RESUMEN EJECUTIVO

CURSO: DISEÑO DE PAVIMENTOS

TEMA: METODO DE KANSAS

DOCENTE: ING NEPTON D. RUIZ SAAVEDRA

INTEGRANTES: ARMENGOL CARPIO JENNESY ARTEAGA RAMIREZ JUAN LUIS BOCANEGRA ALFARO LUIS

MÉTODO DE KANSAS

- La prueba triaxial se recomienda ejecutarla con

muestras cilíndricas saturadas, de 2,8 pulgadas de

diámetro por 8 pulgadas de alto, o con muestras de

5”x 14” cuando el material es grueso, es decir,

cuando tiene partículas mayores de 3/8”.

- En este método, la prueba triaxial es empleada

para determinar los módulos de deformación del

material, basándose en la curva “esfuerzo -

deformación”.

- Al hacer la prueba, se recomienda que la carga

lateral sea aplicada por medio de glicerina a presión.

La aplicación de la carga vertical, debe hacerse a una

velocidad de 0,005 pulgadas por minuto para las

muestras pequeñas y de 0,01 pulg. /minuto para las

muestras grandes. La prueba se continúa hasta que

se haya obtenido una deformación de 0,2”.

PRUEBA TRIAXIAL DE KANSAS

Este método se utiliza en el diseño de

pavimentos flexibles.

Se basa en los resultados de ensayos

triaxialesrealizados en cada uno de los componentes

de la estructura vial – subrasante, subbase, base y

capa de rodadura.

La prueba mide el módulo de deformación

de los suelos, que se define como la pendiente de la

curva “esfuerzo-deformación”; el espécimen utilizado

en la cámara TRIAXIAL es grande de 10 cm de

diámetro).

1. MODULO DE DEFORMACION:

El modulo de deformación Es del terreno de

fundación es obtenido de la respectiva curva

“esfuerzo - deformación”. Las deformaciones son

medidas mediante extensómetros dispuestos

convenientemente.

Como el modulo de deformación varia para,

diferentes cargas laterales, se sugiere ejecutar la

prueba triaxial aplicando una presión lateral

constante de 1,4 Kg/cm2 (20 lb/pulg2). Sin embargo,

si se desea se puede ejecutar esta prueba bajo

diferentes presiones laterales (se recomienda 10

lb/pulg2 y 30 lb/pulg2). En tal caso, se tomara el valor

promedio de los módulos obtenidos.

2. INTENSIDAD DE TRANSITO:

La carga legal máxima, en el Estado de

Kansas así como en la mayoría de los que integran

los Estados Unidos, es de 18.000 libras por eje, o sea

de 9.000 lb, por rueda. Generalmente esta carga por

rueda está repartida sobre llantas dobles.

Considerando la repetición de cargas como

una función de la intensidad del tránsito, se han

sugerido los siguientes coeficientes:

3. AREA DE CONTACTO:

El área de contacto de llanta, se supone circular e

igual a:

A=( Carga porruedapresiónde inflado )4. PRECIPITACION ANUAL:

Uno de los factores que se toma en

consideración, es la mayor o menor saturación del

terreno de fundación a causa de la precipitación

anual del lugar. Con este fin, se han preparado los

coeficientes de saturación que se indican a

continuación, para diferentes precipitaciones anuales.

5. CALCULO DEL ESPESOR DE UN

PAVIMENTO:

Una vez determinados los valores de Es, así como los

coeficientes m y n, el cálculo del espesor de un

pavimento podrá hacerse por medio de la formula.

La expresión que relaciona la carga por rueda, el área

de contacto de llanta, los módulos de deformación

del terreno de fundación, sub-base y capa de

rodamiento y los coeficientes m y n, con el espesor

del pavimento, es la siguiente:

INTENSIDAD DE

TRÁNSITO

(N° DE VEH./DÍA)

COEF. TRÁNSITO

m

1500 ó más 1

900 a 1500  5/6

300 a 900  2/3

50 a 300  1/2

PRECIPITACION MEDIA

ANUAL COEF. DE

SATURACIÓN

(n)Pulgadas Milímetros

35 - 45 809 - 1140 1.0

30 - 34,9 770 - 880 0.9

25 - 29,9 640 - 760 0.8

20 - 24,9 510 - 630 0.7

15 - 19,9 380 - 500 0.6

T=√( 3∗P∗m∗n2∗π∗E s∗S )

2

−a2∗3√( E sE p )

Donde:

T = Espesor total del Pavimento.

P = Carga por rueda.

m = Coeficiente de transito.

n = Coeficiente de saturación.

S = Deflexión máxima permisible

(generalmente se toma 0,1”).

Es = Módulo de deformación del terreno

de fundación o sub-base.

Ep = Módulo de deformación de la capa

de rodamiento.

a = Radio del área de contacto,

supuesta circular.

El valor de Ep podría determinarse directamente de la

curva “esfuerzo - deformación”, ejecutando pruebas

triaxiales con muestras de las mezclas bituminosas a

emplearse; pero, generalmente, se toma para Ep el

valor de 1.050 kg/cm2 (15.000 lb/pulg2).

Para los cálculos de espesores de base se

recomienda emplear la siguiente fórmula:

T b=(T−T p )∗3√( EpEb )

Siendo:

Tb = Espesor de la base.

Tp = Espesor de la capa de rodamiento.

Ep = modulo de deformación de la capa de

rodamiento.

Eb = modulo de deformación de la base.

EJEMPLO:

Se construye una carretera en un lugar donde la

precipitación anual es de 650mm, para un tránsito

de1,000 vehículos diarios y una carga por rueda de

4,000kilogramos con un radio de área de contacto de

15cm2.Los módulos de deformación son los

siguientes:

a) Del material de fundación 120kg/cm2

b) Del material de la base 400 kg/cm2

c) Del material de la capa de rodamiento 1,050

kg/cm2

Solución:

La deformación permisible se supone de 0.1”, y el

área cargada de 710 cm2 los coeficientes de tránsito

y saturación serán:

m= 5/6

3.P.m.n= 3x4,000x5/6x0.8= 8,000

2πEs S= 2x3.14x120x0.254= 190

A= 15 cm

Es/Ep= 120/1,050 = 0.114

Luego:

T=√( 8000191.51 )

2

−225∗3√0.114=19. 07cm=¿

- Si colocamos la mezcla bituminosa directamente

encima de la sub-rasante, necesitaríamos una capa

de rodamiento de 19 centímetros de espesor. Pero,

como generalmente los espesores de las capas de

rodamiento, para este tipo de carretera, varían entre

dos a tres pulgadas, veamos que el espesor de la

base granular necesitaríamos si colocamos, por

ejemplo, una capa de rodamiento Tpde 2.5” (6.4cm)

de espesor: El espesor Tpde la base seria:

T b=(T−T p )∗3√( EpEb )

3√( EpEb )=3√( 1050400 )=1.35

Tb = (19.2-6.4)1.35 = 17.3 cm.

El espesor total combinado seria:

17.3 + 6.4 = 23.7 cm

En el gráfico de la figura IV-26 se indican varias

curvas para determinar T del pavimento,

considerando una flexión máxima S=0.1” y para zona

lluviosa (n=1.0).

T- ESPESOR DEL PAVIMENTO (Ep= 15000

lb/pulg2) EN PULGADAS

Figura IV.26. – Diagrama para cálculo de espesor de

pavimentos n= 1.0 y S= 0.1”.