Diseño de Pavimento Flexible

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERÍA Escuela Académico Profesional De Ing. Civil - Hvca

“AÑO DE LA PROMOCIÓN INDUSTRIA RESPONSABLE Y DE COMPROMISO CLIMÁTICO”

DISEÑO DE PAVIMENTOS. CÁTEDRA: PAVIMENTOS CATEDRÁTICO: ING. JOHNY BENDEZU ACERO ESTUDIANTE: JAIME SEDANO SALAZAR SECCIÓN: VIII

HUANCAVELICA - 2014

PAVIMENTOS


DEDICATORIA

A mis padres y a mis seres queridos en general; por su constante apoyo que me brindan en mi formación Profesional.

PAVIMENTOS


1.1.

OBJETIVO: OBJETIVOS GENERALES

 Determinar los espesores Carpeta Asfáltica, Base, Sub-base del pavimento flexible del Proyecto de “EXPEDIENTE TECNICO: "MEJORAMIENTO VIAL DEL JR. JOSE SANTOS CHOCANO ENTRE LOS TRAMOS: JR. HUAMACHUCO Y LOS INCAS DEL DISTRITO DE PILCOMAYO - HUANCAYO - JUNIN" .

OBJETIVOS ESPECIFICOS  Analizar de manera adecuada los espesores para el diseño del Pavimento Flexible..  Adecuadas condiciones de transito de los vehículos  Mejorar la Infraestructura Vial.  Comparar los resultados obtenidos de cálculo numérico con los datos de Expediente Técnico.  Garantizar el flujo vehicular y peatonal de manera cómoda y segura  Drenaje Pluvial superficial  Dar empleo en forma temporal a la Población .

1.2.

JUSTIFICACIÓN  Se prende en esta investigación, conocer el cálculo numérico del Diseño de Pavimentos Flexibles y la determinación de los espesores Óptimos.

PAVIMENTOS


2. DESARROLLO DEL DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES. 1 Datos del Proyecto 1.1 Nombre

Del

Pr oyecto :

“EXPEDIENTE TECNICO: "MEJORAMIENTO VIAL DEL JR. JOSE SANTOS CHOCANO ENTRE LOS TRAMOS: JR. HUAMACHUCO Y LOS INCAS DEL DISTRITO DE PILCOMAYO - HUANCAYO JUNIN" Diseño de Pavimento 1 Datos para el Diseño del Pavimento Flexible: El método de diseño de la Guía AASHTO

Para El Diseño De Estructuras De Pavimentos Flexibles y Rígidos Del Año 93, desarrollado a partir de la Experiencia vial AASTHO, requiere de la determinación de los siguientes parámetros de diseño:  

Período de diseño. Tráfico, expresado como el número de ejes equivalentes a ejes simples de 18 Kip, acumulados durante el período de diseño (ESAL) w18

   

Resistencia del terreno de fundación, en términos del módulo Resilente Mr. Confiabilidad. R. Desviación estándar total. S0. Pérdida de la serviciabilidad. ΔPSI

CARACTERÍSTICAS PREVIAS DEL PROYECTO: MEMORIA DEL CÁLCULO 1 PERIODO DE DISEÑO

Determinación del periodo de diseño del Proyecto: PERIODO DE DISEÑO

20 años

2 DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE CAMIÓN Y TRÁNSITO PROMEDIO DIARIO

PAVIMENTOS


Del cuadro se obtiene el Esal:

3 DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE EJES EQUIVALENTES

FACTOR DE CRECIMEINTO

(r)

ESAL DE DISEÑO

4.89E-06

Simples

33.4

%

Camión

37.2

%

POR EL METODO DE EJES

ESALF

B2

0.683

1.727

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

2.410

B3

0.730

0.000

0.000

0.000

0.467

0.000

0.000

1.197

C2

0.037

0.091

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.128

C3

0.482

0.000

0.000

0.000

0.482

0.000

0.000

0.965

C4

0.779

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.099

0.878

T2S2 2S2

0.329

0.287

0.000

0.000

0.056

0.000

0.000

0.672

T3S2 3S2

0.280

0.000

0.000

0.000

0.168

0.113

0.000

0.561

T3S3 3S3

0.304

0.000

0.000

0.000

0.231

0.000

0.084

0.619

C2-R2 2T2

0.329

0.268

0.162

0.000

0.000

0.000

0.897

0.138

PAVIMENTOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERÍA Escuela Académico Profesional De Ing. Civil - Hvca SEGÚN EL DATO DEL EXPEDIENTE: FACTOR DE DISTRIBUCION DIRECCIONAL FACTOR DE DISTRIBUCION DEL CARRIL

IMD

ESALF

D =50% L =2

(G)(Y)

D

L

ESAL

120.0

2.4100

Simple

33.40

0.5

2

3525637.2

12.0

1.1970

Simple

33.40

0.5

2

175111.524

200.0

0.1280

Camion

37.20

0.5

2

347596.8

35.0

0.9650

Camion

37.20

0.5

2

458596.95

12.0

0.8780

Camion

37.20

0.5

2

143057.808

6.0

0.6720

Camion

37.20

0.5

2

54746.496

2.0

0.5610

Camion

37.20

0.5

2

15234.516

1.0

0.6190

Camion

37.20

0.5

2

8404.782

1.0

0.897

Camion

37.20

0.5

2

12179.466 4880565.54

4 DETERMINACIÓN DE RESISTENCIA DE FUNDACIÓN Del estudio de suelos, se desprende que la resistencia del terreno de fundación, se obtiene del siguiente cuadro:

Tabla Nº 01(Valores Percentiles de Mr.) A 75% el Módulo Resilente se obtiene para el grafico: Mr. Sub-Rasante

30253 Psi PAVIMENTOS


5 DETERMINACIÓN DE CONFIABILIDAD La determinación del factor de confiabilidad, está en función a la categoría de la carretera, así como al uso que tendrá la misma. AASHTO, presenta la siguiente tabla

Tabla Nº 02 (Confiabilidad) Como se trata de una Vía Arterial Principal consideramos de Zona Urbana.

Confiabilidad

80%

6 DETERMINACIÓN DE DESVIANCION ESTANDAR NORMAL(ZR )

Tabla Nº 03(Desviación Normal Estándar)

PAVIMENTOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERÍA Escuela Académico Profesional De Ing. Civil - Hvca Zr

-0.841

7 DETERMINACIÓN DE DESVIANCION ESTANDAR COMBINADA(S0 )

El pavimento en estudio, corresponde a un pavimento flexible, por lo que asumimos un valor de la desviación estándar total de:

Tabla Nº04(Desviación Estándar Total) Utilizando el Promedio:

S₀

0.45

8 DETERMINACIÓN DE ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD PRESENTE (PSI)

PSI=P0 -PF SERVICIABILIDAD

INICIAL ( P0 )

P0 =4.2 Pavimento Flexible P0 =4.5 Pavimento Rígido SERVICIABILIDAD

FINAL ( Pf )

Pf =2.5 ó mas Para Caminos Principales Pf =2.0 Para Caminos de Menor Tránsito  Considerando: P0 =4.2, Pf =2.5 PSI=P0 -PF  PSI=4.2-2.5=1.7 ΔPSI

1.7

9 FÓRMULA PARA EL DISEÑO DE ESPESORES POR EL MÉTODO ASSTHO

PAVIMENTOS


 PSI  Log    4.2  1.5  +2.32*Log M  8.07 Log  W18  =Z R *S0 + 9.36*Log  SN  1  0.20 +  R 1094 0.40  5.19  SN  1  1.7  Log    4.2  1.5  +2.32*Log 30253 Log  4.89 E  06  =  0.841 *  0.45 + 9.36*Log  SN  1  0.20 +   1094 0.40  5.19  SN  1 SEGUN LOS CÁLCULOS REALIZADOS SE OBTIENE: SN=2.4546705499

SN

2.46

FÓRMULA GENERALDE ESPESORES MÍNIMOS SN=a1d1 +a 2 d 2 m2 +a 3d3m3 10 DETERMINACIÓN

DE

COEFICIENTE DE CARPETA ASFALTICA( a1 )

 MODULO DE ELASTICIDAD DEL ASFALTO: 280000 psi

Fig. (01) Cálculo de Capa de Concreto Asfaltico

PAVIMENTOS


De la Figura anterior se determina que: a1

0.36

En función al CBR de Diseño=47.550% y al Modulo de Resilente=30253Psi Se aproximan los Valores de: D1 de los siguientes cuadros aproximadamente:

Fig. (02) Gráficos Aproximados para Determinar el D1

D1

 SN1  .36*3  1.08 11 DISEÑO

DE

 D1  LA

BASE

3 Pulgadas

1.08  3" 0.36 GRANULAR

CBR=100%  CALCULO DE MÓDULO DE RESILENTE PARA SUELOS GRANULARES DE CBR Mr=4326*Ln(CBR)+241  Mr=20162.96 lb/Pul2

PAVIMENTOS


 PSI  Log    4.2  1.5  +2.32*Log M  8.07 Log  W18  =ZR *S0 + 9.36*Log  SN  1  0.20 +  R 1094 0.40  5.19  SN  1

 1.7  Log    4.2  1.5   Log  4.89 E  06  =  0.841 *  0.45  + 9.36*Log  SN  1  0.20 + 1094 0.40  5.19  SN  1 + 2.32*Log 1062487.966   8.07 SEGUN LOS CÁLCULOS REALIZADOS SE OBTIENE: SNb =2.46

SNb

11 DETERMINACIÓN

2.46

(a2 )

Fig. (03) Gráficos Aproximados para Determinar el a2

a2

12 DETERMINACIÓN

0.14

DEL COEFICIENTE DE DRENAJE (m2 )

De la siguiente tabla se obtiene:

PAVIMENTOS


Dato del expediente técnico que la calidad del drenaje es bueno y la saturación es 26% por lo tanto si considera que el:

m2

 D2  11 DISEÑO

DE

LA

1

SN 2  SN1 a2 * m2

SUB BASE

CBR=47%  CALCULO DE MÓDULO DE RESILENTE PARA SUELOS GRANULARES DE CBR Mr=4326*Ln(CBR)+241  Mr=16896.73852 lb/Pul2

 PSI  Log    4.2  1.5  +2.32*Log M  8.07 Log  W18  =ZR *S0 + 9.36*Log  SN  1  0.20 +  R 1094 0.40  5.19  SN  1

 1.7  Log    4.2  1.5   Log  4.89 E  06  =  0.841 *  0.45  + 9.36*Log  SN  1  0.20 + 1094 0.40  5.19  SN  1 + 2.32*Log 16896.73852   8.07 SEGUN LOS CÁLCULOS REALIZADOS SE OBTIENE: SN sb =3.067

 D2 

SN 2  SN1 a2 * m2

 D2 

3.067  1.08  12" 0.14*1

SN2  a2 m2 D2  1.68

PAVIMENTOS


11 DETERMINACION DE a3

 D3 

a3

0.125

m3

1

SN   SN 2  SN1  2.46  1.68  1.08  D3  a3 * m3 1*0.125

Por este Método No cumple por lo tanto si opto a utilizar con los espesores mínimos. SEGUNDA ALTERNATIVA PARA LA DE TERMINACIÓN DE LOS ESPESORES DE PAVIMENTO FLEXIBLE. Con el método de Espesores mínimos se determinan los siguientes espesores del siguiente cuadro.

Cuadro Nº 01(De espesores mínimos).

PAVIMENTOS


SN=a1 D1 +a 2 D2 m2 +a 3 D3 m3 Como ya tenemos los valores de : a1  0.36,

D1  3.5"(obtenido

a2  0.14,

D2  6"(obtenido

de de

la Tabla ) la Tabla )

Re emplazando : 2.46=0.36*3.5+0.14*6*1+0.125*1*D3 D3  11.45  12" D1  3.5" D2  6"

PAVIMENTOS


CONCLUSIONES: I.

El diseño de pavimento flexible se ha calculado con los datos del expediente técnico del cual los resultados fueron los siguientes:

BASE BASE

SUB- BASE

D1 = D2 = D3 =

3.5" 6" 12"

II.

CALCULO REALIZADO POR EL MÉTODO DE LA CLASE D1  3.5" D2  6" D3  12"

Los

VALORES DEL EXPEDIENTE TÉCNICO SI TIENE A CONTINUACIÓN:

PAVIMENTOS


BIBLIOGRAFÍA  Diseño de Moderno de Pavimentos Asfalticos –ICG LIMA-PERU; 2006  .Apuntes de Clase de Pavimentos de Ing. Johny Bendezu Acero.

PAVIMENTOS

Diseño de Pavimento Flexible

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