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PROBLEMA 1
Se desea disear un pavimento flexible para una carretera de 18 km, a la que se haproyectado un trnsito vehicular de 10,3 millones de ejes equivalentes para un periodo de 20 aos. Los materiales disponibles para este proyecto tienenlas siguientes caractersticas:
Concreto asfltico: EAC = 250 000 psi; B/.105/m3Capa base: CBRBS = 65%; B/.38,50/m3Capa sub-base: CBRSB = 25%; B/.11,25/m3Subgrado: CBRSG = 4%
(a)Asumiendo un 95% de confiabilidad y una prdida de servicialidad aceptable de 2,5 Con qu nmero estructural deber contar dicho pavimento?(b)Si se desea que la carpeta de concreto asfltico sea de 6 in de espesor, Quespesores recomendara usted para la capa base y sub-base?(c)Se le ha solicitado compare el costo/m2 del pavimento propuesto en la seccin(b) con otro diseo con 5 in de espesor de concreto asfltico, pero que cumpla con elmismo nmero estructural calculado en la parte (a). Cul propuesta resulta mseconmica?
DesarrolloPunto a)Concreto asfaltico
Eac= 250000 psiCapa Base
CBR= 65% MR= 25400 psiCapa Sub-Base
CBR= 25% MR= 13800 psiSubgrado
CBR= 4% MR= 6000 psi0.5 1
5.02E+05 0.34w18= 2.51E+05 0.122
t= 20 aos 0.1g= 7%
10300000251247.135156
R= 95% 10300000ZR= -1.645
0.452.5
7.0128372247
18=
S=PSI=
_18 _18 = =[((1 ) 1) ]=+ ^ /
log_10 ()=
_1=_2=
_3=
=_ =_
_2=_3=
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SN (asu)= 5.0620448019
-0.74025 7.1253151665 -0.0675376415 0.6953109009
7.0128384259
SN= 5.0620448019
SN1(asu)= 3.2026300359
-0.74025 5.6361580582 -0.0322857842 2.1492142226
7.0128364966
SN1= 3.20
9.42 in
9.5 in
3.23
SN2(asu)= 3.908707688
-0.74025 6.2674527184 -0.0488847889 1.5345194805
7.01283741
SN2= 3.91
6.954 in
log_10 ()=
_0+9.36 log_10 +1)0.20+log_10 [ /(4.21.5)]/(0.40+1094/_ ( +1)^5.19 )+2.32 log_10 ( 8.07_ =
_1= _1 _1 /=
_0+9.36 log_10 (_ _1+1)0.20+log_10 [ /(4.21.5)]/(0.40+1094/( _1+1)^5.19 )+2.32 log_10 8.07_ =
_1=
_1=_1 _1=
_0+9.36 log_10 (_ _2+1)0.20+log_10 [ /(4.21.5)]/(0.40+1094/( _2+1)^5.19 )+2.32 log_10 8.07_ =
_2=( _2 _1)/ _2 (
_2 )=
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7 in
0.68
Para la sub base
SN3= 5.06
14.417 in
14.5
5.07
9.5 in (0.24 cm)
7 in (0.18 cm)
14.5 in (0.37 cm)
Punto b)
6 in
2.04
SN2= 3.91
19.15 in
19.5 in
1.87
_2=
_2 _2 _1
_2=
_3( _3( _1+ _2))/
_3 _3 )=(
_3=
_1 _1 _2 _2 _2 _3 = + +_3 _3=
_1=
_1=_1 _1=
_2=( _2 _1)/ _2 (
_2 )=_2=
_2 _2 _1 _2=
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SN3= 5.062
14.42
14.5
5.07
6 in (0.15 cm)
19.5 in (0.5 cm)
14.5 in (0.37 cm)
Punto c)
5 in
1.7
SN2= 3.91
22.63 in
23 in
2.21
SN3= 5.062
14.42
14.5
5.07
5 in (0.13 cm)
_2=
_3( _3( _1+ _2))/
_3 _3 )=(
_3=
_1 _1 _2 _2 _2 _3 = + +_3 _3=
_1=
_1=_1 _1=
_2=( _2 _1)/ _2 (
_2 )=_2=
_2 _2 _1 _2=
_3( _3( _1+ _2))/
_3 _3 )=( _3=
_1 _1 _2 _2 _2 _3 = + +_3 _3=
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23 in (0.58 cm)
14.5 in (0.37 cm)
OPCION AESPESOR COSTO
ASFALTO 0.15 105 16.00BASE 0.50 38.5 19.07SUB BASE 0.37 11.25 4.14
39.21
OPCION BESPESOR COSTO
ASFALTO 0.13 105 13.34BASE 0.58 38.5 22.49SUB BASE 0.37 11.25 4.14
39.97
.: --> La opcion A es mas economica
COSTO M
COSTO M
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PROBLEMA 2
Calcule el nmero de ejes equivalentes totales para el carril de diseo de un pavimentoque se colocar sobre una carretera de 4 carriles donde, segn anlisis de trnsito,actualmente transitan 18300 vehculos por da en ambas direcciones conla composicin vehicular mostrada en la tabla adjunta. Sin embargo, tambin se analizque el 60% del trnsito se dirige al norte y 40% al sur. Adems, el 65% del trnsito en cadasentido se ubica sobre el carril de la derecha. Se quiere que este pavimento tenga un periodo de vida til de 20 aos y los estudios muestran que la tasa de crecimientoesperada durante este periodo es de 3%.
Type % Comp. Factor de equivalenciaEje 1 Eje 2 Eje 3
Auto 0.68 0.0002 0.0002Bus 0.12 0.002 0.01C2 0.06 0.004 0.085C3 0.06 0.01 0.481T3-S2 0.08 0.01 0.643 0.643
Ojo! Distingan entre los ejes sencillos y tndem.Nota: Asuma un nmero estructural de 4 en el clculo y un ndice de servicialidad terminalde 2,0Dado:ADT= 18300 vpd g= 0.03DD= 0.6DL= 0.65t= 20 aosType eje de carga %
Auto 0.68 0.0002 12444 2.48880.68 0.0002 12444 2.4888
Autobus 0.12 0.002 2196 4.3920.12 0.01 2196 21.96
C2 0.06 0.004 1098 4.3920.06 0.085 1098 93.33
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C3 0.06 0.01 1098 10.980.06 0.481 1098 528.138
T3-S2 0.08 0.01 1464 14.640.08 0.643 1464 941.3520.08 0.643 1464 941.352
2565.5136
936412.464
365200.86096
21986445.9297
PROBLEMA 3
(a)Determine el espesor de la losa de concreto de un pavimento rgido con MR = 450 psiy sub-base de 10 cm de espesor con las caractersticas definidas en el PROBLEMA No.1
(b)Determine el nmero de pasadas permisibles de vehculos T3-S2 correspondiente al espesor de losa del punto (a).
10300000
Dado para Sub-Base (Tomado del Problema 1)Capa Sub-Base
CBR= 25.00%Dsb= 10 cm 0.2 20000Dsb= 3.94 in 1 40000
De las tablas de valores tipicosEsb= 21250 psi
ConcretoMR= 4500 psi
fc= 4000 psiEc= 3604996.53259 psiSc= 505.964425627
Del grafico Figura 3.3
k= 170 pci
ESAL=
_18= _0 36 =5_18 =_ __18= _18 _18 [((1 ) 1) ]== = + ^ /
_18 _18 = =[((1 ) 1) ]=+ ^ /
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k= 200 pci LS= 1
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k= 70 pci
R= 0.95ZR= -1.645S = 0.37PSI= 2.5 pt= 1.7J= 3.2Cd= 0.9k= 70 pcipt= 1.7D (asumi)= 50 inLog10(Esal): 7.0128372247
0.0848201761 -0.0791812414 3.676 8046.81467119 0.663344949112130.6639667
-0.6496469331
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0.800.80
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ESAL= 5.08E+06 a1= 0.3a2= 0.125
R= 95% a3= 0.103ZR= 0 m2= 0.8
0.45 m3= 0.82.2 Marshall 1000 lb
MR= 2.10E+05 CBR=6.7062593555 MR= 13900 CBR=
MR= 3000 CBR=SN (asu)= 4.7029113291
0 6.8770643545 -0.167724934 -3.08E-03
6.7062607315
SN (asu)= 2.1973997425
0 4.5248993177 -0.029402486 2.21E+00
6.7062607647
7.32466581
S=PSI=
log_10 ()=
60 Ebs= 27000 psi25 Esb= 14000 psi
2
Hoja1Hoja2
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