Presentacin de PowerPoint

MTODO INVIAS

DISEO DE PAVIMENTO FLEXIBLE PARA VAS CON BAJOS VOLMENES DE TRANSITOANA MARIA ESPEJO RIAOCLAUDIA PATRICIA LOPEZ CASTAEDAERIKA ANDREA MUOZ GONZALESJUAN CARLOS POLO GAMARRA

BOGOT 2015En cumplimiento de la normatividad vigente, el Instituto Nacional de Vas INVIAS, a desarrollado mtodos empricos para el diseo de estructuras de pavimento en vas con bajos volmenes de transito pesado, dirigido a carreteras de poblaciones rurales, y calles de ciudades donde por sus caractersticas y geometra hacen que el trafico de vehculos pesados sea restringido.Introduccin

Niveles de Transito

Los mtodos de diseo consideran esta variable en trminos de repeticiones de ejes de 80 kN en el carril de diseo.

Para este mtodo los niveles de transito estn clasificados en dos nivelesMarco terico

Figura 1. Niveles de Transito. INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.Componentes del Transito

Transito Normal: es aquel que circula por la red en condiciones normales se realice o no el proyecto. Se determina a partir del anlisis de los datos histricos de transito si estos existen, o por medio de conteos vehiculares.

Transito Atrado: es aquel que utilizara el proyecto, por las ventajas o beneficios que ofrece. Se determina a travs de encuestas a los usuarios y modelos de seleccin modal o ruta.

Transito Generado: Generado por el proyecto debido a las mejores condiciones de la oferta. Se determina a travs del anlisis socio-econmico.Marco terico

Componentes del Transito

Posibles combinaciones que se pueden presentarMarco terico

Figura 2. Combinaciones de los componentes de transito. Elaboracin propia.Composicin del Transito

Es necesario conocer los diferentes tipos de vehculos medidos en porcentajes sobre el volumen total. Porcentaje de Automviles, de buses y camiones.

En el caso de no disponer de datos de transito se utiliza la siguiente informacin:Marco terico

Figura 3. Composicin Vehicular Tpica. INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.Tasa de crecimiento del Transito cuando no existen series histrica

Crecimiento registrado en estaciones de conteo vehicular localizadas en la regin.

Se consideran y comparan variaciones del TPD total y variaciones individuales de los volmenes de cada categora utilizando diferentes tipos de regresin estadstica (lineal, Logartmica, potencial, exponencial).

Crecimiento promedio del transito, registradas en carreteras de condiciones similares que poseen estacin de conteo INVIAS.

Marco terico

Figura 4. Tasa Promedio de crecimiento del transito. INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.Marco terico

Factor de dao por tipo de vehculo

El factor de dao (FD) ser el indicado el la figura siguiente; resultado del anlisis realizado por el INVIAS a 300.000 vehculos en los peajes a su cargo durante el periodo 2000 - 2006.Marco terico

Figura 5. Factor de dao por vehculo. INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.Carril de diseo

Es preciso considerar el ancho de las vas con el fin de estimar la cantidad de transito que va a circular sobre ellas. En la siguiente figura se indica el factor direccional (Fd) para el diseo segn el ancho de calzada. Marco terico

Figura 6. Transito por adoptar para el diseo segn el ancho de calzada Factor direccional (Fd). INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.

Clima

El clima es un conjunto de condiciones atmosfricas., caracterizado por los estados y evoluciones del estado del tiempo, durante un lapso y en un lugar o regin dada, y controlado por denominados factores forzantes, factores determinantes y por la interaccin entre los diferentes componentes del denominado sistema climtico (atmosfera, hidrosfera, litosfera, crisfera, biosfera y antropsfera).1

la informacin de los tipos de estaciones meteorolgicas, clasificacin e informacin detallada como Mapas, informacin histrica de precipitacin, temperatura, viento etc. de cada una de ellas se puede encontrar en la pagina del IDEAM. www.IDEAM.gov.co. no incluidas por no ser tema de estudio en este curso.Marco terico

1. Atlas clima de Colombia www.IDEAM.gov.coMarco terico

Clasificacin del clima por humedad segn ndice de Thornthwite

Calculo del EXC y DEF

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Figura 7. Ecuacin para el calculo de EXC - DEF. INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.Clasificacin del clima por humedad segn ndice de Thornthwite

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Figura 8. Clasificacin climtica de Thornthwite. INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.Marco terico

Figura 9. Categora del clima por temperatura. INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.

Capacidad de soporte del suelo

Con el fin de determinar los tipos de estructuras de pavimento mas compatibles con la capacidad de soporte de la subrasante se han definido las siguientes categoras

Marco terico

Figura 10. Categoras de subrasante. INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.

Capacidad de soporte del suelo

Identificacin de tramos:

Tramos 1: son tramos de va montados sobre capas de carreteras existentes en afirmado donde los materiales existentes del suelo se encuentran consolidados.

Tamos 2: son tramos de va donde es indispensable construir una explanacin nueva, es decir son carreteras nuevas o el material existente de la va se debe retirar para ser desechado.Marco terico

Capacidad de soporte del suelo

Identificacin de segmentos homogneos:

Segmento A: corresponde a los segmentos longitudinales de va en los cuales la rasante es paralela al afirmado existente, el cual podra hacer parte de la nueva estructura a construir.

Segmento B: para tramos 1: corresponde a longitudes de va donde para corregir el perfil es necesario realizar una excavacin o cajeo; en este caso el material existente deber ser retirado y la subrasante estar constituida por el terreno natural.Para tramos 2: longitud de va en corte.

Segmento C:Para tramos 1: corresponde a longitudes de va donde para corregir el perfil es necesario realizar un terrapln.Para tramos 2: longitud de va en terrapln.

Marco terico

Diseo de la estructuraMarco terico

Figura 11. Alternativas Estructurales. INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.

Diseo de la estructuraMarco terico

Figura 12. Alternativas Estructurales. INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.

Alternativas estructuralesMarco terico

Figura 13. Detalle Alternativa . INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.

Alternativas estructuralesMarco terico

Figura 14. Convenciones . INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.

Alternativas estructurales

Alternativas para estructuras de pavimento nuevo o no es posible aprovechar la estructura existenteMarco terico

Figura 15. Combinaciones estructuras nuevas . INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.

Alternativas estructurales

Alternativas para estructuras de pavimento donde la estructura de pavimento existente se puede aprovechar como parte de la estructura nueva.Marco terico

Figura 16. Combinaciones estructuras re aprovechables . INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.

Alternativas estructurales

Espesor mnimo establecido para la capa de rodadura por el mtodo AASHTO-93.Marco terico

Figura 17. Espesor mnimo capa de rodadura . INVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito.

Confiabilidad

el manual del INVIAS. Sugiere tomar una confiabilidad en el diseo del 70% lo que indica que existe un 70% de probabilidad de que el pavimento llegue a su falla funcional despus de que haya acumulado el numero de ejes equivalentes de 80 kN. previstos para el diseo y que existe un 30% de falla antes que se acumule el transito de diseo. Marco terico

Marco terico

Marco terico

Criterio de seleccin de la alternativa favorable

Finalmente el criterio para elegir la estructura de pavimento es el menor costo inicial de construccin obtenido del anlisis de precios de los materiales propuestos y de uso convencional como son el cemento portland, material granular, cemento asfaltico, emulsiones asflticas y geotextiles.

No obstante se pueden considerar alternativas particulares y el uso de materiales no convencionales que podran ser utilizados como son los asfaltos naturales (asfaltinas), crudos pesados, cemento portland aditivado cal, estabilizantes electroqumicos (aceites sulfonados) y productos hidrofobantes Marco terico

Transito

Periodo de diseo

Composicin del transito

Clima

Estudio de la subrasante

Parmetros de entrada del mtodoCon la informacin de transito, tipo y clase de va, clima de la zona y los datos de CBR se determina la estructura de pavimento segn las estructuras propuestas en las figuras 11 y 12. finalmente de las estructuras seleccionadas se realiza un anlisis econmico para determinar la estructura de menor costo inicial.Procedimiento para el diseoSe considera un tramo de va utilizado espontneamente entre el tambo y el tabln en el departamento de cauca,

Geometra: la carretera atraviesa una zona montaosa como se muestra en el perfil de la figura No 20, el ancho de la calzada es de aproximadamente 4 metros, con un acabado en afirmado de materiales granulares predominantes en la regin.

Transito: como se indico anteriormente el transito es estacionario, el TPD utilizado es el de la estacin 1060 figura No 21.

Clima: la temperatura promedio de la regin es de 18 C. con una precipitacin media anual de 2042 mm/ao.

Suelo predominante: CBR asumido para el ejemplo de 4%

EjemploEjemplo

Figura 20. Planta perfil - Localizacin General y estado actual de la va. Fuente. Google Eart

Ejemplo

Figura 21. volmenes de transito 2010 2011 fuente. INVIAS.ClculosCalculo de N

Nivel de transito Calculado = T1

Clculos

Identificacin de tramo y Segmentos Homogneos y escogencia de la estructura

Tramos tipo 1Segmentos homogneos tipo A

Como se utilizara la estructura existente como parte de la estructura nueva se selecciona la alternativa S2-5 de la figura No 12Clculos

Con este tipo de estructura la rasante de la va se incrementa en 35 cm. A partir de la rasante existente, por lo que se requiere rectificar los terraplenes y cunetas o zonas de drenaje de la va existente.Anlisis de los resultadosEl anlisis econmico es mas recomendable cuando las estructuras recomendadas no son tan similares; por simple inspeccin de las capas se puede determinar cual estructura es en un momento dado mas costosa que otra.Los datos histricos de volmenes de transito son un poco confusos no se entiende si los datos de los esquemas son el resultado de los datos histricos o un promedio o si son de determinado ao.El manual esta mas enfocado al uso del software PAV_NT1 suministrado por el INVIAS. Es un poco confuso para realizar los clculos manuales.

Conclusiones y anlisis Montejo, A., (2002), Ingeniera de pavimentos para carreteras. Bogot D.C, Colombia. Universidad Catlica de Colombia.Universidad Nacional Autnoma de Mxico. Diseo y conservacin de pavimentos rgidos. Recuperado de:http://www.invias.gov.co/index.php/documentos-tecnicos-izqINVIAS. (2007) manual de diseo de pavimentos asfalticos para vas con bajos volmenes de transito

Bibliografa