Curso Mepdg Cchang Bolivia 2014

1/95

Curso - Taller Internacional

Diseño de Pavimentos Utilizando el Método Mecanístico-Empirico (MEPDG) – AASHTO 2008

Curso Internacional “Diseño de Pavimentos Pavimentos Utilizando el Método Método MEPDG”

CONTENIDO 1.-

Presentación

2.-

Temario

3.-

Instructor del Curso

2/95


CONTENIDO 1.-

Presentación

2.-

Temario

3.-

Instructor del Curso

2/95


3/95

1.- PRESENTACIÓN La Guía de Diseño de Pavimentos Mecanístico-Empírico (Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide - MEPDG) es actualmente la herramienta más completa que existe para el análisis y diseño de pavimentos. MEPDG ha sido el resultado de varios años de investigación en los Estados Unidos como parte del proyecto NCHRP 1-37A “Development for the 2002 Guide for Design of New and Rehabilitated Pavement Structures”. Los reportes y manuales del MEPDG fueron pubicados inicialmente en el año 2004, habiendo sido sujeto de revisiones y mejoras antes de ser utilizados con fines prácticos. En el 2008, AASHTO publicó un manual del MEPDG para el uso práctico de este método en el diseño de pavimentos. En el MEPDG una estructura de pavimento es propuesta inicialmente por el diseñador y analizada con el procedimiento descrito en la guía con la finalidad de evaluar si la estructura satisface las solicitaciones de tráfico y medio-ambientales previstas a lo largo de su vida en servicio. Los modelos ME se basan en las propiedades de los materiales que componen el pavimento y en modelos de comportamiento-respuesta que evalúan la estructura con respecto a la probabilidad de ocurrencia de cierto tipo de fallas. Estos modelos se utilizan para predecir estados de esfuerzo-deformación en la estructura del pavimento pavimento debido a la acción de de cargas de de tráfico y condiciones medio-ambientales. Para calibrar estos modelos se requiere conocer las propiedades de los materiales, las características estructurales del pavimento, el tráfico, la condición medio-ambiental, y datos sobre el desempeño del pavimento que permitan la calibración del método a las condiciones locales.

2.-

TEMARIO 1.

Introducción

Curso Internacional “Diseño de Pavimentos Utilizando el Método MEPDG”

3.-

4/95

INSTRUCTOR DEL CURSO

El curso es ofrecido por un instructor con amplia experiencia internacional.

Carlos M. Chang Albitres, Ph.D., P.E. Carlos M. Chang Albitres es Ingeniero Civil con licencia profesional en Texas, Estados Unidos y en el Perú. Dr. Chang es también miembro de la Sociedad de Ingenieros Civiles de los Estados Unidos (American Society of Civil Engineering ASCE). Egresado de la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI), con Maestría y Doctorado en la Universidad de Texas A&M. Dr. Chang es actualmente Profesor del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Texas en El Paso (UTEP), y ha sido Investigador Asociado del Instituto de Transportes de Texas (TTI). Dr. Chang ha sido consultor internacional del Banco Interamericano de Desarrollo (BID) y su experiencia profesional abarca temas de diseño y evaluación de pavimentos, supervisión y control de calidad, mantenimiento y rehabilitación de carreteras, sistemas de gestión de pavimentos y de infraestructura vial. Dr. Chang ha realizado proyectos de investigación para el National Highway Cooperative Research Program (NCHRP), el Departamento de Transporte de Texas (TxDOT), el Metropolitan Transportation Commission (MTC) en California, y la Ciudad de El Paso. Dr. Chang es autor de libros, numerosos artículos, y publicaciones técnicas a nivel internacional siendo coordinador regional de la International Road Federation (IRF) para Latinoamérica. En

5/95

ANEXO

PRIMERA PARTE

6/95

SET 1-a Introducción Diseño de Pavimentos Utilizando MEPDG-AASHTO 2008 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

P1. ¿Qué factores son tradicionalmente considerados en el diseño de pavimentos?

P2. ¿Por qué el medio ambiente es importante en el diseño de pavimentos?

7/95


P3. ¿Cómo se han diseñado los pavimentos los últimos 20 años?

P4. ¿Qué similitud y diferencias observa entre los pavimentos de asfalto y los de concreto?

8/95


P5. ¿Cuáles son las ventajas/desventajas (limitaciones) del método de diseño de pavimentos AASHTO 93?

P6. ¿Cómo diseñaría Ud. un pavimento con los conocimientos actuales?

9/95


P7. ¿Es necesaria una transición a otro método de diseño de pavimentos? ¿Por Qué?

P8.

¿Qué deseamos de un pavimento ?

10/95


P9.

Realice un breve resumen de las ventajas del MEPDG-AASHTO 2008

P10. ¿Qué problemas pueden presentarse en los pavimentos de concreto?

11/95


P11. ¿Qué diferencias hay entre un pavimento flexible y un pavimento r ígido desde el punto de vista mecan ístico?

12/95


E-1. Determinar los ejes equivalentes para el camión estándar de tipo C2 el cual consiste en un camión con un eje simple (7 t.) de rueda simple y un eje simple de ruedas dobles (11 t.).

13/95


E-2. Determinar los ejes equivalentes de un camión de cargas extraordinarias con la siguiente configuración:

Ejes

E1

Carga (Ton)

7

Carga (Ton) por Eje

E2

E3

E4

E5

E6

E7

E8

E9

E10

E11

E12

8.1 8.15 8.15

13.4

13.4

13.4

13.4

13.4

13.4

13.4

13.4

7

24.4

13.4

13.4

13.4

13.4

13.4

13.4

13.4

13.4

Tipos de Eje

Simple

Tridem

Tipos de Rueda

Simple

Doble

Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Asumir Asumir Asumir Asumir Asumir Asumir Asumir Asumir neumático neumático neumático neumático neumático neumático neumático neumático doble doble doble doble doble doble doble doble

Dr. Carlos Chang Albitres, Ph.D., P.E.

14/95

E3. Relación entre CBR y MR

CBR<7.2

→

Mr = 1500 x CBR

7.2 < CBR < 20

→

Mr = 3000 x CBR0.65

CBR > 20

→

Mr = 4326 x ln CBR + 241

Tabular las correlaciones en una hoja de Excel y la ecuación del MEPDG (Mechanistic Empirical Pavement Design Guide) para la correlación Mr – CBR: Mr (psi) = 2555 x CBR 0.64

15/95

SET 1-b DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

EJERCICIO 1 APLICACIÓN DEL METODO AASHTO 93 Pavimentos Flexibles 1) Efectuar el Diseño por el Método AASHTO REQUISITOS DEL DISE O a. PERIODO DE DISEÑO (Años) b. NUMERO DE EJES EQUIVALENTES TOTAL (W18) c. SERVICIABILIDAD INICIAL (pi) d. SERViCIABILIDAD FINAL (pt) e. FACTOR DE CONFIABILIDAD (R)

30 5E+06 4.5 2.5 95%

PROPIEDADES DE MATERIALES a. MODULO DE RESILIENCIA DE LA BASE GRANULAR (KIP/IN2) b. MODULO DE RESILIENCIA DE LA SUB-BASE c MODULO DE RESILIENCIA DE LA SUBRASANTE (Mr, ksi)

30.00 15.00 12.00

Realizar el diseño de pavimentos flexibles. Realizar otros dos diseños adicionales para tráfico de 1.5E+07, 3.0E+07 Para la estructuración del pavimento flexible:

.

E . 16/95 P

, . D . h P , s e r t i b l A g n a h C s o l r a C . r D

S E L B I X E L F S O b - T 1 N E T E M S I V A P E D

2

17/95

SET 1-b DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

DISEÑO DEL PAVIMENTO METODO AASHTO 1993

PROYECTO : SECCION 1 :

FECHA

Ejemplo km

-

:

km

1. REQUISITOS DEL DISEO a. PERIODO DE DISEÑO (Años) b. NUMERO DE EJES EQUIVALENTES TOTAL (W18) c. SERVICIABILIDAD INICIAL (pi) d. SERViCIABILIDAD FINAL (pt) e. FACTOR DE CONFIABILIDAD (R) STANDARD NORMAL DEVIATE (Zr) OVERALL STANDARD DEVIATION (So)

#NUM!

2. PROPIEDADES DE MATERIALES a. MODULO DE RESILIENCIA DE LA BASE GRANULAR (KIP/IN2) b. MODULO DE RESILIENCIA DE LA SUB-BASE c MODULO DE RESILIENCIA DE LA SUBRASANTE (Mr, k si)

3. CALCULO DEL NUMERO ESTRUCTURAL (Variar SN Requerido hasta que N18 Nominal = N18 Calculo) SN Requerido

Gt #NUM!

N18 NOMINAL #NUM!

N18 CALCULO #NUM!

18/95

SET 1-C DISEÑO DE PAVIMENTOS RIGIDOS

DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDO METODO AASHTO 1993

PROYECTO : SECCION 1 :

Ejemplo km

FECHA -

:

km

1. REQUISITOS DEL DISEŇO a. PERIODO DE DISEÑO (Años) b. NUMERO DE EJES EQUIVALENTES TOTAL (W18) c. SERVICIABILIDAD INICIAL (pi) d. SERViCIABILIDAD FINAL (pt) e. FACTOR DE CONFIABILIDAD (R) STANDARD NORMAL DEVIATE (Zr)

#NUM!

OVERALL STANDARD DEVIATION (So) 2. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES a. RESISTENCIA A LA COMPRESION DEL CONCRETO f'c (kg/cm2) RESISTENCIA A LA COMPRESION DEL CONCRETO f'c ( psi ) b. MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO Ec ( psi ) c. MODULO DE ROTURA S'c ( psi ) d. MODULO DE REACCION DE LA SUBRASANTE- K ( pci ) e. TRANSFERENCIA DE CARGA ( J ) f. COEFICIENTE DE DRENAJE ( Cd )

0.00 0.00 488.50

Notas: Ingreso de datos en rojo Cálculos en negro

19/95


Dr. Carlos Chang Albitres, Ph.D., P.E.

20/95


21/95

MEPDG – AASHTO 2008 RESUMEN, EJERCICIOS, TABLAS

22/95

INSTRUCCIONES PARA INSTALAR EL SOFTWARE MEPDG

1. Copiar el archivo ejecutable “MEPDG_1100.zip” a un folder localizado en el disco duro de la computadora (MEPDG-Software) y extraer los archivos a este mismo folder. Tendrá dos archivos: Dg2002.msi y setup.exe. Si Ud. ya tiene el CD con los archivos desempacados proceder con el siguiente paso. 2. Ejecutar el archivo “setup.exe” para iniciar la instalación del programa. Antes de iniciar la instalación verificar que la computadora está conectada a internet. Luego de la instalación la computadora debe seguir conectada a internet para acceder y utilizar al programa. 3. Seguir los pasos de instalación del programa, y aceptar los términos y condiciones de usuario. Se recomienda que la instalación del programa se realice en el directorio C:\DG2002. Al finalizar la instalación, el icono del programa (“MEPDG”) deberá aparecer en el escritorio, y en el menú de programas de Windows. 4. Recopilar la información del proyecto: tráfico, clasificación de la carretera, número de carriles, reportes geotécnicos, etc. 5. Iniciar el programa MEPDG y comenzar a ingresar los datos del proyecto. Cada nuevo proyecto debe comenzar con nuevos datos, y no con información de proyectos previos. La información de la estación climática de un proyecto, no se deberá cambiar. Si se desea cambiar dicha información deberá crearse un nuevo proyecto. 6. Correr el módulo de análisis y revisar los resultados.

23/95

PAVIMENTOS FLEXIBLES

24/95

DISEÑO MEPDG DE PAVIMENTOS FLEXIBLES Los pasos para el diseño MEPDG de pavimentos flexibles (pavimento de concreto asfáltico nuevo, reconstruido o rehabilitado) son los siguientes: 1. Proponer un diseño preliminar para las condiciones especificas del proyecto incluyendo tráfico, clima, y subrasante . Definir la composición de las capas, propiedades de la mezcla asfáltica y de los materiales que componen las otras capas. 2. Establecer los criterios de aceptación para el desempeño del pavimento al final del periodo de diseño (ahuellamiento, fisuramiento por fatiga, fisuramiento térmico, e IRI). 3. Seleccionar el nivel de confiabilidad deseado para cada parámetro de desempeño (ahuellamiento, fisuramiento por fatiga, fisuramiento térmico, e IRI). 4. Utilizar MEPDG software para: a. Procesar los datos para obtener valores mensuales de tráfico, materiales, y clima para el periodo de diseño. b. Utilizando la teoría elástica de multicapa o modelos de elementos finitos, calcular la respuesta estructural (esfuerzos y deformaciones) para cada tipo de eje y cargas, prediciendo los daños a lo largo del periodo de diseño. c. Predecir los fallas críticas (ahuellamiento, fisuramiento por fatiga, fisuramiento térmico) mes a mes a lo largo del periodo de diseño utilizando modelos de desempeño ME. d. Predecir la rugosidad (IRI) como función inicial del IRI, daño acumulado a lo largo del tiempo, y condiciones “in-situ” al término de cada incremento de tiempo. 5. Evaluar el desempeño del diseño preliminar utilizando el nivel de confiabilidad definido por el diseñador, verificando que se satisfacen los criterios de aceptación establecidos en el paso 2. 6. Si el diseño propuesto no satisface los criterios de aceptación, modificar el diseño preliminar y repetir los pasos 4 y 5 hasta que el diseño cumpla con los criterios establecidos. 7. Los diseños que satisfacen los criterios de aceptación al nivel de confiabilidad especificado son

25/95

Ingreso de Datos Generales

Tráfico

Clima

Estructura r a n i m i l e r P o ñ e s i D r a s i v e R

Diseño Preliminar

Respuesta Estructural (,.)

Daño Acumulado Modelos Calibrados de Daño Confiabilidad

Fallas

Suavidad

De Diseño Verificación del Desempeño Criterio de Falla

¿Requisitos del Diseño Satisfechos?

SI Diseño Factible

NO

26/95

MEPDG: EJERCICIO DE DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE Período de Diseño

Diseñar un pavimento de concreto asfáltico (CA) para un período período de 10 años. La construcción construcción de la base y de la subrasante se realizará en Julio del 2014, y la carpeta asfáltica será colocada en Agosto del 2014. El tramo será abierto al tráfico en Septiembre del 2014. Requisitos de la Construcción

El pavimento tendrá un IRI inicial entre 50 y 75 pulgadas/milla (asumir 63 in/mile in/mile para propósitos de diseño). Parámetros para el Análisis

Se espera que al final de los 10 años, el IRI no sea mayor a 172 pulg/mile, el límite para el fisuramiento longitudinal es de 1000 pies/milla, fisuramiento por fatiga de abajo hacia arriba de 25%, fisuras térmicas de la carpeta asfáltica (fisuramiento transversal) de 1000 pies/milla. La deformación permanente total en el pavimento no deberá exceder de 0.75 pulg y de 0.25 pulg. para la carpeta asfáltica. Estos criterios deben satisfacerse para un nivel de confiabilidad del 90 %.

27/95

el 90 % de los camiones en el carril de diseño. El tráfico de camiones está igualmente distribuido distribuido en ambas direcciones (Ej. el 50% de los camiones cada dirección). La velocidad de operación es de 60 mph. Este pavimento es diseñado diseñado para una carretera Interestatal con tráfico pesado que consiste consiste de un alto porcentaje de camiones con remolque remolque sencillo. La información información recolectada muestra que el porcentaje porcentaje de AADTT para cada clase vehicular vehicular es el mismo que la clasificación tipo tipo 1 de camiones (LTPP - Long Term Performance Pavements). Tabla 1- Clasificación Tipo 1 Clase Vehicular Clase 4 Clase 5 Clase 6 Clase 7 Clase 8 Clase 9 Clase 10 Clase 11 Clase 12 Clase 13

Porcentaje de AADTT en Clase 1.3 8.5 2.8 0.3 7.6 74 1.2 3.4 0.6 0.3

El patrón de tráfico para cada clase vehicular basado en valores diarios y mensuales será siendo el mismo durante todo el año. Sin embargo, embargo, el tráfico variará en periodos de 24 24 horas y esta variación será la misma que los valores estándar del LTPP. Después del año base, el tráfico incrementará en un 4.0 % durante todo el período de diseño del

28/95

Tipo de Eje

Tándem Tridem Quad

Espaciamiento del Eje (in) 51.6 49.2 49.2

Clima

El usuario tiene que cargar la información climática que se utilizará en el diseño de este proyecto, para que el software “Design Guide” pueda predecir los gradientes de temperatura y humedad en los diseños de prueba. En nuestro caso, el Proyecto se encuentra ubicado en la ciudad de El Paso, Texas. Para este ejemplo Ud. encontrará el archivo de clima en el CD y utilizará la opción importar “Import”. Luego de importado el archivo, ingresar la profundidad de la napa freática en pies (55 ft) en el campo indicado como “ Depth of water table table (feet)”. Hasta este punto el usuario ha completado los ingresos de clima requeridos por el programa. Los iconos de tráfico y clima deberán ser de color verde indicando que están completos. Los iconos pertenecientes a las capas estructurales del pavimento deberán estar de color rojo indicando que necesitan información. Propiedades de Drenaje

El diseño geométrico de la carretera necesita un bombeo de 2 %. La trayectoria del drenaje tendrá una longitud de 12 pies desde la línea central al borde del drenaje adyacente a la berma, y la infiltración depende del tipo de berma escogida. Asumir una absorción de 0.85. DISEŇO PRELIMINAR

El procedimiento en la Guía de Diseño es iterativo y requiere que el diseñador proponga un diseño

29/95

Base Granular

La base granular es A-1-a con un CBR de 73, IP (Índice de plasticidad) de 1, con 8.7% del material pasando la malla #200, y 44.7% pasando la malla #4. El espesor de la base granular es de 12.2 pulgadas. Capa de Suelo A-7-6

CBR de 6. IP (Índice de plasticidad) de 30, con 79.1 % pasando la malla #200, y 94.9% pasando la malla #4. El espesor es de 12 pulgadas. Subrasante

El subrasante en esta localidad está clasificada como A-7-6 según el sistema de clasificación AASHTO, y tiene un valor de CBR de 6% . El índice de plasticidad del suelo es de 30. Resultados de las pruebas de granulometría indican que el 79.1% del material pasa la malla #200, y 94.9 % pasa la malla #4. El D 60 de este material es de 0.01516 mm. El espesor de la capa es infinito (última capa).

30/95

INFORMACIÓN GENERAL DEL PROYECTO Inglés

Español

Datos

Información General Project Name Design Life (years) Base/Subgrade Construction Month Pavement Construction Month Traffic open month Type of Design / Tipo de Diseño

Nombre del Proyecto Vida del Diseño (años) Mes de Construcción Base/Subrasante Mes de Construcción del Pavimento Mes de apertura al Tráfico

ACP Example 10 July2014 August 2014 September 2014

‐ Nuevo

New/ Flexible Pavement

-Restauracion -Sobrecapas

Site/Project Identification - Identificación del lugar/proyecto Location Project ID Section ID Date

Localidad Identificación del Proyecto Identificación de la Sección Fecha

Station/milepost format

Progresivas en Millas

Station/milepost begin Station/milepost end Traffic direction

Progresiva de Inicio (milla) Progresiva Final (milla) Dirección del Tráfico

El Paso, TX. 001 Route 1 to Route 2 08/09/2011

X 00 + 00 21 + 00 East Bound

Analysis Parameters / Parámetros de Análisis Rigid Pavement

Pavimento Rígido

Terminal IRI (in/mi) Transverse Cracking (%slabs cracked)

IRI Terminal (in/mi) Fisuramiento Transversal (% losas fisuradas)

Limite/Confiabilidad

NA NA

31/95

TRÁFICO Inglés Initial Two-Way AADTT Number of lanes in design direction Percent of Trucks in Design Direction (%) Percent of Trucks in Design Lane (%) Operational Speed (mph)

Español AADTT inicial para los dos sentidos Número de carriles en dirección del diseño Porcentaje de Camiones en Dirección del Diseño Porcentaje de Camiones en Carriles de Diseño Velocidad Operacional (mph)

Datos 1500 2 50.0 90.0 60

Traffic Volume Adjustment/ Ajuste al Volumen de Tráfico Monthly Adjustment

Ajustes Mensuales

Vehicle Class Distribution

Distribución de Clase Vehicular

Class 4 Class 5 Class 6 Class 7 Class 8 Class 9 Class 10 Class 11 Class 12 Class 13 Hourly Distribution (%)

Media Noche 1:00 AM 2:00 AM 3:00 AM

( )Nivel 1 Clase 4 Clase 5 Clase 6 Clase 7 Clase 8 Clase 9 Clase 10 Clase 11 Clase 12 Clase 13

Distribución por Hora (%) 2.3 2.3 2.3 2.3

Medio Día

5.9

1:00 PM 2:00 PM 3:00 PM

5.9 5.9 5.9

( x) Nivel 3 1.3 8.5 2.8 0.3 7.6 74.0 1.2 3.4 0.6 0.3

32/95

TRÁFICO (cont.) General Traffic Inputs / Datos Generales de Tráfico Lateral Traffic Wander

Distancia lateral entre el eje y el borde del pavimento

Mean wheel location (inches from the lane marking) Traffic Wander Standard Deviation (in) Design Lane Width (ft)

Distancia promedio entre el neumático y el marcador de carril Desviación Estándar de la distancia entre el eje y el borde del pavimento (in) Ancho del Carril (ft)

Axle Configuration

Configuración de Ejes

Average Axle width Outside Dimensions (ft)

Ancho Promedio del eje (de borde a borde) -dimensiones exteriores

18 10 12

8.5

(ft)

Dual Tire Spacing (in) Tire Pressure (psi)

Espaciamiento entre neumáticos dobles (in) Presión de los neumáticos (psi)

Axle Spacing (in)

Espaciamiento entre Ejes (in)

Tandem Axle Tridem Axle Quad Axle

Eje Tándem Eje Tridem Eje Quad

Wheelbase/ Distancia Entre Ejes

Average Axle Spacing (ft)/ Espacio Promedio entre Ejes (ft) Percent of Trucks (%) Porcentaje de Camiones (%)

12 120 51.6 49.2 49.2 Long/Largo

Short/Corto

Medium/ Mediano

12

15

18

33.0

33.0

34.0

33/95

DATOS DEL CONCRETO ASFÁLTICO (CA) Inglés

Español

Dato

Primer Capa de Concreto Asfaltico Surface short-wave absorptivity Level Layer Thickness (in)

Absorción Superficial Nivel Espesor de la Capa

0.85

1( )

2( )

3( X ) 4.8

Asphalt Mix / Mezcla Asfáltica Aggregate Gradation

Granulometría

Cumulative % Retained 3/4 inch sieve Cumulative % Retained 3/8 inch sieve Cumulative % Retained #4 sieve % Passing #200 sieve

% retenido acumulado en la malla de 3/4 " % retenido acumulado en la malla de 3/8 " % retenido acumulado en la malla #4 % que pasa la malla #200

12 38 50 4

Asphalt Binder Options/Opciones para el Ligante Asfáltico Superpave Binder Grading Conventional Viscosity Grade Conventional Penetration Grade

Clasificación Superpave Clasificación Convencional de Viscosidad Clasificación Convencional por Penetración

NA XX NA

Asphalt General / Datos Generales del Asfalto Reference Temperature (°F) Poisson´s Ratio

Temperatura de Referencia (°F) Coeficiente de Poisson

Volumetric Properties as Built

Propiedades Volumétricas al tiempo de Constr.

Effective Binder Content (%) Air Voids (%)

Contenido de Ligante Efectivo (%)

Vacios de Aire (%)

70 0.35

12 6

34/95

DATOS DE LA BASE GRANULAR Inglés

Español

Datos

Unbound Material

Material Sin Consolidar (Clasificación)

A-1-a

Thickness (in)

Espesor (in)

12.2

Propiedades de Resistencia Input Level Poisson's Ratio Coefficient of Lateral Pressure K 0

Nivel de Jerarquía Coeficiente de Poisson Coeficiente de Presión Lateral K 0

Material Properties

Propiedades del Material

Modulus (psi) CBR R-Value Layer Coefficient - ai Penetration DCP

Modulo (psi) CBR Valor R Coeficiente Estructural de Capa -ai Penetración DCP

1()

2( X )

3( )

0.35 0.5 NA 73 NA NA NA

Integrated Climatic Model / Modelo Climático Integrado (ICM) Aggregate Gradation

Granulometría

% Passing #200 % Passing #4 % Passing 3/8" % Passing 3/4" Plasticity Index (PI) Liquid Limit (LI) Compacted Layer

% que pasa la malla #200 % que pasa la malla #4 % que pasa la malla 3/8" % que pasa la malla 3/4" Índice de Plasticidad (PI) Limite Liquido (LL) Capa Compactada

8.7 44.7 57.2 72.7 1 6

SI ( X )

NO ( )

35/95

DATOS DE LA CAPA SUBRASANTE Inglés Unbound Material Thickness (in) Last Layer

Español

Datos

Material sin consolidar (Clasificación) Espesor (in) Ultima Capa

A-7-6 12 SI( )

NO( X )

Propiedades de Resistencia Input Level Nivel de Jerarquía Poisson's Ratio Coeficiente de Poisson Coefficient of Lateral Pressure K0 Coeficiente de Presión Lateral K0 Material Properties




1()

2( X )

3( )

0.35 0.5 NA 6 NA NA NA

Integrated Climatic Model / Modelo Climático Integrado Aggregate Gradation

Granulometría


% que pasa la malla #200 % que pasa malla #4 % que pasa la malla 3/8" % que pasa la malla 3/4" Índice de Plasticidad (PI) Limite Liquido (LL) Capa Compactada

79.1 94.9 96.9 97.5 30 51

SI ( X )

NO ( )

36/95


Español

Datos


A-7-6 Semi-infinita SI( X )

NO( )





1()

2( X )

3( )

0.35 0.5 NA 6 NA NA NA


Granulometría



79.1 94.9 96.9 98.3 30 51

SI ( )

NO ( X )

37/95

PAVIMENTOS RIGIDOS

38/95

DISEÑO MEPDG DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Los pasos para el diseño MEPDG de pavimento de concreto simple con juntas (JPCP) y de pavimento de concreto continuo reforzado (CRCP) son los siguientes: 1. Proponer un diseño preliminar para las condiciones especificas del proyecto incluyendo tráfico, clima, y subrasante . Definir la composición de las capas, propiedades de concreto de cemento portland y de los materiales que componen la sotras capas. 2. Establecer los criterios de aceptación para el desempeño del pavimento al final del periodo de diseño (desniveles y fisuramiento en el JPCP, además roturas o “punchouts” en CRCP, e IRI para ambos). 3. Seleccionar el nivel de confiabilidad deseado para cada parámetro de desempeño (ejemplo: fisuramiento, desnivel, e IRI para pavimentos JPCP). 4. Utilizar MEPDG software para: a. Procesar los datos para obtener valores mensuales de tráfico, materiales, y clima para el periodo de diseño. b. Utilizando elementos finitos , calcular las respuestas estructurales (esfuerzos y deflexiones) para cada tipo de eje de carga, prediciendo los daños a lo largo del periodo de diseño. c. Predecir las fallas (desnivel en juntas, fisuramiento de losas, roturas o “punchouts” en pavimentos CRCP) mes a mes a lo largo del periodo de diseño utilizando modelos de desempeño ME. d. Predecir la rugosidad (IRI) como función inicial del IRI, daño acumulado a lo largo del tiempo, y condiciones “in-situ” al término de cada incremento de tiempo. 5. Evaluar el desempeño del diseño preliminar utilizando el nivel de confiabilidad definido por el diseñador, verificando que se satisfacen los criterios de aceptación establecidos en el paso 2. 6. Si el diseño propuesto no satisface los criterios de aceptación, modificar el diseño preliminar y

39/95

Selección del Diseño Preliminar Espesor de las capas Propiedades de los materiales Espaciamiento de juntas y transferencia de cargas Berma Datos de Construcción     

Criterios de Desempeño ‐ Fisuramiento ‐ Desnivel ‐ IRI

Datos específicos de la zona Clima Subrasante Tráfico

Nivel de Confiabilidad Fisuramiento Desnivel IRI   

Fisuramiento de la superficie hacia abajo Calcular Esfuerzos Calcular Daños Predecir fisuramiento de la superficie hacia abajo   

Fisuramiento de la parte inferior hacia la superficie Calcular esfuerzos Calcular daños Predecir fisuramiento de la parte inferior hacia la superficie   

Porcentaje Total de losas Fisuradas

Desnivel Calcular deflexiones Calcular incremento en escalonamiento Predecir desnivel acumulado  



IRI IRI inicial Fisuramiento, desniveles,  

40/95

MEPDG: EJERCICIO DE DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS (JPCP) Período de Diseño Diseñar un pavimento de concreto simple con juntas (JPCP) para un período de 25 años. La construcción se realizará en Agosto del 2014. El tramo será abierto al tráfico en Septiembre del 2014.

Requisitos de la Construcción El pavimento tendrá un IRI inicial entre 50 y 75 pulgadas/milla (asumir 63 in/mile para propósitos de diseño).

Parámetros de Análisis Se espera que al final de los 25 años, el pavimento no tenga más de 15% de fisuramiento transversal a un nivel de confiabilidad de 90%, y no más de 0.15 pulgadas de escalonamiento a un nivel de confiabilidad de 90%. Asimismo, la rugosidad deberá ser mantenida con un IRI menor a252 pulgadas/milla a un nivel de confiabilidad del 95%.

41/95

Este pavimento es diseñado para una carretera Interestatal con tráfico pesado que consiste de un alto porcentaje de camiones con remolque sencillo. La información recolectada muestra que el porcentaje de AADTT para cada clase vehicular es el mismo que la clasificación tipo 1 de camiones (LTPP - Long Term Performance Pavements).

Tabla 1- Clasificación Tipo 1 Clase Vehicular Clase 4 Clase 5 Clase 6 Clase 7 Clase 8 Clase 9 Clase 10 Clase 11 Clase 12 Clase 13

Porcentaje de AADTT en Clase 2.4 14.1 4.5 0.7 7.9 66.3 1.4 2.2 0.3 0.2

El patrón de tráfico para cada clase vehicular basado en valores diarios y mensuales seguirá siendo el mismo durante todo el año. Sin embargo, el tráfico variará en periodos de 24 horas y esta variación será la misma que los valores estándar del LTPP. Después del año base, el tráfico incrementará en un 4.0 % durante todo el período de diseño del pavimento (compuesto anualmente). La distribución de cargas por eje es idéntica a los valores estándar del LTPP para cada clase vehicular,

42/95

Tipo de Eje Tándem Tridem Quad


Clima El usuario tiene que cargar la información climática que se utilizará en el diseño de este proyecto, para que el software “Design Guide” pueda predecir los gradientes de temperatura y humedad en los diseños de prueba. En nuestro caso, el Proyecto se encuentra ubicdo en la ciudad de El Paso, Texas. Para este ejemplo Ud. encontrará el archivo de clima en el CD y utilizará la opción importar “Import”. Luego de importado el archivo, ingresar la profundidad del manto freático en pies (55 ft) en el campo indicado como “ Depth of water table (feet)”. Hasta este punto el usuario ha completado los ingresos de clima requeridos por el programa. Los iconos de tráfico y clima deberán ser de color verde indicando que están completos. Los iconos pertenecientes a las capas estructurales del pavimento deberán estar de color rojo indicando que necesitan información.

Propiedades de Drenaje El diseño geométrico de la carretera necesita un bombeo de 2 %. La trayectoria del drenaje tendrá una longitud de 12 pies desde la línea central al borde del drenaje adyacente a la berma, y la infiltración depende del tipo de berma escogida. Asumir una absorción de 0.85.

DISEŇO PRELIMINAR El procedimiento en la Guía de Diseño es iterativo y requiere que el diseñador proponga un diseño

43/95

Las pruebas de resistencia a la compresión, modulo de elasticidad, y modulo de ruptura han sido realizadas a 7, 14, 28 y 90 días. Puesto que las pruebas de resistencia a largo plazo no pueden ser realizadas, la resistencia a 28 días y los módulos a lo largo de los 20 años son estimados siguiendo las recomendaciones del MEPDG. Los resultados de las pruebas de laboratorio se resumen a continuación:

Tiempo, Días 7 14 28 90 Ratio 28-días a 20 años

f´c, psi

EPCC, psi

MR, psi

6697 7320 7927 8895

4 553 550 4 760 907 4 954 161 5 248 021

777 813 846 896

1.44

1.2

1.2

El espesor de la capa de concreto de cemento portland es de 10.0 pulgadas.

Base Estabilizada con Cemento La capa de base estabilizada con cemento tiene un peso unitario de 150 libras/ pie cúbico, un coeficiente de Poisson de 0.20, y un módulo elástico promedio de 1,789,845 psi. Conductividad térmica de 1.25 BTU/hr-ft-oF y calor especifico de 0.28 BTU/lb- oF. El espesor de la capa de base estabilizada es de 4.0 pulgadas.

Capa de Piedra Triturada La capa de base de piedra triturada tiene un modulo de 40,000 psi y un índice de plasticidad de 1.0. El

44/95


Español

Datos

Información General Project Name Design Life (years) Base/Subgrade Construction Month Pavement Construction Month Traffic open month Type of Design / Tipo de Diseño

Nombre del Proyecto Vida del Diseño (años) Mes de Construcción Base/Subrasante Mes de Construcción del Pavimento Mes de apertura al Tráfico ‐ Nuevo

-Restauracion -Sobrecapas

JPCP Example 25 NA Agosto 2014 Septiembre 2014 Jointed Plain Concrete (JPCP)







El Paso JPCP Design Example

JPCP 1 08/09/2011 X

00 + 00 05 + 00 Norte


Pavimento Rígido

Terminal IRI (in/mi) Transverse Cracking (%slabs cracked)


Limite/Confiabilidad

252 / 95 15 / 90

45/95



Datos 2250 2 50.0 90.0 60


Ajustes Mensuales



Class 4 Class 5 Class 6 Class 7 Class 8 Class 9 Class 10 Class 11 Class 12 Class 13 Hourly Distribution Distribution (%)



Distribución por Hora (%) 2.3 2.3 2.3 2.3

Medio Día

5.9

1:00 PM 2:00 PM 3:00 PM

5.9 5.9 5.9

( X ) Nivel 3 2.4 14.1 4.5 0.7 7.9 66.3 1.4 2.2 0.3 0.2

46/95

TRÁFICO (cont.) General Traffic Inputs / Datos Generales de Tráfico Lateral Traffic Wander Wander




Axle Configuration



Tire Pressure (psi)

Ancho Promedio del eje (de borde a borde) -dimensiones exteriores (ft) Espaciamiento entre neumáticos dobles (in) Presión de los neumáticos (psi)

Axle Spacing (in)

Espaciamiento entre Ejes Ejes (in)



Dual Tire Spacing (in)

Wheelbase / Distancia Entre Ejes


18 10 12

8.5 12 120 51.6 49.2 49.2 Long/Largo

Short/Corto

Medium/ Mediano

12

15

18

2.0

20.0

78.0

47/95

LOSA DE CONCRETO (JPCP) Inglés

Español

Datos

Layer Thickness (in) Unit Weight (pcf) Poisson´s Ratio Permanent Curl/Warp Effective Temperature Difference (°F)

Espesor la Capa (in) Peso Unitario (lb/ft 3) Coeficiente de Poisson Diferencia de la Temperatura Efectiva para Alabeo Permanente (°F)

10 145 0.20

Joint Design

Diseño de Uniones

Joint Spacing (ft) Sealant Type Doweled Transverse Joints Dowel Diameter (in) Dowel Bar Spacing (in)

Espacio entre Juntas (ft) Tipo de Sellador Pasajuntas en Juntas Transversales Diámetro de Pasajuntas (in) Espacio entre Pasajuntas (in)

Edge Support

Soporte en el Borde de Calzada

Tied PCC Shoulder Widened Slab

Berma de PCC Losa Ampliada

Base Support

Soporte de la Base

Erodibility Index Loose of Full Friction (age in Months)

Índice de Erosionabilidad Perdida de Fricción Total (edad meses)

Thermal

Propiedades Térmicas

Design Features / Características de Diseño

-10 15 Liquido SI( X ) NO( )

1 12 NA NA 2 60

PCC Material Properties / Propiedades del Concreto Coefficient of Thermal Expansion per °F *106 Thermal Conductivity (BTU/hr-ft-°F) Heat Capacity (BTU/lb-°F)

Coeficiente de Expansión Térmica por °F *106 Conductividad Térmica (BTU/hr-ft-°F) Capacidad Calórica (BTU/lb-°F)

Mix

Mezcla

Cement Type

Tipo de Cemento

6.3 1.25 0.28 Tipo I

48/95

BASE ESTABILIZADA QUIMICAMENTE Inglés

Español

Datos

Chemically Stabilized Material / Material Estabilizado Químicamente General Properties

Propiedades Generales

Material Type Layer Thickness (in) Unit Weight (pcf) Poisson's Ratio

Tipo de Material Espesor de la Capa (in) Peso Unitario (pcf) Coeficiente de Poisson

Strength Properties

Propiedades de Resistencia

Elastic/Resilient modulus (psi) Minimum Elastic/Res. Mod. (psi) Modulus of Rupture (psi)

Modulo Resilente/Elástico (psi) Modulo Res./Elast. Min (psi) Modulo de Ruptura (psi)

Thermal Properties


Thermal Conductivity ( BTU/hr-ft-°F) Heat Capacity (BTU/lb-°F)

Conductividad Térmica (BTU/hr-ft-°F) Capacidad Calórica (BTU/lb-°F)

Cemento (estabilizante) 4 150 0.2 1789845 NA NA 1.25 0.28


Español

Datos

Unbound Material


Piedra Triturada

Thickness (in)

Espesor (in)

6

Propiedades de Resistencia Input Level

Nivel de Jerarquía

1()

2( )

3( X )

49/95


Español

Datos


A-6 Semi-infinito SI( X )

NO( )





1()

2( )

3( X )

0.35 0.5 18000 NA NA NA NA


Granulometría



63.2 95 96.4 98.4 25 80

SI ( )

NO (X)

50/95

REHABILITACION DE PAVIMENTOS

51/95

MEPDG: EJERCICIO DE DISEÑO DE REHABILITACION DE PAVIMENTO FLEXIBLE CON REFUERZO DE MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE Período de Diseño Rehabilitar un pavimento flexible de concreto asfáltico (CA) para un período de 10 años. El pavimento fue inicialmente construido en Julio del 2002. La rehabilitación se realizará en en Julio del 2014 y la repapa de carpeta asfáltica será colocada en Agosto del 2014. El tramo será abierto al tráfico en Septiembre del 2014.

52/95

Parámetros para el Análisis Se espera que al final de los 10 años, el IRI no sea mayor a 172 pulg/mile, el límite para el fisuramiento longitudinal es de 1000 pies/milla, fisuramiento por fatiga de abajo hacia arriba de 25%, fisuras térmicas de la carpeta asfáltica (fisuramiento transversal) de 1000 pies/milla. La deformación permanente total en el pavimento no deberá exceder de 0.75 pulg y de 0.25 pulg. para la carpeta asfáltica. Estos criterios deben satisfacerse para un nivel de confiabilidad del 90 %.

53/95

Este pavimento es diseñado para una carretera Interestatal con tráfico pesado que consiste de un alto porcentaje de camiones con remolque sencillo. La información recolectada muestra que el porcentaje de AADTT para cada clase vehicular es el mismo que la clasificación tipo 1 de camiones (LTPP - Long Term Performance Pavements).

Tabla 1- Clasificación Tipo 1 Clase Vehicular Clase 4 Clase 5 Clase 6 Clase 7 Clase 8 Clase 9 Clase 10 Clase 11 Clase 12 Clase 13

Porcentaje de AADTT en Clase 1.8 24.6 7.6 0.5 5.0 31.3 9.8 0.8 3.3 15.3

El patrón de tráfico para cada clase vehicular basado en valores diarios y mensuales será siendo el mismo durante todo el año. Sin embargo, el tráfico variará en periodos de 24 horas y esta variación será la misma que los valores estándar del LTPP. Después del año base, el tráfico incrementará en un 4.0 % durante todo el período de diseño del pavimento (compuesto anualmente). La distribución de cargas por eje es idéntica a los valores estándar del LTPP para cada clase vehicular,

54/95

Tabla 2: Espaciamiento promedio para ejes tándem, tridem y cuádruple . Tipo de Eje Tándem Tridem Quad


Clima El usuario tiene que cargar la información climática que se utilizará en el diseño de este proyecto, para que el software “Design Guide” pueda predecir los gradientes de temperatura y humedad en los diseños de prueba. En nuestro caso, el Proyecto se encuentra ubicado en la ciudad de El Paso, Texas. Para este ejemplo Ud. encontrará el archivo de clima en el CD y utilizará la opción importar “Import”. Luego de importado el archivo, ingresar la profundidad de la napa freática en pies (55 ft) en el campo indicado como “ Depth of water table (feet)”. Hasta este punto el usuario ha completado los ingresos de clima requeridos por el programa. Los iconos de tráfico y clima deberán ser de color verde indicando que están completos. Los iconos pertenecientes a las capas estructurales del pavimento deberán estar de color rojo indicando que necesitan información.

Propiedades de Drenaje El diseño geométrico de la carretera necesita un bombeo de 2 %. La trayectoria del drenaje tendrá una longitud de 12 pies desde la línea central al borde del drenaje adyacente a la berma, y la infiltración depende del tipo de berma escogida. Asumir una absorción de 0.85.

DISEŇO PRELIMINAR DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO

55/95

Base Granular La base granular es A-1-a con un coeficiente de Poisson de 0.35, un coeficiente de presión lateral de 0.5 y un Módulo de Resiliencia de 40000 psi, IP (Índice de plasticidad) de 1, con 8.7% del material pasando la malla #200, y 44.7% pasando la malla #4. El espesor de la base granular es de 8 pulgadas.

Subrasante El subrasante en esta localidad está clasificada como A-6 según el sistema de clasificación AASHTO, y tiene un valor de 17000 para el Módulo de Resiliencia, un coeficiente de Poisson de 0.35 y un coeficiente de presión lateral de 0.5. El índice de plasticidad del suelo es de 16. Resultados de las pruebas de granulometría indican que el 63.2% del material pasa la malla #200, y 93.5 % pasa la malla #4. El D 60 de este material es de 0.05364 mm. El espesor de la capa es infinito (última capa).

CAPA DE REFUERZO DE CONCRETO ASFÁLTICO (NUEVA) Los datos del concreto asfáltico corresponden a un nivel 3. En la viscosidad de grado convencional, AC 20 será utilizado para esta mezcla y el diseño preliminar de la carpeta indica un espesor de 4 pulgadas habiéndose fresado 1 pulgada la carpeta exsitente. Del diseño volumétrico se obtiene 11% de bitumen y 8.5 % de vacíos de aire. La mezcla tiene un peso específico de 148 lb/ft 3. Asumir una conductividad térmica de 0.67 BTU-hr-ft-oF y calor especifico de 0.23 BTU/lb-oF. El coeficiente de Poisson es de 0.35. La temperatura de referencia es de 70 oF. Los resultados del análisis granulométrico de los agregados a ser utilizados en la mezcla indican que las mallas de ¾”, 3/8”, y #4 tienen respectivamente 80%, 70% y 60% de material retenido, y 20% pasa por la malla #200. Revisar si esta gradación es adecuada.

56/95

MEPD PARA RESTAURACIÓN DE P VIMENT S RÍGID S Restaurar un paviment o de concret simple (JP P) para un p eríodo de 15 años. El pavi mento fue inicialme te construid en Julio de 1971. La re abilitación s realizará en Agosto del 2 014 y la rec pa de JCP será colocada en Septiembr del 2014. El tramo será a bierto al tráf co en Octubr e del 2014.

Requisitos de la Co strucción El pavim nto rehabilit do tendrá un IRI entre 5 y 75 pulgad as/milla (79- 118 centímet os/kilometro). Adoptar 63 pulgadas/ illa (99.5 centímetros/kilometro) para propósitos d e diseño.

Paráme ros para el Análisis La rugosi ad al término de 15 años debe tener u IRI menor 252 pulgad s/milla (397. 8 centímetr os/kilometro) para un nivel confiabilid d del 90%. E l pavimento no debe supe rar el 15% d e fisuramie to transvers l para un ni el de confiabilidad de 90 . Asimismo , el escalona iento o desn ivel no debe s er mayor a 0.15 pulgadas (0.38 centím etros) para u nivel de co fiabilidad de 90%.

57/95

Ubicación El pavimento estará ubicado en la ciudad de El Paso, Texas, será construido en dirección Norte, y se identifica como JPCP Design Example, progresivas 00 + 00 a 05 + 00.

Tráfico El tráfico diario promedio anual de camiones (AADTT) se estima en 2800 camiones para el primer año de servicio transitando en ambas direcciones. Se construirán dos carriles en cada dirección considerando que el 95 % de los camiones transitan en el carril de diseño. El tráfico de camiones está igualmente distribuido en ambas direcciones. La velocidad de operación es de 60 millas por hora (96.6 kilómetros por hora). Este pavimento es diseñado para una carretera de Interestatal con tráfico pesado que consiste de un alto porcentaje de camiones con remolque sencillo. La información recolectada muestra que el porcentaje de AADTT para cada clase vehicular es el mismo que la clasificación tipo 3 de camiones (LTPP - Long Term Performance Pavements).

Tabla 1- Clasificación Tipo 3. Clase Vehicular Clase 4 Clase 5 Clase 6 Clase 7 Clase 8 Clase 9

Porcentaje de AADTT en Clase 2.4 14.1 4.5 0.7 7.9 66.3

58/95

Asumir que la distancia promedio del neumático exterior se localiza a 18 pulgadas (45.7 centímetros) del borde del pavimento. La desviación estándar es de 10 pulgadas (25.4 centímetros). El carril de diseño tiene un ancho de 12 pies (3.66 metros). El número de ejes simple, tándem, tridem y quad para cada clase vehicular será también igual a los valores estándar del LTPP. La configuración de ejes es la siguiente: Ancho promedio de ejes (ft): 8.5 (2.59 metros) Espaciamiento de neumático dual (ft): 12 (3.66 metros) La presión de neumáticos simples y dobles es de 120 psi. El espaciamiento promedio para ejes tándem, tridem y quad es mostrado a continuación:

Tabla 2: Espaciamiento promedio para ejes tándem, tridem y cuádruple . Tipo de Eje

Espaciamiento del Eje (pulgadas)

Espaciamiento del Eje (centímetros)

Tándem Tridem Cuádruple

51.6 49.2 49.2

131.1 125 125

Clima El usuario tiene que cargar la información climática que se utilizará en el diseño de este proyecto, para que el software “Design Guide” pueda predecir los gradientes de temperatura y humedad en los diseños

59/95

DISEÑ PRELIM NAR DE ESTRUCTURA DE PA VIMENT S El proced imiento en la Guía de Dis ño es iterati o y requiere que el diseña dor propong un diseño preliminar. El diseño p reliminar es nalizado a l largo del pe riodo de dise ño especifica do por el diseñador y el progra a MEPDG p edice el dese mpeño del d seño prelimi nar. Si el crit erio de diseñ no se cumpl , entonces se modificará el diseño de t l manera qu se cumpla c on el criterio especificado hasta obtener e diseño final. . Los datos el diseño pr liminar son l os siguientes :

Caracte ísticas de iseño del avimento Se anticipa que la tem eratura y las condiciones de curado in ucirán a un labeo perma ente equiva ente a -10 oF ( 3.3oC). El e paciamiento de las juntas es de 15 pies (4.57 metro ), el tipo de ellador es li uido (opción none). Va a te er LTE a lar go plazo de 5 0% y no va tener ensan hado de la l sa. La base e s tratada con cal con un índice de resi stencia a la e rosión de 2 ( ery Erosion Resistant), se considera q ue la interface CC-Base tiene cero cont cto de fricci n y no hay p érdida de la ricción com leta.

60/95

Las pruebas de resistencia a la compresión, módulo de elasticidad, y módulo de ruptura han sido realizadas a 7, 14, 28 y 90 días. Puesto que las pruebas de resistencia a largo plazo no pueden ser realizadas, la resistencia a 28 días y los módulos a lo largo de los 25 años son estimados siguiendo las recomendaciones del MEPDG. Los resultados de las pruebas de laboratorio se resumen a continuación:

Tabla 3: Resultados de las Pruebas de Resistencia del Concreto. Tiempo, Días 7 14 28 90 Ratio 28-días a 20 años

f´c, psi 6697 7320 7927 8895

EPCC, psi 4 553 550 4 760 907 4 954 161 5 248 021

MR, psi 777 813 846 896

1.44

1.2

1.2

Pavimento Existente Las propiedades generales son: espesor de 9 pulgadas (22.9 centímetros) con un peso unitario de 150 PCF y con el coeficiente de Poisson de 0.2. El coeficiente de expansión térmica es de 5.5 (10) -6 oF y la conductividad térmica de 1.25 BTU/hr-ft- oF, siendo la capacidad calórica de 0.28 BTU/lb- oF. La mezcla de concreto está compuesta por cemento tipo 1, con un contenido de cemento portland de 600 lb/ yarda cubica y una proporción de agua/cemento de 0.42. El agregado utilizado para esta mezcla es cal. Las características de contracción de la mezcla indican que la contracción reversible es de 50% de la contracción máxima tomando 35 días para alcanzar el 50% de la contracción máxima. El método de curado va ser “composite” . Las propiedades de resistencia consisten de un nivel de entrada 1 con un E existente de 4030000 psi y un MR existente de 671 psi.

61/95

Subrasante La base granular es A- 6 y es la últi a capa. Para las propieda des de resiste ncia utilizar el nivel 3, el ipo de análisis es ICM, el oeficiente d Poisson es .35, coeficie te de presió lateral es 0. 5 y el módul de resilencia es 17,000. . l índice de p lasticidad es de 12, el lím te líquido L es de 33, el pasante del t miz # 200 es de 63.2 %, el pasante de 40 es de 82. 4 %, y el pas ante # 4 tamiz es de 93.5 %. El D10 e de 0.000285 milímetros, l D20 es de .0008125 m límetros, el 30 es de 0.0 02316 milím etros, el D60 es de 0.05364 ilímetros, y el D90 es de 1.922 milíme tros.

62/95

TABLAS DE REFERENCIA AASHTO 2008

63/95

Table 8-1. Design Criteria or Threshold Values Recommended for use in judging the Acceptability of a Trial Design Pavement Maximum Value at End Performance Criteria Type of Design Life HMA Alligator cracking (HMA Interstate: 10% lane area pavement and bottom up cracking) Primary: 20% lane area overlays Secondary: 35% lane area Interstate: 0.40 in. Rut depth (permanent deformation in wheel Primary: 0.50 in. paths) Others: (<45mph):0.65 in. Transverse cracking Interstate: 500 ft./mi length (thermal cracks) Primary: 700ft./mi Secondary: 700 ft./mi IRI (smoothness) Interstate: 160 in./mi Primary: 200 in./mi Secondary: 200 in./mi JPCP new, Mean joint faulting Interstate: 0.15in. CPR, and Primary: 0.20 in. overlays Secondary: 0.25 in. Percent transverse slab Interstate: 10% cracking Primary: 15% Secondary: 20% IRI (smoothness) Interstate: 160 in./mi Primary: 200 in./mi Secondary: 200 in./mi “Source: Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide: A Manual of Practice, AASHTO July 2008”.

64/95

Table 8-2. Level of Reliability for Different Functional Classifications of the Roadway Functional Classification

Interstate/Freeways Principal Arterials Collectors Local

Level of Reliability Urban Rural 95 95 90 85 80 75 75 70

“Source: Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide: A Manual of Practice, AASHTO July 2008”.

65/95

Table 10-7. Distress Types and Severity Levels Recommended for Assessing Rigid Pavement Structural Adequacy Current Distress Level Regarded as: Inadequate Marginal Adequate (poor) (Fair) (Good) >10 5 to 10 <5

Highway Load-Related Distress Classification JPCP Deteriorated Cracked Slabs Interstate, (medium and high-severity Freeway transverse and longitudinal cracks Primary >15 8 to 15 <8 and corner breaks),% slabs Secondary >20 10 to 20 <10 JRCP Deteriorated Cracked Slabs Interstate, >40 15 to 40 <15 Freeway (medium and high-severity transverse cracks and corner Primary >50 20 to 50 <20 breaks), #/lane-mi Secondary >60 25 to 60 <25 JPCP Mean Transverse Interstate, >0.15 0.1 to 0.15 <0.1 joint/Crack Faulting, in. Freeway Primary >0.20 0.12 to 0.20 <0.125 Secondary >0.30 0.15 to 0.30 <0.15 CRCP Punchouts (medium and Interstate, >10 5 to 10 <5 high severity), #/lane-mi Freeway Primary >15 8 to 15 <8 Secondary >20 10 to 20 <10 Note: The above distresses can be used to access the condition of the existing rigid pavement, all of which are not predicted by the MEPDG. “Source: Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide: A Manual of Practice, AASHTO July 2008”.

66/95

Table 10-8. Distress Types and Levels Recommended for Assessing Current Flexible Pavement Structural Adequacy

Distress Type Fatigue Cracking, percent of total lane area

Longitudinal Cracking in Wheel Path, ft/mi

Reflection Cracking, percent of total lane area.

Transverse Cracking Length, ft/mi

Rutting, mean depth, maximum between both wheel paths, in.

Shoving, percent of wheel path area

Highway Classification Interstate, Freeway Primary Secondary Interstate, Freeway Primary Secondary Interstate, Freeway Primary Secondary Interstate, Freeway Primary Secondary Interstate, Freeway Primary Secondary Interstate, Freeway Primary Secondary

Current Distress Level Regarded as : Inadequate Marginal Adequate (Poor) (Fair) (Good) >20 5 to 20 <5

>45 >45 >1060

10 45 10 45 265 1060

<10 <10 <265

>2650 >2650 >20

530 2650 530 2650 5 20

<530 <530 <5

>45 >45 >800

10 45 10 45 500 800

>10 <10 <500

>1000 >1000 >0.45

800 1000 800 1000 0.25 0.45

<800 <800 <0.25

>0.6 >0.8 >10

0.35 0.60 0.40 0.80 1 10

<0.35 <0.4 None

>20 >50

10 20 20 45

<10 <20

67/95

Table 11-2. Asphalt materials and the Test Protocols for Measuring the Material Property Inputs for New and Existing HMA Layers Design Type

New HMA (New pavement and overlay mixtures), as built properties prior to opening to truck traffic

Existing HMA mixtures, in-place properties at time of pavement evaluation

Measured Property

Dynamic Modulus Tensile strength Creep Compliance Poisson’s ratio Surface shortwave absorptivity Thermal conductivity Heat capacity Coefficient of thermal contraction Effective asphalt content by volume Air voids Aggregate specific gravity Gradation Unit Weight Voids filled with asphalt (VFA) FWD backcalculated layer modulus Poisson’s ratio Unit weight Asphalt content Gradation Air voids Asphalt

Source of Data Test Estimate X X X

X X X X X X X X X X

AASHTO T 166 AASHTO T 84 and T 85 AASHTO T 27 AASHTO T 166 AASHTO T 209

X

AASTHO T 256 and ASTM D 5858

X X X X X X X

Recommended Test Protocol and/or Data Source AASHTO TP 62 AASHTO T 322 AASHTO T 322 National test protocol unavailable. Select MEPDG default relationship National test protocol unavailable. Use MEPDG value ASTM E 1952 ASTM D 2766 National test protocol unavailable. Use MEPDG default values. AASHTO T 308

National test protocol unavailable. Use MEPDG default values. AASHTO T 166 (cores) AASHTO T 164 (cores) AASHTO T 27 (cores or blocks) AASHTO T 209 (cores) AASHTO T 164/T 170/T 319 (cores)

68/95

Table 11-3. Recommended Input Parameters and Values; Limited or No Testing Capabilities for HMA (Input Levels 2 or 3) Measure property Dynamic modulus, E HMA (new HMA layers)

Dynamic modulus, E HMA (new HMA layers)

Tensile strength, TS (new HMA surface; not require for existing HMA layers)

Input Levels 2 or 3 No dynamic modulus, E HMA, laboratory testing required: Use E HMA predictive equation; either the NCHRP 1-37A viscosity base model or 1-40D G* • base model. Both predictive equations are included in the software help screens. Inputs are gradation, bitumen viscosity or dynamic shear modulus and phase angle, loading frequency, air void content, and effective bitumen content by volume, input variables may be obtained through testing of laboratory prepared mixture and asphalt samples or from agency historical records. Use default A-VTS values included in the software based on asphalt binder grade (PG, • viscosity, or penetration grades), as shown below. Loglogη=A+VTS(LogTR ) where: η= Viscosity, cP; TR = Temperature, Rankine; and A and VTS are the intercept and slope resulting from a regression of the asphalt viscosity-temperature susceptibility relationship, respectively. No dynamic modulus, E HMA, laboratory testing required: Use E HMA predictive equation, as noted above, Inputs are gradation, bitumen viscosity or • dynamic shear modulus and phase angle, loading frequency, air void content, and effective bitumen content by volume. Input variables may be obtained through testing of cores and asphalt extracted from field samples, or from agency historical records. Use default A-VTS values based on age- h ardened asphalt binder grade (PG, or viscosity, or • penetration grades). Determine existing pavement condition rating (excellent, good, fair, poor, very poor); • calculate the modulus from deflection basins. Use MEPDG regression equation: TS(psi)=7416.712-114.016 * Va-0.304 * Va2-122.592 * VFA + 0.704 * VFA2 + 405.71 * Log10(Pen77) – 2039.296 * log10(A) where: TS = Indirect tensile strength at 14°F, psi. Va = HMA air voids, as-constructed, percent VFA = Voids filled with asphalt, as-constructed, percent Pen77 = Asphalt penetration at 77°F, mm/10. A = Asphalt viscosity-temperature susceptibility intercept. Input variables may be obtained through testing of lab-prepared mix samples, extracted cores (for existing pavements), or from agency historical records.

69/95

Table 11-3. Recommended Input Parameters and Values; Limited or No Testing Capabilities for HMA (Input Levels 2 or 3) –Continued Measured Property Air Voids Volumetric asphalt content Total unit weight Poisson’s ratio

Surface shortwave absorptivity Thermal conductivity Heat capacity Coefficient of thermal contraction

Recommended Level 3 Input Use as-constructed mix type specific values available from previous construction records. Use as-constructed mix type specific values available from previous construction records.

Use as-constructed mix type specific values available from previous construction records. Use predictive equation base on the temperature included in the PEPDG for new HMA mixes; For existing, age hardened HMA layers, use the typical values listed below: Reference Dense-Grade HMA Open-Graded HMA Temperature (Level 3) (Level 3) °F µ typical µ typical <0°F 0.15 0.35 0-40°F 0.20 0.35 41-70°F 0.25 0.40 71-100°F 0.35 0.40 101-130°F 0.45 0.45 >130°F 0.48 0.45 Use MEPDG default of 0.85, which was used in the global calibration process (refer to Table 11-2). Typical Values for HMA range from 0.44 to 0.81 Btu/(ft)(hr)(°F). Use default value set in proram-0.67 BTU/(ft)(hr)(°F) Typical values for HMA range from 0.22 to 0.40 Btu/(lb)(°F). Use default value set in program -0.23BTU/lb.-F Use MEPDG predictive equation shown below;

L

MIX

where:

=

VMA * Bac + V AGG * B AGG

3 *V TOTAL

70/95

Table 11-4. PCC Material Input Level 1 Parameters and Test Protocols for New and Existing PCC Design Type New PCC and PCC overlays and existing PCC when subject to a bonded PCC overlay

Measured Property Elastic modulus Poisson’s ratio Flexural strength Flexural strength (CRCP only) Unit weight Air content Coefficient of thermal expansion Surface shortwave absorptivity Thermal conductivity Heat capacity PCC zero-stress temperature

Cement type Cementitius material content Water to cement ratio Aggregate type Curing method

Source of Data Test Estimate X X X

X X X

Recommended Test Protocol and/ or Data Source ASTM C469 ASTM C469 ASSHTO T97 ASSHTO T198

ASSHTO T121 ASSHTO T156 or T 196 ASSHTO TP60

X X X X X X X X X X

National test protocol unavailable; use MEPDG default value ASTM 1952 ASTM 2766 National test protocol not available. Estimate using agency historical data or select MEPDG defaults Select based on actual or expected cement source Select based on actual or expected concrete mix design Select based on actual or expected concrete mix design Select based on actual or expected aggregate source Select based on agency recommendations and

71/95

Table 11-5. Recommended Input Parameters and Values; Limited or No Test Capabilities for PCC Materials (Input Levels 2 or 3) Measured Property New PCC Elastic Modulus and flexural strength

Recommended Input Level 2 and 3 • • • •

Existing intact PCC elastic modulus

•

28-day flexural strength AND 28-day PCC elastic modulus, OR 28-day compressive strength AND 28-day PCC elastic modulus, OR 28-day flexural strength ONLY, OR 28-day compressive strength ONLY Base on the pavement condition, select typical modulus values from the range of values given below: Qualitative Description Typical Modulus Ranges, of Pavement Condition psi Adequate 3 to 4 x 106 Marginal 1 to 3 x 106 Inadequate 0.3 to 1 x 106

Existing fractured PCC elastic modulus

The three common methods of fracturing PCC slabs include crack and seat, break and seat, and rubblization. In terms of materials characterization, cracked of broken and seated PCC layers is considered in a separated category from rubblized layers. At Level 3, typical modulus values may be adopted for design (see below): Fractured PCC Typical Modulus Ranges, Layer Type psi Crack and Seat or 150,000 to 1,000,000 Break and Seat Rubblized 50,000 to 150,000

Poisson’s ratio

Poisson’s ratio for new PCC typically ranges between 0.11 and 0.21, and values between 0.15 and 0.18 are typically assumed for PCC design. See below for typical Poisson’s ratio values for PCC materials.

72/95

Table 11-5. Recommended Input Parameters and Values; Limited or No Test Capabilities for PCC Materials (Input Levels 2 or 3) – Continued Measured Property Coefficient of thermal expansion

Recommended Level 3 Input Select agency historical values of typical values based on PCC coarse aggregate type.

Aggregate Type

Coefficient of Thermal Expansion (10-6 /°F)

Andesite

5.3

Basalt

5.2

Diabase

4.6

Gabbro

5.3

Granite

5.8

Schist

5.6

Chert

6.6

Dolomite

5.8

Limestone

5.4

Quartzite

6.2

73/95

Table 11-5. Recommended Input Parameters and Values; Limited or No Test Capabilities for PCC Materials (Input Levels 2 and 3) –Continued Measured Property

PCC zero-stress temperature

Recommended Level 3 Input



Zero stress temperature,  , can be input directly or can be estimated from monthly ambient temperature and cement content using the equation shown below:  = (  *0.59328* H *0.5*1000*1.8/(1.1*2400)+ MMT) Where,  = Zero stress temperature (allowable range: 60 to 120 °F). .  = Cementitious content, H = -0.0787+0.007* MMT -0.00003* MM  MMT = Mean monthly temperature for month of construction, °F.

  



lb/yd



An illustration of the zero stress temperatures for different mean monthly temperatures and different cement contents in the PCC mix design is presented below:

Measured Property Cement type

Mean Cement Content lbs/cy Monthly H 400 500 600 Temperature 40 0.1533 52* 56 59 50 0.1963 66 70 74 60 0.2333 79 84 88 70 0.2643 91 97 102 80 0.2893 103 109 115 90 0.3083 115 121 127 100 0.3213 126 132 139 Note: Mean PCC temperatures in degrees °F. Recommended Level 3 Input Estimate based on agency practices.

700

62 78 93 107 121 134 145

74/95

Table 11-6. Chemically Stabilized Materials Input Requirements and Test Protocols for New and Existing Chemically Stabilized Materials Design Type

New

Material Type

Lean concrete and cementtreated aggregate Limecement-fly ash Soil cement

Lime stabilized soil All

Source of Data Measured Property

Elastic modulus Flexural strength (Required only when used in HMA pavement design) Elastic modulus

Test

X

AASHTO T 97 X

X

Flexural strength Elastic modulus

X

Flexural strength Resilient modulus Flexural strength

X X

X

X

Unit weight

X

Poisson’s ratio

Existing

All

Thermal conductivity Heat capacity Surface short-wave absorptivity Calculated modulus from FWD deflection

Estimate

Recommended Test Protocol and/or Data Source ASTM C 469

X X X X X

No test protocols available. Estimate using Levels 2 and 3 AASHTO T 97 No test protocols available. Estimate using Levels 2 and 3 ASTM D 1635 AASHTO T 307 No test protocols available. Estimate using Levels 2 and 3 No testing required. Estimate using Levels 2 and 3 No testing required. Estimate using Levels 2 and 3 ASTM E 1952 ASTM D 2766 No test protocols available. Estimate using Levels 2 and 3 AASHTO T 256 & ASTM D 5858

75/95

Table 11-7. Recommended Input Levels 2 and 3 Parameters and Values for Chemically Stabilized Material Properties Required Input

Recommended Input Level

Elastic/resilient modulus

•

 

Use unconfined compressive strength ( ’ or qu) in psi of lab samples or extended cores converted into elastic/resilient modulus by the following: Material

Lean concrete and cement treated aggregate Open graded cement stabilized aggregate Lime-cement-fly-ash Soil cement Lime stabilized soil

Relationship for Modulus E = 57000 ’ .

AASHTO T22

Use input Level 3

No e

E = 500+qu E = 1200 ( qu)

ASTM C 593 ASTM D 1633 ASTM D 5102

  

Mr = 0.124 ( qu)+9.98

Test Method

OR •

Flexural strength (required only for flexible pavements)

•

Select typical E and Mr values in psi as follows: Lean concrete, E 2,000,000 Cement stabilized aggregate, E 1,000,000 Open graded cement stabilized aggregate, E 750,000 Soil cement, E 500,000 Lime-cement-fly ash, E 1,500,000 Lime stabilized soils, Mr 45,000 Use 20% of the compressive strength of lab samples or extracted cores as an estimate of the flexural strength for all chemically stabilized materials.

OR •

Select typical MR values in psi as follows:

76/95

Table 11-8. C-Values to Convert the Calculated Layer Modulus Values to and Equivalent Resilient Modulus Measured in the Laboratory Layer Type

Aggregate Base/Subbase Subgrade Embankment

Location

Between a Stabilized and HMA Layer Below a PCC Layer Below an HMA Layer Below a Stabilized Subgrade/Embankment Below an HMA or PCC Layer Below an Unbound Aggregate Base



C-Value or Mr / Ratio 1.43 1.32 0.62 0.75 0.52 0.35


77/95

Table 11-9. Unbound Aggregate Base, Subbase, Embankment, and Subgrade Soil Material Requirements and Test Protocols for New and Existing Materials Design Type New (lab samples) and existing (extracted materials)

Measured Property

Two Options:

Source of Data Test Estimate X

Regression coefficients  , ,  for the generalized constitutive model that defines resilient modulus as a function of stress state and regressed from laboratory resilient modulus tests.

The generalized model used in MEPDG design procedure is as follows:

  

Mr =





  Ѳ    1 

Where: Mr = resilient modulus, psi Ѳ = bulk stress σ = major principal stress σ = intermediate principal stress σ = minor principal stress confining pressure =  octahedral shear stress

Determine the average design resilient modulus for the expected in-place stress state from laboratory resilient modulus tests.



 =  σ  σ   σ  σ   σ  σ  

Poisson’s ratio Maximum dry density Optimum moisture content Specific gravity

Recommended Test Protocol and/or Data Source AASHTO T 307 or NCHRP 1-28A

X

 = normalizing stress , ,  = regression constants

X X

No national test standard, use default values included in the MEPDG. AASHTO T 180 AASHTO T 180

X

AASHTO T 100

78/95

Table 11-10. Recommended Levels 2 and 3 Input Parameters and Values for Unbound Aggregate Base, Subbase, Embankment, and Subgrade Soil Material Properties Required Input

Resilient Modulus

Recommended Input Level

Use Level 3 inputs based on the unbound aggregate base, subbase, embankment, and subgrade soil material AASHTO Soil Classification. AASHTO Soil Class is determined using material gradation, plasticity index, and liquid limit. Recommended Resilient Modulus at Optimum Moisture (AASHTO T 180), psi AASHTO Embankment Soil Base/Subbase for Embankment and and Subgrade Classification Flexible and Rigid Subgrade for for Rigid Pavements Flexible Pavements Pavements A-1-a 40,000 29,500 18,000 A-1-b 38,000 26,500 18,000 A-2-4 32,000 24,500 16,500 A-2-5 28,000 21,500 16,000 A-2-6 26,000 21,000 16,000 A-2-7 24,000 20,500 16,000 A-3 29,000 16,500 16,000 A-4 24,000 16,500 15,000 A-5 20,000 15,500 8,000 A-6 17,000 14,500 14,000 A-7-5 12,000 13,000 10,000 A-76 8,000 11,500 13,000 Note: 1. The resilient modulus is converted to a k-value internally within the software for evaluating rigid pavements. 2. 2. The resilient modulus values at the time of construction for the same

79/95

Table 12.1.8 Initial IRI

Pavement Design Strategy

Conventional Flexible Pavements Deep-Strength Flexible Pavements Full-Depth HMA Pavements Semi-Rigid Pavements

Initial IRI, in./mi IRI Included as an IRI Excluded from Acceptance Test Acceptance Test 65 80 60 70 60 70 65 80

Note: The values listed above are higher than for those agencies that typically use IRI for acceptance, because the contractors would have little incentives to ensure a smooth ride surface, as measured by IRI. “Source: Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide: A Manual of Practice, AASHTO July 2008”.

80/95

Table 12.2.1 Base/Slab Friction Coefficient Subbase/Base type

Fine-grained soil Sand* Aggregate Lime-stabilized clay* ATB CTB Soil cement LCB LCB not cured*

Friction Coefficient (Low-Mean-High) 0.5-1.1-2 0.5-0.8-1 0.5-2.5-4.0 .-4.1-5.3 2.5-7.5-15 3.5-8.9-13 6.0-7.9-23 3.0-8.5-20 >36 (higher than LCB cured)

*Base type did not exist or not considered in calibration sections. “Source: Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide: A Manual of Practice, AASHTO July 2008”.

81/95

Table 13-2. Candidate Repair and Preventive Treatments for Flexible, Rigid, and Composite Pavements Pavement Type

Flexible and Composite

Rigid

Distress

Preventive Treatments

Alligator Cracking

Surface/fog seal Surface patch Longitudinal Cracking Crack Sealing Reflective Cracking Rout and seal cracks Saw and seal cuts above joints in PCC layer Block Cracking Seal cracks Chip seal Depression None Rutting

None

Raveling Potholes

Rejuvenating seal Crack sealing Surface patches Reseal joints Restore joint load transfer Subsurface drainage Edge support (tied PCC should edge beam) Subseal joints Reseal joints Restore load transfer Subsurface drainage Edge support (tied PCC

JPCP Pumping

JPCP Joint Faulting

Repair Treatments

Full-depth repair Partial-depth repair Full-depth repair

Chip seal Leveling course Mill surface Leveling course Mill surface Chip seal-surface seal Full-depth or partialdepth repairs Subseal or mud-jack PCC slabs (effectiveness depends on materials and procedures) Grind surface; Structural overlay

82/95

Table 13-3. Summary of Major Rehabilitation Strategies and Treatments Prior to Overlay Placement for Existing HMA and HMA/PCC Pavements Candidate Treatments for Developing Rehabilitation Design Strategy

Pavement Condition Structural

Functional Drainage Moisture Damage Durability

e c A a l M g A p n i n l M H I h a H t g d e p n l S h i e l t o g l g D p n i - r i C i n e r l l r M o c k i i a i D a a c t l l t y l p c a r p d u e a e o o e r F R P R C H R C

l a e S p i h C

b a l f S C e g o n ) C a y y C t n o C P i n i a C C a l l t a P C e d r r c C r P e e e d P u m r v v e d D e t r y n y e v s o d O O r a a c u u e l o l a o n A r o A A t r c d e b r e f p c M r a M M r n v v n o u m e H H H F B O U O S I R (

√

√

Distress Types

Alligator Cracking Longitudinal Cracking (low severity) Thermal Cracking Reflection Cracking Rutting−Subsurface Shoving−Subsurface Excessive Patching Smoothness Raveling Stripping Flushing/Bleeding Raveling Flushing/Bleeding Shoving−HMA Rutting−HMA Block Cracking

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√ √ √

√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √

√ √ √

√ √ √

√ √ √ √ √

√ √ √

√

√

√ √ √ √ √ √

√

√ √ √ √ √ √ √

√ √ √ √ √

√ √ √ √

√

√

√ √

√

√

√

83/95

Table 14-3. Guidance for Modifying HMA Trial Designs to Satisfy Performance Criteria Distress and IRI Alligator Cracking (Bottom Initiated)

Thermal Transverse Cracking

Rutting in HMA

Rutting in Unbound Layers and Subgrade

IRI HMA

Design Feature Revisions to Minimize or Eliminate Distress Increase thickness of HMA layers. • • For thicker HMA layers (>5-in.) increase dynamic modulus. For thinner HMA layers (<3-in.) reduce dynamic modulus. • Revise mixture design of HMA-base layer (increase percent crushed aggregate, use • manufactured fines, increase asphalt content, use a harder as[halt but ensure that the same percent compaction level is achieved along the roadway, use a polymer modified asphalt, etc. • Increase density, reduce air void of HMA-base layer. • Increase resilient modulus of aggregate base (increase density, reduce plasticity, reduce amount of fines, etc.) • Increase the thickness of the HMA layers. • Use softer asphalt in the surface layer. Reduce creep compliance of the HMA-surface mixture. • • Increase the indirect tensile strength of the HMA-surface mixture. Increase the asphalt content of the surface mixture. • • Increase the dynamic modulus of the HMA layers. • Use a polymer modified asphalt in the layers near the surface. • Increase the amount of crushed aggregate. Increase the amount of manufactured fines in the HMA mixtures. • • Reduce he asphalt content in the HMA layers. • Increase the resilient modulus of the aggregate base; increase the density of the aggregate base. Stabilize the upper foundation layer for weak, frost susceptible or swelling soils; • use thicker granular layers. Place a layer of select embankment material with adequate compaction. • Increase the HMA thickness. • • Require more stringent smoothness criteria and greater incentives (building the pavement smoother at the beginning). • Improve the foundation; use thicker layers of non-frost susceptible materials.

84/95

Table 14-4. Guidance on Modifying JCPC Trial Designs to Satisfy Performance Criteria Distress and IRI Joint Crack Width

•

•

• •

Joint LTE

• • • •

Joint Faulting

• • •

•

• •

Slab Cracking

• • •

•

•

Modifications to Minimize or Eliminate Build JPCP to set a lower temperature (cool PCC, place cooler temperatures). Reduce drying shrinkage of PCC (increase aggregate size, decrease w/c ratio, decrease cement content). Decrease joint spacing. Reduce PCC coefficient of thermal expansion. Use mechanical load transfer devices (dowels). Increase diameter of dowels. Reduce joint crack width (see joint crack width recommendations). Increase aggregate size. Increase slab thickness. Reduce joint width over analysis period. Increase erosion resistance of base (specific recommendations for each type of base). Minimize permanent curl/warp through curing procedures that eliminate built-in temperature gradient. PCC tied shoulder. Widened slab (by 1 to 2 ft). Increase slab thickness. Increase PCC strength. Minimize permanent curl/wrap through curing procedures that eliminate built-in temperature gradient. PCC tied shoulder (separate placement or monolithic placement better). Widened slab (1 to 2 ft).

85/95

Table 14-5. Guidance on Modifying CRCP Trial Designs to Satisfy Performance Criteria Distress and IRI Crack Width

Crack LTE

Punchouts

IRI CRCP

Modifications to Minimize or Eliminate • Build CRCP to set a lower temperature (cool PCC, place cooler temperatures). Reduce drying shrinkage of PCC (increase aggregate size, decrease • w/c ratio, decrease cement content). Increase percent longitudinal reinforcement. • Reduce depth of reinforcement (minimum depth 3.5 in). • Reduce PCC coefficient of thermal expansion. • Reduce crack width (see crack width recommendations). • Increase aggregate size. • Reduce depth or reinforcement. • • Increase slab thickness. • Increase percent longitudinal reinforcement. • Reduce crack width over analysis period., • Increase PCC strength. Increase erosion resistance of base (specific recommendations for • each type of base). Minimize permanent curl/wrap through curing procedures that • eliminate built-in temperature gradient. PCC tied shoulder or widened slab. • Require more stringent smoothness criteria and greater incentives.


86/95


Español

Datos

Información General Project Name Design Life (years) Base/Subgrade Construction Month Pavement Construction Month Traffic open month

Nombre del Proyecto Vida del Diseño (años) Mes de Construcción Base/Subrasante Mes de Construcción del Pavimento Mes de apertura al Tráfico







/

/


Pavimento Rígido Terminal IRI (in/mi)

Transverse Cracking (%slabs cracked)


Limite/Confiabilidad / /

87/95



Datos


Ajustes Mensuales



Class 4 Class 5 Class 6 Class 7 Class 8 Class 9 Class 10 Class 11 Class 12 Class 13


Hourly Distribution (%)

Distribución por Hora (%)


Medio Día 1:00 PM 2:00 PM 3:00 PM

( ) Nivel 3

88/95

TRÁFICO (cont.) General Traffic Inputs / Datos Generales de Tráfico Lateral Traffic Wander




Axle Configuration



Tire Pressure (psi)

Ancho Promedio del eje (de borde a borde) -dimensiones exteriores (ft) Espaciamiento entre neumáticos dobles (in) Presión de los neumáticos (psi)

Axle Spacing (in)

Espaciamiento entre Ejes (in)



Dual Tire Spacing (in)

Wheelbase / Distancia Entre Ejes


Short/Corto

Medium/ Mediano

Long/Largo

89/95

DATOS DEL CONCRETO ASFÁLTICO (CA) Inglés

Español

Datos

Primer Capa de Concreto Asfaltico Surface short-wave absorptivity Level Layer Thickness (in)

Absorción Superficial Nivel Espesor de la Capa

1( )

Asphalt Mix / Mezcla Asfáltica Aggregate Gradation

Granulometría

Cumulative % Retained 3/4 inch sieve Cumulative % Retained 3/8 inch sieve Cumulative % Retained #4 sieve % Passing #200 sieve

% retenido acumulado en la malla de 3/4 " % retenido acumulado en la malla de 3/8 " % retenido acumulado en la malla #4 % que pasa la malla #200

Asphalt Binder Options/Opciones para el Ligante Asfáltico Superpave Binder Grading Conventional Viscosity Grade Conventional Penetration Grade

Clasificación Superpave Clasificación Convencional de Viscosidad Clasificación Convencional por Penetración

Asphalt General / Datos Generales del Asfalto Reference Temperature (°F) Poisson´s Ratio

Temperatura de Referencia (°F) Coeficiente de Poisson

Volumetric Properties as Built

Propiedades Volumétricas al tiempo de Constr.

Effective Binder Content (%) Air Voids (%)

Contenido de Ligante Efectivo (%)

Vacios de Aire (%)

2( )

3( )

90/95


Español

Unbound Material


Thickness (in)

Espesor (in)

Datos

Propiedades de Resistencia Input Level Poisson's Ratio Coefficient of Lateral Pressure K 0

Nivel de Jerarquía Coeficiente de Poisson Coeficiente de Presión Lateral K 0

Material Properties




1()

2( )

3( )

Integrated Climatic Model / Modelo Climático Integrado (ICM) Aggregate Gradation

Granulometría


% que pasa la malla #200 % que pasa la malla #4 % que pasa la malla 3/8" % que pasa la malla 3/4" Índice de Plasticidad (PI) Limite Liquido (LL) Capa Compactada

SI ( )

NO ( )

91/95


Español Material sin consolidar (Clasificación) Espesor (in) Ultima Capa

Datos

SI( )

NO( )





1()

2( )

3( )


Granulometría



SI ( )

NO ( )

92/95


Español Material sin consolidar (Clasificación) Espesor (in) Ultima Capa

Datos

SI( )

NO( )





1()

2( )

3( )


Granulometría



SI ( )

NO ( )

93/95

LOSA DE CONCRETO (JPCP) Inglés

Español

Datos

Design Features / Características de Diseño Layer Thickness (in) Unit Weight (pcf) Poisson´s Ratio Permanent Curl/Warp Effective Temperature Difference (°F)

Espesor la Capa (in) Peso Unitario (lb/ft 3) Coeficiente de Poisson Diferencia de la Temperatura Efectiva para Alabeo Permanente ( °F)

Joint Design

Diseño de Uniones

Joint Spacing (ft) Sealant Type Doweled Transverse Joints Dowel Diameter (in) Dowel Bar Spacing (in)

Espacio entre Juntas (ft) Tipo de Sellador Pasajuntas en Juntas Transversales Diámetro de Pasajuntas (in) Espacio entre Pasajuntas (in)

Edge Support

Soporte en el Borde de Calzada

Tied PCC Shoulder Widened Slab

Berma de PCC Losa Ampliada

Base Support

Soporte de la Base

Erodibility Index Loose of Full Friction (age in Months)

Índice de Erosionabilidad Perdida de Fricción Total (edad meses)

Thermal


PCC Material Properties / Propiedades del Concreto Coefficient of Thermal Expansion per °F *106 Thermal Conductivity (BTU/hr-ft-°F) Heat Capacity (BTU/lb-°F)

Coeficiente de Expansión Térmica por °F *106 Conductividad Térmica (BTU/hr-ft-°F) Capacidad Calórica (BTU/lb-°F)

Mix

Mezcla

Cement Type

Tipo de Cemento

SI( )

NO( )

94/95

BASE ESTABILIZADA QUIMICAMENTE Inglés

Español

Chemically Stabilized Material / Material Estabilizado Químicamente General Properties

Propiedades Generales

Material Type Layer Thickness (in) Unit Weight (pcf) Poisson's Ratio

Tipo de Material Espesor de la Capa (in) Peso Unitario (pcf) Coeficiente de Poisson

Strength Properties

Propiedades de Resistencia

Elastic/Resilient modulus (psi) Minimum Elastic/Res. Mod. (psi) Modulus of Rupture (psi)

Modulo Resilente/Elástico (psi) Modulo Res./Elast. Min (psi) Modulo de Ruptura (psi)

Thermal Properties


Thermal Conductivity ( BTU/hr-ft-°F) Heat Capacity (BTU/lb-°F)

Conductividad Térmica (BTU/hr-ft-°F) Capacidad Calórica (BTU/lb-°F)

Datos

Curso Mepdg Cchang Bolivia 2014

Recommend Documents