Manual Centroamericano para Diseño de Pavimentos · PDF file5.3 Elementos que integran...

Agencia de los Estados Unidospara el Desarrollo Internacional
Secretara de Integracin EconmicaCentroamericana
Manual Centroamericanopara Diseo de
Pavimentos
Noviembre de 2,002
Ing. Jorge Coronado IturbideConsultor

MANUAL CENTROAMERICANO PARA DISEO DE PAVIMENTOS
La Secretara de Integracin Econmica Centroamericana, me honr en la seleccin para el desarrollo del Estudio mencionado, presentndolo a continuacin. Este estudio fue desarrollado a travs del convenio de donacin USAID/SIECA No. 0596-0184.20, siendo parte del Programa mejora de la capacidad de la regin para mitigar los efectos transnacionales de desastres, dando como componente final el MANUAL CENTROAMERICANO PARA DISEO DE PAVIMENTOS. Responsable de la Consultora: Ing. Jorge Coronado Iturbide Consultor Grupo de apoyo tcnico Ing. Rodrigo Rendn Estrada Coordinacin por parte de La SIECA Lic. Ernesto Torres Chico Ing. Rafael Prez Riera Ing. Csar Castillo Morales Grupo de Revisores Regionales Ing. Gustavo Morales, Guatemala Ing. Hans Alexis Tovar, El Salvador Ing. Ana Julia Garca, Honduras Ing. Jos A. Gutirrez, Nicaragua Ing. Anbal Sanabria, Costa Rica
Ing. Jorge Coronado Iturbide Consultor
Guatemala, Noviembre de 2,002

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INTRODUCCIN Constituyendo el sistema de transporte la base primordial para
desarrollar la integracin tanto econmica, como social y cultural y para
fomentar la convivencia entre los habitantes de los pases
centroamericanos, ser la red vial que los interconecta, el factor
medular sostenible para tal fin.
La SECRETARA DE INTEGRACIN ECONMICA
CENTROAMERICANA, SIECA, con visin integral, permanente y
futurista de integracin, procedi con el apoyo de la AGENCIA
INTERNACIONAL PARA EL DESARROLLO DE LOS ESTADOS
UNIDOS, USAID, a elaborar una serie de normas y manuales para:
Planificar, Construir, Mejorar, Mantener y Fortalecer la red vial
centroamericana, reduciendo su vulnerabilidad ante los desastres
naturales.
Como parte de esos documentos, se presenta el MANUAL CENTROAMERICANO PARA DISEO DE PAVIMENTOS el cual coadyuvar a construir mejores y ms durables superficies de
rodaduras de las carreteras, para seguridad y comodidad de los
usuarios, desafiando a las nuevas tecnologas de fabricacin de equipo
rodante, de las propiedades de los materiales y las inclemencias del
tiempo.

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CONTENIDO Introduccin ndice de Tablas ndice de Figuras Abreviaturas Definiciones CAPTULO 1 Condiciones actuales de los pavimentos en Centroamrica 1.1 Antecedentes 1 1.2 Diseos utilizados 4 1.3 Trnsito 5 1.4 Drenaje 6 1.5 Mitigacin 6 1.6 Rehabilitacin 7 1.7 Materiales 8 1.8 Capacidad instalada 10 1.9 Controles 11 1.10 Diseo versus lo construido 12 1.11 Mantenimiento 13 1.12 Resumen 13 CAPTULO 2 Consideraciones para el diseo 2.1 Clasificacin de calles y carreteras 1 2.2 Seleccin de variables de diseo 2 2.3 Criterios de diseo 3 2.4 Caractersticas de los materiales 4 2.5 Efectos de la temperatura en la estructura
de pavimento 5 2.6 Costos del ciclo de vida 6

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CAPTULO 3 Anlisis de Trnsito 3.1 Volmenes de trnsito 1 3.2 Consideraciones para clculo de ejes
Equivalentes 3 3.3 Determinacin y clculo de ejes equivalentes
de diseo 24 3.4 Factor de distribucin por direccin 28 3.5 Factor de distribucin por carril 29 CAPTULO 4 Evaluacin de Subrasantes 4.1 Propiedades fsico-mecnicas de los suelos para
Subrasante 2 4.2 Clasificacin de suelos 2 4.3 Ensayo de suelos 4 CAPTULO 5 Elementos de la estructura de pavimento 5.1 Tipos de pavimento 1 5.2 Elementos que integran el Pavimento Flexible 2 5.3 Elementos que integran el Pavimento Rgido 26 CAPTULO 6 Drenajes 6.1 Definiciones de drenajes en pavimentos 1 6.2 Drenaje de pavimentos 16 CAPTULO 7 Diseo de espesores 7.1 Pavimentos flexibles 1 7.2 Pavimentos rgidos 51 7.3 Adoquines 102

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CAPTULO 8 Rehabilitacin de pavimentos existentes 8.1 Pavimentos flexibles 1 8.2 Pavimentos rgidos 5 8.3 Sobrecarpetas (Recapeos) 8 8.4 Diseo de recapeos por el mtodo AASHTO 11 CAPITULO 9 Descripcin de procedimientos analticos, empricos y mecansticos, para diseo y evaluacin de estructuras de pavimentos. 9.1 Introduccin 1 9.2 Modelo de respuesta 3 9.3 Criterios de falla 6 9.4 Comprobaciones finales 7 9.5 Mtodos empricos 7 9.6 Beneficios de los mtodos analticos 11 9.7 Marco para el desarrollo de aplicacin 13 9.8 Implementacin 17 9.9 Consideraciones de diseo 18 9.10 Ingreso de datos 19 9.11 Sumario 19 Bibliografa

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NDICE DE TABLAS Captulo 1 Pag Tabla 1-1 Longitud de carreteras en Centroamrica, en 1,970 2 Tabla 1-2 Longitud de kilmetros por tipo de rodadura,
ao 2,001
4 Tabla 1-3 Anlisis de laboratorios que se realizan a los
Materiales
9 Captulo 2 Tabla 2-1 Clasificacin funcional de las carreteras Regionales,
Volmenes de Trnsito, Nmero de carriles y Tipo de Superficie de Rodadura
2 Captulo 3 Tabla 3-1 Factores equivalentes de carga para pavimentos
flexibles, ejes simples, Pt = 2,0 6
Tabla 3-2 Factores equivalentes de carga para pavimentos flexibles, ejes tndem, Pt = 2,0
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Tabla 3-3 Factores equivalentes de carga para pavimentos flexibles, ejes tridem, Pt = 2,0
8
Tabla 3-4 Factores equivalentes de carga para pavimentos flexibles, ejes simples, Pt = 2,5
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Tabla 3-7 Factores equivalentes de carga para pavimentos flexibles, ejes simples, Pt = 3,0
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Tabla 3-10 Factores equivalentes de carga para pavimentos rgidos, ejes simples, Pt = 2,0
15
Tabla 3-11 Factores equivalentes de carga para pavimentos rgidos, ejes tndem, Pt = 2,0
16

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Pag Tabla 3-12 Factores equivalentes de carga para pavimentos
rgidos, ejes tridem, Pt = 2,0
17 Tabla 3-13 Factores equivalentes de carga para pavimentos
rgidos, ejes simples, Pt = 2,5
rgidos, ejes tndem, Pt = 2,5
rgidos, ejes simples, Pt = 3,0
rgidos, ejes tndem, Pt = 3,0
23 Tabla 3-19 Lmite de peso por eje 24 Tabla 3-20 Factores de crecimiento de trnsito 25 Tabla 3-21 Factor de distribucin por direccin 29 Tabla 3-22 Factor de distribucin por carril 29 Tabla 3-23 Valores equivalentes entre kN y lb 30 Captulo 4 Tabla 4-1 Clculo del dao relativo (Uf) 14 Captulo 5 Tabla 5-1 Requisitos de graduacin para el residuo 10 Tabla 5-2 Especificaciones del Cemento asfltico 14 Tabla 5-3 Granulometra del relleno mineral 16 Tabla 5-4 Especificaciones de referencia 17 Tabla 5-5 Mtodos de prueba 19 Tabla 5-6 Requisitos para las emulsiones asflticas 19 Tabla 5-7 Normas para emulsin asfltica cationica modificada
con polmeros 21
Tabla 5-8 Requisitos para emulsin asfltica modificada 21 Tabla 5-9 Polmeros tpicos utilizados para modificar asfaltos 22 Tabla 5-10 Especificaciones de los asfaltos modificados tipo I 23 Tabla 5-11 Especificaciones de los asfaltos modificados tipo II 24 Tabla 5-12 Especificaciones para el cemento Portland 28

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Captulo 6 Tabla 6-1 Tiempos de drenaje para capas granulares 4 Tabla 6-2 Coeficientes de drenaje para pavimentos flexibles (mx) 4 Tabla 6-3 Coeficientes de drenaje para pavimentos rgidos (Cd) 5 Tabla 6-4 Cantidad de agua que puede drenar por gravedad 8 Tabla 6-5 Granulometra de la estructura del pavimento (% que
pasa)
15 Captulo 7 Tabla 7-1 Perodos de diseo 3 Tabla 7-2 Espesores mnimos sugeridos 8 Tabla 7-3 Datos de los materiales para el diseo 11 Tabla 7-4 Factor de distribucin por carril 22 Tabla 7-5 Factor de crecimiento 23 Tabla 7-6 Factores de equivalencia de cargas 25 Tabla 7-7 Normas AASHTO y ASTM 29 Tabla 7-8 Valor percentil por nivel de trnsito 29 Tabla 7-9 Grados de asfalto de acuerdo al tipo de clima 30 Tabla 7-10 Espesores mnimos de capas asflticas sobre bases 31 Tabla 7-11 Porcentajes de camiones en el carril de diseo 53 Tabla 7-12 Nmero de carriles en una direcciones 54 Tabla 7-13 Valores de Zr en funcin de la confiabilidad R 55 Tabla 7-14 Niveles de confiabilidad R, en funcin del tipo de
carretera 56
Tabla 7-15 Confiabilidad y factores de seguridad recomendados 56 Tabla 7-16 Calidad del drenaje 57 Tabla 7-17 Valores de coeficiente de drenaje Cd 58 Tabla 7-18 Valores de coeficiente de transmisin de carga J 59 Tabla 7-19 Correlacin entre la resistencia a la compresin y el
mdulo de elasticidad Ec 60
Tabla 7-20 Valores del factor de prdida de soporte Ls por el tipo de subbase o base
61
Tabla 7-21 Efecto de la subbase granular sobre los valores de k 71 Tabla 7-22 Tasas anuales de crecimiento con sus
correspondientes factores de proyeccin 72
Tabla 7-23 Esfuerzo

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