Pavimentos Clase 07 AASHTO 93 Rigido
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DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOSMÉTODO AASHTO 93
Dr. Andrés Sotil ChávezClase 7
Pavimentos
INTRODUCCIÓNDe manera similar al método del pavimento flexible, es una
metodología empírica basada en el AASHO Road TestLa metodología para diseñar tiebars y dowels ya se
presento en clases anterioresEsta sección únicamente se preocupa en el diseño del
espesor de las capas / losasLas ecuaciones tienen la misma estructura, y fueron
reducidas para ejes equivalentes simples de 18 kip (80 kN) a la siguiente ecuación
Esta ecuación solo aplica para losas con Ec = 4.2 x 106 (29 GPa), Modulo de Ruptura Sc = 690 psi (4.8 MPa), modulo de reacción de la subrasante k = 60 pci (160 MN/m3), coeficiente de transferencia J = 3.2 y coeficiente de drenaje Cd = 1.0
DISEÑOSe extendió la ecuación a diversas condiciones de las del
AASHO Road Test y se presenta a continuación
Y para simplicidad se desarrollo un nomograma como se muestra a continuación en la siguiente diapositiva.
Recordar que ΔPSI = 4.5 - pt
DISEÑO - NOMOGRAMA
DISEÑO - NOMOGRAMA
EJERCICIO DE DISEÑODeterminar el periodo de performance de un
pavimento rígido si es que se tiene que existe una relación con W18 con la siguiente ecuación
W18 = 5 x 106 [(1.04)Y – 1]Donde Y esta en añosSe tienen los siguientes datos:
R = 90% (Z = -1.282) So = 0.40D = 8.0 in ΔPSI = 4.5 – 2.5 = 2.0Sc = 600 psi Cd = 1.05J = 3.2 Ec = 5 x 106 psik = 100 pci
DISEÑO - NOMOGRAMA
R = 90% (Z = -1.282) So = 0.40 D = 8.0 in
ΔPSI = 4.5 – 2.5 = 2.0 Sc = 600 psi Cd = 1.05
J = 3.2 k = 100 pci Ec = 5 x 106 psi
DISEÑO - NOMOGRAMA
Determinar el periodo de performance de un pavimento rígido si es que se tiene que existe una relación con W18 con la siguiente ecuación
W18 = 5 x 106 [(1.04)Y – 1]
Donde Y esta en años Se tienen los siguientes
datos: R = 90% (Z = -
1.282) So = 0.40 D = 8.0
in ΔPSI = 4.5 – 2.5 = 2.0 Sc = 600 psi Cd = 1.05 J = 3.2 Ec = 5 x 106 psi k = 100 pci
Y = 6.9 años
De MR a kEl proceso anterior requiere el diseño con valores
de kSi no esta disponible el valor de k, pero se tiene
MR, entonces se pueden usar factores de conversión
Si se tiene un losa aplicada directamente sobre la subrasante, se puede aplicar
k = MR / 19.4 (12.22)
Pero se ha demostrado que los valores son muy altos, y por lo tanto se propone la siguiente ecuación
De MR a kCuando exista una base de por medio, se recomienda usar
las siguientes graficas
Por ejemplo, si Dsb = 6 in
MRsb = 20000 psi
MRsubrasante = 7000 psiDeterminar el modulo de
reacción de la subrasante compuesta k∞
Resultado: k∞ = 400 pci
De MR a kLo anterior
asume que la subrasante es infinita. Sin embargo, si la subrasante esta por encima de una cimentación rígida (por ej. un puente) y si la profundidad es menor a 10 pies, entonces se usa la grafica
Esta grafica puede o no ser aplicada con la subbase
De MR a kUna vez que se
determina un valor de k, se tiene que determinar el valor equivalente que tome en cuenta los danos estacionales.
Tan igual como en pavimentos flexibles, esto se puede hacer de la siguiente manera:
De MR a kEjemplo aplicado
a un pavimento de 9 pulgadas
Ahora, como ultimo paso se tiene que considerar la perdida de soporte por efectos de erosión o bombeo se usa la grafica de la diapositiva siguiente
De MR a kLS = 0 (cero) cuando
hay contacto completo entre la losa y la subrasante
Los valores LS corresponden a áreas sin contacto
Por ej. LS = 3 significa q un área de 9’ x 7.25’ de losa no esta en contacto con su subrasante
LS = 2 y LS = 1 son valores intermedios a este.
Valores típicos
De k a MRLS = 0 cuando hay contacto completo entre la losa y la
subrasanteLos valores LS corresponden a áreas sin contactoPor ej. LS = 3 significa q un área de 9’ x 7.25’ de losa no
esta en contacto con su subrasanteLS = 2 y LS = 1 son valores intermedios a este.Valores típicos
VARIABLESCoeficiente de Transferencia de Carga, J
Coeficiente de Drenaje, Cd
EJERCICIOS
J = 3.2 Sc = 650 psi ΔPSI = 4.5 – 2.5 = 2.0
R = 50% (Z = 0) So = desconocido
D = 8.0 in Ec = 4 x 106 psiCd = ?? k = ??
EJERCICIOS
Cd = 0.95
EJERCICIO 1
k = 350 pci
DISEÑO - NOMOGRAMA
J = 3.2 Sc = 650 psi ΔPSI = 4.5 – 2.5 = 2.0
R = 50% (Z = 0) So = desconocido
D = 8.0 in Ec = 4 x 106 psiCd = 0.95 k = 350 pci
DISEÑO - NOMOGRAMA
J = 3.2 Sc = 650 psi ΔPSI = 4.5 – 2.5
= 2.0R = 50% (Z =
0)So = desconocidoD = 8.0 inEc = 4 x 106 psi
Cd = 0.95k = 310 pci
8.5 millones de ESALS