Diseño de Pavimentos apuntes del curso

Diseño de Pavimentos apuntes del curso

W. David Supo P.

David Hewlett-Packard setiembre de 2013

Diseño de Pavimentos

W. David Supo P.

INTRODUCCIÓN Y GENERALIDADES DEL DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

1 W. David Supo P.

Tabla de contenido 1. INTRODUCCIÓN Y GENERALIDADES DEL DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO .................................................................................................................................. 3 1.1. INTRODUCCIÓN.................................................................................................................. 3 1.1.1. NORMATIVIDAD VIGENTE .............................................................................................. 3 1.1.2. MANUAL DE CARRETERAS ............................................................................................. 4 1.1.3. EG-2013 MTC....................................................................................................................... 5 1.1.4. NORMA TECNICA CE.010 PAVIMENTOS URBANOS ..................................................... 5 1.2. CONCEPTOS BÁSICOS ....................................................................................................... 7 1.2.1. DEFINICIÓN DE PAVIMENTO........................................................................................... 7 1.2.2. CLASIFICACIÓN DE PAVIMENTOS ................................................................................. 8 1.2.3. COMPONENTES ................................................................................................................16 1.3. DISEÑO DE PAVIMENTOS ................................................................................................21 1.3.1. MÉTODOS DE DISEÑO......................................................................................................21 1.3.2. FACTORES DE DISEÑO ....................................................................................................22 1.3.3. TRÁFICO VEHICULAR ............................................................................................................22 1.3.4. CAPACIDAD DE SOPORTE DEL SUELO DE FUNDACIÓN ............................................................23 1.4. SOFTWARE PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS 23 1.5. PÁGINAS WEB - PAVIMENTOS ........................................................................................24 1.6. ABREVIATURAS FRECUENTES ......................................................................................24 2. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................26

2 UANCV/FICP/CAPIC


INTRODUCCIÓN 1. INTRODUCCIÓN Y GENERALIDADES DEL DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO 1.1.

INTRODUCCIÓN

1.1.1.

NORMATIVIDAD VIGENTE

El 25/10/2008 se publica el Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura Vial, que en anexo forma parte del Decreto Supremo Nº034-2008-MTC, el mismo tiene, entre otros objetivos, definir las pautas para las normas técnicas de diseño, construcción y mantenimiento de carreteras, caminos y vías urbanas. Este Reglamento rige en todo el territorio de la República del Perú y es de aplicación por los tres niveles de gobierno (Local, Regional y Nacional). Su alcance está referido a las vías que conforman el Sistema Nacional de Carreteras (SINAC), dicho reglamento considera en su artículo 20 la relación de manuales de gestión de carreteras que deben ser aprobados. Asimismo, ha precisado en su artículo 18º que los manuales son documentos de carácter normativo y de cumplimiento obligatorio, que sirven como instrumentos técnicos a las diferentes fases de gestión de la infraestructura vial. Los manuales para la gestión de carreteras son: (Artículo 20° DS 034-2008-MTC) •

Diseño geométrico

•

Suelos, geología, geotecnia y pavimentos

•

Puentes

•

Túneles, muros y obras complementarias

•

Hidrología, hidráulica y drenaje

•

Especificaciones técnicas generales para construcción

•

Ensayo de materiales

•

Estudios socio ambientales



Dispositivos de control del tránsito automotor para calles y carreteras

•

Seguridad vial

•

Mantenimiento o conservación vial

Es así que en cumplimiento del DS 034-2008-MTC, El 18/02/2013 con RD Nº 05-2013MTC se publica la sección “Suelos y Pavimentos” del Manual de Carreteras del MTC y el 22/03/2013 se publica la actualización de las EG-2000, EG-2013. 3 W. David Supo P.

1.1.2.

MANUAL DE CARRETERAS

El 06/03/2013 entra en vigencia la Sección: Suelos y Pavimentos, del Manual de Carreteras - "Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos", como documento normativo y de cumplimento obligatorio para la gestión de la infraestructura

vial.

El

mismo

que

se

encuentra en la página web del Ministerio de Transportes

y

Comunicaciones

(http://www.mintc.qob.pe).

El Manual es de aplicación a carreteras nuevas y proyectos

de

refuerzo

y

reconstrucción, comprendiendo pavimentos flexibles, semirígidos y rígidos, y caminos afirmados. Sin embargo, se excluyen los diseños en zonas urbanas, pavimentos con tráficos mayores a 1,150 vehículos pesados por día o mayor a 30,000,000 de ejes equivalentes en un período de 20 años, y diseños sobre suelos con valores de CBR menores a 6%. En estas situaciones se indica la necesidad de estudios especiales que involucran la verificación del comportamiento de la estructura de pavimento propuesta. (Chang Albitres, 2013). En este manual el procedimiento de diseño de pavimentos flexibles y rígidos adoptado es el método AASHTO 93 (método empírico basado en el ensayo experimental AASHO realizado a principios de los años 60 en Iowa, Estados Unidos). Se han desarrollado catálogos

con

pavimento

estructuras

propuestas

de para

diferentes condiciones de tráfico y tipos

de

suelo

de fundación,

el

procedimiento

simplificando

original de AASHTO 1993 al utilizar cuadros de doble entrada en los que se

obtiene

la

estructura

de

pavimentos conociendo la categoría de tráfico y el CBR de la subrasante.

4 UANCV/FICP/CAPIC


1.1.3.

EG-2013 MTC

El Ministerio de Transportes y Comunicaciones a través de la Dirección General de Caminos y Ferrocarriles (DGCF), presentó el Manual de Carreteras “Especificaciones Técnicas Generales para Construcción–EG2013” que tiene como propósito estandarizar los procesos y los criterios técnicos a fin de obtener mejores índices de calidad de obra y contribuir a la disminución de controversias. Las

EG-2013

forman

parte

de

los

manuales de carreteras aprobados por el Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura Vial (DS N° 034-2008MTC) y es de cumplimiento obligatorio por los órganos responsables de la gestión vial en los 3 niveles de Gobierno (Nacional, Regional y Local), en estas especificaciones cada partida relativa a la construcción de carreteras, contiene la descripción de la actividad a realizar, los requerimientos técnicos de ejecución, materiales, equipos, aceptación de los trabajos, medición y pago. Las “EG-2013” constan de 2 tomos (I y II) está organizado en 9 capítulos y secciones que abarcan las diferentes partidas genéricas y específicas. Además “tiene concordancia con el documento de carácter normativo denominado “Glosario de Partidas”, aplicables a obras de rehabilitación, mejoramiento y construcción de carreteras y puentes”. 1.1.4.

NORMA TECNICA CE.010 PAVIMENTOS URBANOS

La Norma Técnica CE.010 Pavimentos Urbanos, parte del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). Esta Norma Técnica tiene el objeto de establecer los requisitos mínimos para el diseño, construcción, rehabilitación, mantenimiento, rotura y reposición de pavimentos urbanos, desde los puntos de vista de la Mecánica de Suelos y de la Ingeniería de Pavimentos, a fin de asegurar la durabilidad, el uso racional de los recursos y el buen comportamiento de aceras, pistas y estacionamientos de pavimentos urbanos, a lo largo de su vida servicio. 5 W. David Supo P.

El RNE contempla sesenta y nueve (69) Normas Técnicas; que por Decreto Supremo N° 011-2006-VIVIENDA, se aprobaron sesenta y seis (66) Normas Técnicas del RNE y se constituyó

la

Comisión

Permanente de Actualización del RNE, a fin que se encargue de analizar y formular las propuestas para su actualización, quedando pendiente de aprobación tres (03) Normas Técnicas, entre ellas, la Norma Técnica CE.010 Aceras y Pavimentos; que, con informe N° 04-2009A/IVIENDAA/MVUCPARNE, el Presidente de la Comisión

Permanente

de

Actualización del RNE, eleva la propuesta

de

modificación

del

índice del Reglamento Nacional de Edificaciones,

respecto

a

denominación

de

Norma

Técnica

CE.010

la

Aceras

la y

Pavimentos por CE.010 Pavimentos Urbanos, y de aprobación de la referida Norma Técnica.

6 UANCV/FICP/CAPIC


1.2.

CONCEPTOS BÁSICOS

1.2.1.

DEFINICIÓN DE PAVIMENTO Es aquella estructura diseñada y construida para resistir el efecto de las cargas estáticas y dinámicas impuestas por el tránsito vehicular y los efectos del ambiente durante un período de tiempo determinado, puede estar compuesta por una o más capas de materiales de calidades diferentes ubicados entre el nivel de subrasante y rasante. Figura 1. Composición de la estructura de un pavimento asfáltico convencional

Fuente: Ing. W. David Supo P.

Los esfuerzos en un pavimento producidos por el tránsito vehicular decrecen con la profundidad, se colocan los materiales de mejor calidad en las capas superiores, porque son las de mejor soporte, requiriendo capas de menor calidad en las capas inferiores, hasta llegar al terreno de fundación que puede ser terreno formado por corte o relleno, este último es generalmente construido con materiales resultantes del corte sin ningún proceso previo. 7 W. David Supo P.

Figura 2. Composición de la estructura de un pavimento de concreto hidráulico convencional

Fuente: Ing. W. David Supo P.

1.2.2.

CLASIFICACIÓN DE PAVIMENTOS Según el Dr. Huang; existen tres principales tipos de pavimentos: (Huang, 2004) 

Pavimentos flexibles o de asfalto



Rígidos o pavimentos de hormigón y



Pavimentos compuestos

A estos se le puede añadir los pavimentos articulados o mixtos. A.

PAVIMENTOS DE ASFALTO O FLEXIBLES a. PAVIMENTOS ASFÁLTICOS CONVENCIONALES Los pavimentos asfálticos convencionales son sistemas de capas con mejores materiales en la parte superior donde la intensidad de los esfuerzos son altos y materiales de calidad menor en la parte inferior, donde la intensidad de los esfuerzos es baja. La adhesión a este principio de diseño hace posible el uso de materiales locales y por lo general resulta en un diseño más económico. Esto es particularmente cierto en regiones donde los materiales de alta calidad son caros, pero materiales locales de inferior calidad están disponibles.

8 UANCV/FICP/CAPIC


Figura 3. Estructura de pavimento asfáltico convencional NR Fuente: (NCHRP, 2004)

NSR

Fuente: (NCHRP, 2004)

La Figura 3Figura 3. Estructura de pavimento asfáltico convencional, muestra que a partir de la parte superior, el pavimento está formado por una capa de concreto asfáltico (capa de rodadura), capa de imprimación, capa de base granular, sub-base granular, subrasante compactada y el subsuelo natural. Figura 4. Espesores usuales en las capas de un pavimento flexible convencional.

Fuente: (Huang, 2004)

9 W. David Supo P.

b. PAVIMENTOS ASFÁLTICOS A PROFUNDIDAD PARCIAL O DEEP STRENGTH. Son estructuras que comprenden una capa asfáltica superficial de gran espesor generalmente compuesta a su vez por dos capas asfálticas ligadas: una capa de rodadura de mezcla asfáltica de muy buena estabilidad (Marshall 9000 N) y otra capa asfáltica intermedia de estabilidad media (Marshall 6000 u 8000 N); La capa asfáltica es colocada sobre una base granular (no estabilizada).

Figura 5. Estructura de pavimento asfáltico a profundidad parcial NR

NSR


c. PAVIMENTOS ASFALTICOS EN TODO SU ESPESOR O FULL DEPTH. Son pavimentos asfálticos compuestos por una o varias capas asfálticas desde el nivel de rasante hasta el nivel de subrasante; por ejemplo: capa de rodadura, binder (mezcla asfáltica abierta) o base estabilizada con asfalto. 10 UANCV/FICP/CAPIC


Figura 6. Estructura de pavimento asfáltico full depth NR

NSR


Figura 7. Sección de estructura de pavimento asfáltico FULL DEPTH, indicando rangos de espesores usuales

Fuente: (L. David Shen, Hesham Elbadrawi, Fang Zhao and Diana Ospina, 1998)

d. CAPAS DE ASFALTO-PIEDRA (CONTAINED ROCK ASPHALT MATS – CRAM) Es una moderna alternativa de estructura de pavimento asfáltico, comprende de una capa de mezcla asfáltica en caliente de graduación densa MAC (hot mix asphalt HMA, en inglés), capa de piedra de gradación densa, capa de 11 W. David Supo P.

piedra de gradación abierta y una capa de mezcla asfáltica en caliente de gradación densa modificada como capa más profunda. La construcción de CRAM se encuentra todavía en fase experimental y no ha sido ampliamente aceptada para su uso práctico. Figura 8. Capas de asfalto-piedra CRAM (continuous rock asphalt mat)


B.

PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO O RÍGIDOS Los pavimentos de concreto hidráulico pueden ser clasificados en cuatro tipos: (Huang, 2004) 

Pavimento de concreto de junta simple (JPCP jointed plain concrete pavement)



Pavimento de concreto reforzado con juntas (JRCP jointed reinforced concrete pavement)



Pavimentos de concreto con refuerzo continuo (CRCP continuous reinforced concrete pavement) y



Pavimentos de concreto pre-esforzado (PCP prestressed concrete pavement)

Figura

9.

Sección

estructural

de

un

pavimento

rígido

convencional


12 UANCV/FICP/CAPIC


Figura 10. Tipos de pavimento de concreto hidráulico


13 W. David Supo P.

14 UANCV/FICP/CAPIC


C.

PAVIMENTOS ARTICULADOS, MIXTOS O ADOQUINADOS Son aquellos que en su capa más superficial están compuestos por bloques rígidos de concreto o piedra y que en su composición convencional consta de un lecho de arena que sirve de transición entre la capa de rodadura y la capa de base, la capa de base es colocada sobre la capa de sub-base ambas de calidades similares a los de los pavimentos asfálticos. El pavimento articulado tiene un comportamiento estructural similar a los pavimentos asfálticos o flexibles. Figura 11. Estructura de pavimento inter-trabado convencional Adoquines Capa de arena

Base

Sub base

Capa subrasante

D.

PAVIMENTOS COMPUESTOS

15 W. David Supo P.

a. WHITE TOPPING

Figura 12. Pavimento compuesto white topping b. BLACK TOPPING

Figura 13. Pavimento compuesto black topping

1.2.3.

COMPONENTES 1.2.3.1. Terreno de fundación El terreno de fundación puede estar conformado por un terraplén (caso de rellenos) o terreno natural en el caso de cortes, para ambos casos, la cota geométrica superior se denomina subrasante. El módulo elástico asociado al terreno de fundación es el módulo resiliente (MR), este parámetro ha sido ampliamente investigado por las diferentes agencias de transportes de los Estados Unidos, correlacionándolo con el CBR. (Minaya G., S. - Ordoñez H., A., 2006) Terreno de fundación es la parte del terreno en que se apoya o le sirve de fundación al pavimento y que es afectado por este; puede ser terreno natural o material de préstamo, su función es soportar al pavimento en condiciones razonables de resistencia y deformación. (Céspedes A., 2002) Según las EG-2000, en los terraplenes se distinguirán tres partes o zonas constitutivas: 16

UANCV/FICP/CAPIC


(a)

Base, parte del terraplén que está por debajo de la superficie original del terreno, la que ha sido variada por el retiro de material inadecuado.

(b)

Cuerpo, parte del terraplén comprendida entre la base y la corona.

(c)

Corona (capa subrasante), formada por la parte superior del terraplén, construida en un espesor de treinta centímetros (30 cm), salvo que los planos del proyecto o las especificaciones especiales indiquen un espesor diferente.

En el caso en el cual el terreno de fundación se considere adecuado, la parte del terraplén denominado base no se tendrá en cuenta. Figura 14. Sección típica pavimento asfáltico convencional a media ladera

1.2.3.2. Sub base La sub base, es una capa que según el diseño puede o no colocarse. Se apoya sobre la capa subrasante y los requisitos de calidad de los materiales que la conforman son medianamente rigurosos, la razón de esto es que los esfuerzos verticales que se transmiten a través de las capas de pavimentos son mayores en la superficie y van disminuyendo a medida que se profundizan. La sub base es la capa de material seleccionado, más profunda de la estructura del pavimento, razón por la que los materiales que la conforman cumplen requisitos menos rigurosos que las capas más superficiales. El módulo elástico de la sub base se evalúa con el módulo resiliente, MR. Una sub base granular con CBR del 40% (CBR mínimo para sub bases granulares, según las Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras EG-2000, Ministerio de Transportes, Comunicaciones, Vivienda y Construcción, Oficina de Control de Calidad) tiene un MR de 17,000 psi (1,200 kg/cm2). (Minaya G., S. - Ordoñez H., A., 2006). 17 W. David Supo P.

Las funciones que cumple esta capa son: Función económica. Una de las principales funciones de esta capa es netamente económica; en efecto, el espesor total que se requiere para que el nivel de esfuerzos en la subrasante sea igual o menor que su propia resistencia, puede ser construido con materiales de alta calidad; sin embargo, es preferible distribuir las capas más calificadas en la parte superior y colocar en la parte inferior del pavimento la capa de menor calidad la cual es frecuentemente la más barata. Esta solución puede traer consigo un aumento en el espesor total del pavimento y no obstante, resultar mas económica. Capa de transición. La subbase bien diseñada impide la penetración de los materiales que constituyen la base con los de la capa subrasante y por otra parte, actúa como filtro de la base impidiendo que los finos de la subrasante la contaminen menoscabando su calidad. Disminución de las deformaciones. Algunos cambios volumétricos de la capa subrasante, generalmente asociados a cambios en su contenido de agua (expansiones), o a cambios extremos de temperatura (heladas), pueden absorberse con la capa subbase, impidiendo que dichas deformaciones se reflejen en la superficie de rodamiento. Resistencia. La subbase debe soportar los esfuerzos transmitidos por las cargas de los vehículos a través de las capas superiores y transmitidos a un nivel adecuado a la capa subrasante. Drenaje. En muchos casos la subbase debe drenar el agua, que se introduzca a través de la carpeta o por las bermas, así como impedir la ascensión capilar. (Montejo F., 2006) En el caso de los pavimentos de concreto hidráulico la subbase cumple las funciones siguientes: Impedir la acción del bombeo en las juntas, grietas y extremos del pavimento. Se entiende por bombeo a la fluencia de material fino con agua fuera de la estructura del pavimento, debido a la infiltración de agua por las juntas de las losas. El agua que penetra a través de las juntas licua el suelo fino de la capa subrasante facilitando así u evacuación a la superficie bajo la presión ejercida por las cargas circulantes a través de la losas. Capa de transición. Entre la capa subrasante y la losa de concreto asi como suministrar un apoyo uniforme, estable y permanente a la losa de concreto. 18 UANCV/FICP/CAPIC


Drenaje. Debe mejorar el drenaje y reducir al mínimo la acumulación de agua bajo la losa de concreto. Control de cambios volumétricos. Absorver cambios de volumen del suelo de fundación de tal manera que no afecten a la losa de concreto.

1.2.3.3. Base La capa de base, generalmente granular, es una capa que se apoya sobre la sub base. La función de esta capa es transmitir los esfuerzos provenientes del tráfico, a la sub base y subrasante. Los requisitos de calidad de agregados de base son muy rigurosos. Esta capa está conformada por grava chancada, compactada al 100% de la máxima densidad seca del ensayo proctor modificado. El módulo elástico de la base se evalúa con el módulo resiliente, MR. Una base granular con CBR del 100% tiene aproximadamente un valor MR de 30,000 psi (2,100 kg/cm2). (Minaya G., S. - Ordoñez H., A., 2006) Cuando esta capa es parte de la estructura de un pavimento asfáltico debe ser imprimada para recibir a la capa de concreto asfáltico. Las funciones más importantes que cumple esta capa tanto en lo pavimentos asfálticos y articulados son: Resistencia. La función fundamental de la base granular de un pavimento consiste en proporcionar un elemento resistente que transmita a la subbase y a la capa subrasante los esfuerzos producidos por el tránsito en una intensidad apropiada. Función económica. Respecto a la carpeta asfáltica o bloques de concreto (adoquines), la base tiene una función económica análoga a la que tiene la subbase respecto a la base. 1.2.3.4. Capa de arena Se utiliza en los pavimentos articulados y sirve de interface entre los bloques de concreto o piedra (adoquines) y la base, es de poco espesor (3 a 5 cm), constituida por arena gruesa y limpia (granos entre 5 y 0.4 mm) no debiendo existir más del 10% de material que exceda estos tamaños. Las funciones que cumple esta capa de área son: Capa de nivelación de pequeñas irregularidades de la base y de los adoquines, para espesores menores a 5cm se ha demostrado que las deformaciones en la 19 W. David Supo P.

superficie de los pavimentos articulados decrecen. Nunca debe utilizarse esta capa para corregir una incorrecta nivelación de la base.

1.2.3.5. Carpeta Asfáltica La carpeta asfáltica o capa de rodamiento proporciona una superficie uniforme y estable al tránsito, de textura y color adecuado, que debe resistir los efectos abrasivos provenientes del tránsito y del medio ambiente. La nueva Guía de Diseño empírico-mecanístico AASHTO 2002 recomienda que el módulo elástico de la carpeta se evalúe con el Módulo Complejo Dinámico, E*. Sin embargo, podemos mencionar que la carpeta es una capa muy rígida con valores altos de módulo. El método de diseño AASHTO 1,993 considera como parámetro de diseño de la carpeta asfáltica el módulo resiliente, para mezclas asfálticas en caliente estos valores varían de 400,000 a 450,000 psi (28,000 a 32,000 kg/cm2). (Minaya G., S. - Ordoñez H., A., 2006). Las funciones de esta capa son: Superficie de rodamiento. La carpeta debe proporcionar una superficie uniforme y estable al tránsito, de textura y color conveniente y resistir los efectos abrasivos del tránsito. Impermeabilidad. Hasta donde sea posible, debe impedir el paso del agua al interior del pavimento. Resistencia. Su resistencia a la tensión complementa la capacidad estructural del pavimento. (Montejo F., 2006) 1.2.3.6. Losa de concreto Capa de rodamiento de los pavimentos de concreto hidráulico, la particularidad en el caso de los pavimentos es que el indicador de la resistencia de esta capa es el Módulo de Rotura (Mr). Las funciones de la losa de concreto hidráulico son las mismas de la carpeta asfáltica de los pavimentos flexibles, más la función estructural de soportar y transmitir en el nivel adecuado los esfuerzos que le apliquen. 1.2.3.7. Capa de rodamiento articulado (de adoquines) Compuesta por los bloques prefabricados de concreto o piedra colocados con juntas de 3 a 5mm los que son rellenados con arena fina.

20 UANCV/FICP/CAPIC


Figura 15. Adoquines de concreto con y sin pico espaciador

1.2.3.8. Sello de arena Constituido por arena fina que se coloca como llenante de las juntas entre los adoquines; sirve como sello de las mismas y contribuye al funcionamiento, como un todo, de los elementos de la capa de rodadura.

Figura 16. Sello de arena

1.3.

DISEÑO DE PAVIMENTOS Se refiere al diseño de la estructura de un pavimento, es decir a la determinación del número de capas, espesor y calidad de los materiales a emplearse en cada capa, mediante el empleo de diferentes metodologías o procedimientos de diseño.

1.3.1.

MÉTODOS DE DISEÑO Según (Huang, 2004), los métodos de diseño de pavimentos se pueden clasificar en:  Métodos empíricos.  Métodos que limitan la falla de corte  Métodos que limitan la deflexión  Métodos de regresión basados en el comportamiento de pavimentos o caminos de prueba 21

W. David Supo P.

 Métodos empírico-mecanicistas

Para elegir un método de diseño, deben por lo menos observarse los siguientes aspectos:  Actualidad  Factores de diseño que considera el método  Información (documentación del método) disponible

1.3.2.

FACTORES DE DISEÑO Para el diseño estructural de pavimentos deben de considerarse los siguientes factores: 

Tráfico vehicular



Capacidad de soporte del suelo de fundación



Materiales



Condiciones climatológicas



Condiciones de drenaje

1.3.3.

Tráfico vehicular

El factor más importante de diseño de la estructura de cualquier pavimento, debe efectuarse un estudio detallado de la composición vehicular que circularán por la vía a proyectar (estratigrafía vehicular), volumen (cantidad de vehículos) actual y futuro, para este último se debe considerar series históricas de TPDA (Tránsito promedio diario anual), tasas de crecimiento vehicular y períodos de diseño.

22 UANCV/FICP/CAPIC


1.3.4.

Capacidad de soporte del suelo de fundación

Es la capacidad que tiene el suelo de soportar los esfuerzos verticales transmitidos por las cargas de tránsito. La deformación del suelo la deflexión resultante deberán ser menores a las admisibles. Para que la estructura de pavimento se comporte adecuadamente y cumpla el período de diseño, presentará una deflexión máxima de 0.20 mm. para cargas estáticas transmitidas por un eje estándar de 8.2 ton. La deflexión máxima, bajo cargas estáticas, puede ser medida con la Viga Benkelman. (Montejo F., 2006) Los reglamentos estatales en EE.UU. recomiendan que el valor CBR de la subrasante debe ser como mínimo entre 8 y 10%. Caso contrario, se deberá primero estabilizar el terreno antes de construir la estructura del pavimento.

1.4.

SOFTWARE PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS En la actualidad se tiene una gran cantidad de programas de cómputo que resuelven las ecuaciones de los modelos de estructuras de pavimentos; desde el lineal pasando por el elástico multicapa hasta los actuales elementos finitos, viscoelásticos, entre otros. En la dirección: http://www.webs1.uidaho.edu/ce475/Files/SOFTWARE%20Files/Software.htm

Se tienen un listado de los programas de cómputo más utilizados en la actualidad para el análisis de estructuras, éstos pertenecen al curso de "Diseño y evaluación de pavimentos" de la universidad de Idaho http://www.uidaho.edu/ Entre los porgramas disponibles se tiene: KENPAVE: Programas

KENLAYER y KENSLAB, que vienen con el libro

"Pavement Analisys and Design" del Dr. Yang H. Huang, edición 2003. WinJULEA: Esta es una versión demo del software de la guía de diseño AASHTO 2002, que está en fase de desarrollo. CHEVPC: Esta es una versión PC del programa Fortran del programa: Chevron Elastic Layer Analysis program (Programa de análisis elástico de capas de Chevron).

23 W. David Supo P.

WESLEA: de Canales Estación de ingeniería de capa elástica de Análisis del pavimento Suite. Waterways Engineering Station Elastic Layer Analysis Pavement Suite AASHTO_EALF.xls Una herramienta Excel desarrollado por el Dr. Bayomy de los factores de carga del eje equivalente AASHTO para pavimentos flexibles y rígidos. AASHTO_Rigid.xls Una herramienta Excel desarrollado por la FHWA a largo plazo del comportamiento del pavimento (LTPP). Programa para complementar el sistema de diseño de pavimento rígido de AASHTO. PCAPAV Para el análisis de daño de pavimentos PCC basado en el método de diseño PCA. Este programa basado en DOS fue lanzado en 1990.

1.5.

PÁGINAS WEB - PAVIMENTOS a. Sociedad

americana

de

ensayos

de

materiales

–

astm

:

www.astm.org

1.6.

b. Instituto chileno del asfalto:

www.ichasfalto

c. Asociación española de la carretera:

www.aecarretera.com

d. Asociación mejicana del asfalto, a.c:

www.amaac.org.mx

e. Comisión permante del asfalto – argentina:

www.cpasfalto.org

f.

www.e-asphalt.com

e_ asfalto – argentina:

g. Asociación argentina de carreteras:

www.aacarreteras.org.ar

h. Corasfaltos – colombia:

www.corasfaltos.com

i.

Asfaltos petroperú

http://asfaltos.petroperu.com.pe

j.

Ministerio de Transportes y Comunicaciones:

www.mtc.gob.pe

ABREVIATURAS FRECUENTES AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials o Asociación Americana de Autoridades Estatales de Carreteras y Transporte. ACI American Concrete Institute o Instituto Americano del Concreto. AI The Asphalt Institute o Instituto del Asfalto. ASTM American Society for Testing and Materials ó Sociedad Americana para Ensayos y Materiales.

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EG ( ) Especificaciones Generales para Construcción de Carreteras del Perú. Entre paréntesis se colocará el año de actualización. EE Especificaciones Especiales para Construcción de Carreteras de un proyecto específico. FHWA Federal Highway Administration o Administración Federal de Carreteras. INC Instituto Nacional de Cultura del Perú. INRENA Instituto Nacional de Recursos Naturales. Ministerio de Agricultura del Perú. ISSA International Slurry Surfacing Association o Asociación Internacional de Superficies con lechadas asfálticas. MTC Ministerio de Transportes, Comunicaciones, Vivienda y Construcción del Perú. PCA Portland Cement Association o Asociación del Cemento Portland. SI Sistema Internacional de Unidades (Sistema Métrico Modernizado). SLUMP Sistema Legal de Unidades de Medida del Perú (el SI en el Perú).

25 W. David Supo P.

2. Bibliografía AASHTO, 1993. (1993). AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993. Washington, D.C.: AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials). Céspedes A., J. (2002). Los Pavimentos en las vías Terrestres, Calles, Carreteras y Aeropistas. Cajamarca-Perú: UNC. Chang Albitres, C. M. (Agosto de 2013). RESEÑA Y COMENTARIOS SOBREL MANUAL DE SUELOS Y PAVIMENTOS MTC 2013. Boletin informativo ASOCEM 2013, 1-9. Lima, Perú. Huang, Y. H. (2004). Pavement Analysis and Design. Upper Saddle River, N. J.: Prentice-Hall. Institute, A. (1982). Research and development of the Asphalt Institute's thickness design manual (MS-1). Research report, 82-2. College Park, Md. : Asphalt Institute. L. David Shen, Hesham Elbadrawi, Fang Zhao and Diana Ospina. (Diciembre de 1998). http://www.cutr.usf.edu. (N. U. Institute, Ed.) Recuperado el 12 de Setiembre de 2011, de National

Urban

Transit

Institute:

http://www.cutr.usf.edu/research/nuti/busway/Busway.htm Minaya G., S. - Ordoñez H., A. (2006). Diseño Moderno de Pavimentos Asfálticos. Lima - Perú: UNI-FIC-II. Montejo F., A. (2006). Ingeniería de Pavimentos. Bogotá, D.C.: Universidad Católica de Colombia, Ediciones y publicaciones. NCHRP.

(Marzo

Recuperado

de

2004). el

http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/archive/mepdg/home.htm. 01

de

Agosto

de

2011,

de

http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/archive/mepdg/Part3_Chapter3_Flexible%20Design. pdf Packard, R. G. (1984). Thickness Design for Concrete Highway and Street Pavements. Skokie, Ill. (5420 Old Orchard Rd., Skokie 60077-4321): Portland Cement Association.

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Diseño de Pavimentos apuntes del curso

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