Exposicion diseño de pavimentos rigido y flexible UAP ING. CORZO

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FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS

TEMA :

DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE Y RÍGIDO

DOCENTE : ING. AUGUSTO GARCIA CORZOGRUPO : DISEÑO DE PAVIMENTOS

DEFINICION - PAVIMENTOSEstructura que se diseña y se forma mediante un conjunto de capas construidas sobre el suelo de fundación, con la finalidad de ser utilizado como una superficie apta para el libre tránsito de vehículos de tipo liviano, pesado y comercial; y donde la circulación se hace de manera rápida, confortable, segura y económica.

ESQUEMA DEL COMPORTAMIENTO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES Y RÍGIDOS

PAVIMENTO FLEXIBLE

Carga

Superficie derodadura Grandes

Deformaciones

Capa de Base

Capa de Subbase

Capa de Subrasante

Grandes tensionesen Subrasante

Carga

Superficie de rodadura

Pequeñasdeformaciones

Capa de Subbase

Capa de Subrasante

Pequeñas tensionesen Subrasante

PAVIMENTO RÍGIDO

PAVIMENTO

FLEXIBLE

PAVIMENTO RÍGIDO

COMPETENCIAS TÉCNICAS EN ASEGURAMIENTO Y CONTROL DE CALIDAD EN

OBRAS VIALES

Se utiliza para determinar el efecto destructivo, dependiendo de las cargas y tipo de ejes de los vehículos que circulan por la víaESAL’s (Equivalent simple axial load)Son el número de pasadas de ejes trasformados en un número de ejes tipo, que de acuerdo a directivas AASHTO es un eje simple de 18 Kips, 8.2 Tn u 80 kN.

W18 (EJE EQUIVALENTE)

FACTOR CAMIONEs la relación que define la cantidad de esals que posee cada tipo de camionTF = (N° ESALs totales)/(N° de camiones)

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IMDA Y FACTORES DE REDUCCIÓNCÁLCULO DE ESAL

TIPO DE VEHICULOS IMDA FC JUNIO AMBOS CARRILES3043 1.0608 3228

53 0.098086 583 0.098086 8207 0.098086 20158 0.098086 1531 0.098086 344 0.098086 456 0.098086 518 0.098086 2185 0.098086 1824 0.098086 251 0.098086 5

3693 3315.00

1.- IMDA 3315.00

IMDA JUNIO 2652

TOTAL AMBOS CARRILES

2.- CALCULO DEL FACTOR DE DIRECCION

1657.503315.00

3.- CALCULO DEL FACTOR DE CARRIL3310 1

3315.00

Dd = = 0.500

Dd =

VEHICULOS LIGEROSOMNIBUS B2OMNIBUS B3CAMIONES DE C2CAMIONES DE C3CAMIONES DE C4CAMIONES DE T2S2CAMIONES DE T2S3CAMIONES DE T3S2CAMIONES DE T3S3TRAILER DE 2T2TRAILER 2T3TOTAL

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ESALO – PAVIMENTO FLEXIBLETIPO DE VEHICULO CÓDIGO IMDA EJE CARGA

CARGAS KIPS F FLEXIBLE EALF FLEXIBLE

VL 3228 SIMPLE 1 2.204 0.0005 1.701209443228 SIMPLE 1 2.204 0.0005 1.70120944

2E 5 SIMPLE 7 15.43 1.2654 6.3268337445 TANDEM 10 22.04 2.2118 11.05896783

3E 8 SIMPLE 7 15.43 1.2654 10.122933998 TANDEM 16 35.26 1.3659 10.92755638

C2E 20 SIMPLE 7 15.43 1.2654 25.3073349720 SIMPLE 10 22.04 2.2118 44.23587133

C3E 15 SIMPLE 7 15.43 1.2654 18.9805012315 TANDEM 16 35.26 1.3659 20.48916822

C4E 3 SIMPLE 7 15.43 1.2654 3.7961002463 TANDEM 23 50.69 1.2324 3.697255725

T2S2 4 SIMPLE 7 15.43 1.2654 5.0614669954 TANDEM 10 22.04 2.2118 8.8471742664 TANDEM 16 35.26 1.3659 5.463778192




2T2 2 SIMPLE 7 15.43 1.2654 2.5307334972 TANDEM 16 35.26 1.3659 2.7318890962 TANDEM 23 50.69 1.2324 2.464837152 TANDEM 23 50.69 1.2324 2.46483715

2T3 5 SIMPLE 7 15.43 1.2654 6.3268337445 TANDEM 10 22.04 2.2118 11.058967835 TANDEM 16 35.26 1.3659 6.82972274

313.21

trailer

BUS

CAMIÓN

SEMI TRAILER

VEHICULOS LIGEROS

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ESALO– PAVIMENTO RÍGIDOTIPO DE VEHICULO CÓDIGO IMDA EJE CARGA

CARGAS KIPS F RÍGIDO

EALF RIGIDO

VL 3228 SIMPLE 1 2.204 0.0004 1.408650943228 SIMPLE 1 2.204 0.0004 1.40865094

2E 5 SIMPLE 7 15.43 1.2728 6.364170895 TANDEM 10 22.04 2.2561 11.2806262

3E 8 SIMPLE 7 15.43 1.2728 10.18267348 TANDEM 16 35.26 2.1335 17.0682969

C2E 20 SIMPLE 7 15.43 1.2728 25.456683620 SIMPLE 10 22.04 2.2561 45.1225049

C3E 15 SIMPLE 7 15.43 1.2728 19.092512715 TANDEM 16 35.26 2.1335 32.0030566

C4E 3 SIMPLE 7 15.43 1.2728 3.818502533 TANDEM 23 50.69 2.9837 8.95118234





2T2 2 SIMPLE 7 15.43 1.2728 2.545668362 TANDEM 16 35.26 2.1335 4.267074222 TANDEM 23 50.69 2.9837 5.967454892 TANDEM 23 50.69 2.9837 5.96745489

2T3 5 SIMPLE 7 15.43 1.2728 6.364170895 TANDEM 10 22.04 2.2561 11.28062625 TANDEM 16 35.26 2.1335 10.6676855

410.53

trailer

BUS

CAMIÓN

SEMI TRAILER

VEHICULOS LIGEROS

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ESALLas cargas de ejes simples equivalente para r = 0.024 y n = 20 fueron calculados con la fórmula:

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CBR (CALIFORNIA BEARING RATIO)CÁLCULO DE CBRSEGÚN AASHTOn° DE CALICATAS 6

CBR1 4.52 7.83 7.84 335 16.86 16.8

86.7

CBRDISEÑO 14.45

Percentil 87.5% CBRDISEÑO 14.45

0

5

10

15

20

25

30

35

0 1 2 3 4 5 6 7

Título del gráfico

Mejoramientode sub rasante

CBRDISEÑO= 14.45 %

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CBR (CALIFORNIA BEARING RATIO)CÁLCULO DE CBR

SEGÚN INSTITUO DEL ASFALTOn° DE CALICATAS 6

CBR percentil % CBR33 1 16.6667 100.000 4.5

16.8 3 50.0000 83.333 7.816.8 3 50.0000 83.333 7.87.8 5 83.3333 16.000 337.8 5 83.3333 50.000 16.84.5 6 100.0000 50.000 16.8

Percentil 87.5% CBRDISEÑO 6.80

Percentil 87.5% = 6.80%Percentil 75% = 10.20%Percentil 60% = 13.90%

ORDENADO

0.0000

20.0000

40.0000

60.0000

80.0000

100.0000

120.0000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

CBR DE DISEÑOPERCENTIL

CBR

87.5

6.8%

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CÁLCULO DE Mr, R, ZR, SOMÓDULO DE RESILIENCIA

MODULO DE RESILIENCIA 10200 lb/psi

SERVICIALIDADAÑOS 10 15 20

Servicialidad pav/flex 4.20 4.2 4.22.00 2.00 2.00

Servicialidad final 2.20 2.20 2.20

CONFIABILIDAD

R = 85%Z R = -1.037

S 0 = 0.45

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CÁLCULO DE PAVIMENTO FLEXIBLEDISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE

METODO AASHTO 1993

PROYECTO : MEJORAMIENTO VIAL FECHA :SECCION 1 : km - km

1. REQUISITOS DEL DISEŇO

a. PERIODO DE DISEÑO (Años) 10b. NUMERO DE EJES EQUIVALENTES TOTAL (W18) 1.45E+06c. SERVICIABILIDAD INICIAL (pi) 4.2d. SERViCIABILIDAD FINAL (pt) 2.0e. FACTOR DE CONFIABILIDAD (R) 85% STANDARD NORMAL DEVIATE (Zr) -1.036 OVERALL STANDARD DEVIATION (So) 0.45

2. PROPIEDADES DE MATERIALES

a. MODULO DE RESILIENCIA DE LA BASE GRANULAR (KIP/IN2)b. MODULO DE RESILIENCIA DE LA SUB-BASEc MODULO DE RESILIENCIA DE LA SUBRASANTE (Mr, ksi) 10.20

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CÁLCULO DE PAVIMENTO FLEXIBLE3. CALCULO DEL NUMERO ESTRUCTURAL (Variar SN Requerido hasta que N18 Nominal = N18 Calculo)

SN Requerido Gt N18 NOMINAL N18 CALCULO3.04 -0.08894 6.16 6.16

3. ESTRUCTURACION DEL PAVIMENTO

a. COEFICIENTES ESTRUCTURALES DE CAPA Concreto Asfáltico (a1) 0.32 Base granular (a2) 0.14 Subbase (a3) 0.12b COEFICIENTES DE DRENAJE DE CAPA Base granular (m2) 0.80 Subbase (m3) 0.80

ALTERNATIVA SNreq SNresul D1(cm) D2(cm) D3(cm)1 3.04 3.09 5 30 302 3.04 0.00

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ERROR ESTANDAR COMBINADO (So)Capacidad conjuga la desviación estándar de la ley de predicción del transito en el periodo de diseño con la desviación estándar de la ley de predicción de comportamiento del pavimento, es decir, del numero de ejes que puede soportar el pavimento hasta que su índice descienda por debajo de un determinado valor Pt.

Pavimento rígido So 0.30 - 0.40Pavimento nuevo 0.35

sobrecapa 0.40

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ERROR ESTANDAR COMBINADO (So)Capacidad del pavimento de concreto para transmitir las cargas a través de las juntas (discontinuidades)

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MÓDULO DE RUPTURA DEL CONCRETO (Mr)

Resistencia a la flexión (tracción) del concreto.Mr 488.5

MÓDULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO (Ec)

Ec

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MÓDULO DE REACCIÓN “ K”Módulo de reacción combinado “Kc” de la subrasante, se obtiene conociendo el valor del módulo de resiliencia de la subrasante, el espesor y el coeficiente de elasticidad de la subrasante.

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CÁLCULO DE PAVIMENTO RÍGIDO

PROYECTO : Ejemplo FECHA :SECCION 1 : km - km

1. REQUISITOS DEL DISEŇO

a. PERIODO DE DISEÑO (Años) 20b. NUMERO DE EJES EQUIVALENTES TOTAL (W18) 1.89E+06c. SERVICIABILIDAD INICIAL (pi) 4.5d. SERViCIABILIDAD FINAL (pt) 2.5e. FACTOR DE CONFIABILIDAD (R) 85% STANDARD NORMAL DEVIATE (Zr) -1.036 OVERALL STANDARD DEVIATION (So) 0.35

DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDOMETODO AASHTO 1993

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CÁLCULO DE PAVIMENTO RÍGIDO2. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

a. RESISTENCIA A LA COMPRESION DEL CONCRETO f'c (kg/cm2) 210 RESISTENCIA A LA COMPRESION DEL CONCRETO f'c ( psi ) 2,980.64b. MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO Ec ( psi ) 3,111,928.14c. MODULO DE ROTURA S'c ( psi ) 623.87d. MODULO DE REACCION DE LA SUBRASANTE- K ( pci ) 151.42e. TRANSFERENCIA DE CARGA ( J ) 2.8f. COEFICIENTE DE DRENAJE ( Cd ) 1.0

3. CALCULO DEL ESPESOR DE LOSA (Variar D Requerido hasta que N18 Nominal = N18 Calculo)

D (pulg) Gt N18 NOMINAL N18 CALCULO8.000 -0.17609 6.28 6.66

4. ESTRUCTURACION DEL PAVIMENTO

A. ESPESOR DE LOSA REQUERIDO ( Df ), pulgadas 8B. ESPESOR DE LOSA REQUERIDO ( Df ), centimetros 20C. ESPESOR DE SUB BASE ( SB ), pulgadas 10D. ESPESOR DE SUB BASE ( SB ), centimetros 25

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GRACIAS

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