PAVIMENTO RIGIDO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE CIVIL-HUANCAVELICA

PAVIMENTOS 1

DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDO

PROYECTO: "MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE TRANSITABILIDAD VEHICULAR Y

PEATONAL DE VÍAS DE LA URBANIZACIÓN SAN FABIÁN, DEL BARRIO DE YANANACO,

DISTRITO DE HUANCAVELICA, PROVINCIA DE HUANCAVELICA - HUANCAVELICA"

INTRODUCCION

El presente trabajo consta de hacer una comparación de diseño de un expediente

técnico los criterios y métodos para determinar el tráfico que soporta una via durante

su periodo de vida y el carril de diseño:

DEFINICIONES

Definiciones y conceptos de ingeniería de transito

Eje sencillo

Eje tándem

Eje tridem




PAVIMENTOS 2

VOLUMEN DE TRANSITO

Se define como el número de vehículos que pasan por un punto o un carril durante

una unidad de tiempo.

INDICE MEDIO DIARIO (IMD)

Es el promedio del número de vehículos que pasan por un punto durante un periodo

de tiempo. Según el periodo de análisis para medir el volumen, podrá ser índice medio

diario anual (IMDA), índice medio diario mensual (IMDM) e índice medio diario

semanal (IMDS).

CALCULO DE MODULO RESILENTE

De los datos de CBR del proyecto: "MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE

TRANSITABILIDAD VEHICULAR Y PEATONAL DE VÍAS DE LA URBANIZACIÓN SAN

FABIÁN, DEL BARRIO DE YANANACO, DISTRITO DE HUANCAVELICA, PROVINCIA DE

HUANCAVELICA - HUANCAVELICA" se realizara los cálculos de Modulo de Resilencia.

POR ASSTHO

CALLE CBR AL 100% CBR - PROMEDIO CBR (%) ORDENADO

Jr. Colonial - Prog. 0+030 22.50 27.50

Jr. Colonial - Prog. 0+130 11.90 22.50

Jr. Ricardo Palma - Prog. 0+030 11.10 11.90

Jr. Ricardo Palma - Prog. 0+130 27.50 11.20

Jr. Jose Olaya 11.05 11.10

Jr. Maria P. Bellido 11.20 11.05

15.88

CBR de material de Prestamo 59.4

𝑀𝑟 = 2555𝑥𝐶𝐵𝑅0.64




PAVIMENTOS 3

CBR (%) ORDENADO

Mr

27.50 21309.03725 22.50 18740.78231 11.90 12466.39719 11.20 11991.96739 11.10 11923.33129 11.05 11888.92979

N° CBR (%) N°DE CBR

REPETIDOS

N° DE VALORES >

A MR PORCENTAJE

MÓDULO RESILENTE

1 27.50 1 1 16.667 21309.037

2 22.50 1 2 33.333 18740.782

3 11.90 1 3 50.000 12466.397

4 11.20 1 4 66.667 11991.967

5 11.10 1 5 83.333 11923.331

6 11.05 1 6 100.000 11888.930

MR(%)

PROMEDIO= 14720.0742

VALOR PERCENTIL A NIVEL DE TRÁFICO

NIVEL DE TRÁNSITO PERCENTIL DE DISEÑO %()

104 o menos 60

Entre 104 y 106 75

106 o más 87.5

MR DE DISEÑO PARA EL PERCENTIL DE 60 %:




PAVIMENTOS 4

MR DE DISEÑO PARA EL PERCENTIL DE 75 %:

MR DE DISEÑO PARA EL PERCENTIL DE 87.5%:

𝑀𝑟(60%) = 11801.62

𝑀𝑟(75%) = 11889.015

𝑀𝑟(75%) = 11863.64




PAVIMENTOS 5

CALCULO DE LOS EJES EQUIVALENTES

FACTORES DE EQUIVALENCIA DE CARGA LEGAL POR EJE Y VEHICULO

PROYECTO: MEJORAMIENTO DE LA AV. LOS LIBERTADORES CASTROVIRREYNA - HUANCAVELICA FECHA: feb-13

SIMBOLO DIAGRAMA DESCRIPCION EJE

DELANTERO

EJE POSTERIOR

TOTAL 1er. EJE

2do. EJE

3er. EJE

4to. EJE

B2

CARGA (TON) 7 11 18

F.EE. 1.2654 3.2383 4.50365

B3

CARGA (TON) 7 18 25

F.EE. 1.2654 2.0192 3.28458

C2

CARGA (TON) 7 11 18

F.EE. 1.2654 3.2383 4.50365

C3

CARGA (TON) 7 18 25

F.EE. 1.2654 2.0192 3.28458

C4

CARGA (TON) 7 25 32

F.EE. 1.2654 1.42042 2.68579

2S1

CARGA (TON) 7 11 11 29

F.EE. 1.2654 3.2383 3.2383 7.74194

2S2

CARGA (TON) 7 11 18 36

F.EE. 1.2654 3.2383 2.0192 6.52287

2S3

CARGA (TON) 7 11 25 43

F.EE. 1.2654 3.2383 1.42042 5.92408

3S1

CARGA (TON) 7 18 11 36

F.EE. 1.2654 2.0192 3.2383 6.52287

3S2

CARGA (TON) 7 18 18 43

F.EE. 1.2654 2.0192 2.0192 5.30379

3S3

CARGA (TON) 7 18 25 50

F.EE. 1.2654 2.0192 1.42042 4.70500




PAVIMENTOS 6

2T2

CARGA (TON) 7 11 11 11 40

F.EE. 1.2654 3.2383 3.2383 3.2383 10.98023

2T3

CARGA (TON) 7 11 11 18 47

F.EE. 1.2654 3.2383 3.2383 2.0192 9.76115

3T2

CARGA (TON) 7 18 11 11 47

F.EE. 1.2654 2.0192 3.2383 3.2383 9.76115

3T3

CARGA (TON) 7 18 11 18 54

F.EE. 1.2654 2.0192 3.2383 2.0192 8.54208

DETERMINACION DE TRANSITO ACTUAL

I) RESUMIR LOS CONTEOS DE TRÁNSITO A NIVEL DEL DÍA Y TIPO DE VEHÍCULO

La metodología del trabajo de campo desarrollada en el presente estudio, se basó

en las observaciones realizadas en la zona de trabajo durante el desarrollo de los

trabajos de ingeniería básica y las recomendaciones del “Manual para Estudio de

Tráfico”, dichos trabajos consistieron en conteos de tránsito vehicular.

Dentro de las actividades que han tenido que llevarse a cabo, para el desarrollo

normal del estudio:

• Etapa de planificación

• Etapa de Organización Etapa Ejecución

• Etapa de Procesamiento.

Para el desarrollo de los conteos, que permitan conocer el volumen de tránsito que

soporta la vía así como su composición, se procedió a ubicar la estación de control

en la Av. Augusto B. Leguía. Las labores de Conteo y clasificación en el campo se

desarrollaron de forma continua, las 24 horas del día durante 7 días de la semana,

iniciándose el día martes 11 de setiembre y concluyendo el día lunes 17 de marzo

del 2013.

El estudio de tráfico está orientado a proporcionar la información básica para

determinar los indicadores de tráfico para utilizar en la evaluación Esal del diseño.

Las características principales de transito que se relacionan con el diseño de

pavimentos rígidos son el número de pasadas de ejes y la importancia de las cargas.




PAVIMENTOS 7

Las cargas más pesadas por eje que se esperan durante el periodo de diseño, son

las que definen los esfuerzos a los que van a estar sometidos dicho pavimento.

Los valores de tránsito a obtener se clasifican así:

TPD: Transito promedio diario en ambas direcciones

TPD-C: Transito promedio diario de vehículos pesados en ambas direcciones

Cargas por eje de los vehículos pesados.

El dato necesario para obtener el tránsito de diseño, consiste en asumir tasas de

crecimiento anual que relacionen factores de proyección de acuerdo a la vida útil

del pavimento rígido, el cual generalmente oscila entre 20 y 40 años, siendo el

recomendable de 20 años.

En el presente proyecto se ha realizado el conteo de los vehículos ligeros y pesados,

cuyo cuadro resumen es el siguiente:

Resultados de los conteo de tráfico: Mes: 11/03/2013

Tipo de Vehículo Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo

Automovil 45 50 48 53 41 12 17

Camioneta 30 36 20 20 22 22 22

Micro 5 2 3 4 2 3 5

Bus Grande 2E 0 0 0 0 0 0 0

Camión 2E 4 3 1 2 3 1 2

Camión 3E 2 1 0 1 2 0 2

Articulado 3S3 0 0 0 0 0 0 0

TOTAL 86 92 72 80 70 38 48




PAVIMENTOS 8

II) DETERMINAR LOS FACTORES DE CORRECCIÓN PROMEDIO DE UNA ESTACIÓN DE

PEAJE CERCANO AL CAMINO

F.C.E. Vehículos ligeros: 1.313437

F.C.E. Vehículos pesados: 1.162753

III) APLICAR LA SIGUIENTE FÓRMULA, PARA UN CONTEO DE 7 DÍAS

Donde:

IMDS = Índice Medio Diario Semanal de la Muestra Vehícular Tomada

IMDa = Índice Medio Anual

Vi = Volumen Vehícular diario de cada uno de los días de conteo

FC = Factores de Corrección Estacional

Tipo de Vehículo

Tráfico Vehícular en dos Sentidos por Día

Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo

Automóvil 45 50 48 53 41 12 17

Camioneta 30 36 20 20 22 22 22

Micro 5 2 3 4 2 3 5

Bus Grande 2E 0 0 0 0 0 0 0

Camión 2E 4 3 1 2 3 1 2

Camión 3E 2 1 0 1 2 0 2

Articulado 3S3 0 0 0 0 0 0 0

TOTAL 86 92 72 80 70 38 48




PAVIMENTOS 9

TOTAL IMDS FC IMDa

SEMANA

266 38 1.3134370 50

172 25 1.3134370 32

24 3 1.3134370 5

0 0 1.1627530 0

16 2 1.1627530 3

8 1 1.1627530 1

0 0 1.1627530 0

486 69 91

Tráfico Actual por Tipo de Vehículo

Tipo de Vehículo IMD Distribución

(%) IMD para

diseño

Automovil 50 54.95

Camioneta 32 35.16

Micro 5 5.49

Bus Grande 2E 0 0.00 0

Camión 2E 3 3.30 3

Camión 3E 1 1.10 1

Articulado 3S3 0 0.00 0

IMD 91 100.00 4

CALCULO DE LOS EJES EQUIVALENTES POR EL MÉTODO AASHTO

Se sabe que la fórmula de carga de eje equivalente (ESAL)

𝐸𝑆𝐴𝐿 =∑𝐹𝑖 ∗ 𝑛𝑖

𝑚

𝑖=1

𝑛𝑖 = (𝑛)𝑖𝑥𝐺𝑥𝐷𝑥𝐿𝑥365𝑥𝑌




PAVIMENTOS 10

Factor de eje equivalente para pavimento rígido

log (𝑊𝑡𝑥

𝑤𝑡) = 4.62 log(18 + 1) − 4.62 log(𝐿𝑥 + 𝐿2) + 3.28 log(𝐿2) +

𝐺𝑡

𝛽𝑥−

𝐺𝑡

𝛽18

𝐺𝑡 = log(4.5 − 𝑃𝑡

4.5 − 1.5)

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52

D=espesor de la loza

CALCULO DE EJES EQUIVALENTES

DATOS

Y=20 años

Pt=2

D=5.7

Hallando Gt

𝐺𝑡 = log(4.5 − 2

4.5 − 1.5)

𝐺𝑡 = −0.0792)

Hallando 𝜷𝟏𝟖 con un Lx=18kip

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = 4.62 log(18 + 1) − 4.62 log(𝐿𝑥 + 𝐿2) + 3.28 log(𝐿2) +

𝐺𝑡

𝛽𝑥−

𝐺𝑡

𝛽18




PAVIMENTOS 11

Eje n° 01:

Lx=11kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.151

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = 4.62 log(18 + 1) − 4.62 log(𝐿𝑥 + 𝐿2) + 3.28 log(𝐿2) +

𝐺𝑡

𝛽𝑥−

𝐺𝑡

𝛽18

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = 0.8831

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 7.64

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.13

Eje n° 02:

Lx=15.4kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = 0.28

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 1.905

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52

Eje n° 03:

Lx=24.2kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 8.16

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = −0.55

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 0.28

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.57

Eje n° 04:

Lx=15.4kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767




PAVIMENTOS 12

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = 0.28

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 1.905

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52

Eje n° 05:

Lx=39.7kips L2=2 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 9.57

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = −0.57

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 0.27

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.7

Eje n° 06:

Lx=15.4kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = 0.28

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 1.905

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52

Eje n° 07:

Lx=24.2kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 8.16

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = −0.55




PAVIMENTOS 13

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 0.28

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.57

Eje n° 08:

Lx=15.4kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = 0.28

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 1.905

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52

Eje n° 09:

Lx=39.7kips L2=2 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 9.57

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = −0.57

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 0.27

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.70

Eje n° 10:

Lx=15.4kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = 0.28

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 1.905

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52

Eje n° 11:

Lx=24.2kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 8.16




PAVIMENTOS 14

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = −0.55

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 0.28

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.57

Eje n° 12:

Lx=24.2kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 8.16

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = −0.55

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 0.28

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.57

Eje n° 13:

Lx=15.4kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = −0.55

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 1.905

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52

Eje n° 14:

Lx=24.2kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 8.16

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = 0.28

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 1.905

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52

Eje n° 15:

Lx=39.7kips L2=2 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 9.57




PAVIMENTOS 15

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = −0.57

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 0.27

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.7

Eje n° 16:

Lx=15.4kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = 0.28

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 1.905

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52

Eje n° 17:

Lx=24.2kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 8.16

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = −0.55

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 0.28

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.57

Eje n° 18:

Lx=55.1kips L2=3 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = −0.73

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 0.18

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 5.56

Eje n° 19:

Lx=15.4kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767




PAVIMENTOS 16

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = 0.28

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 1.905

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52

Eje n° 20:

Lx=39.7kips L2=2 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 9.57

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = −0.57

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 0.27

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.7

Eje n° 21:

Lx=24.2kips L2=1 D=5.7

𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2

(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 8.16

log (𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡) = −0.55

𝑊𝑡𝑥

𝑊𝑡= 0.28

𝑊𝑡

𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.57

Hallando (G)*(Y)

Para y=20

𝐺 ∗ 𝑌 =(1 + 𝑅)𝑌 − 1

𝑅

AUTOS Y CAMIONES

𝐺 ∗ 𝑌 =(1 + 0.9%)20 − 1

0.9%= 21.81

MICRO

𝐺 ∗ 𝑌 =(1 + 0.9%)20 − 1

0.9%= 21.81

BUS GRANDE 2E




PAVIMENTOS 17

𝐺 ∗ 𝑌 =(1 + 0.9%)20 − 1

0.9%= 21.81

CAMION 2E

𝐺 ∗ 𝑌 =(1 + 3.6%)20 − 1

3.6%= 28.57

ARTICULADO 3S3

𝐺 ∗ 𝑌 =(1 + 3.6%)20 − 1

3.6%= 28.57

CALCULO DE ESAL

Para el cálculo de ESAL utilizaremos la siguiente formula:

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 𝐹𝑖 ∗ (𝐼𝑀𝐷) ∗ (𝐺) ∗ (𝑌) ∗ (𝐿) ∗ 365 ∗ (𝐷)

Donde:

Fi=daño sobre el pavimento por cada eje

L=factor de distribución por carril=1

D=factor de distribución direccional=0.5

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟏

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.13 ∗ (50) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 25872.1125

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟐

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.52 ∗ (50) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 103488.45

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟑

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.57 ∗ (50) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 710488.0125

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟒

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.52 ∗ (32) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 66232.608

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟓

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.7 ∗ (32) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 471270.48

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟔




PAVIMENTOS 18

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.52 ∗ (32) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 66232.608

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟕

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.57 ∗ (5) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 71048.8013

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟖

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.52 ∗ (5) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 10348.845

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟗

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.7 ∗ (5) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 73636.013

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟎

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.52 ∗ (0) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 0

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟏

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.57 ∗ (0) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 0

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟐

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.57 ∗ (3) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 55842.2077

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟑

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.52 ∗ (3) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 8133.879

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟒

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.57 ∗ (3) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 55842.207

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟓

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.7 ∗ (1) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 19291.89

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟔

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.52 ∗ (1) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 2711.293

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟕

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.57 ∗ (1) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 18614.069

𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟖

𝐸𝑆𝐴𝐿 = 5.56 ∗ (1) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 28989.979




PAVIMENTOS 19

EL ESAL TOTAL PARA 20 AÑOS ES LA SUMATORIA

𝑬𝑺𝑨𝑳 = 𝟏. 𝟕𝟗 ∗ 𝟏𝟎𝟔

DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDO

SEGÚN EL PROYECTO : "MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE TRANSITABILIDAD

VEHICULAR Y PEATONAL DE VÍAS DE LA URBANIZACIÓN SAN FABIÁN, DEL BARRIO DE

YANANACO, DISTRITO DE HUANCAVELICA, PROVINCIA DE HUANCAVELICA -

HUANCAVELICA" . Para el diseño de un pavimento rígido, se tiene los siguientes datos:

FACTORES PARA HALLAR ESPESOR DEL PAVIMENTO

1. ZR = Desviación Estándar Normal.

NIVEL DE CONFIABILIDAD (R), RECOMENDADO

Clasificación Funcional Urbana Rural

Interestatales y vías rápidas 85 - 99.9 80 - 99.9

Arterias principales 80 - 99 75 - 95

Colectoras 80 - 95 75 - 95

Locales 50 - 80 50 - 80

R = 90 %

DESVIACION ESTANDAR NORMAL (ZR)

Zr = -1.282

2. So = Desviación Normal del Error Estándar combinado en la estimación de los

parámetros de diseño y el comportamiento del pavimento (Modelo deterioro)

DESVIACION ESTANDAR (So)

PAVIMENTO FLEXIBLE PAVIMENTO RIGIDO

0.44 - 0.49 0.34 - 0.39

variación en la predicción del comportamiento del

pavimento sin errores - con errores en el tránsito

variación en la predicción del comportamiento del pavimento sin errores -

con errores en el tránsito

So = 0.35




PAVIMENTOS 20

3. ΔPSI = Diferencia entre el índice de serviciabilidad inicial, Po y el índice de

serviciabilidad terminal de diseño (Pt).

PERDIDA DE SERVICIABILIDAD

El cambio de pérdida en la calidad de servicio que la carretera proporciona al usuraio, se defiene en el metodo con la siguiente ecuación:

PSI = Indice de Servicio Presente

ΔPSI = Diferencia entre los indicies de servicio

inicial u orginal y el final o terminal.

Po = indice de servicio final (4,5 para pavimentos ridigdo y 4.2 para flexibles)

Pt = Indice de servicio termina, para el cual aashto maneja en su vesion 1993 valores de 3.0, 2.5 y 2.0, recomendando 2.5 ó 3.0 para caminos principales y 2.0 para secundarios.

Po = 4.50 Pt = 2.50

ΔPSI = Po - Pt

REEMPLAZANDO VALORES

ΔPSI = 2.00

4. S'c = Módulo de ruptura, en libras por pulgadas cuadradas (psi), para el

concreto de cemento Portland.

f´c = 210 kg/cm2

f'c = 2940

lb/pulg2 S'c = 542 psi

5. J = Coeficiente de transferencia de carga

cfacS '108'




PAVIMENTOS 21

Hombros Asfalto Concreto

Dispositivo de transferencia Si No Si No

Pavimentos con juntas simples y juntas

reforzadas 3.2

3.8 - 4.4 2.5 - 3.4 3.6 - 4.2

J = 2.70

6. J = Coeficiente de transferencia de carga

CALIDAD DEL DRENAJE

P = % del tiempo que el pavimento está expuesto a

niveles de humedad cercanos a la saturación

< 1% 1% - 5% 5% - 25% >25%

Excelente 1.25 - 1.20 1.20 - 1.15 1.15 - 1.10 1.10

Bueno 1.20 - 1.15 1.15 - 1.10 1.10 - 1.00 1.00

Regular 1.15 - 1.10 1.10 - 1.00 1.00 - 0.90 0.90

Pobre 1.10 - 1.00 1.00 - 0.09 0.90 - 0.80 0.80

Muy Pobre 1.00 - 0.90 0.90 - 0.80 0.80 - 0.70 0.70

CALIDAD DE

DRENAJE AGUA ELIMINADA EN

Excelente 2 horas

Bueno 1 día

Regular 1 semana

Pobre 1 mes

Malo Agua no drena

Cd = 0.90

7. Ec = Modulo de Elasticidad, en psi, del concreto de cemento Portland.

f'c = 2940

lb/pulg2 Ec = 3090641 psi

cfEc '57000




PAVIMENTOS 22

8. k = Módulo de reacción del subgrado

Se empleará una capa granular intermedia como sub base, el cual incrementará el

valor K a través de un valor combinado

9. D = Espesor, en pulgadas, de la losa de concreto

Aunque es la incógnita a determinar, se deberá asumir un valor inicial del

espesor de losa de concreto;

Kcombinado(1+(h/38) 2̂*(Ksb/Ksr) (̂2/3))) 0̂.5*KsrKcombinado = 77.37 Mpa 11,218.55 lb/pulg2

Donde: 11,218.55 pci

Ksr = K de la subrasante (Mpa/m) 70.36

Ksb = K de la sub base (Mpa/m) 109.58

h = espesor de la capa de sub base en cm 15

Pulgadas 6.00 CBR (%) 26.62

CBR combinado

Resultado: (de abaco relación k y CBR)

k = 225 pci

0,0 a 1,0

0,0 a 1,0

0,0 a 1,0

0,0 a 1,0

1,0 a 3,0

1,0 a 3,0

2,0 a 3,0

Estabilizado con cal (E = 20 000 a 70 000 psi)

Materiales granulares no ligados (E = 15 000 a 45 000 psi)Materiales de subgrado naturales o Suelos de grano fino (E = 3

000 a 40 000 psi)

TABLA 2.7 Rangos tipicos de los factores de perdida de soporte (LS) para diferentes tipos de

Tipo de material Pérdida de soporte (LS)

Base granular tratada con cemento (E = 1 000 000 a 2 000 000

Mezclas de agregados con cemento (E = 500 000 a 1 000 000 psi)

Base tratada con asfalto (E = 350 000 a 1 000 000 psi)

Mezclas estabilizadas con bitumen (E = 40 000 a 300 000 psi)

Si CBR < 10%

Ksr = 2.55 + 52.5*Log CBR Ksr = 70.36 Mpa

Sub rasante CBR (%) 18.00

Sub base CBR (%) 36.80

Si CBR > 10% Ksb = 109.58 Mpa

Ksr = 46 + 9.08*(Log CBR) 4̂.34




PAVIMENTOS 23

DONDE:

SN1=2.514

SN2=3.07

10. W18 =Cantidad pronosticada de repeticiones del eje de carga equivalente de

18 kips para el periodo analizado.

LOSA DE CONCRETO D1

D2

SUB GRADO

CAPA SUB BASE

W18

Zr

So

ΔPSI

S'c

Cd

Ec

k

J

P t

D

1.17E+06

-1.282

0.35

2.00

542

0.90

USO DE FORMULA CON EL PROCEDIMIENTO

3090641

225.00

2.70

2.50

6.73

MR(Psi) a m

base 30000 0.44 1

sub base 14000 0.113 0.7

subrasante 11889




PAVIMENTOS 24

𝐷1∗ ≥𝑆𝑁1

𝑎1=2.514

0.44= 5.71 ≈ 5.7

𝑆𝑁1∗ = 𝑎1 ∗ 𝐷1∗ ≥ 𝑆𝑁1

𝑆𝑁1∗ = 2.509 ≥ 2.514

𝐷2∗ ≥𝑆𝑁2 − 𝑆𝑁1∗

𝑎2 ∗ 𝑚2

𝐷2∗ ≥3.07 − 2.509

0.133 ∗ 0.7= 6.03 ≈ 6

𝑆𝑁1∗ + 𝑆𝑁2∗ ≥ 𝑆𝑁2

2.509 + 3.07 ≥ 6

2.509 + 3.076 ≈ 6

W18 = 1.17E+06

18 18

1 1W =w

tg

g




PAVIMENTOS 25

Reemplazando los datos obtenidos en la siguiente ecuación:

ECUACION BASICA DE DISEÑO PARA PAVIMENTO RIGIDO

A B

0.75

C

0.75

0.25

ΔPSIlog

10 4.5 1.5log (W ) Z S 7.35 log (D 1) 0.06 (4.22 0.32 log

10 18 R o 10 101624x101

8.46(D 1)

)7

S' ( 1.132)

18.42215.03

dpt

C D

J DEc

k

DISEÑO TEORICO

16.83 cm

CAPA SUB BASE DSB =6.00 pulg 15.00 cm

cm

15.00 cm

LOSA DE CONCRETO D1 =6.73 pulg

LOSA DE CONCRETO D1 =8.00 pulg

CAPA SUB BASE DSB =6.00 pulg

DIMENSIONES FINALES

SUB GRADO

SUB GRADO

18.00

PAVIMENTO RIGIDO

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