Otros Metodos - Diseño de Pavimento

8/16/2019 Otros Metodos - Diseño de Pavimento

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INTRODUCCION ALINTRODUCCION AL

DISEÑO DEDISEÑO DE

PAVIMENTOSPAVIMENTOS


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Principales Factores que afectan a los PavimentosPrincipales Factores que afectan a los Pavimentos

SueloSuelo


3/72

PARAMETROS PRINCIPALES EN EL

DISEÑO DE PAVIMENTOS

1.-1.- SuelosSuelos

2.-2.- TráficoTráfico

3.-3.- MaterialesMateriales


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METODOS PARA EL

DISEÑO DEPAVIMENTOS


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1. Metodologías para Diseño

de Ar!ados

1.1 Método USACE1.1 Método USACE

- CBR de la SubrasanteCBR de la Subrasante

- TráficoTráfico

1.2 Método AASRA1.2 Método AASRA- CBR de la SubrasanteCBR de la Subrasante

- TráficoTráfico


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". Metodologías para Diseño

de Pa#i!e$tos As%&lti'os

2.1 Método de la AASHTO - 19932.1 Método de la AASHTO - 1993

2.2 Método del Instituto del Asfalto2.2 Método del Instituto del Asfalto

2.3 Método Empírico - Mecanístico2.3 Método Empírico - Mecanístico


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1.1 METODO USACE 1.1 METODO USACE

E!e"#los$

CBR % &.3'

(1& % 2.2 ) 1*+

e % &.* #ul,.

CBR % 22.3'

(1& % 1. ) 1*+

e % 3. #ul,.

Método del Cuerpo de Ingenieros de los Estados Unidos


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METODO USACE METODO USACE

Método del Cuerpo de Ingenieros de los EstadosUnidos (USACE)

El Cuer#o de /n,enieros del E!ército de los Estados Unidos

0USACE en su Tecnical Manual TM -&22-12 esi,n of A,,re,ate Surfaced Roads and Airfields 0setie"bre 19904desarrolla el #rocedi"iento #ara dise5ar ca"inos con

su#erficies de a,re,ados 0afir"ados 6 ca"#os de

a7iaci8n.


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9ara el desarrollo de los cálculos4 el #rocedi"iento de

dise5o asi,na una claseclase al ca"ino a dise5ar4 basado en eln:"ero de 7e;culos obtenidos del estudio de tráfico. Seestablece ta"bién una categoracategora de dise5o4 en funci8n alos ti#os de 7e;culos. En funci8n a estos dos #ará"etros

se definirá el ndice de dise!ondice de dise!o.

Una 7e< definido este 7alor4 "ediante el "#aco"#aco se definiráel es#esor de la ca#a ,ranular del #a7i"ento4 re=uerido

#ara el suelo cu6as caracter;sticas de so#ortabilidad0resistencia se da en 7alores CBR.


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Clases de Ca$inos%Clases de Ca$inos%

>as clases de ca"inos son dadas #or las su#erficies dea,re,ados =ue tienen. Estas 7ar;an de la A a la ?. la

selecci8n de una clase a#ro#iada de#ende de la intensidad

de tráfico 6 es deter"inado de la tabla 1.


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Categora de Ca$inos%Categora de Ca$inos%

9ara la deter"inaci8n de la cate,or;a de un ca"ino se debe

tener en cuenta las si,uientes consideraciones$

&rupo 1' carros de #asa!eros 6 #anel 6 ca"ionetas #ic@ u#.

&rupo ' ca"iones de doble e!es.

&rupo ' ca"iones de tres 4 cuatro 6 cinco e!es.

>a co"#osici8n del de tráfico se a,ru#ara entonces en las

si,uientes cate,or;as$

Categoria I%Categoria I% trafico co"#uesto #rinci#al"ente deauto"87iles de #asa!eros4 #anel 6 ca"ionetas #ic@ u#

0?ru#o 14 6 no conteniendo "as de 1' de ca"iones de

doble e!e 0?ru#o 2.


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Categoria II%Categoria II% trafico co"#uesto #rinci#al"ente deauto"87iles de #asa!eros4 #anel 6 ca"ionetas #ic@ u#0?ru#o 14 6 conteniendo asta 1*' de ca"iones de doble

e!e 0?ru#o 24 6 nin,:n ca"i8n de tres e!es 0?ru#o 3.

Categoria III%Categoria III% trafico co"#uesto #rinci#al"ente deauto"87iles de #asa!eros4 #anel 6 ca"ionetas #ic@ u#

0?ru#o 14 6 conteniendo asta 1' de ca"iones de doble

e!e 0?ru#o 24 6 no "as de 1' de ca"iones de tres e!es0?ru#o 3.


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Categoria I*%Categoria I*% trafico co"#uesto de auto"87iles de

#asa!eros4 #anel 6 ca"ionetas #ic@ u# 0?ru#o 14 6conteniendo asta 2' de ca"iones4 #ero no "as de 1*'

del tráfico total co"#uesto de ca"iones de tres e!es o "ás

0?ru#o 3.

Categoria I*A%Categoria I*A% trafico co"#uesto de auto"87iles de#asa!eros4 #anel 6 ca"ionetas #ic@ u# 0?ru#o 14 6

conteniendo "ás 2' de ca"iones4 o "ás de 1*' de

ca"iones de tres e!es o "ás 0?ru#o 3


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+ndice de ,ise!o%+ndice de ,ise!o%

El dise5o de ca"inos de ,ra7a esta basado en un ;ndice de

dise5o =ue re#resenta todo el trafico es#erado durante su

7ida :til. Este ;ndice esta basado en "a,nitudes t;#icas 6

co"#osiciones de trafico.


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"#aco de ,ise!o"#aco de ,ise!o


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E-e$plo%E-e$plo%

C./ 10' 2 (92 M,S)

IM, 10

Ca$iones 2

Ca$iones E 2

TipoAutos Camionetas

Pick UpCamión 2E Camión 3E Camión 4E

IMD 36 44 18 2 3

Categoria I*%Categoria I*% trafico co"#uesto de auto"87iles de #asa!eros4#anel 6 ca"ionetas #ic@ u# 0?ru#o 14 6 conteniendo asta 2'

de ca"iones4 #ero no "as de 1*' del tráfico total co"#uesto de

ca"iones de tres e!es o "ás 0?ru#o 3.


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E-e$plo%E-e$plo%

+ndice de ,ise!o%+ndice de ,ise!o%


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,ise!o%,ise!o%

3' pulg'3' pulg'


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1.2 METODO NAASRA1.2 METODO NAASRA

( ) ( )[ ]

+−=

120loglog58log211219

2 rep N xCBR xCBR xe

Donde:

e : Espesor de la capa de Afirmado en mm.CBR : alor del CBR de la !u"rasante.#rep : #$mero de repeticiones de E%es E&ui'alentes

para el carril de Dise(o )*+,.


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( ) ( )[ ]

+−=

120

loglog58log211219 2 rep N

xCBR xCBR xe

E-e$plos%

C./ 4'2

514 ' 6 103

e 178'7 $$'

C./ '2

514 1' 6 103

e 4'4 $$'


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DISEÑO DE

PAVIMENTO

FLEXIBLE


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AAST AAST1313


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2.1 METODO AASHTO - 19932.1 METODO AASHTO - 1993

El método AASHTO para diseo de pa!ime"tos#le$i%les p&%li'ada e" 1993 i"'l&(e importa"tesmodi#i'a'io"es diri)idas a me*orar la 'o"#ia%ilidad

del método

Desde la p&%li'a'i+" de la primera )&,a AASHTOe" 191 se /a" e#e't&ado modi#i'a'io"es e" lae'&a'i+" de diseo 'o" la #i"alidad de me*orar s&&so ( s& 'o"#ia%ilidad


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ará$etros de ,ise!oará$etros de ,ise!o


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CON0ADAD

Clasificacin /eneralClasificacin /eneral #i'el de Confia"ilidad#i'el de Confia"ilidad

0r"ano0r"ano RuralRural

Autopista 1 carreterasAutopista 1 carreterasinterestatalesinterestatales

, 44.4, 44.4 ,5 44.4,5 44.4

6tras arterias principales6tras arterias principales ,5 44,5 44 7 47 4

ColectorasColectoras ,5 4,5 4 7 47 4

8ocales8ocales 5 ,55 ,5 5 - ,55 - ,5

Es la pro"a"ilidad de &ue una sesin del pa'imento

dise(ada usando el proceso9 se comportarasatisfactoriamente "a%o las condiciones de trafico 1medio am"iente9 durante el periodo de dise(o.


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Confia#ilidadConfia#ilidad

/ (2)/ (2),es:iaci;n Estándar,es:iaci;n Estándar

0'> 0'3> 0'783> 0'431> 1'08> 1'4> 1'30> 1'30> 1'387> 1'> 1'73

> 1'81> 1'441> '03> '8> '090

Para el cálculo de la confiabilidaden una construcción por etapas, se

utiliza la siguiente expresión:

( ) ntotal etapa R R /1=

Donde:

n: Número de periodos


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Des!ia'i+" Est4"dar Total 5So6Des!ia'i+" Est4"dar Total 5So6

7.37 - 7.87 a!ime"tos R,)idos7.37 - 7.87 a!ime"tos R,)idos

7.87 - 7.:7 a!ime"tos 0le$i%les7.87 - 7.:7 a!ime"tos 0le$i%les


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;"di'e de Ser!i'ia%ilidad rese"te;"di'e de Ser!i'ia%ilidad rese"te

S i"i'ial < "i'io del eriodoS i"i'ial < "i'io del eriodo

S 0i"al < 0i" del eriodoS 0i"al < 0i" del eriodo

= = S < S 0i"al > S i"i'ial S < S 0i"al > S i"i'ial


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Índice de Serviciabilidad

Es un ;ndice de la co"odidad 6 se,uridad =ue #ercibe

el usuario en el #a7i"ento

El "étodo fue desarrollado en los a5os sesenta #or la

A"erication of i,Da6 fficials 0AAS Cuantifica en un ran,o de * a el ,rado de confort 6

se,uridad =ue el usuario #ercibe al transitar.

Es utili


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Valores de Índice deServiciabilidad recoendados !or

la AAS"TO Ser7iciabilidad /nicial

9o$ +4 9a7i"entos R;,idos

9o$ +42 9a7i"entos le)ibles

Ser7iciabilidad inal

9f $ 24 9a7i"entos R;,idos

9f $ 24* 9a7i"entos le)ibles


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a )&,a AASHTO re'o"o'e ?&e m&'/as a)e"'ias "oa )&,a AASHTO re'o"o'e ?&e m&'/as a)e"'ias "o

posee" los e?&ipos para determi"ar el Mr ( propo"e posee" los e?&ipos para determi"ar el Mr ( propo"eel &so de la 'o"o'ida 'orrela'i+" 'o" el CR el &so de la 'o"o'ida 'orrela'i+" 'o" el CR

Mr Mr (psi)(psi) 6C./ 6C./0'730'73

Mr = 1500xCBR para CBR < 7.2% sugerida por AASHTOMr = 1500xCBR para CBR < 7.2% sugerida por AASHTO

Mr = 3000xCBRMr = 3000xCBR 0.5 0.5 ! para CBR de 7.2% a 20% es"a! para CBR de 7.2% a 20% es"a

e#ua#i$ &u' desarro((ada e Sud)&ri#ae#ua#i$ &u' desarro((ada e Sud)&ri#a

Mr = *32x(CBR + 2*1! u"i(i,ada para sue(os grau(aresMr = *32x(CBR + 2*1! u"i(i,ada para sue(os grau(ares

por (a propia gu-a AASHTO por (a propia gu-a AASHTO

M+d&lo Resile"te de la S&%rasa"teM+d&lo Resile"te de la S&%rasa"te


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E" el ao de 19@2 a"

Till Et e#e't&+ &"mo"o)rama de'orrela'i+" e"tre elM+d&lo Resile"te 'o"el CR


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C4l'&lo de NBmero Estr&'t&ral


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CARTA DE DISEÑO AASHTO 1993CARTA DE DISEÑO AASHTO 1993


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S


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COEFICIENTE DE DRENAJE


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E" lo ?&e respe'ta a este'oe#i'ie"te se p&ede de'irlo si)&ie"te

El 'oe#i'ie"te de aporteestr&'t&ral 5a16 para'arpetas as#4lti'as e"'alie"te esta e" #&"'i+"a s& Mod&lo deElasti'idad ( a s& !ede la esta%ilidadMars/all

Coe#i'ie"te deCoe#i'ie"te de

Aporte Estr&'t&ral Aporte Estr&'t&ral


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El 'oe#i'ie"te estr&'t&ral para material de asees estimado a tra!es de la si)&ie"te #orm&la

a2 < 7.2 $ lo) ES > 7.9@@ a2 < 7.2 $ lo) ES > 7.9@@

ES < F1ES < F1 F2 F2

Do"de


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A%a'o de 'orrela'i+" e"treCR ( 'oe#i'ie"teestr&'t&ral de ase

ra"&lar

material de ase ( delE"sa(o de CR 5al

177IMDS6


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ESESORES MNMOS 5&l)adas6

Rano de ;r5559555 7>55595557>5559555

3.3. ??

Ma1or a 7>5559555Ma1or a 7>5559555 =.5=.5 ??


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Tráfico de ,ise!o (514)% '816107

C./ 18'2

Mr 1410'1 psi

Confia#ilidad 92 (=r >1'73)

So 0'3

i 3'0

t '0

S<

a1 0'3@pulg' a 0'13@pulg' (C./1002)

U#icaci;n% ucallpa

E*emplo de Diseo


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Cálculo y Elección del Méodo de Di!e"oCálculo y Elección del Méodo de Di!e"o

El método empleado para el diseo ( '4l'&lo deespesores depe"de del %&e" 'riterio del ")e"iero'o"di'io"es 'lim4ti'as ( disposi'i+" de materiales.

a Metodolo),a AASHTO para pa!ime"tos#le$i%les es m4s a"al,ti'a ( se a*&sta me*or a las'ara'ter,sti'as de "&estro medio por lo ?&e esre'ome"dada ( a'eptada por las e"tidades)&%er"ame"tales de "&estro pa,s

a apari'i+" de N&e!as Metodolo),as de diseom4s a"al,ti'as 5Métodos Me'a",sti'os6 tie"de" ame*orar el diseo #re"te a las 'ara'ter,sti'as de"&estros materiales ( medio am%ie"te.


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PAVIMENTOS

#RBANOS


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NORMA $E% &'&

PAVIMENTOS #RBANOS

RE(LAMENTO NA$IONAL DE

EDIFI$A$IONES


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INDI$E

CAPIT(LO 1.) *e$eralidades + De$i'io$es

CAPIT(LO ".) I$%or!a'i,$ pre#ia para la e-e''i,$ de los Estdios +

Diseños

CA9/TU> 3.- Técnicas de /n7esti,aci8n de Ca"#o 6 Ensa6os de >aboratorioCA9/TU> +.- ise5o Estructural de 9a7i"entos Urbanos

CA9/TU> .- Rotura 6 Re#osici8n de 9a7i"entos #ara la /nstalaci8n de Ser7icios

CA9/TU> .- Ma$te$i!ie$to de Pa#i!e$tos

CA9/TU> F.- 9resentaci8n del 9ro6ecto


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CA+TUB

I


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CA+TUB

I


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CA+TUB

TCas técnicas de in7esti,aci8n en el ca"#o4 a#licables al EMS #ara D 4 son los indicados en la Tabla 1.


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El n:"ero de #untos de in7esti,aci8n será de acuerdo con el ti#o

de 7;a se,:n se indica en la Tabla 24 con un ";ni"o de tres 0*3$

otas$

a.Cuando no e)istan los #ro6ectos de loti


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>os #untos de in7esti,aci8n se ubicarán #referente"ente en los

cruces de 7;as4 #udiendo e"#learse #untos inter"edios4 =ue #er"itanestablecer la estrati,raf;a a lo lar,o de la 7;a.

En el caso de re#osici8n de #a7i"entos cortados #ara instalaci8n o

re#araci8n de ser7icios4 se e!ecutará un #unto de in7esti,aci8n cada

1** "etros con un ";ni"o de tres 0*3.

>a #rofundidad ";ni"a de in7esti,aci8n será de 14* " #or deba!ode la cota de rasante final de la 7;a. Si dentro de la #rofundidad

e)#lorada se encontraran suelos blandos o alta"ente co"#resibles4 la

#rofundidad de in7esti,aci8n deberá a"#liarse a criterio del 9R.

onde e)ista rellenos no controlados se deberá in7esti,ar en todo su

es#esor debiendo #rofundi


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Efectuados el re,istro de la estrati,raf;a4 el "uestreo 6 la to"a de

foto,raf;a4 se deberá rellenar las e)ca7aciones con los "aterialese)tra;dos.

urante la in7esti,aci8n de ca"#o se elaborará un #erfil

estrati,ráfico #ara cada #unto de in7esti,aci8n4 basado en la

clasificaci8n 7isual "anual4 se,:n la T9 33.1*$2**1.

En caso de encontrar suelos finos no #lásticos dentro de la#rofundidad de in7esti,aci8n4 se deberán e!ecutar ensa6os #ara

deter"inar su densidad natural.

Se to"ará #or lo "enos una "uestra re#resentati7a de cada ti#o de

suelo #ara su #osterior ensa6o de laboratorio4 se,:n las nor"as

res#ecti7as indicadas en la Tabla 3.Se deter"inará un 01 CBR #or cada #untos de in7esti,aci8n o

"enos se,:n lo indicado en la Tabla 2 6 #or lo "enos un 01 CBR #or

cada ti#o de suelo de sub-rasante.


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CA+TUB 3

,ISEH EST/UCTU/AB ,E A*IME


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CA+TUB 3

,ISEH EST/UCTU/AB ,E A*IME


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A*IME


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MT, SU&E/I, A/A EB ,ISEH EST/UCTU/AB ,E A*IME


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#a7i"entos de ado=uines intertrabados. En 0a4 tanto la base co"o la sub-base

están co"#uestas de "ateriales ,ranulares. Ta"bién se #ueden usar bases

estabili


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El si,uiente #rocedi"iento de dise5o estructural #ara 7;as 6

estaciona"ientos4 está basado en un #rocedi"iento si"#lificado del

"étodo descrito en Structural esi,n of Concrete Bloc@ 9a7e"ents.1 6

en ?uide for esi,n of 9a7e"ent Structures 2 de la AAST. Se

eli,i8 el for"ato de la AAST debido a =ue la distribuci8n de car,as

6 "odos de fallas de los #a7i"entos con ado=uines intertrabados de

concreto4 son "u6 si"ilares a los =ue ocurren en #a7i"entos fle)ibles.


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Crasante $ateriales de la estructura delpa:i$ento. >a selecci8n de los #ará"etros re=uerido #ara el análisis6 dise5o es res#onsabilidad del R.

Tráfico>a e7aluaci8n del tráfico deberá to"arse en cuenta #ara diferenciar las

car,as 7eiculares4 confi,uraciones de e!es 6 ruedas 6 n:"ero de

car,as de cada ti#o de 7e;culo durante el #er;odo de dise5o. El da5o

a la estructura del #a7i"ento debido a las car,as #or e!e se e)#resa

t;#ica"ente co"o el da5o de la car,a de un e!e estándar 0EA>. Esta

car,a #or e!e estándar es una car,a #or e!e si"#le de &42 t 0&*@.


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Soporte de la S&%-rasa"te

>a resistencia del suelo de sub-rasante a tenido ,ran efecto en la

deter"inaci8n del es#esor total de la estructura de #a7i"ento deado=uines intertrabados de concreto. onde sea #osible4 se deberán

conducir ensa6os de laboratorio del "8dulo resiliente o de la Relaci8n

So#orte de California 0CBR en suelos t;#icos de sub-rasante #ara

e7aluar su resistencia. Esos ensa6os deberán conducirse a las

condiciones de ca"#o "ás #robables de densidad 6 u"edad4 =ue se#ronostican durante la 7ida de dise5o del #a7i"ento.

En ausencia de ensa6os de laboratorio4 se an asi,nado 7alores

t;#icos del "8dulo resiliente 0Mr a cada ti#o de suelo definido en el

Siste"a Unificado de Clasificaci8n de Suelos 0SUCS4 descrito en la

Referencia 34 o en el siste"a de la AAST 07er Tablas 3 6 +. Se

#ro#orcionan tres 7alores de "8dulos #ara cada ti#o de suelos SUCS o

AAST4 de#endiendo de las condiciones "edioa"bientales 6 de

drena!e antici#adas #ara el sitio.


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En la Tabla se resu"en las #autas #ara seleccionar el 7alor del Mr

a#ro#iado. A cada ti#o de suelo en las Tablas 3 6 + ta"bién se le aasi,nado un 7alor reducido de Mr 0colu"na de la dereca4 #ara ser

usado sola"ente cuando la acci8n de las eladas es una

consideraci8n de dise5o.

>a co"#actaci8n del suelo de sub-rasante durante la construcci8ndeberá ser #or lo "enos del ' de AAST T- #ara suelos

coesi7os 0arcillosos 6 #or lo "enos el ' de AAST T-1&* #ara

suelos sin coesi8n. >a #rofundidad de co"#actaci8n efecti7a en

a"bos casos deberá ser #or lo "enos las 12 #ul,adas 03** ""

su#erficiales. >os suelos =ue ten,an Mr de +** #si 031 M9a o "enos0CBR de 3' o "enos4 deberán e7aluarse #ara ree"#la


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Materiales del a!ime"to

Se deben caracteri


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6 ,

Si se usa una base tratada con asfalto4 el "aterial deberá confor"ar las

es#ecificaciones de un concreto asfáltico de ,radaci8n densa4 bien

co"#actado4 es decir una estabilidad Marsall de #or lo "enos 1&** libras

0&*** .

El "aterial de base tratada con ce"ento deberá tener una resistencia a la

co"#resi8n no confinada a los F d;as de #or lo "enos * #si 0+4 M9a.

>os es#esores ";ni"os de las ca#as de base tratadas con asfalto 6 ce"ento

son F "" 6 1** ""4 res#ecti7a"ente.

C&r!as de Diseo Estr&'t&ral


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Otros Metodos - Diseño de Pavimento

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