0.528+3.25=3.78

Para nuestro C-2 por la tabla: 7 toneladas eje delantero, 11

toneladas 1er eje

Transformando de toneladas a KN

7000 kg x 9.81= 68670N =====> 68 KN

11000KG x 9.81=107910=====>107KN

Segn la tabla 6.1: factores de equivalencia de carga

Debemos de obtener los valores de equivalencia de carga de 68 KN y 107KN

Iterando valores para 68KN

Carga bruta por eje

KN



62.3 0.360 0.022 0.006

68 0.528 -- --

71.2 0.623 0.047 0.011

Iterando valores para 107 KN

Carga bruta por eje

KN



106.8 3.03 0.260 0.057

107 3.25 -- --

115.6 4.09 0.364 0.080

Factor camin para un C-2:

0.528+3.25=3.78

Factor camin total

Tipo de

vehculos

Veh/dia Veh/ao Factor

camion

Autos y

combis

66 24090 0.001

C-2 8 2920 3.78

B-2 8 2920 3.78

total 7.56

Determinacin del ESAL de diseo

ESAL= TPD x

100 x

100 x 365 x

(1+) 1

ln (1+) x FC

ESAL= 78 x50

100 x

50

100 x 365 x

(1+0.03)20 1

ln (1+0.03) x 7.56

ESAL=1.5 x 106

Determinacin del mdulo de resilencia de la sub rasante

MR=100 x CBR (Kg/cm2)

MR=1500 x CBR (lb/pulg2)

Para nuestro caso asumimos las segunda ecuacin

MR=1500 x 10.4 15600(Kg/cm2)

Determinacin de los mdulos de resilentes de la base

De la

Grfica obtenemos

MR=29000 PSI

a 2= 0.138

Determinacin del mdulo de resilente y el valor a3

De la grfica obtenemos

MR= 27500 PSI

a 3=0.128

Determinacin del SN o volumen estructural del pavimento

capa confiabilidad Desviacin

estndar

ESAL

de

diseo

Mdulo

de

resilencia

SN a

1.Subrasante 95% 0.35 1.5

x106

15600 3.20 0.39

2.base 95% 0.35 1.5

x106

29000 2.45 0.138

3.subbase 95% 0.35 1.5

x106

27500 2.5 0.128

Determinacin de los espesores de las capas del asfalto

Calculo del D1

D1=1

1

D1=320

0.39

D1= 8.21

Esta capa tiene valores que oscilan de 2 a 3

Nosotros asumiremos un valor de 3 pulgadas

SN1corr= 3 x 0.39

SN1corr=1.17

Calculo del D2

SN base = SN subbase SN corr

SN base = 2.5 1.17

SN base =1.33

D2=

21

D2=1.33

0.1381

D2=9.63 pulgadas

Los valores de la capa deben estar entre 20 a 25 cm

Entonces el valor es aceptado, por lo cual nuestra capa ser

de 25 cm o 9.8 pulgadas

Calculo del D3

SN subbase = SN subrasante SN1corr- SN base

SN subbase = 3.20 1.17 -1.33

SN subbase=0.70

D2=

31

D2=0.70

0.1281

D2=5.47

Como se encuentra fuera del rango de 20 a 25 cm

consideraremos 8 pulgadas

EL DISEO DEL PAVIMENTO QUEDARA;

Diseño de Un Pavimento Flexible

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