Curso Dise__o de Pavimentos 2012_FINAL

Diseño de Pavim Pavimentos entos Nuevos Nuevos y Rehabil Rehabilitados itados M.Sc. Ing. Rafael Rafael Menéndez Menéndez A.

Ingeniero Civil, Maestría en Ciencias en Geotecnia en la Universidad de Texas A&M y estudios de Doctorado en Pavimentos y materiales en la Universidad de Texas Texas A&M enlos EstadosUnidos EstadosUnidos.. Con más de 20 años de experiencia profesional en consultoría y asesoría en el campo de la infraestructura Vial, Planificación y Gestión Institucional de Caminos, Diseño de Pavimentos Pavimentos y Geotecnia Geotecnia.. Es actua actua mente mente asistente asistente e Investiga Investigaci ci n e Instituto Instituto e Transportes Transportes deTexas (TTI). Se ha desempeñado como :Especialista de Suelos y Pavimentos de Graña y Montero Ingeniería (GMI) , Consultor de la Oficina Internacional del Trabajo (OIT) en Perú, Ecuador, Guatemala, Guatemala, Paraguay, Bolivia y El Salvador, Especialista de obras de la Gerencia deObras del Provías Nacional yen diversas empresas de consultoría. consultoría.

J. Rafael Menéndez Acurio Ingeniero Civil M.Sc. M.Sc.

Hora

Dí a 1

Hora

Ha sido docente de post grado de la Univ. Nacional de Ingeniería (UNI), (UNI), Univ. San Antonio Abad del Cusco, Univ. Hermilio Valdizán de Huánuco y la Univ. Particular de Tacna y docente docente de pregrado en la Pontificia Univ. Católica del Perú, Univ. San AntonioAbaddel AntonioAbaddel Cusco, Cusco, Univ. Univ. CatólicaSantaMaría CatólicaSantaMaría de Arequipa Arequipa y laUniv. de Piura.

Día 2

4:00‐4:45

1. Introducción

4:45‐5:30

2. Suelo de Fundación

8:45‐9:30

4. Diseño de Pavimentos Flexibles Nuevos Ejemplo #2

5:30‐6:15

2. Suelo de Fundación

9:30 ‐10:15

5. Diseño de Pavimentos Rígidos Nuevos

6:15‐6:30

Receso

6:30:‐7:15 7:15‐8:00 8:00‐8:15 8:15‐9:00 9:00 ‐ 10:00

Ejemplo #1

8:00‐8:45

10:15‐10:30 10:30 ‐11:15

3. Materiales para pavimentos 11:15‐12:00 Receso

Receso 5. Diseño de Pavimentos Rígidos Nuevos Ejemplo #3 6. Diseño de Rehabilitaciones

12:00‐12:15 1:00‐2:00

AASHTOTest AASHTO Test Report Report 5, 5, 1962

Receso

3. Materiales para Pavimentos 12:15‐1:00 4. Diseño de Pavimentos Flexibles Nuevos

“……..Si se da a dos diseñadores la tarea de “……..Si se diseñar un diseñar un pavimento pavimento para para una vida útil útil de de 20 años, el primero puede primero puede considerar considerar que que hizo un buen diseño si si no no apareció ninguna grieta en 20 años, mientras que el el segundo segundo estará satisfecho si si el el último último vehículo vehículo pudo pudo circular el circular el año año 20 desde la construcción”

Ejemplo #4 7. Introduccióna la gestión vial 4

1. Introducción:

Ing. M.Sc. Rafael Menéndez A.

INSTI INSTITUT TUTO O DE LA CONSTR CONSTRUCC UCCION ION Y GERENC GERENCIA IA - ICG Email: Email: i [email protected] [email protected] / Web: Web: ww w.constr w.constr uccion .org

Diseño de Pavim Pavimentos entos Nuevos Nuevos y Rehabil Rehabilitados itados M.Sc. Ing. Rafael Rafael Menéndez Menéndez A. 1. Introducción:

Es el pro proceso ceso por por el cual ual los compo ompon nente entess estruc estructur turale aless de un segmento segmento de carret carretera era son calculados tomando en consideración la naturaleza , , ‐ densid densidad ad y compos composici ición ón del tráfic tráfico, o, tecnol tecnologí ogíaa constructi constructiva va y condicion condiciones es de mantenimiento mantenimiento





Ing. M.Sc. J. Rafael Menéndez Acurio

1. Introducción:

1. 2. 3. 4.

7. 5.

6. 8. 9.

Recopilaci Recopilación ón de informaci información ón existente existente Estudio Estudio de la subrasant subrasantee Defi Defini nici ción ón del del tipo tipo de supe superf rfic icie ie de roda rodadu dura ra y los los componentes estructurales e ecc ecc n e osmater osmater a es Estudio Estudio del tráfico tráfico Sectorizacióndel Sectorizacióndel tramo Diseñode Diseñode losespesore losespesoress de cada cada capa capa Análisis del ciclo de vida vida (incluido mantenimiento mantenimiento y tipo de ejecución) Determinac Determinación ión del tipo de pavimento pavimento y de los espesores espesores finales

En forma resumida el diseño de la estructura del pavimento es: Establecer es: Establecer espesores y características de los materiales para mantener la vía bajo un cierto nivel niv el de det deteri erioro oro,, con confor fortt y cos costo. to.

1. Introducción:

Propor Proporcio cionar nar a los usuari usuarios os circul circulaci ación ón segura, segura, cómoday cómoday confor confortab table le sin demora demorass excesi excesivas vas  Proporcionar a los vehículos acceso bajo cualquier condición condición de clima. clima.  Reducir y distribuir la carga de tráfico para que esta no dañe dañe la subras subrasant antee por deform deformaci ación ón excesiv excesivaa Cumplir ir requ requer erim imie ient ntos os medio medio ambi ambient ental ales es y  Cumpl estéticos Limitarr el ruido ruido y la contam contamina inació ción n del aire aire  Limita 

1. Introducción:

Resistencia suficiente de los los componentes para asumir los esfuerz esfuerzos os impues impuestos tos por el tráfic tráfico o y el clima. clima. Sufici cient entee espeso espesorr para para preve preveni nirr el efec efecto to del del  Sufi congelamient congelamiento o en subrasantes. subrasantes.  Ser impermeable o facilitar la salida del agua que pudiera pudiera debilitar debilitar la subrasante subrasante y consecuentem consecuentemente ente el pavimento.  La superficie del pavimento debe ser resistente al deslizamiento. 




1. Introducción:

1. Introducción:




1. Introducción:









En Francia en el siglo XVII se cons constr truy uyer eron on vías vías de poco poco ancho cho con con sup superfi erficcie de rodadura formada por piedras pequeñas,y pequeñas,y arena En EEUU e Inglaterra en 1830 se emplea el asfalto y arena como protecció protección n de la carretera carretera En Austria Austria en 1850 se emplea emplea por primera vez el pavimento rígido En 1900 aparecen los vehículos a motorcon neumáticos neumáticos



Los romanos construyeron 84,000 km de vías empedradas elevadas del nivel de rasante apoyadas en una estructura de piedras grandes.

Los incas y pre incas construyeron construyeron caminos peatonales peatonales de gran longitudcon longitudcon superficie superficiess de piedra piedra y arena. arena.

1. Introducción:

Pierre Trasaguet Trasaguet finales del siglo XVII, introduce el concepto de que el pavimento debe contar con un buen buen drenaj drenajee y que requiere requiere un mantenimientocontinuo. o n c am 175 ‐1 3 ), a  subr subraasan sante con dre drenaje naje y adecuadamente compactada debe soportar la carga mientras que la supe superf rfic icie ie de roda rodadu dura ra está está conformada conformada por piedra piedra chancada chancada de diferentes tamaños que actúa tamb tambié ién n como como una una capa capa de protección. 



1. Introducción:



9001000 mm

150 mm 350450 mm

Romanos (200 AC)

Telford (comienzos de 1800s)

250 mm

Madacam (comienzos de 1800s)

(comienzos de 1900s)

En 1941 en EEUU se efectúa el ensayo en pista e prue a e ary an , donde se analiza el efecto de 4 configuraciones diferentes de pavimentos de concreto.

1. Introducción:





En 1955 en EEUU se lleva a cabo el ensayo en pista de prueba WASHO, donde se analiza el efecto de 4 configuraciones de ejes de carga en pavimentos flexibles.

1. Introducción:

En En 1962 se realiza en EEUU el ensayo ensayo en pista de prueba AASHTO, en Otta AASHTO, Ottawa wa Illinois, donde donde se desarrolla la relación entr relación entre entree el núm número ero de repet repeticio iciones nes d de e un un determinado eje eje de carg carga carga a de diferente diferent dife rentee magnitud magnitud y configur conf configuración iguració ación n y el comp comporta ortamien miento to de diferentes diferentes seccionesde secc secciones ionesde de pavimentos pavimento pavim entoss rígidos rígidos y flexibles. flexibles flexi bles.

1. Introducción:



1. Introducción:





1. Introducción:

En 1987 1987 se iniciaen iniciaen EEUU EEUU el SHRP SHRP (Strat (Strategi egicc Highwa Highwayy Research Program), y como aporte de este programa se realiza el LTPP que es un estudio a largo plazo de vías en servicio servicio en 2400 secciones secciones de pavimentos pavimentos de . . Otros ensayos ensayos experimental experimentales: es: WestTrackk en Nevada Nevada (2000) (2000) ‐ WestTrac MNRoad en Minneso Minnesota ta (1996) (1996) ‐ MNRoad CAPTIF en NuevaZeland NuevaZelandaa (1996) (1996) ‐ CAPTIF Instalaciones nes delTRL en Inglaterra Inglaterra (1996) ‐ Instalacio

1. Introducción:

Desarrollada como la guía de Estructuras de Pavimentos 2002 basada en métodos mecanísticos ‐empíricos (M‐E) y sustentada en un programa de cómputo, actualmente se denomin denominaa guía guía MEPDG. MEPDG. En julio de 2008 AASHTO publica el Manual Practico de la Guia Guia de Diseño Diseño Mecaní Mecanísti stico co‐Empíri Empírico co de Pavime Pavimento ntoss y en diciembre de 2011 el ICG publica la traduccion oficial del manual. manual.

1. Introducción:

      

Flexibles (concreto asfáltico) Rígidos Rígidos (concreto (concreto hidráulico hidráulico)) Compuestos Tratamientos superficiales Segmentados Segmentados o adoquinados Afirmados Afirmados o Lastrados Tierra




1. Introducción:

ConcretoAsfálti cretoAsfáltico co



Basetratada tratadade deasfalto asfalto

Base tratadade tratada de cemento

Basesinconsolidar

Subbasesin consolilidar dar

Subbasesin consolilidar dar

CapadeAsfaltotratado CapadeAsfalto cemento tratado tratado

Subrasante Subr asante compactada



Subrasante Subr asanteNatural

Subrasante Subr asanteNatural

SubrasanteNatural

Semi-Rígido co con ATB

Semi-Rígido co con CTB

Sección Invertida

1. Introducción:

1. Introducción:

1. Introducción:

1. Introducción:

JPCP (losas con juntas con juntas ) JRCP (losas con refuerzo)  CRCP (losas continuas con refuerzo) ‐   



1. Introducción:

1. Introducción:


1. Introducción:

1. Introducción:

Estado de la Práctica

Act ual Est ado de la Práctica

Estado del arte

Antes de 1800: el diseño se efectuaba basado en la rueda más cargada, se tenian bajos volúmenes de tráfico 188 : Boussi Boussines nes desarro desarrollasus llasus ecuaci ecuacione oness  188  1920: Desarrollo del CBR, diseño basado en reglas empíricas. Ecuaciones de Westergaard Westergaard..  1920‐1930: Ecuaciones  1940: Burmister desarrolla modelos multicapas para pavimentos pavimentos flexibles. flexibles. 1960: Modelo Modeloss a escala escala natura naturall  1940‐1960: 1960: Pista Pista de prueba pruebass deAASHTO deAASHTO  1958‐1960: 



1. Introducción:

1990: 1990: Desarr Desarroll ollo o de modelo modeloss 2‐D y 3D de elemen elementosfini tosfinitos tos  1993‐1998: Programa estratégico de investigación en vías en EE.UU. EE.UU. (SHRP) (SHRP)  1993‐2013: Programa de seguimiento de comportamiento de

1940



1998: 1998: Guia de diseño diseño de pavimentos pavimentos rígidos revisada revisada de AASHTO  2002: Guía de diseño analítica de AASHTO denominda Guía MEPDG  2008: 2008: AASHT AASHTO O Manua Manuall Practi Practico co de la Guia Guia de Diseño Diseño Mecanístico‐Empírico de Pavimentos (traducida el 2011 por el ICG). 

1. Introducción:



Asnálisi s Mecanístic o

1950

USACE (Bousinnesq)

1960 Chevron(ME Análisis)

1970

1980

1990

2000

FEA(FEPAV)

Burmister Rigidez HMA

Caracterización de materiales

Fatiga HMA

SHRP (USA)

Moduloresilente suelos Diseñode mezclasHMA

Ensayos no destructivos

Ensayodinámico Propagaciónde vibratrorio(Shell ) ondas(TRRL)

FWD(Francia, Dinamarca)

VigaBenkelman (WASHO) WASHO

AASHTO

HVS (sudáfrica)

LTPP (USA)

Ensayo acelerado

WestTrack NCAT MnRoad

Diseño mecanistico Empírico Gestión de Pavimentos

ShellChevron NCHRP

Institutodel asfalto

LCP C

A ASHTO 20 200 2

Ariz i zonaDOT

WSDOT

1. Introducción:

MÉTODOS MÉTODOS EMPÍRICOS



Reglas prácticas  CBR, Kansas, etc. 



MECANÍSTICOSEMPÍRICOS MECANÍSTICOSEMPÍRICOS  Instituto del Asfalto  SHELL 

Deflexión límite  Regresión basada en el comportamiento  PCA  AASHTO 1993 

Tráfico

Fundación

Clima



MÉTODOS MÉTODOS MECANÍSTICOS MECANÍSTICOS  Soluciones analíticas (Westergaard, etc)  Soluciones numéricas (elementos finitos, probabilística, etc)

Propiedad de los materiales

Entradas Modificar esraega

Probar estrategia de diseño Modelos de análisis de pavimentos

No ¿Cumple con criterio de comportamiento?

Daño acumulado

Análi sis

Modelos de predicción de falla

Si Problemas constructivos

Alternativa viable viable Seleccionar estrategia

Análisis de costo del ciclo de vida

Selección de estrategia

Ing. M.Sc. J. Rafael Menéndez Acurio 48





NormaTécnica Norma Técnica CE.010 Pavimentos Urbanos Reglamento Nacional de Edificaciones RNE

1. Introducción:



Manuales para la gestión vial ▪



▪

Manual de diseño geométrico de vías urbanas



Normas ASTM



Normas AASHTO



Reglamento Nacional de Gestión de infraestructura



Jerarquización vial

▪

▪

▪

▪

▪

▪

1. Introducción:











Glosario de términos de uso frecuente en proyectos de infraestructura vial

▪

▪

▪

1. Introducción:



Costos referenciales en estudios y obras

Mantenimiento y conservación vial  Mantenimiento rutinario  Mantenimiento periódico  Conservación de carreteras de bajo volumen de

Términos de referencia modelo (servicios de consultorìa) Guía para la ejecución de diseños viales Reglamento nacional de cobro por usos de la infraestructura vial.

DG Normas de diseño geométrico EG Especificaciones Generales EM Ensayos de materiales ue os, geo og a y pav mentos en proceso) Puentes Túneles, muros y obras complementarias (en proceso) Hidrología, hidráulica y drenaje (en proceso) Estudios Socioambientales Seguridad vial Diseño de carreteras no pavimentadas de bajo tráfico Diseño de carreteras pavimentadas de bajo tráfico





Especificaciones generales para conservación vial

Clasificador de rutas  Inventarios viales  Mapas viales  Manual de inventarios viales  Registro nacional de carreteras 52

1. Introducción:

La inversión vial en el Perú ha sido significativa desde los años 90, recuperando la red nacional, la red vecinal en una gran extensión y parte de la red departamental.  Parte de la red Nacional se encuentra concesionada.  La red Nacional está a cargo de PROVIAS NACIONAL, con varios tramos concesionados.  La red Departamental a cargo de PROVIAS DESCENTRALIZADO y los Gobiernos Regionales .  La red Vecinal a cargo de PROVIAS DESCENTRALIZADO y los Municipios.  Red urbana de pavimentos a cargo de los municipios  El proyecto Perú tiene una modalidad de contratación de a puesta a punto‐Mantenimiento. 




2. Suelo de Fundación y Subrasante:

2.1 Concepto Generales 2.2 Programa de Campo y Laboratorio 2.3 Trabajos y Ensayos de Campo 2.4 Trabajos de Laboratorio 2.5 Módulo resilente resilente de diseño 2.6 Ejemplo

Ing. M.Sc. Rafael Menéndez A.

2. Suelo de Fundación y Subrasante:



Estu Estudi diar ar las las propi propied edad ades es mecá mecáni nica cas, s, físi física cass y químic químicas as del suelo suelo para: para: fundacióno ióno soport soportee delpavimento delpavimento,,  la fundac

estabilidad de taludes taludes  estabilidad Estudi Estudiar ar la factib factibili ilidad dad técnic técnicaa del alinea alineamie miento nto horizontaly horizontaly vertical vertical Clasifica icarr los tipos tipos de materi materiale aless para para corte corte  Clasif Establecer el nivel freático freático  Establecer Localizary zary caract caracteriz erizar ar los materi materiale aless de cantera cantera  Locali 



Diseño de Pavim Pavimentos entos Nuevos Nuevos y Rehabil Rehabilitados itados M.Sc. Ing. Rafael Rafael Menéndez Menéndez A. 2. Suelo de Fundacíón y Subrasante:

2. Suelo de Fundacíón y Subrasante:

Caso: Capas sobre estructura

relleno



Revisión de la información topográfica y geológica de la zona zona



Suelo natural Caso: Vía apoyada solo en relleno relleno








Reconocimiento: con el objeto de determinar la geología de la zona y elaborar la hipótesis del suelo (proba (probableperfil bleperfil)) y ubicac ubicaciónde iónde canter canteras as Inve Invest stiigaci gación ón Prel Preliimina minar: r: basa asada en el reconocimiento se ejecuta un número limitado de sondeos y ensayos para verificar la hipótesis del subsuelo.


Selección de los tramos de diseño en base a las característ características icas geológicas geológicas,, topográficas topográficas y de drenaje. drenaje. Investi Investigac gación ión defini definitiv tiva: a: Permi Permite te determ determina inarr los va ores ores na es e res s enc enc a y es ra gra gra a para para e diseño del pavimento. pavimento. Excavaciones espaciadas de acuerdo al tipo de proyecto y condiciones del suelo de fundación (variando de 50 m en zona zonass urba urbana nass a 150 150‐450 450 m en carr carret eter eras as)) a una una profun profundid didadno adno menor menor a 1.50 1.50 m delnivel de lasub rasant rasante. e.






Diseño de Pavim Pavimentos entos Nuevos Nuevos y Rehabil Rehabilitados itados M.Sc. Ing. Rafael Rafael Menéndez Menéndez A. 2. Suelo de Fundacíón y Subrasante:






Determinar la ubicación de las excavaciones o exploraciones en base a la información preliminar y la visita de campo



Elaborar el perfil estratigráfico de las excavaciones



Efectuar ensayos de penetración dinámica de cono



Ejecutar ensayos de densidad de campo

Efectuar las excavaciones o perforaciones mediante:  Calicatas  Trincheras  Perforaciones con barreno (posteadora)  Perforaciones con diamantina



 


Tomar muestras representativas alteradas e inalteradas Realizar Realizar ensayos ensayos de laboratori laboratorio o Examin Examinar ar los registr registros os de perfora perforació ción, n, los perfil perfiles es estra estrati tigr gráf áfic icos os y los los ensay ensayos os de clas clasif ific icac ació ión, n, y seleccionar muestras representativas para los ensayos de resisten resistencia cia como como el CBR, CBR, o Módulode Módulode resilen resilencia cia


Sectorizar el tramo en base a la resistencia del suelo de fundación fundación y el perfil estratigráfi estratigráfico co Calcular ar el móduloresile móduloresilente nte de diseño diseño..  Calcul 



Ensayos de resistencia:



Laboratorio:  



CBR (Relación soporte California) o u o res ente

Campo 

Ensayo de carga directa sobre placa



Viga Benkelman

 

FWD (Defle (Deflectome ctometríade tríade impacto) Cono de penetración (PDC)




Módulo de reacción de subrasante (k) : presión que transmite placa al suelo : deformación fijada previamente previamente

k

 

Tipo de suelo

Densidad

CBR (%)

k (kg/cc)

A‐1‐a, bien gradada A‐1‐a, pob. gradada A‐2‐ ó , ravosa A‐2‐4 ó 5, arenosa A‐3 A‐4, limo A‐5, limo A‐6, arcilla plástica A‐7‐5, arcilla mod. plást. A‐7‐6, arcilla alta plast.

2.10 – 2. 2.35 2.02 – 2. 2.18 2.18 – 2.. 2.02 – 2. 2.27 1.76 – 2. 2.02 1.51 – 1.76 1.34 – 1.68 1.68 – 2.10 1.51 – 2.10 2.10 1.34 – 1.85

60 – 80 35 – 60 0 – 80 20 – 40 15 – 25 4–8 5 – 15 5 – 15 4 – 15 3–5

(g/cc) 8.3 – 12.5 12.5 8.3 – 11.1 11.1 8. – 1 ..8 8.3 – 11.1 11.1 4.2 – 8.3 8.3 0.7 – 4.6 4.6 1.1 – 6.1 6.1 0.7 – 7.1 7.1 0.7 – 6.0 6.0 1.1 – 6.1 6.1



2. Suelo de Fundaciony Fundaciony Sub rasante






Ensayos de caracterización:  Contenido de humedad  Análisis granulométrico Peso específico  Compactación  Densidad de campo  Permeabilidad 





Relación entre la presión necesaria para penetrar un material 0,25 cm (0,1 in) y la presión para tener la misma penetración penetración en un material adoptado como patrón

CBR(%) 

 0 ,1"muestra  0 ,1" patrón

 100

Pene Penetr trac ació ión n Pres Presió ión n patrón cm pulg pulgad adas as kg/c kg/cm m2 lb/pulg2

0,25 0,50 0,75 1,00 1,25

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

70,3 105,5 133,6 161,7 182

1200 1000 800



CBR 15 25 56

40 30

600

20

400

10

200

0

0 0.00

1 000 1500 1900 2300 2600

CBR es un númeroque númeroque carece carece de signif significa icado do físico físico Porter (1950): « CBR no es una medida directa del valor valor soport soportee de los materi materiale aless » urnbul ulll (195 (1950) 0):: « CBR CBR no es másque un simpl simplee ensa ensayo yo  Turnb de corte, siendo útil como indicador de la resistencia alcorte alcorte de los los suel suelos os » Simpos osio io de la ASCE ASCE (195 (1950) 0):: « CBR CBR debe debe ser ser  Simp considerado como un ensayo indicativo de resistencia al corte... principios de diseño de pavimentos están basado basadoss en preven prevenció ción n de la falla falla al corte corte de las subrasa subrasante ntess de los pavime pavimento ntoss » 

1.40

0.20

0.40

0.60

1.60

1.80

2.00

2.20

Densidad seca (gr/cm3)

 d

MR 





Suelo Fino

Suelo Grueso

MR  K1  K3  K2   d  cuando  d  K2

MR  k1 k2

MR  K1  K4  d  k2  cuando d  K2

k2

MR

MR  K1 dK2

 k1Pa    Pa 

Todo Tipo d e suelos k2

          Pa   Pa 

k3

MR  k1Pa 

  k2   k3 MR  k1pa    oct  1 p   p   a  a 

1 (1  2 )2  ( 1   3 )2  (2   3 )2 3    1  2   3  1  2 3  d  33 materiales isotrópicos

oct  esfuerzo octaédrico

CORRELACIÓN Mr y CBR: Mr = 17,6 CBR0,64 (M (Mpa pa)) 2 < CBR < 12 0,55 Mr = 22,1 CBR (M (Mpa pa)) 12 < CBR < 80

CORRELACIÓN GUÍA MEPDG

MR  2555CBR 0.64




1.

Calcular el coeficiente de empuje en reposo:

k 0   /1    0  1  sen

Suelos cohesivos

2.

Calcular el esfuerzo lateral

3  '3  p0

3.

Calcular el esfuerzo desviador

4.

Calcular el esfuerzoTotal esfuerzo Total

5.

Calcular el Mr, en caso de suelos estratificados se calcula con

Donde p0  k 0 Ds  s  Dp  p 

6.

Calcular el modulo efectivo bajo el criterio de serviciabilidad

 f  1.18 x 108 x MR2.32 uf = daño relativo de acuerdo al nivel de servicio MR = Modulo resilente de la subrasante

7.

Verificar el ahuellamiento límite

Similar al AASHTO 1993 hasta el punto 4: NIVEL 1 k2 r



1

  oct     a  Pa   Pa

NIVEL 2: Correlación con otras propiedades del material k3

 

1 (1  2 )2  ( 1   3 )2  (2  3 )2 3   1  2   3   1  2 3  d  3 3 materiales isotrópicos

oct  esfuerzo octaédrico 

108



NIVEL 3: Valores Típicos

Cálculo del Percentil de Diseño Valor ensayo Número igual % igual o Mr (psi) o mayor que mayor que 13,500 11,900

1 2

12.5 25.0

11,300 10,000

3 4

37.5 50.0

9,500

5

62.5

8,800 7,800

6 7

75.0 87.5

6,200

8

100.0

112








Calcular el Calcular el módulo módulo resilente de diseño de una subrasante con los métodos de AASHTO de AASHTO e Instituto del Asfalto Asfalto (suponer tráfico (suponer tráfico mayor a mayor a 1x10 Calcular el Calcular el módulo módulo de reacción de la subrasante con el método el método de AASHTO de AASHTO 93 93 y y PCA (suponer una (suponer una sub base de 6”) 119



3.1 Base y Sub base 3.2 a er a es es um nosos 3.3 Concreto Hidráulico

Ing. M.Sc. J. Rafael MenéndezAcurio Menéndez Acurio 122





Reducir los esfuerzos de tensión en la carpeta y flexión en la losa carpeta Reducir las deflexiones









Mejorar el drenaje del pavimento Proporcionar una plataforma estable para la construcción Proporcionar la Rugosidad apropiada




Granular (E=1,750 kg/cm2)



Tratada E=



Alta Resistencia (E= 70,000 kg/cm2)

000 k cm2



Pros:

Agregados no tratados de gradación densa 

Económica



Fácil de construir



Piedra triturada



Escoria triturada



Grava triturada o natural



Arena

−



Mezclas de esos materiales

−

Contras:

−

Agregados de gradación densa mezclados con un ligante (cemento o emulsión asfálticos) Los mismos agregados de la base granular

Sobreyacentea Sobreyacente a una subbase granular

Puede Puede ser muy muy lenta lenta para para drenar drenar No apropiadapara apropiadapara tráfico tráfico elevado elevado

Pros: −

Fácil Fácil de construir construir Mas Mas fuertey fuertey masresiste masresistentea ntea la erosió erosión n que unabasegranula unabasegranularr

−



Susceptible a la erosión

−

A ro iada iada ara ara nivele niveless detráfico detráfico medio medio elevad elevado o

−

Contr Contribuyea ibuyea la capacidad capacidad estructura estructurall si estáadheridaa la losa



Contras: −

−

−

Agregados de gradación densa mezclados con cemento portland Los mismos agregados de la base granular



20‐2 % de la resistencia del avimento de concreto



Sobreyacente a una subbase granular



Cuestamas Cuestamas quela base base granu granular lar Susceptibl Susceptiblee a las peladuras peladuras Puede incrementar los esfuerzos de rizado de la losa si se despega despega de ella

Pros: − Fácil de construir − Mas fuerte y mas resistente a la erosión que una base granular − Apropiada para niveles de tráfico medio y elevado uye a a capac capac a es ruc ura s es a er a a a osa − on r uye Contras: − Cuesta mas que la base granular − Puede ser susceptible a la erosión − Puede causar agrietamiento reflejo en las losas PCC − Puede incrementar los esfuerzos de rizado de la losa si se despega de ella



Pros:

Similar al pavimento de concreto, pero con menos cemento y por lo tanto de menor resistencia 3 Contenidos de cemento típicos de 120‐210 kg/m 20‐50% de la resistencia del pavimento de concreto Las juntas longitudinales de construcción deben coincidir con las Las juntas juntas longitudinales en la losa La base y la losa pueden estar adheridas o no

Soporte Uniforme − Soporte Masfuertey resist resistent entee a la erosió erosión n − Masfuertey Apropiadaparanive adaparanivelesde lesde tráfic tráfico o medio medio y alto alto − Apropi Contribu bu e a laca acidad acidad estruc estructur turalsi alsi está está adheri adheridaa daa − Contri

la losa losa

Contras: − Cuestamasque Cuestamasque unabasegranula unabasegranularr u otra otra base base tratad tratadaa − Puede causar agrietamiento agrietamiento reflejo en la losa PCC o en la carpeta

asfáltica − Puede Puede increm increment entar ar los esfuer esfuerzos zos de combad combadura ura si pierde pierde

adherenci adherenciaa con la losa

Agregadosde Agregadosde gradación abierta, no tratados, o tratados tratados con asfalto asfalto o cemento 





pavimento Requiere un sistema colector/salida y una capa separadora Requiere piedra chancada de alta calidad

Pros: − Drena mas rápidamente que la base de gradación densa − Puede presentar desarrollo lento de fallas relacionadas con la humedad (Escalonamiento,Agrietamiento (Escalonamiento, Agrietamiento “D”) − Contribuye a la capacidad estructural si está adherida a la losa Contras: Cuestamás queuna base base granular − Cuestamás Puede ser difícil de construir (base permeable no tratada) − Puede − Puede increment incrementar ar los esfuerzosde esfuerzosde rizado rizado de la losasi losasi se despega despega de ella



3. Materiales de la Estructura del Pavimento

a2 = 0.249(log 0.249(log EBS) – 0.977

a2 = 0.14 EBS = 30,000 psi CBR = 100 (aprox.) R-value = 85 (aprox.)

= Estado de esfuerzos 1 + 2 + 3 (psi), k1, k2 = factores de regresion Valores típicos: k1 = 3,000 to 8,000 k2 = 0.5 to 0.7


EBS = k 1

k2

Diseño de Pavim Pavimentos entos Nuevos Nuevos y Rehabil Rehabilitados itados M.Sc. Ing. Rafael Rafael Menéndez Menéndez A. 3. Materiales de la Estructura del Pavimento


a3 = 0.227(log 10EBS) – 0.83 0.839 9

a3 = 0.11 EBS = 15,000 psi CBR = 30 (aprox.) R-value R-value = 60 (aprox.)



Variación de coeficientes a2 con diferentes parámetros de resistencia de la base granular


Variación de coe c en en es a2 con diferentes parámetros de resistencia de la subbase






   Mr k1pa    Pa oct  octahedral shear stress 


k2

  oct    1  Pa

1 (1  2 )2  (1  3 )2  (2  3 )2 3


Valores Típicos


k3




ASFALTOS Materiales aglomerantes sólidos o semisólidos de color negro que se licuan fácilmente al calentarse, cuyos constituyentes predominantes son BETUNES, que se dan en la Naturaleza en forma sólida o semisólida o se obtienen a partir del Petróleo


En Europa ASFALTO = Betún + Agregados Minerales En América ASFALTO = BETUN

El ASFALTO que se emplea en pavimentación en Mezclas en Caliente se lo conoce como CEMENTO ASFALTICO


1800 D.C. En Francia se emplea la roca asfáltica para avimentación de suelos , uentes aceras 1838 D.C. En Filadelfia se emplea la roca asfáltica importada para la construcción de aceras


1870 D.C. Construcción del primer pavimento asfáltico en Newark, New Jersey 1876 D.C. Construcción del primer pavimento asfáltico tipo “Sheet Asphalt” en Whas Whasingto ington n con asfalto de lago 1902 D.C. En EE.UU. Se comienza a obtener asfalto por destilación del petroleo




60-160ºC

180-200 ºC

160-260 ºC FRAC. ATM. 230-315 ºC

300-390 ºC

GASOLINA

NAFTA

KEROSENE

GASOIL LIVIANO

GAS OIL PESADO 315-405 ºC GASOIL

CRUDO CALOR

390-450 ºC GASOIL

FRAC. VAC.

FUEL OILO MEZCLA

CALOR

RESIDUO BITUMEN

-2.5 AC A -40 AC

PROCESO SOLVENTE

BITUMENPPT

AIRBLOWING

PAVIMENTOO ESPECIAL

O

O

O PROCESOALTERNADO


o

Termoplástico

o

Buena Adhesividad

o

Excelentes Propiedades Mecánicas

o

Altamente Impermeable

o

Buena Durabilidad

COKE, FUEL








 

Calentamiento: Mez Mezcla class en caliente (Concreto asfáltico) . (Mezclas (Mezc las en frío, imprimantes.) Emulsificación con agua: Emulsión Asfáltica (Mezclas (Mezc las en frío, reciclados, etc) Espumado Espumado con agua: asfalt asfalto o espuma espumado do Modificado Modifica do con polimeros


En Caliente Mezclas en Planta En Frío Mezclas en Sitio TratamientosSuperficiales Tratamientos Superficiales




Penetration Grades

Por Penetración : AASHTO M 20 40‐50 60‐70 85‐100 120‐150 200‐30

AC 40 ) F 100 0 4 1 ( 50 C 0 6 , y t i s o c s 10 i V

Por Viscosidad : AASHTO M 226 PorViscosidad AC‐2,5 AC‐5 AC 10 AC‐20 AC‐30 AC‐40 PG (Performance (PerformanceGrade) Grade) AASHTO MP 1

40 50

AC 20 60 70

85 100 120 150

200 300

AC 10

AR 4000

AC 5

AR 2000

AC 2.5

AR 1000

5


Penetración (1900s) (1900s )


Viscosidad (1950s) vacio

0 sec 100 g

5 sec penetration 100 g N O N N A C

100 A9



Penetración  Ductilidad  Viscosidad  Punto de Inflamación  Solubilidad  Índice de penetración  Ensayo de película delgada 


AR 16000


p en et r ac i ó n


Pu n t o d e i n f l am ac i ó n (copa abierta de Cleveland)


Ensayo de Película delgada

Viscosímetro de vacío del Asphalt Institute

Viscosímetro de vacío de CannonManning


Viscosidad Saybolt Furol Fig. 3.50 Ensayo de ductilidad



Fatiga por flexión

Módulo resilente

Fatiga por compresión



Seguridad Punto de inflamación Manejo Viscosidad Envejecimiento RTFOT y PA PAV V Ahuel elllamiento Reómetro de Corte Fisuración Fisura ción por fatiga Reómetro de corte FisuraciónTérmica Reómetro de flexión




Sustancias formadas por a unión de miles de pequeñas moléculas pequeñas llamadas monómeros, que adicionadas al cemento asfáltico si reológicas de la mezcla


Aumentar la rigidez a altas temperaturas de servicio, mejorando la resistencia a la deformación permanente  Reducir la rigidez a bajas temperaturas previniendo la fisuración térmica umen ar a res s enc a a a a ga e as mezc as  Mejorar la adhesión con los agregados pétreos  Mejorar la cohesión brindando retención de los agregados en la vida inicial de los tratamiento superficiales.




Para que mejoren los asfaltos usados en vías, los polímeros deben tener las siguientes características:  Cadena general suficientemente larga  Ba a olaridad, ara facilitar su com atibilidad con el asfalto  Peso molecular elevado para disminuir riesgos por excesiva viscosidad y problemas de dispersión  Baja temperatura vítrea, para permitir mejorar los problemas de deformaciones a bajas temperaturas.




Reducir el endurecimiento en servicio. Disminuir la susceptibilidad térmica  Aumentar la viscosidad a bajas temperaturas de corte, permitiendo mejores espesores de pel cula en el agregado de mezclas abiertas y recudiendo la exudación en tratamientos superficiales  






Muestra Muestra de mezcla mezcla asfáltica asfáltica convencion convencional al

Muestra Muestra de mezcla mezcla asfálticamodificad asfálticamodificadaa con polímeros























Módulo de rotura del concreto a los 28 días ensayo de viga cargada en el tercio Cabeza de la Máquina de prueba o a e cero cero 25 mm min. L/3

L/3 L/3

L/3

L/3

Base Rígida

Distancia entre apoyos, L

Diagrama de Prueba de flexión del Concreto utilizando el método de carga en el tercio medio (ASTM C-78)





213

4. Diseño de Pavimentos Flexibles Nuevos


.1 Consideraciones Generales 4.2 Tráfico 4.3 Método AASHTO 1993 4.4 Método del Instituto del Asfalto 4.5 Método NCHRP 4.6 Ejemplo 216


Diseño de Pavim Pavimentos entos Nuevos Nuevos y Rehabil Rehabilitados itados M.Sc. Ing. Rafael Rafael Menéndez Menéndez A. 4. Diseño de Pavimentos Flexibles


218

4. Diseño de Pavimentos Flexibles

Tráfico  Materiales  Condiciones Ambientales  Mantenimiento  Calidad de construcción 







EALF Do s a l i c ac i o n es

Tr es a l i c ac i o n es

Las diversas configuraciones de los vehículos se pueden transformar en en un solo tipo de eje, de tal manera qu e el diseño s e hace para un eje equivalente


WT18 Wtx

  W EALF  t18   x  Wtx  18  L  EALF   x   Ls 

4

Es el daño al pavimento por p asada de un eje con respecto al daño de un eje estándar normal (Fi es el el EALF para un gru po de carga i)


Periodos de Diseño en Función del Tipo de Carretera

ESAL 

m i1

Fi n1

ni  (n0 )(G) )(G )(D)(L )(365 )(Y) (Y) i


4

Tipo de Carretera Urbana con altos volúmenes de tránsito Interurbana con altos volúmenes de Tránsito Pavimenta Pavimentada da con bajos volúmenes de Tránsito Revestidas con bajos volúmenes de Tránsito

Periodo de Diseño 30‐50 a os 20‐50 años años 15‐25 años 10‐20 años


Y (G)(Y) =(1 + r) – 1

r




FACTOR DE DISTRIBUCIÓN POR CARRIL (L) Nº Carriles en Cada Sentido

Porcentaje de W18 en el Carril de Diseño

1

10 0

2

0‐100

3

60‐80

4 o más

50‐75

L x=carga en kips L 2=1 eje simple, 2 eje tandem, 3 eje tridem SN=número estructural Pt=serviaciabilidad =serviaciabilidad final

FACTOR DE DISTRIBUCIÓN DIRECCIONAL (D)

F1  4.79 log 18 1 8  1  4.79 log  Lx  L2   4.33 log L2 

Lx= carga en Kips ( lb/1000) L 2

=

O T H S A A

G t


1 Eje simple 2 Eje Tándem 3 Eje Ej e Tridem

 4.2  P 

= log  4.2  1.5t 

Pt = serviciabilidad final 3.23

 x = 0.40 

0.081L x  L2  5.19

 SN  1

L 23.23 3.23

 18 = 0.40  Instituto Asf alto

Gt Gt  x 18

P t SN

0.081 L18  1

5.19 3.23

 SN  1

1

SN = a 1 D 1 + a 2 D 2 m 2 + a 3 D 3 m 3 carpeta base Sub-base

= 2.0 = 5.0 231

El método recomendado por la Asociación Americana de Oficiales de Carreteras y Transportes (AASHTO) se basa en los resultados de la pista de prueba ensayada a finales de 1950.  La primera guía de diseño interina se publica en 1961, rev sa a en 1972 y 19 1. n 19 se pu ca a gu a revisada y ampliada.  En 1993 se publica una nueva versión con pequeñas modificacionesde modificaciones de la guía de diseño.  El método se base en ecuaciones empíricas de desempeño del pavimento a partir de la pista de pruebas y adaptadas para climas distintos al que originalmente fue ensayada. 






La confiabilidad en el diseño de pavimentos (Zr) es la probabilidad de que el sistema estructural que forma el pavimentos cumpla su función prevista bajo las condiciones que tienen lugar en ese lapso. Confiabilidad=R(%)=100x Confiabilidad=R(%)=100 x Probabilidad (Nf >NT)





La variabilidad (So) se refiere a las varianzas en las mediciones de los parámetros que se definen en el diseño con respecto a los valores que se obtienen en el terreno de forma real. Por lo tanto las solicitaciones de diseño para un determinado nivel de confiabilidad se pueden estimar como: Log (ESALsdiseño)= log (NT)+Zr So







Cuan Cuando do se cons consid ider eraa la vari variac ació ión n del del tráf tráfic ico o proyectado (junto con otras variables asociadas con los modelos de comportamiento del pavimento) el valor que se adopta es 0.39 para pavimentos rígidos y 0.49 0.49 para para pavim paviment entos os exi exi es Cuando Cuando no se consid considera era la variac variación ión del tráfic tráfico o proyectados se emplea 0.34 para pavimentos rígidos y 0.44 para pavimentos pavimentos flexibles. flexibles. Elrango Elrango de valo valoreses: reses:

0.40a 0.50 0.50 pavime pavimento ntoss flexib flexible le

Nivel de serviacibilidad final

% de usuarios que consideran inaceptable ese nivel de serviciabilidad

3.0

12

2.5

55

2.0

85







Según HDMIII (1987) PSI=5e‐0.24IRI (asfalticos) Otros fuentes PSI=5.85‐1.68IRI0.5 (Asfalticos) PSI=7.10‐2.19IRI0.5 (Hidráulicos)

Relación PSI-IRI 6.0 ) p (

I S P

5.0

4.0

3.0

2.0

1.0

0.0 0

1

2

3

4

5

6

IRI(m/km)

Asfáltico

Hidráulico




Repr Repres esen enta ta una una medi medida da de la habi habililidad dad rela relati tiva va del del mate materi rial al de funci funcion onal al como como component componentee estructur estructural al del pavimento pavimento..

Este coeficiente expresa la relación empírica entre entre el número número estruc estructur tural al (SN) (SN) y el espeso espesorr.



SN

 a D i

i

i 1



Valores Obtenidos en la pista de pruebas AASHO p ar am et r o

B as e g r an u l ar

Su b b a s e

0.14

0.11

E (módulo elástico en psi)

30,000

15,000

CBR

100%

30%

ai (coeficiente de capa)

a2 a3

 0.249logE   0.977  0.227logE   0.839 BS

SB

245


246





Esta Estabi biliz lizad ada a con con asf asfal alto to

Esta Estabi biliz lizad ada a con con cem cemen ento to



Tabla 2.4. Valores de coeficiente de drenaje (m i ) recomendados para modificar los coeficientes estructurales de capa para base no tratatas y sub bases in pavimentos flexibles Calidad del drenaje

Tiempo de remoción del agua

Excelente

2 horas

Bueno

1 día

Regular

1 semana

malo

1 m es

Muy Malo

agua no drena

calidad del drenaje

% del tiempo que la estructura del pavimento está expuesta a niveles de humedad próximas a la saturaciòn < 1%

1-5%

5-25%

>25%

Excelente

1.40-1.35

1.35-1.30

1.30-1.20

1.20

Bueno

1.35-1.25

1.25-1.15

1.15-1.00

1.00

Regular

1.25-1.15

1.15-1.05

1.00-0.80

0.80

malo

1.15-1.05

1.05-0.80

0.80-0.60

0.60

Muy Malo

1.05-0.95

0.95-0.75

0.75-0.40

0.40

logW18  Z

R

So

 PSI  log   4.2  1.5   2.32 logM   8.07  9.36 logSN  1  0.20  1094 0.40  SN  15.19 R

Donde: W18

=

ZR S0

= =

PSI PSI = MR SN

= =

Núme Número ro est estim imado ado de eje ejess simp simple less equi equiva valen lente tess de 8.2 8.2 toneladas Desviación estándar normal. Erro Errorr est están ánda darr com combin binad ado o de de la pred predicc icció ión n del del tránsito y de la predicción del comportamiento Dife Difere renc ncia ia entr entre e el el índ índic ice e de de Ser Servi vici cio o ini inici cial al (Po) y el Final (Pt). Módulo resiliente. a1d1 + a2d2m2 + a3d3m3.




Espesor Mínimo Trá fi co co en ESAL

<50,000

Con cr eto Asfá l ti co co

1 o tratamiento

Base gr anul ar ar

4

50,000-150,000

2

4

150,001-500,000

2.5

4

500,001-2'000,000

3

6

2'000,001-7'000,000

3.5

6

>7'000,000

4

6


SN

 a1D1  a2D2 m2  a3D3m3

*

D1

 *

SN1 D

*



* SN1 *

D3



SN1 a1

 a1D1*  SN1 * SN2  SN1 a2 m2

 SN2*  SN2 * * SN3  SN1  SN2  a3 m3

1) a,D,m, a,D,m, SN, son los valores valores mínimos mínimos requerid requeridos os 2) Un asterisco asterisco con D o SN indica indica que este represen representa ta el valor actualmente usado el cual debe ser igual o mayor que el valor requerido




Hasta 1969 los procedimie procedimientos ntos de diseño publicado publicadoss en las 8 edicionesdel edicionesdel Manual Manual MS‐1 fueronempíricos. fueronempíricos.



Se analizan criterios de falla: 





La 7ma y 8 va edición se basaron el los datos de la pista de prueba AASHTO AASHTO,, WASHO WASHO , ensayos ensayos Ingleses y el procedimiento procedimiento de diseñodelCuerpode diseñodelCuerpode Ingeni Ingeniero eross deUSA. En 1981 se publica la 9 na edición del manual basado en métodos mecanísiticos empíricos a partir de los resultados del programa DAMA, DAMA, en 1991 1991 se publica publica una revisi revisión ón de la 9 na edición incluyend incluyendo o gráficos gráficos de diseño diseño paratres tipos tipos de clima



Criterio de falla por fatiga: en la parte inferior de la carpeta asfáltica, se desarrollaron los gráficos de diseño para una mezcla asfáltica con 11% de asfalto en volumen y 5% de contenido de vac os, y se considera falla cuando el 20% del área está fisurada. Criterio de falla por Deformación Permanente: El ahuellamiento límite debe ser menor a 0.50” (12.7 mm)




Seleccionar los datos de diseño a) Tráfico (EAL) b) Módulo resilente de la subrasante (Mr) c) Tipo de base y superficie de rodadura  Determinar los espesores de diseño (gráficos)  Verificar los espesores mínimos  Diseño por etapas (de corresponder)  Análisis económico de diferentes alternativas  Seleccionar el diseño final 



Presiónde Cont Contactode actode la llanta(KPa) s e t n e l a v i u q E s e j E s o l e d e t s u j A e d r o t c a F

5

483

690

4 3

LIMITES DE DISEÑO DE LA SUBRASANTE

1034

Nivel de tráfico EAL

Valor de diseño de la subrasante, Percentil

<= 104

60

100 10 0 mm

Presiónde Pre siónde Con Contac tacto= to= . P I

125 12 5 mm

104-106

75

>106

87.5

Tabla5.7 EjemplodeDeterminacióndela ResistenciadeDiseño

150 15 0 mm

2

175 17 5 mm

Númerode Resultados mayoresoiguales

PorcentajedeResultados Mayoresoiguales

2.0 2.0

8

(8/ ( 8 /88 )*100=10 )* 100 = 100

6

(6/ ( 6 / 8)*100=75 8 )* 100 = 75

2.0

200 20 0 mm

EjesconllantasDobles

ResultadosdeEnsayos (demenora mayor)

5.0 5.0 5.0

225 mm 225 250 25 0 mm

7.0 7.0

4

(4/ ( 4 / 8)*100=50 8 )* 100 = 50

8.0 8.0

2

(2/ ( 2 / 8)*100=25 8 )* 100 = 25

9.0 9.0

1

(1/ ( 1 / 8)*100=13 8 )* 100 = 13

7.0

1

150 150 70 100 PresióndeCont Pre sióndeContact acto o dela llan llanta(psi) ta(psi)



TABLA VI-1 SELECCIÓN DE GRADO DE ASFA LTO Condición de Temperatura

Frío, tempertura media anual <= 7ºC (45 ºF)

Templado, Templado, temperatura media anual entre 7ºC (45ºF) y 24ºC (75ºF)

Caliente, temperatura media naual >=24ºC (75ºF)

Grados Asfálticos AC-5

AC-10

AR-2000

AR-4000

pen pen 120/ 120/15 150 0

pen pen 85/1 85/100 00

Tabla V-3 Requerimientos de calidad para bases y sub bases granulares En sa yo

Su b b a se

Ba se

CBR mínimo

20

80

Límite líquido, máx imo

25

25

Indic e de Plast ic idad, máx imo

6%

NP

AC-10

AC-20

AR-4000

AR-8000

pe n 85/ 10 100

pe n 60/ 70 70

AC-20

AC-40

Equivalente de arena, mínimo

25

35

AR-8000

AR-16000

Pas ante mall Nº200, máximo

12

7

pen 60/ 70 70

pen 40/ 50 50








Tipo I: mezclas con asfaltos emulsionados elaboradas con agredadosprocesado agredadosprocesadoss densamentegradados densamentegradados Tipo II: mezclas con asfaltos emulsionados emulsionados elaboradas con con agregadossemi agregadossemi‐procesados procesados,, chancados,o chancados,o zarandeado zarandeadoss

TABLA VI-2 ESPESOR MINIMO DE ASFALTO SOBRE BASES ESTABILIZADAS CON EMULSIONES

Nivel de Tráfico EAL

p u l g ad as

4

50

2

5

50

2

10

75

3

107

100

4

10

6



Tipo III: mezclas con asfaltos emulsionados elaboradas conarenaso conarenaso arenaslimo arenaslimosas sas

Tráfico EAL

Base Tipo II y III1 mm

10

>107

130

1

5

Concreto asfáltico o base con emulsión Tipo I con un tratamiento superficial pueden ser tulizados sobre bases con emultsión Tipo II yIII





TABLA VI-3 ESPESOR MINIMO DE CONCRETO ASFALTICO SOBRE BASE GRANULAR NO TRATADA Condición de Tráfico

75

3

104-106

Tráfic o Medio de camiones

100

4

>106

T rá rá fi co co pe sa sa do d e c am am io ne nes

12 5

5 o m ás ás

<10

Para pavime pavimento ntos de espesor total a l (full (full depth depth) o pavime pavimento ntos con asfalt a ltos os emulsificadosel s ificadosel espesormínimoes de100 mm (4pulg)aplicable enel rango rango de tráfico, como se muestra en las tablas de diseño


Espesor Mínimo de mm pu l gadas

Tráfico ligero en estacionamientos, avenida y

4





Espesor Mínimo Tr áf i co en en ES ESAL

Emulsión tipo II: Mezcla de Emulsión con agregados semiprocesados semiprocesados de trituración, de bancos o carreteras

B as e g r an u l ar

50,000-150,000

1 o tratamiento superficial 2

150,001-500,000

2 .5

4

500,001-2'000,000

3

6

2'000,001-7'000,000

3 .5

6

>7'000,000

4

6

<50,000

Emulsión tipo I: Mezcla de emulsión con agregados procesados densamente graduados

Co n c r et o As As f ál t i c o

Emulsion tipo III: Mezcla de emulsión con arenas o arenas limosas




4 4





•Fisuramiento por fatiga de abajo hacia arriba

•Fisuramiento por fatiga de la superficie hacia abajo



•Fatiga en bases estabilizadas quimicamente

N f

 0.00432 k

•Deformación permanente (ahuellamiento) •Fisuramiento por temperatura



' 1

 1  C     t 

3.9492

Donde: Nf=Nº de repeticiones de carga K’1=corrección por el espesor del pavimento  C=factor de ajuste de laboratorio y campo  t:= deformación tangencial  E:=módulo elástico  hac=espesor de la carpeta asfáltica  


1.281

 1     E 


k 1'


1

 0.000398 

0.003602



1  e (11.023.49 hac )



Fisuras de abajo hacia arriba

0 .01 

12 1 e

(15 .676  2 .8186 hac )

Donde: Vb=contenido efectivo efectivo de asfalto (%) Va= porcentaje de vacíos vacíos (%)

Fisuras de arriba hacia abajo





RDTOTAL

 RD AC  RDGB  RDSG

RD 

V b

1



'

k 1

  0.69   V a V b 

4.84 

  

i p

 p

hi

 r

 k 1 10 3.4488 T 1.5606 N 0.479244

Donde:    

RDTOTAL=AhuellamientoTotal =Ahuellamiento Total RDAC=ahuellamiento en la carpeta asfáltica RDGB=ahuellamiento de las capas granulares RDSG=ahuellamiento de la sub rasante



Donde: p=deformación plástica r deformación resilente N=Nº de repeticiones de carga T= temperatura hac=espesor de la carpeta Profund=profundidad del punto de análisis



k 1


  0.1039 hac2  2.4868 hac  17.342    0.328196 profund   2  h h profund 0 . 172 1 . 7331 27 . 428     ac ac  

 rz



E *

 z

  x   y

 v h

Donde:

BG SG=factor de calibración =deformación vertical en la capa   =propiedades =propiedades de l os materiales

 RDi   p hi

N=Nº de repeticiones h=espesor de la capa

i

RD 



  o     N     a  N    GB   e 

n

  RD

i

i 1



  o   e   r

 a  N    SG 

log   0.61119  0.017638Wc



       N 

1

 Co     10   9   1  10   0.15 E r b  Co  ln  b   20 E r 

 v h

9

1



Donde:     

BG SG=factor de calibración =deformación vertical en la capa , , o=propiedades de los materiales N=Nº de repeticiones h=espesor de la capa


9

Donde: Wc: contenido de humedad Er= mòdulo resilente del material


RD _ P 

  RD   i

Se RDAC  Se RDAG 2

2

i

Donde: Se: error estandar por tipo de componente RD: ahuellamiento al 50% de confialibilidad Zp: desviación estándar normal


2  Se RDSG

Z p



Ing. M.Sc. Rafael MenéndezA. Menéndez A. 298

5.1 ConsideracionesGenerales Consideraciones Generales . 5.3 Método PCA 5.4 Método MEPDG 5.5 Diseño de Juntas 5.6 Ejemplo Ing. M.Sc. J. Rafael Menéndez Acurio


Diseño de Pavim Pavimentos entos Nuevos Nuevos y Rehabil Rehabilitados itados M.Sc. Ing. Rafael Rafael Menéndez Menéndez A. 5. Diseño de Pavimentos Rígidos

CONCRETO HR

5. Diseño de Pavimentos Rígidos

ASFALTO 30,4 cm

HF ÁREA GRANDE DE DISTRIBUCIÓN DE CARGA

PRESIÓN PEQUEÑA EN LA FUNDACIÓN DEL PAVIMENTO

ÁREA PEQUEÑA DE DISTRIBUCIÓN DE CARGA

q c = 7,5 kgf/cm 2 20 cm 88,7 cm

q t = 0,22 kgf/cm 2

PRESIÓN GRANDE EN LA FUNDACIÓN DEL PAVIMENTO


Simple o monolítico Simple con dovelas dovelas o barras de transferencia transferencia  Con refuerzo discontinuo distribuido sin función estructural  Con refuerzo continuo sin función estructural  Con refuerzo estructural  Preesforzado  




Estimar el tráfico para el Período de diseño (W18)  Determinar la confiabilidad R y la desviación es n ar ar o a o  Establecer el módulo de reacción efectivo de la subrasante k  Determinar la pérdida de serviciabilidad de diseño  Obtener el espesor de la losa D (ábaco o fórmula) 




D=espesor D=espesor de la l osa



Para pavimentos rígidos de 0.30 a 0.40



312




Tabla 2.5. Valores del coeficiente de drenaje, Cd para pavimentos rígidos % del tiempo que la estructura del pavimento está expuesta a niveles de humedad próximas a la calidad del saturaciòn drenaje <1% 1-5% 5-25% >25% Excelente

1.25-1.20

1.20-1.15

1.15-1.10

1.10

Bueno

1.20-1.15

1.15-1.10

1.10-1.00

1.00

Regular

1.15-1.10

1.10-1.00

1.00-0.90

0.90

malo

1.10-1.00

1.00-0.90

0.90-0.80

0.80

Muy Malo

1.00-0.90

0.90-0.80

0.80-0.70

0.70





Tabla 2.6: Coeficiente de transferencia de carga recomendados para varios tipos de pavimentos y condiciones de diseño Asfal to

Berma Sistema Sistema de transferec transferecia ia de carga

Concr eto

si

no

si

no

Simple con juntas y reforzado con juntas

3.2

3.8-4.4

2.5-3.1

3.6-4.2

Reforzado continuo

2.9-3.2

N/A

2.3-2.9

N/A

Tipo de pavimento

   PSI    ' 0.75  S C D 1 . 13 2    4 . 5 1 . 5      4.22 0.32p  log c d log logW18  ZRSo  7.35logD 1  0.06  t log 7  1.624 * 10  215.63JD0.75  18.420.25   1 8.46 D 1   Ec / k    log log

Donde: W18: número de ejes equivalente ZR y So= confiabilidad fiabili dad y variabilidad D= espesor de la losa serviciabili dad, pt=servicaibilidad final PSI= pérdida de serviciabilidad, S’c= módulo de rotura del concreto Cd= coeficiente de drenaje J=coeficiente J=coeficiente de transferencia de carga E= módulo de elasticidad del concreto K= módulo de reacción de la sub-rasanta o sub-base sub rasante





No Dowels & No Shoulders




Establecer tipo de junta de junta y berma Determinar el modulo de rotura del concreto a 28 días  Determinar el modulo de reacción k (equivalente)de (equivalente) de la subrasante  Establecer el factor de seguridad de carga (LSF)  Determinar la distribución de ejes de carga  Calcular el número esperado de repeticiones de ejes de diseño  








Relación de esfuerzos (*) 0,50 0,51 0,52 0,53 , 0,55 0,56 0,57 0,58 0,59 0,60 0,61 0,62 0,63 0,64 0,65 0,66 0,67

N°admisible de repeticiones de carga ilimitado 400.000 300.000 240.000 . 130.000 100.000 75.000 57.000 42.000 32.000 24.000 18.000 14.000 11.000 8.000 6.000 4.500

Relación de esfuerzos (*) 0,68 0,69 0,70 0,71 , 0,73 0,74 0,75 0,76 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85

N°admisible de repeticiones de carga 3.500 2.500 2.000 1.500 . 850 650 490 360 270 210 160 120 90 70 50 40 30

(*) Igual a la tensión de tracción por flexión dividida por la resistencia característica a tracción del concreto.



Proyeto: Espesor: k sist. : f ctM,k ctM,k : Fsc:

Juntas con dovelas: Bermas de concreto: Período de diseño (años):

cm

C AR GA P OR OR E JE JE (kN) 1

MPa/m MPa

C AR GA P OR OR E JE JE x Fs c 2

ANÁLISIS DE FATIGA FATIGA ANÁLISIS DE EROSIÓN EROSIÓN N ÚM ER O NÚ ME MER O CO CON SU MO MO N ÚM ER O DA DA NO S PO R R EP EP ET ET IC IC IO IO NE NE S R EP EP ET ET IC IC IO IO NE NE S D E F AT AT IG IG A A DM DM IS IS SÍ SÍ VE VE L D E E RO RO S SÃ ÃO ESPERADAS ADMISIBLES ( %) SOLICIT AÇÕES (%) 3 4 5 6 7

EJ ES SENCILL OS

Es f . Eq u i val en t e: Factor de relación de esfuerzos:

Fac t or d e er os i ón

EJ ES TÁ NDEM

Es f . Equ i v al en t e: Factor de relación de esfuerzos:

Fac t o r d e er o s i ó n

EJ ES TRÍDEM

Es f . Eq u i val en t e: Factor de relación de esfuerzos:

Fac t or d e er os i ó n

TOTAL

Proyecto: Espesor: k sist. : f ctM,k c tM,k : Fsc:

MPa

Juntas con dovelas Bermas de concreto: Período de diseño (años):

CARGA P OR OR EJ EJ E x Fsc 2

ANÁLISIS DE FATIGA NÚMERO NÚMERO CO CONSUMO R EP EP ET ET IC IC IO IO NE NE S R EP EP ET ET I CI ON ON ES ES D E F AT AT IG IG A ESPERDAS ADMISIBLES (%) 3 4 5

cm

CARGA P OR OR EJ EJ E ( k N) 1

MPa/m

EJ ES SIMPLES

200.000 ) N k (

Es f . equ i val en t e: Factor de fatiga:

EJ ES TÁNDEM

Es f . equ i val en t e: Factor de fatiga:

EJ ES TRÍDEM

Es f . eq u i val en t e: Factor de fatiga:

TOTAL

E L P M I S E J E A G R A C

S E N O I C I T E P E

) N k ( M E D N T E J E A G R A C

E D E L B I S I M D A O R E M Ú N

TOTAL


2.000.000

) N k ( O L L I C N E S E J E A G R A C

) N k ( M E D N Á T E J E A G R A C

N Ó I S O R E E D R O T C A F

335


S E N O I T S E P L E B R I S E I D M D O A R E M Ú N




Tipo de Vía

Calles, vías secundarias y pequeños aeropuertos Vias primarias y carreteras interestatales Aeropuertos Aeropuertos

Espesor mm

p u l g ad as

-

-

175-280

7-12

200-460

8-18
















Fisuras transversales de contracción

Tracción

Compresión

CALIENTE

Compresión

FISURA

FRIO

Tracción

FISURA

9 a 45 m

Tracción


Compresión


Transversal de retracción  Transversal de alabeo itudinal de alabeo  Lon itudinal  Longitudinal de construcción  De expansión

Fisuras transversales de contracción

Fisura longitudinal debida al alabeo restringido

CALIENTE



Fisuras transversales adicionales debidas al alabeo alabeo restringido 353




DETALLE A

SELLANTE FRÍO

0,6 1,2

10 1 3 25 1 10 2

h/2 h h/2 OBS: cotas en cm

Barra de anclaje

Junta machiembrada opcional en pavimentos de más de 25 cm cotas en cm



SELLANTE FRÍO 1,5 h/2

1,5 Estructura 20

h/2

23

tecnopor o similar

23

Fierro liso con uno de los l ados con brea o aceite




6.1 Consideraciones Generales . 6.3 Método del instituto del asfalto 6.4 Método AASHTO 6.5 Ejemplo Ing. M.Sc. J. Rafael Menéndez Acurio

6. Diseño de Rehabilitaciones



Recapeo sobre pavimentos asfáltico



Recapeo sobre pavimento de concreto otura y compacta compacta o  Capa aliviadora de fisuras de juntas  Aserrado y sellado de juntas 





Recapeo separado



Recapeo unido o monolítico



Parcialmente unido o recapeo directo




El espesor de recapeo es la diferencia entre el espesor nuevo requerido y el espesor efectivo del pavimento existente


Diseño de Pavim Pavimentos entos Nuevos Nuevos y Rehabil Rehabilitados itados M.Sc. Ing. Rafael Rafael Menéndez Menéndez A. 6. Diseño de Rehabilitaciones




Fisuras Longitudinales

Baches (pot holes)

Fisuras transversales Peladuras (peeling) Fisuras piel de cocodrilo



Ahuellamiento (rutting) Perdida de árido (ravelling)

Encalaminado (rippling)

Pérdida de asfalto (stripping) Desplazamiento (Shoving)




Levantamiento (upheaval) Depresión (Birth Bath)

Exudación (bleeding)

Ahuellamiento Normal Normal Ahuellamiento Excesivo





Pulimiento (polishing) Pérdida de agregado grueso Baches (pot holes) Pérdida de agregado fino (ravelling)

Hundimiento (settlement) Separación de junta de junta (joint creeping) Pérdida de sellado en las juntas las juntas (joint sealant loss) Fallas de uniones (joint failures)

Peladuras (scaling)

Escalonamiento (faulting‐steeping)

Reventones (Blows up)

Bombeo (pumping)



Grietas longitudinales Grietas curvadas Grietas en esquina


Desintegración de juntas de juntas (joint spalling)

Grietas diagonales Grietas en los bordes Desintegración de grietas (crack spalling)


 


Manualmente o asistida con equipo Incluye Fisuras  Defectos superficiales  Deformaciones 



Pavimento Pavimento flexible

Gran variación en la forma en que se mide de acuerdo a cada país

Pavimento rígido








Evaluación de deficiencias que afectan la calidad de la superficie y por ende la serviciabilidad y los costos del usuario Rugosidad  Fallas Superficiales  Pérdida de fricción  Ruido 








Es una medida estándar de la regularidad superficial de un camino, desarrollada por el Banco Mundial en 1986. Está relacionado con el confort del usuario al transitar en el ‐ Seguridad al manejar. pavimento: ‐ Costos de operación del vehículo. La escala que cuantifica el grado de confort de los pavimentos, depende de la superficie de rodadura: Vías pavimentadas, Escala de 0 –12. Vías no pavimentadas, Escala de 0 – 20. 20.











Se determina mediante la acumulación de desplazamientos verticales, en un perfil longitudinal, dividido entre la distancia recorrida. Se expresa en mm/m, m/km ó in/mi. ue e re ac onarse a a ong u o a e a v a o a ramos definidos dentro del mismo. De acuerdo a AASHTO PP37‐99, Standar Practice for Determining Roughness of Pavements, of Pavements, se debe determinar a cada 100m. Equipo: Perfilómetro, nivelación topográfica, rugosímetro.


El IRI está basado en la simulación de la respuesta de un sistema de cuarto de carro a una velocidad normalizada de 80 km/h.




WALKING PROFILOMETER

LASER

Clase I

Bueno

Regular

Malo

E.U.

< 2.4

2.4 - 4.7

> 4.7

Chile

0-3

3.0 – 4.0

>4

Honduras

<3.5

3.5 – 6.0

>6

Uruguay

<3.9

4.0 - 4. 4.6

>4.6

Rechazo

España BUMP INTEGRATOR

MERLIN

Pais

Recepción

2.5

1.85

2.5

2.5

Clase III







Cuantificación de la capacidad estructural remanente presente de la estructura del pavimento Ensayos no destructivos Deflexión Viga Benkelman Deflectómetro Falling Weight Deflectometer (FWD)  Evaluaciones empíricas 

▪

▪

▪




Ensayos Destructivos  Calicatas  Extracción de testigos  Carga en placa  Penetrómetro (DCP)


Trailer FWD

Vehicle FWD


Portable



 




Medida con regla Medida usando sensores (ultrasonido/laser) o La información se analiza similando que se mide con una regla


Dinámico GRIP

Estático


h=espesor C= factor de conversión E=factor de equivalencia





Deflexiones medidas con viga Benkelman (mínimo 13 medidas por km)



Deflexión de diseño

Vida remanente


Ing. M.Sc. J. Rafael Menéndez Acurio Tabla de diseño de espesores de recapeos asfálticos sobre losas de concreto



1. Determinar Determinarlos los espesores de la capas e información de la sub rasante a. Ensayo Ensayoss de laboratorio b. Medici Medicione oness de FWD c.

Correlacion Correlaciones es con el CBR

2. Estudi Estudio o de trafico, a la fecha y para el periodo de diseño 3. Evaluació Evaluación n del deterioro (fallas, rugosidad, etc) 4. Medida Medidass de deflexión


6. Calcular el número estructural futuro 7. Calcular el número estructural efectivo a. Inspecció Inspección n visual y testigos b. En base a mediciones de FWD c. Método Métodode de la vida remanente

8. Calcular el numero estructural del Recapeo

5. Extracció Extracción n de testigos y calicatas









Sobrecapa asfáltica sobre Pavimento flexible

Pavimento rígido





7.1 Consideraciones Generales 7.2 s ema e es n 7.3 Modelos de Deterioro 7.4 Análisis del costo del ciclo de vida 7.5 Ejemplo Ing. M.Sc. J. Rafael Menéndez Acurio

7. Introduccióna Introducción a la GestiónVial: Gestión Vial:

7.1 Evolución del Estado de los Caminos Cuando las redes viales están en malas condiciones cada US $ “ahorrado” en la conservación vial cuesta: US $ 3 más en costos de operación vehicular para los usuarios y US $ 3 en costos de reconstrucción y rehabilitación para la administración vial.  Entre 1% y 4% del producto interno bruto (PIB) se consume cada año inútilmente debido al costo adicional de operación vehicular y la rehabilitación vial. 

−

−

7. Introducción a la Gestión vial



Diseño de Pavim Pavimentos entos Nuevos Nuevos y Rehabil Rehabilitados itados M.Sc. Ing. Rafael Rafael Menéndez Menéndez A. 7. Introducción a la Gestión vial





HIGH LEVEL DATA

IQL-5

IQL-4

IQL-3

System Performance Monitoring

Performance

S tr uc tur e

Co nd it io n

R id e

Di st str es s

Programme Analysis or Detailed Planning

Project Detail or Research

IQL-1

LOW LEVEL DATA


F riri ct ion

Project Level or Detailed Programme

IQL-2


Planning and Performance Evaluation




Inventario Elementos físicos del sistema  No cambia rapidamente con el tiempo  Tipicamente se mide al incio y se actualiza periodicamente 




Condición Cambia con el tiempo  Requiere monitoreo re ular o irre ular 


 





Solo recolectar la información que se necesita Recolectar información al menor nivel de detalle suficiente para tomar las decisiones Recolectar información sólo cuando se necesita Desarrolle proyectos piloto para probar si es adecuado el enfoque

 

Pregunta fundamental La decisión se basa en Una lista de lo que se desa (“sería bueno hacerlo”)  Proceso de recolección existente o una colección de datos 



Una recolección excesiva de ddatos o ineficiente es perjudicial para el proyecto‐








Inventario  Al inicio Actualización/verificación cada años  Actualización/verificación Condición de pavimento  Vías principales de 1 a 2 años  Vías menores de 2 a 5 años Información de tráfico  Estaciones de conteo permanente (24/7/365)  Estaciones para conteos de periodos cortos (~ 1 ‐ 7 días)








La información debe estar adecuadamente referenciada Se debe referenciar indicando la ubicación y el sistema de ubicación Los componentes para referenciar son: Identificar un punto conocido (ej.poste kilometraje) Dirección (ej sentido de la vía)  Distancias (ej desplazamiento con respecto al borde)  




 

Se desarrolla en la parte inferior de la carpeta asfáltica, Los gráficos de diseño se elaboraron en base a una mezcla asfáltica con 11% de asfalto en volumen y 5% de contenido de vacíos, y se considera falla cuando el 20% del área está fisurada.

N f   




3.291

 0.0796  t 

El ahuellamiento límite debe ser menor a 0.50” (12.7 mm)

N

0.854

E AC 

Donde: Nf: número de repeticiones de carga para producir la falla f : deformación por tensión en la parte inferior de la capa de carpeta asfáltica EAC: Módulo de elasticidad de la carpeta asfáltica


s a s o n i m u t i b s a p a c s a l e d r o s e p s E





 1.365 x10  9

4.475 c

Donde: 



Nf : número de repeticiones de carga para producir la falla por ahuellamiento c: deformación compresión en la parte superior de la subrasante




Durante el ensayo AASHTO se analizó la importancia de definir una condición terminal del pavimento y se adoptó la serviciabilidad pero solamente como una medida de comportamiento funcional más no así una predicción estructural del comportamiento.

Espesor de las capas granulares




AASHTO desarrollo las siguiente ecuación para predecir el agrietamiento, sin embargo no se utiliza en el diseño: w  10 D 7



5.29 c

2.94

L

Donde: D c: es el índice el índice de espesor del fisuramiento  L: es la carga por eje en kips 

PSI

 5.03  1.9 log 1  SV  1.38  RD 2  0.01

Donde: : arianza e a pen iente iente ongitu ongitu ina x 102 (pulg/ pie), representa la regularidad del pavimento medida con perfilómetro. RD: Ahuellamiento promedio (pulg). C: Superficie agrietada (pie2 /1000 pie2) P: Area con baches (pie2 /1000 pie2)


C  P


PSI PSI ((p) p)

Condición Co n d i c i ó n

0--1 1

Muy Muy m mala ala

1--2 2

Mala Mala

2--3 3

Regular Regular

3--4 4

Buena Buena

4--5 5

Muy Muy B Buena uena Ing. M.Sc. J. Rafael Menéndez Acurio

Perido de análisis Periodo de diseño

Construcción Vida remanente

Condición

Rehabilitación

Costo

Mantenimiento

Costo Tiempo

Tiempo





Construcción  70 a 90% e a tac n  10 al 25%



Mantenimiento 5 al10%



Valor de rescate (poco efecto)

Valor de Valor rescate

El costo de todas las Actividades calculado en el tiempo = 0 Considerando la tasa de Descuento y el tiempo

Construcción Rehabilitacion

Presente Neto

Mantenimiento 0

Tiempo


Rescate


Número de Costos recurrentes

 . .

N k 1

. .k

 1  n  1  i   k

Costo Inicial Costo Recurrente

Maximizar el VAN  Minimizar la cantidad de recursos 

Tasa De descuento




Número De años



Maximizar la relación beneficio/costo Maximizar la tasa interna de retorno (TIR)


Construcción  Rehabilitación Manten enim imie ient nto o ruti rutina nari rio o reve revent ntiv ivo o  Mant  Valor de rescate (beneficio) 

Costo de operación vehicular  Tiempo de viajes  Accidentes  Costos de incomodidad 


  

Tasa de descuento: Periodo de análisis: Año Calendario del año inic inicia ial: l:

9.0% 10 y 20 años 2004 2004

Moneda de Salida:

Dólar

 





GEOMETRIA Longitud (km): Ancho de la Calzada (m): Ancho de Berma (m): Número Efectivo de Carriles: Subida mas Bajada (m/km): Curvatura (grados/km): :

200.0 6.2 0.0 2.0 26.7 144.7 .

MEDIOAMBIENTE MEDIO AMBIENTE Altitud (m): Precipitación( Precipitación (m/mes):

ESTADO Rugosidad (IRI): Defecto de Construcción: Total de Grietas (%): Grietas Anchas (%): Baches % : Peladuras (%): Roderas (mm): D. E. Roderas (mm):

1,990 0.1125

4.2 0 20.2 10.6 0.0 0.1 6 0

HISTORIA Edad Capa Superficial (años): 10 Edad Construcción (años):20 Area Area de Grietas Anchas Anterior(%):0

BASE/SUBRASANTE Tipo de Base: 1 CBR de la Subr Subras asan ante te (%): (%): 10 Espesor de Capas de Base (mm): (mm): 150

FACTORES DE DETERIORO (todos DETERIORO (todos igual a 1.0)

RESISTENCIA Número Estructural:

2.80



ACTIVIDAD

Descripción

Auto

Pick up

Bus

Tráfico e o ar o Crecimiento anual (%)

1.2

1.2

1. 2

Camión Camión Camión Camión Ligero Medio Pesado articulado

2.0

2.0

2.0

2.0


Perfilado (US$/km de camino perfilado) Bacheo de grava localizado (US$/km) Reposición de grava (US$/m 3) Mantenimiento rutinario No Pavimentado (US$/km-año) Parchado asfáltico (US$/m 2) Sello asfáltico (US$/m 2) Refuerzo asfáltico (US$/m 2) Reconstrucción (US$/m 2) Mantenimiento rutinario Pavimentado (US$/km-año) Construcción (miles de US$/km)


ESTRATEGIA 1: sin proyecto: solo mantenimiento rutinario anual. ESTRATEGIA 2:Año de construcción: Construcción carpeta asfáltica de 75 mm. mantenimiento rutinario anual + Parchado y tratamiento de fisuras. ESTRATEGIA 3 Construcción con una carpeta asfáltica de 75 mm. mantenimiento rutinario anual + Parchado y tratamiento de fisuras + Sello asfáltico programado cada 3 años. ESTRATEGIA 4 Construcción con una carpeta asfáltica de 75 mm. mantenimiento rutinario anual + Parchado y tratamiento de fisuras + Sello asfáltico cuando se requiera en respuesta a la condición. ESTRATEGIA 5 Construcción carpeta asfáltica de 75 mm. mantenimiento rutinario anual + Parchado y tratamiento de fisuras + Sello asfáltico cuando se requiera en respuesta a la condición + Refuerzo asfáltico de 50 mm.


COSTOS COSTOS FINANCIEROS ECONOMICOS

289.00 13.06 6.53 1,357.20 19.20 1.83 5.47 69.81 2,261.00 51.00

216.80 9.80 4.90 1,018.00 14.40 1.37 4.10 55.15 1,696.00 40.30





Indicadores

Estrategia 1

Estrategia 2

Estrategia 3

B/C VAN (millones US$ TIR (%)

0.00

3.50

1.76

2.91

2.61

0.00 NA

11.18 27.3

7.08 20.2

10.72 26.8

10.85 10 .85 26.0


Estrategia 4

Estrategia 5


Inversiones acumuladas a valor actual 150.00 140.00 130.00 2 . m x l 110.00 a u t 100.00 c a r 90.00 o l a 80.00 v a o 70.00 t n o 60.00 M

0

5

10

Total PP1

Total PP2

Nº de años

15 Total Todo Inici o


20

25



Análisis de sensibilidad sobre la estrategia 5, que reporta mejores beneficios técnicos, considerando los siguientes conceptos: a) Increm Increment ento o de la Inversión en 10% y 20%; b) Disminución Disminuciónde de los Beneficios en 10% y 20%; c) Increm Increment ento o de la Inversión en 10% y 20% y Disminución simultánea de los Beneficios en 10% y 20%; para la tasa de descuento de 9%. Sensibilidad 1: Incremento de la Inversión en 10% Sensibilidad 2: Disminución de los Beneficios en 10% Sensibilidad 3: Incremento de la Inversión en 10% y Disminución de los Beneficios en 10% Sensibilidad 4: Incremento de la Inversión en 20% Sensibilidad 5: Disminución de los Beneficios en 20% Sensibilidad 6: Incremento de la Inversión en 20% y Disminución de los Beneficios en 20%



Variación del Numero estructural con el tiempo

N S l a r u t c u r t s e o r e m ú N

Variación Variación del I RI con el tiempo

8.0

5.0

7.0

4.5

6.0

.

5.0

) m k / m ( I R I

4.0 3.0 2.0 1.0

3.5 3.0 2.5 2.0

0.0 0

5

10

15

20

25

1.5 1.0

SN PP1

SN PP 2 Nº

de añosSN sin PP

0

SN total

5 IRI PP1

10 IRI PP2

Nº de años

15

IRI TOTAL


Variación Variación de la d eflexión con el t iempo 100.0 90.0 80.0 o D n ó i x e l f e D

. 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 0

5 Do PP1

10

15

Do P P2de años Do total Nº

20

25

Do s/PP


20 IRI S/PP

25



Curso Dise__o de Pavimentos 2012_FINAL

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