ASSTHO HS
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DISEÑO DE PAVIMENTOS
METODO ASSTHO
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INTRODUCCION EL AASHTO ROAD TEST PRODUJO UNA GUIA PARA
DISENO EN 1972 Y POSTERIORMENTE FUE
AJUSTADA, DANDO ORIGEN A LA VARIACION DE
1986, LA QUE A SU VEZ DIO ORIGEN A LA VERSION
1993. •CONFIABILIDAD DEL DISENO.
• MODULOS DE ELASTICIDAD SUBRASANTE Y CAPAS
PAVIMENTOS
• FACTORES AMBIENTALES: TEMPERATURA Y HUMEDAD,
DRENAJES
• ASPECTO SOCIO-ECONOMICO
• PROCEDIMIENTOS DE DISENO PARA CONSTRUCCION POR
ETAPAS
• CONOCIMIENTO DE DISENO TIPO EMPIRICO
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INTRODUCCION
VARIABLES DE DISEÑO.
• SERVICIABILIDAD.
• TRANSITO.
• CONFIABILIDAD.
• EFECTOS AMBIENTALES.
• MODULO RESILIENTE DE LA SUBRASANTE
• CARACTERISRICAS DE LOS MATERIALES DEL PAVIMENTO.
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CONDICION DEL PAVIMENTO
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CONDICION DEL PAVIMENTO
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CONDICION DEL PAVIMENTO
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From the AASHO Road Test
(1956 – 1961)
CONDICION DEL PAVIMENTO
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From the AASHO Road Test
(1956 – 1961)
CONDICION DEL PAVIMENTO
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• Definida por el usuario (conductores)
• Se desarrollaron metodos que relacionas
atributos fisicos con caractersticas de los
usuarios
• El resultado se expresa en una escala
numerica From the AASHO Road Test
(1956 – 1961)
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Indice de Serviciabilidad Presente
(PSI)
• Valores de 0 a 5
PCSVPSI 9.01log80.141.5
SV = media de la variacion de la pendiente en las irregulariades longitudinales
(medidas con el perfilometro CHLOE o rugosimetro BPR)
C, P = medida de fisuras y grietas y parcheos en la superficie del pavimento
C = fisuras por 1000 ft2 de area del pavimento.
P = expresado en ft2 por 1000 ft2 de superficie de pavimento.
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Curva tipica PSI vs. Tiempo
Tiempo
Serv
iceab
ilit
y (
PS
I) p0
pt
p0 - pt
4.2
2.5
ΔPSI = Po - Pt
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Parametros de Diseño
• Subrasante
• Cargas
• Medio ambiente
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Subrasante
• Caracterizada por esfuerzos y
deformacions
– California Bearing Ratio (CBR)
• Unidad: porcentaje
• Valores tipicos: 0 to 20
– Modulo Resiliente (MR)
• Medida de la relacion esfuerzo-
deformacion
• Unidad: psi o MPa
• Valores Tipicos: 3,000 to 40,000 psi
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Subrasante
Valores tipicos
Classification CBR MR (psi) Typical Description
Good ≥ 10 20,000 Gravels, crushed stone and sandy
soils. GW, GP, GM, SW, SP, SM
soils are often in this category.
Fair 5 – 9 10,000 Clayey gravel and clayey sand, fine
silt soils. GM, GC, SM, SC soils are
often in this category.
Poor 3 – 5 5,000 Fine silty sands, clays, silts, organic
soils. CL, CH, ML, MH, CM, OL, OH
soils are often in this category.
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Subrasante
MR(psi) = 1500 CBR
MR(kg/cm2) = 100 CBR
MR(Mpa) = 10.342CBR
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Cargas de transito
• Determinar el valor W18 = N
1.35
1.85
5.11
0.100.00070
1
2
3
4
5
6
Car Delivery Truck Loaded 18-Wheeler Loaded 40' Bus Loaded 60'
Articulated Bus
ES
AL
s p
er
Ve
hic
le
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Los Cambios de temperatura y humedad afectan:
• Resistencia
• Durabilidad
• Expansión subrasante
Medio ambiente
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Medio ambiente
Calidad del drenaje Termino para remoción del
agua
Excelente 2 horas
Buena 1 día
Aceptable 1 semana
Pobre 1 mes
Muy pobre El agua no drena
CALIDAD DEL DRENAJE
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Confiabilidad
Se entiende por confiabilidad de un proceso diseño-
comportamiento de un pavimento a la probabilidad
de que una sección diseñada usando dicho proceso
se comportará satisfactoriamente bajo las
condiciones de transito y ambientales durante el
periodo de diseño.
El factor de confiabilidad tienen en cuenta las
variaciones al azar tanto de la predicción del transito
como del comportamiento de la estructura
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Confiabilidad
Niveles de confiabilidad sugeridos para diferentes
carreteras
Clasificación Nivel de confiabilidad
recomendado
Urbana Rural
Autopistas interestatales y
otras
85 – 99.9 80 –99.9
Arterias principales 80 – 99 75 – 95
Colectoras de tránsitos 80 –95 75 – 95
Carreteras locales 50 - 80 50 -80
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Confiabilidad
So: Error estándar combinado de la predicción del
transito y de la predicción del comportamiento
Sin variación en el trafico: S0=0.35
Con variación en el trafico: S0=0.45
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Pavimento Flexible
• Estructura
– Carpeta de rodadura
– Base
– Subbase
– Subrasante
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Tipo de Pavimentos Flexibles
Gradacion densa
Gradacio abierta Gap-graded
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Pavimento Flexible – Construccion
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Rigid Pavement
• Structure
– Surface course
– Base course
– Subbase course
– Subgrade
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Ecuacion empirica
• 1993 AASHTO Flexible Equation
07.8log32.2
1
109440.0
5.15.4log
20.01log36.9log 10
19.5
10
101810
RoR M
SN
PSI
SNSZW
W18= Numero estimado de ejes simples equivalentes de 8.2 toneladas.
ZR = Desviación estándar normal.
So = Error estándar combinado de la predicción del transito y de la predicción del comportamiento
ΔPSI = Diferencia entre el índice de servicio inicial Po y el final Pt
MR = Modulo resiliente.
SN es un numero abstracto, que expresa la resistencia estructural de un pavimento requerido, para una
combinación dada de soporte del suelo (Mr), del transito total (W18), de la serviciabilidad terminal y de
las condiciones ambientales
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Ecuacion empirica
• 1993 AASHTO Flexible Equation
SN = a1d1 + a2d2m2 + a3d3m3, siendo:
ai = Coeficiente estructural de la capa i, el cual depende de la
característica del material con que ella se
Construya.
di = Espesor de la capa i en pulgadas.
mi = Coeficiente de drenaje de la capa i
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Ecuacion empirica
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Ecuacion empirica
No. De ejes
equivalente (millones)
Concreto
asfáltico
Base granular
<0.05 1.0 o TSD 4
0.05 – 0.15 2.00 4
0.15 – 0.50 2.50 4
0.50 – 2.00 3.00 6
2.00 – 7.00 3.50 6
> 7.00 4.00 6
Espesores Mínimos para concreto asfáltico y base granular (pulgadas)
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Calculo de espesores
Como el pavimento es un sistema multicapas, la distribución de
espesores se hace así:
• Primero, se calcula el SN, requerido sobre la subrasante, del mismo
modo se hallan los SN, necesarios para la subbase y base, usando
los valores de resistencia.
• Trabajando con las diferencias de SN, necesarios para cada capa,
se determina el espesor máximo permisible para cada uno.
• Ejemplo el SN máximo admisible para el material de subbase, debe
ser igual a la diferencia entre el SN total y el que se requiere para
dicha capa, del mismo modo se procede con los demás y se
calculan los espesores como lo muestra la figura siguiente:
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Calculo de espesores
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Calculo de coeficientes (a1)
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Calculo de coeficientes (a2)
a2 = -0.000012CBR2 + 0.002235CBR + 0.034802
E(Lb/pg2) = 9456.7ln(CBR) - 13188
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Calculo de coeficientes (a3)
a3 = 0.0283ln(CBR) + 0.0118
E(Lb/pg2) = 4639.1ln(CBR) - 584.78
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Calculo de coeficientes (m1)
Valores de mi recomendados para modificar los coeficientes de capas
de base y súbase granulares
Calidad del
drenaje
% de tiempo de exposición de la estructura del pavimento a
nivel de humedad próximos a la saturación
< 1% 1 – 5% 5 – 25% > 25%
Excelente 1.40 – 1.35 1.35 – 1.30 1.30 – 1.20 1.20
Bueno 1.35 – 1.25 1.30 – 1.15 1.20 –1.00 1.00
Aceptable 1.25 – 1.15 1.15 – 1.05 1.00 – 0.80 0.80
Pobre 1.15 – 1.05 1.05 – 0.80 0.80 – 0.60 0.60
Muy pobre 1.05 – 0.95 0.80 – 0.75 0.60 –0.40 0.40