DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLEPROYECTO:

FECHA: 5/10/2015

log ʎPSILog(W18) = Zr * So + 9.36 * log (SN+1)- 0.2 + 4.2-1.5 + 2.32 * log MR -8.07

0.4 + 1094(SN+1) 5.19

Donde:W18 = Número de ejes equivalentes de 80Kn (18,000lb), en el período de diseño

Zr = Desviación Estándar NormalSo = Error Estándar combinado de la predicción del tránsito

ΔPSI = Diferencia de Serviciabilidad (Po-Pt)Po = Serviciabilidad InicialPt = Serviciabilidad FinalMr = Módulo ResilenteSN = Número Estrucutral indicativo del espesor total del pavimento.

SN = a1D1 + a2D2m2 + a3D3m3ai = Coeficiente de capa iDi = Espesor de capa i (pulgadas)mi = Coeficiente de drenaje de la capa i

"MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL EN LA AVENIDA CIRCUNVALACION DE LA CIUDAD DE JULIACA - PROVINCIA DE SAN ROMAN - PUNO."

1.- DISEÑO EXPERIMENTAL AASTHO - 1993

Es uno de los métodos más utilzados y de mayor satisfacción a nivel internacional para el diseño de pavimentos. Basado en resultados empiricos de la carretera de prueba AASTHO en diferentes circuitos es desarrollado en función a un método experimental. El procedimiento de diseño se realiza suponiendo un número estructural del pavimento y se efectúa tanteos analíticamente hasta equilibrar la expresión de diseño o a través de mongramas. El número estructural de un pavimento se obtiene producto de coeficientes de Resistencia relativa de cada una de sus capas constituyentes, de acuerdo al tipo de material.

1.1 CONFIABILIDAD(R): cuadro 12.6 (manual de carreteras)

R= 0.95

1.2DESVIACION ESTANDAR(So):

el metodo AASHTO incorpora el criterio de la confiabilidad (%R) que representa la confiabilidad que una determinada estructura se comporte, durante su periodo de diseño, de acuerdo con lo previsto. Esta probabilidad esta en funcion de la variabilidad de los factores que influyen sobre la estructura del pavimento y su comportamiento; sin embargo solicitaciones diferentes a las esperadas, como por ejemplo, la calidad de la construccion, condiciones climaticas, extraordinarias, crecimiento excepcional del trafico pesado mayor a lo previsto y otros factores, pueden reducir la vida util prevista de un pavimento En este caso el pavimento tendra confiabilidad de 95 %, esto significa que solamente el 5 % del tramo del pavimento se encontrara con un indice de serviciabilidad inferioi al previsto, es decir que el modelo de comportamiento esta basado en criterios de serviciabilidad y no en un determinado mecanismo de falla. En consecuencia a mayor nivel de confiabilidad se incrementara el espesor de l.a estructura del pavimento a diseñar (manual de carreteras)

La Desviacion Estandar Combinada (So), es un valor que toma en cuenta la variabilidad esperada de prediccion del transito y de los otros factores que afectan el copmportamiento del pavimento; como por ejemplo, construccion, medio ambiente, incertidumbre del modelo. La guia AASHTO recomienda adoptar para los pavimentos flexibles, valores de So comprendidos entre 0.40 y 0.50, para este diseño adoptaremos el valor de 0.45

So = 0.45

1.3)ESAL DE DISEÑO:

EE = 2.30E+07

1.4)DESVIACION ESTANDAR NORMAL(ZR): cuadro 12.8 (manual de carreteras)

ZR = -1.645

El coeficiente estadistico de Desviacion Estandar Normal (Zr) respresenta el valor de la confiabilidad seleccionada, para un

conjunto de datos en una distribucion normal

1.5)INDICE DE SERVICIABILIDAD PRESENTE (PSI)

1.5.1 Serviciabilidad Inicial ( Pi )La Serviciabilidad Inicial (Pi) es la condicion de una via recientemente construida.

1.5.2 Serviciabilidad Final o Terminal ( Pt )

9) CE.010 PAVIMENTOS URBANOS

para pavimentos flexibles : 4

indice de serviciabilidad final = 2.5indice de serviciabilidad inicial = 4

1.5.3 variacion de serviciabilidad (ʎPSI )

El indice de serviciabilidad presente es la comodiad de circulacion ofrecida al usuario. Su valor varia de 0 a 5. Un valor de 5 refleja la mejor comnodidad teorica (dificil de alcanzar) y por el contrario un valor de 0 refleja el peor. Cuando la condicion de la via decrece por deterioro, el PSI tambien decrece.

La serviciabilidad Terminal (Pt) es la condicion de una vía que ha alcanzado la necesidad de algun tipo de rehabilitacion o reconstruccion.

8)Indice de serviciabilidad inicial (Po):

ʎPSI es la diferencia entre la serviciabilidad inicial y terminal asumida para el proyecto en desarrollo

ʎPSI= Po - Pf

ʎPSI= 4 - 2.5

ʎPSI= 1.5

1.6) CBR DE DISEÑO

espesor minimo para una subrasante 30 cmSUB RASANTECBR 1 = 37 h = 0.4 m

SUELO NATURALCBRo = 7.3

1 = 0.125 * 1 - 7.3 + 7.3F 37 37

2 370.156 + 0.4 * 7.3

F = 3.09

CBR dis = F*CBRoCBR dis = 3.087 * 7.3

El CBR de diseño sera :

ʎPSI es la diferencia entre la serviciabilidad inicial y terminal asumida para el proyecto en desarrollo

El CBR de diseño resulta del producto del CBR representativo(CBRo) del suelo con el factor de seguridad (F).

F es un valor que calcularemos con la siguiente formula . Este valor sera un factor de seguridad que aplicaremos a nuestro CBR de diseño

1/𝐹=0.125/〖 (0.156+ℎ^2∗(〖𝐶𝐵𝑅 1/𝐶𝐵𝑅𝑜)〗^(2/3))〗^(1/2) *(1-𝐶𝐵𝑅𝑜/𝐶𝐵𝑅1)+(𝐶𝐵𝑅𝑜/𝐶𝐵𝑅1)

2/3 1/2

CBR dis = 22.5377

1.7)CALCULO DEL NUMERO ESTRUCTURAL PARA PROTEGER LA SUB RASANTE SN3:

1.7.1)correlacion de la sub rasante:

0.64

MR = 2555 * 22.5377

MR= 18760.879 PSI

1.7.2 calculo de numero estructural

Log1.5

Log 2.30E+07 = -1.645 * 0.45 + 9.36 * Log(SN+1)-0.2+ 4.2-1.5 + 2.32*Log ( 18760.88 )-8.07

0.4+ 1094SN+1 5.19

FX ###

FX^2 ###

El numero estructural para proteger la Sub Rasante (SN 3 )sera:

SN3= 4.48

El modulo de resiliencia ( MR) es una medida de resiliencia del suelo de sub rasante, el cual para su calculo, se empleara la ecuacion , que correlaciona con el CBR, recomendada po el MEPDG (Mechanistic Empirical Pavement Design Guide )

〖𝑀𝑅 =2555∗𝐶𝐵𝑅 𝑑𝑖𝑠〗^0.64

2)CALCULO DE LOS ESPESORES DEL PAVIMENTO

Para la carpeta de rodadura lo recomendable es trabajar con una estabilidad marshall de 9000 NPara los CBR tanto de base y sub base tomaremos los valores de los ensayos de laboratorios respectivos

C.E.010 pavimentos urbanos

carpeta de rodaduraMACestabilidad = 9000 Nbase granular según ensayos de laboratorio el CBR de la base es 49 % pero, CBR = 100 % CBR minimo para una base granular es 100%

entonces sugerimos que mejoren el CBR de la base granularsub base granularCBR = 60 %

2.1 CALCULO DEL SN PARA PROTEGER LA SUB BASE(SN 2 )

a)

0˂CBR˂ 12

usaremos la correlacion con el CBR de la sub base (datos obtenidos en ensayos de laboratorio.) para obtener el MR

12˂CBR˂80〖𝑴𝑹 =𝟏𝟕.𝟔∗𝑪𝑩𝑹〗^(𝟎.𝟔𝟒) 〖𝑴𝑹 =𝟐𝟐.𝟏∗𝑪𝑩𝑹〗^(𝟎.𝟓𝟓)

como el CBR de la sub base es mayor a 12 % usaremos la segunda correlacion

0.55

MR= 22.1 * 60

MR= 210.08 Mpa

MR= 210.08 Mpa * 145.0377 PSI

MR= 30468.871

b) calcularemos el numero estructural para proteger la sub base

Log1.5

Log 2.30E+07 = -1.645 * 0.45 + 9.36 * Log(SN+1)-0.2+ 4.2-1.5 + 2.32*Log ( 30468.87 )-8.07

0.4+ 1094SN+1 5.19

FX ###

FX^2 ###

SN2= 3.72

2.1 CALCULO DEL SN PARA PROTEGER BASE(SN 1 )

a)

* como el CBR de la base es mayor a 12 % usaremos la segunda correlacion

0.55

MR= 22.1 * 100

MR= 278.22 Mpa

MR= 278.22 Mpa * 145.0377 PSI

MR= 40352.754

b) calcularemos el numero estructural para proteger la sub base

Log1.5

Log 2.30E+07 = -1.645 * 0.45 + 9.36 * Log(SN+1)-0.2+ 4.2-1.5 + 2.32*Log ( 40352.75 )-8.07

0.4+ 1094

usaremos la correlacion con el CBR de la sub base (datos obtenidos en ensayos de laboratorio.) para obtener el MR

0.4+SN+1 5.19

fx ###

fx^2 ###

SN1= 3.33

2.2. coeficientes estructurales del pavimento (a)

a1: 0.43a2: 0.132a3: 0.127

manual de carreteras

2.3. coeficientes de drenaje

m1: 0m2: 1m3: 0.8

valores para m

AASHTO 93

2.4. espesor de la carpeta asfaltica

D1 min = 3.3290.43

D1 min = 7.709 plgD1 adop = 5 plg

SN1 adop = 2.159

2.5 espesor de la base granular

D2 min= 3.724 - 2.160.132 * 1

D2 min= 11.85 plgD2 adop= 10.5 plg

SN2 adop = 3.545

2.5 espesor de la sub base granular

D3 min = 9.183 plgD3 adop= 9.5 plg

SN3 adop= 4.5102

VERIFICACION

Sndiseño= 4.5102 >= 4.48 ok

carpeta de rodadura= 5 plg 12.7 cm

base granular = 10.5 plg 26.67 cm

D1 adopt ≥ D1 min = (𝑆𝑁1 𝑚𝑖𝑛)/𝑎1

sub base granular = 9.5 plg 24.13 cm

capa subrasante = 15.75 plg 40 cm