Diseño Pavi Semiflexible AASHTO 93
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C1
DISEÑO DE PAVIMENTO SEMIFLEXIBLE CON ADOQUIN DE CONCRETO (METODO AASHTO-1993)
Proyecto:
1.- DATOS DE TRAFICO Y PROPIEDADES DE LA SUBRASANTE:a) Periodo de diseño en años ( t ): 20b) Tasa de crecimiento anual (g%): 3.84% = 0.0384
c) 29,288,549.22 millones (AASHTO: H-2)d) Indice de confianza ( R% ): 60 (Usar tabla 1)e) -0.253 (Usar tabla 2)f) Error de combinación estándar ( So ): 0.45 (Usar tabla 3)g) Indice de servicialidad inicial ( pi ): 4.20 (Usar tabla 4)h) Indice de servicialidad final ( pt ): 2.00 (Usar tabla 4)i) Diferencia de servicialidad (∆PSI = pi - pt ): 2.20 (AASHTO: II-10)j) C.B.R. de la Sub Rasante (%): 8.58 (Info. E.M.S.)k) 12,870.00 psi (AASHTO: I-14)
1.1.- CARACTERISTICAS DE MATERIALES:a) Modulo de Resiliencia del Adoquín ( Mr ): 400,000.00 psib) Modulo de Resiliencia del Concreto Asfáltico ( Mr ): 450,000.00 psi (AASHTO: II-17, II-18)c) Modulo de Resiliencia de la Base Granular ( Mr ): 30,000.00 psi (AASHTO: II-20, H-5)d) Modulo de Resiliencia de la Sub Base Granular (Mr ): 15,000.00 psi (AASHTO: II-20, H-5)
1.2.- DATOS PARA ESTRUCTURACION DEL REFUERZO:A. COEFICIENTES ESTRUCTURALES DE CAPA
Concreto Asfáltico Convencional (a1): 0.44 (Usar graf carpeta, AASHTO: II-17, II-18, H-2)Base Granular (a2 = 0.249*logMr - 0.977): 0.14 (AASHTO: II-20)Sub-Base (a3 = 0.227*logMr - 0.839): 0.11 (AASHTO: II-22)
B. COEFICIENTES DE DRENAJE DE CAPABase granular (m2): 1.00 (Ver m (i) ) (AASHTO: II-25)Subbase granular (m3): 1.00 (Ver m (i) ) (AASHTO: II-25)
2.- NUMERO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO (SN) :
Reemplazando valores en la fórmula, para el calculo de SN teórico:Para: SN = 3.8820 (iterar)
7.467 = 7.467
SN = 3.882
3.- CALCULO DE ESPESORES DE CAPAS DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO: (AASHTO: II-35)El Número Estructural se calculará con la ecuación de diseño presentada por la AASHTO-93 seinterrelacionan con los espesores de capa y drenaje según la expresión:
Trafico ( W18 = 106 x [ {(1+ g) t - 1} / g ] )
Desviación estándar normal ( ZR ):
Modulo de Resiliencia (MR = CBR x 1500):
SN = a1.D1 + a2.D2.m2 + a3.D3.m3
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C2
Reemplazando valores en:D1: Espesor de adoquín = 8 cm
Espesor de arena = 5 cm13 cm = 5.12 pulg.
D2: Espesor de la base = 20 cm = 7.874 pulg. (material granular)D3: Espesor de sub-base = X pulg. (material granular)
3.882 = 0.44 x 5.12 + 0.14 x 7.874 x 1.00 + 0.11 x D3 x 1.003.882 = 2.252 + 1.09 + 0.11 D3D3 = 5.00 pulg. = 12.702 cm
ESTRUCTURA PROPUESTA:Adoquín = 8 cmCama de arena = 5 cmBase Granular = 20 cmOver (mejoramiento del suelo) = 20 cmEspesor del pavimento = 53 cm
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AASHTO-93 PAG. 99
Clasificacion Nivel de confiabilidad recomendado (R)funcional Urbano Rural
Autopista y carreteras interestatales, y otras vias 85 - 99.9 80 - 99.9Arterias principales 80 - 99 75 - 95Colectoras 80 - 95 75 - 95Locales 50 - 80 50 - 80
Generalmente ante los incrementos de los volumenes de tráfico, de las dificultades para diversificarel tráfico y de las espectativas de disponibilidad del público, debe minimizarse el riesgo de que lospavimentos no se comporten adecuadamente. Este objetivo se alcanza seleccionando niveles de confiabilidad más altos. La Tabla No. 1 presenta los niveles de confiabilidad recomendados para varias clasificaciones funcionales.
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AASHTO-93 PAG. 84CONFIABILIDAD Y DESVIACION ESTÁNDAR
50 0.00060 -0.25370 -0.52475 -0.67480 -0.84185 -1.03790 -1.28291 -1.34092 -1.40593 -1.47694 -1.55595 -1.64596 -1.75197 -1.88198 -2.05499 -2.327
99.9 -3.09099.99 -3.750
La selección de un nivel apropiado de confiabilidad para el diseño de una vialidad particular, dependeprimariamente del uso del proyectado y de las consecuencias (riesgos)
Confiabilidad (R%)
Desviacion normal
estándar (ZR)
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AASHTO-93 PAG. 84Criterio para la selección de la Desviacion estandar total (So)
0.30 - 0.40 Pavimentos rigidos0.40 - 0.50 Pavimentos flexibles
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AASHTO-93 PAG. 28Valor Indice Serviciabilidad (PSI)Para el diseño es necesario seleccionar un índices de serviciabilidad inicial y terminal.El índice de Serviciabilidad terminal o final de diseño deberá ser tal que culminado el periodo de vidaproyectado, la vía (superficie de rodadura) ofrezca una adecuada serviciabilidad
4.2 pavimentos flexible4.5 pavimentos rígidos
2.5 ó 3.0 carretras principales2 carreteras con clasificación menor
1.5 carreteras relativamente menores , donde las condiciones económicasdeterminan que gastos iniciales deben ser mantenidos bajos
- Indice de serviciabilidad inicial (pi)
- Indice de serviciabilidad final (pt )
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Tipicamente el Modulo elastico del concreto asfaltico es de 350000 psi
Tipicamente el Modulo elastico del concreto asfaltico es de 350000 psi 0.38
o Tipicamente el Modulo elastico del concreto asfaltico es de 400000 psi 0.42
o Tipicamente el Modulo elastico del concreto asfaltico es de 450000 psi 0.44
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PARA LA CAPA DE BASE ESTABILIZADA CON CEMENTO
PARA LA CAPA DE BASE TRATADA CON ASFALTO
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PARA LA CAPA DE BASE GRANULAR
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PARA LA CAPA DE BASE ESTABILIZADA CON CEMENTO
PARA LA CAPA DE BASE TRATADA CON ASFALTO
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PARA LA CAPA DE BASE GRANULAR
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COEFICIENTE DE CAPA PARA SUB BASE GRANULAR
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Valores de coeficientes de drenaje (mi) recomendados
<1% 1-5% 5-25% >25%Excelente 1.40-1.35 1.35-1.30 1.30-1.20 1.20 Excelente 2 horasBueno 1.35-1.25 1.25-1.15 1.15-1.00 1.00 Bueno 1 díaAceptable 1.25-1.15 1.15-1.05 1.00-0.80 0.80 Aceptable 1 semanaPobre 1.15-1.05 1.05-0.80 0.80-0.60 0.60 Pobre 1 mesMuy pobre 1.05-0.95 0.95-0.75 0.75-0.40 0.40 Muy pobre agua no drenada
Calidad del Drenaje
% del tiempo que la estructura del pavimento esta expuesta a niveles de humedad proximas a la saturacion Calidad del
DrenajeTiempo de remocion
de agua
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Periodo de diseño en años ( t ):Tasa de crecimiento anual (g%):