Informe Pavi Ya

PAVIMENTOS

INFORME DE DISEÑO FLEXIBLE

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA I NGENIERIA CIVIL - HUANCAVELICA



INFORME/DE/DISEÑO/Nº02/PAVIMENTOS/EAPICH/FIC/UNH/2014 A

:

ING. ACERO BENDEZU, Jhony

Docente Del curso de Pavimentos

DE

:

BOZA CAHUANA, Luís

ASUNTO

:

DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE, POR EL METODO ASSTHO 93.

FECHA

:

Huancavelica, Agosto, 27 del 2014

=============================================================

En cumplimento con el trabajo concerniente al curso de “PAVIMENTOS” presento el siguiente informe al docente encargado el Ing. ACERO BENDEZU, JHONY a partir del expediente técnico encontrado del gobierno regional de Pasco MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA YANAHUANCA CERRO DE PASO TRAMO II: CERRO DE PASCO-PALCA , de dicho expediente se extraen los datos para el diseño del pavimento flexible: la variabilidad, confiabilidad, el módulo resilente el CBR de la sub rasante el índice de serviciabilidad, ESAL, los coeficientes de capa estructural, coeficientes de drenaje, desviación estándar, carga equivalente, error estándar combinado, todos los posibles datos que sean posible para el diseño del pavimento flexible para así comparar con el diseño propuesto por el el alumno, para poder poder tener tener información más detallada del pavimento y las características que esta manifiesta ver en el anexos . Es así como le hago hago llegar el trabajo realizado realizado detalladamente. detalladamente. Espero no haber obviado ningún punto en particular en este informe que le hago llegar para su respectiva evaluación. “

”

ATENTAMENTE;

Boza Cahuana, Luis

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH

1

PAVIMENTOS


INFORME TÉCNICO 1. OBJETIVO: Familiarizar al estudiante con el diseño de pavimentos flexibles, para lo cual se realiza el diseño del pavimento flexible con los datos del expediente técnico

MEJORAMIENTO DE LA

“

CARRETERA YANAHUANCA - CERRO DE PASO TRAMO II: CERRO DE PASCOPALCA , ”

obteniendo resultados y conclusiones de los diseños propuestos, con el fin de

establecer un mejor criterio de diseño del pavimento flexible.

DISEÑO DEL PAVIMENTO FLEXIBLE DATOS DEL EXPEDIENTE TECNICO En el expediente se la plataforma se dividió en dos tramos de acuerdo al estudio del volumen de tráfico vehicular obtenido mediante estaciones de conteo se detectó el IMD es de 208

vehículos/día (doble sentido), considerando

los vehículos pesados que son más

desfavorables en 26 vehículos/ día (doble sentido). Las proyecciones de las cargas de tráfico a 10 años fueron determinadas en el Estudio de Trafico tomando en cuenta el IMDA (Índice Medio Diario Anual) según clase de vehículos detectados, detectad os, su carga legal, tasas de crecimiento anual, estableciéndose establecié ndose 2 tramos, de acuerdo a las estaciones planteadas en el Estudio de Trafico:

Sector

Periodo 10 años

Cerro de Pasco – Alcacocha (Km 16+000) Alcacocha – Palca

150,000 EE 120,000 EE

Diseño de Pavimento - Método Método AASTHO 1993 Se basa en el valor de CBR de la subrasante, número de ejes estándar anticipado, para determinar el número estructural de diseño.


2

PAVIMENTOS


CONFIABILIDAD Para nuestro caso comprende a una vía interestatal rura.l Tabla A: Niveles de confiabilidad sugeridos para diferentes carreteras Nivel de confiabilidad Clasificación recomendado Urbana Rural Autopistas interestatales interestatales y

85 –

80 –

99.9

99.9

80 – 99

75 – 95

Colectoras de Tránsitos

80 – 95

75 – 95

Carreteras locales

50 - 80

50 - 80

otras Arterias principales principales

Así mismo estimamos estimamos un valor medio medio de confianza confianza de R=90%;

Para este nivel de confiabilidad, la desviación Standard normal, se obtiene Zr= - 1.282. Considerando para un pavimento flexible S0=0.45.

TRAFICO El tráfico esperado para el periodo de 10 años es:

TRAMO I: (Cerro de Pasco – Alcacocha) Km 0+000 – 16+000 EAL = 1.5x105 TRAMO II: (Alcacocha –Gollarisquisga (Palca)) Km 16+000 – 46+740.57 EAL = 1.2x105 UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH

3


PAVIMENTOS

MÓDULO RESILENTE De acuerdo a la zonificación (tipos de suelos) se ha calculado los Módulos Resilente con las siguientes fórmulas: PARA SUELOS FINOS:

CBR <7.2

Mr. (psi)= 1500 x CBR (AASHTO)

7.2< CBR<20

Mr. (psi)= 2555 x CBR0.64 (Sudáfrica)

PASAR SUELOS GRANULARES Mr. (psi)= 4326 Ln CBR + 241

SERVICIALIDAD. Para nuestro caso el Índice de Servicialidad inicial es de Po=3.5 y el Índice de Servicialidad Final es de Pt =2, luego se presenta un cambio total del Índice de Servicialidad de

PSI=PO – Pt = 1.5. DRENAJE Los coeficientes de drenaje se pueden obtener de la presente tabla, en función del porcentaje de tiempo de exposición y la calidad de drenaje: Valores recomendados para modificar los coeficientes de capas de base y sub-base granulares Calidad del

% de tiempo de exposición de la estructura

drenaje

del pavimento a nivel de humedad próximos a la saturación

<1%

<1.5%

5 - 25%

>25 %

Excelente

1.40 – 1.35

1.35 – 1.30

1.30 – 1.20

1.20

Bueno

1.35 – 1.25

1.25 – 1.15

1.15 – 1.00

1.00

Aceptable

1.25 – 1.15

1.15 – 1.05

1.00 – 0.80

0.80

Pobre

1.15 – 1.05

1.05 – 0.80

0.80 – 0.60

0.60

Muy pobre

1.05 – 0.95

0.95 – 0.75

0.75 – 0.40

0.40

En nuestro caso: Calidad de drenaje: Bueno (recomendado por el Hidrólogo). Porcentaje de tiempo de exposición de la estructura del pavimento está en el rango 5% - 25% (recomendado por el Hidrólogo). Para base y su-base se ha considerado m2 y m3 = 1.1


4

PAVIMENTOS


CBR DE LA SUBRASANTE Considerando los valores de CBR (para los diferentes Tramos y sectorizando se obtiene los diferentes promedios:

TRAMO I (Cerro de Pasco – Alcacocha Km 16) Tramo I

Calicata N°

Progresiva (Km)

CBR al 95%

C-3 C-6 C-8 C-10 C-12 C-17 C-20 C-21 C-26 C-28 C-33 C-41 C-44

1+036 1+983 2+985 3+640 4+340 5+930 6+930 7+229 8+930 9+576 11+500 14+174 15+308

5.15 37.70 1.85 7.50 50.00 7.35 25.15 6.12 6.25 1.25 7.95 5.30 1.38

Observaciones CBR se descarta Intervención con geomalla biaxial CBR se descarta CBR se descarta Intervención con geomalla biaxial Intervención con geomalla biaxial.

Luego se ha realizado la siguiente sectorización homogénea:

C-3 C-10 C-17 C-21 C-26 C-33 C-41

Zona IV - Sector 1 1+036 3+640 5+930 7+229 8+930 11+500 14+174 Promedio Total

5.15 7.50 7.35 6.12 6.25 7.95 5.30 6.52

Sector 2 (Zona III) Intervención, mejoramiento a nivel de Subrasante, con material de cantera mayor a 40%. TRAMO II (Alcacocha Km 16 – Palca) Tramo II

Calicata N°

Progresiva (Km)

CBR al 95%

Observaciones

C-53

18+362

2.25

Intervención con geo malla biaxial a nivel de Subrasante

C-63 C-71 C-77

21+616 24+423 26+380

5.48 8.15 1.28



5

PAVIMENTOS

C-82 C-94 C-106

27+928 31+940 35+683

25.50 5.78 2.05

C-110 C-112 C-117 C-126 C130 C-137

37+316 38+048 39+864 42+940 44+292 46+473

5.85 33.18 11.50 38.67 5.50 5.20


CBR se descarta Intervención con geo malla biaxial a nivel de Subrasante CBR se descarta

Luego se realizado la siguiente sectorización homogénea :

C-63 C-71 C-94 C-110

Zona IV - Sector 1 21+616 24+423 31+940 37+316 Promedio Total

5.48 8.15 5.78 5.85 6.32

C-112 C-126

Zona II - Sector 2 38+048 42+940 Promedio Total

33.18 38.67 35.93

C-130 C-137

Zona IV - Sector 3 44+292 46+473 Promedio Total

5.50 5.20 5.35

Zona III - Sector 4 Intervención, con geo malla biaxial a nivel de Subrasante.

RESUMIENDO: TRAMO I (Cerro de Pasco – Alcacocha) Km 0+000 – 16+000 EAL = 1.5x105

TRAMO II (Alcacocha –Gollarisquisga (Palca)) Km 16+000 – 46+740.57 EAL = 1.2x105

R=90%

Zr= - 1.282.

S0=0.45. Po=3.5 , Pt. =2, PSI=PO – Pt = 1.5. m2 y m3 = 1.1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH

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PAVIMENTOS

material Carpeta asfáltica base Sub base Sub rasante tramo I sec 1 Sub rasante tramo II sec1 Sub rasante tramo II sec2 Sub rasante tramo II sec3

Mr.(psi)

45509 42877 8482 8314 25146 7473

CBR%

90 82 6.52 6.32 35.62 5.35

ai 0.43 0.14 0.13


mi

1.1 1.1

Hallando SN para TRAMO I SEC 1:

Condiciones:


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PAVIMENTOS


CUADROS DE DISEÑO DEL PROGRAMA ASSHTO 93.


8

PAVIMENTOS


ENTONCES: Sn 3=2.45, Sn 2 =1.25, Sn 1=1.22 Tanteando los espesores se tiene de acuerdo al catálogo de estructuras

D1=3’’ D2=0.3’’

D1=6cm D3=28cm

D3=8’’

Hallando SN para TRAMO II SEC 1:


9

PAVIMENTOS



10

PAVIMENTOS



D1=3’’

D2=0.2’’

D1=5cm D3=25cm

D3=8.5’’



11

PAVIMENTOS



D1=3’’ D2=0.2’’

D1=5cm D3=15cm

D3=3’’


12

PAVIMENTOS




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PAVIMENTOS



D1=3’’ D2=0.2’’

D1=5cm D3=25cm

D3=9’’


14

PAVIMENTOS


CONCLUCIONES 

Para diseñar un pavimento flexible es muy importante conocer el tráfico, IMD y el IMDA (Índice Medio Diario Anual), ya que para diseñar un pavimento depende de los ejes equivalentes Las proyecciones de las cargas de tráfico a n años, dependiendo de la importancia de la vía.



Haciendo una comparación con el diseño del pavimento flexible con el del expediente observamos que hay una cierta diferencia entre espesores del pavimento



Adecuando de diseño en función a su módulo Resilente, CBR y a los ejes equivalentes del catálogo de estructuras de pavimentos flexibles propuestos por el manual de carreteras .nos proporciona un diseño con dos capas con, espesores de la carpeta asfáltica y la base con lo cual a mi parecer se adoptaría en diseño propuesto por el manual ya que hay una cierta similitud con el diseño propuesto


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PAVIMENTOS


ANEXOS


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PAVIMENTOS


GOBIERNO REGIONAL DE PASCO Mejoramiento de la Carretera Yanahuanca - Cerro de Pasco Tramo II: Cerro de Pasco - Palca

INFORME FINAL

CONSULTOR :

ING. CESAR A TALA AB AD

ENERO, 2007


17

PAVIMENTOS


INDICE 1.0

DISEÑO DE PAVIMENTO 1.1

Objeto

1.2

Ubicación del Proyecto

1.3

Estudio de Suelos y Pavimentos

1.4

Plataforma Existente

1.5

Diseño Estructural de Pavimentos

1.6

Ejes Equivalentes para Diseño

1.7

Diseño de Pavimento - Método AASTHO 1993

1.8

Método Aspahalt Institute, Edición 1991

1.9

Dis eñ o de Pavim ento Usan do Geo m allas

1.10

Conclusiones


18

PAVIMENTOS

1.0


DISEÑO DE PAVIMENTO

1.1 Objeto El objeto del presente Estudio, es el Diseño de Pavimentos, del proyecto : Construcción de la Carretera Asfaltada Palca - Cerro de Pasco. Para tal efecto se propone la aplicación de métodos de diseño de aceptación internacional como el procedimiento AASHTO-93 y el Instituto del Asfalto (Superficie Asfaltada). De acuerdo al Estudio de Factibilidad y en concordancia con la viabilidad otorgada por la DGPM del MEF, la estructura del pavimento recomendada será en base a un Tratamiento Superficial Bicapa (TSB).

1.2 Ubicación del Proyecto La carretera Palca - Cerro de Pasco, tiene una longitud de 46+740.57 Km. La progresiva comienza en el 0+000 en la Ciudad de Cerro de Pasco y termina en la Localidad de Palca.

1.3 Estudio de Suelos y Pavimentos En el presente Estudio se efectuaron exploraciones a cielo abierto de 1.20 m – 1.50 m de profundidad cada 300 m con los respectivos muestreos y ensayos de laboratorio. De acuerdo a tales trabajos se estableció el Perfil Estratigráfico de la plataforma actual en el cual se presenta un material granular superficial de 0.20 a 0.30 m de espesor, subyaciendo materiales gravo arcillosos limosos, limo arenosos, arcillas limosas, suelos turbosos, orgánicos, basamento rocoso, de espesores y calidad heterogéneas.

1.4 Plataforma Existente Los resultados de los ensayos destructivos determinan que a nivel de subrasante se tiene una composición de suelos areno limosos, limos arenosos, gravas arcillosas limosas, arcillas limosas y en sectores con material orgánico y suelos finos saturados, en los cuales se proyecta efectuar mejoramientos de suelos o relleno estructural con materiales de préstamo. Al respecto se ha zonificado la carretera en 4 Zonas Geotécnicas, considerando los diferentes tipos de suelos:

Zona 1 : Rocas sedimentarias tipo caliza, aglomerado y brechas volcánicas, duras con un CBR >80%.

Zona 2 : Deposito coluvial con fragmentos de 1.00 – 2.00 m con gravas arcillosas y gravas limosas, rocas sueltas de tipo caliza, CBR entre 22.50 y 50.0 %. UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH

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PAVIMENTOS


Zona 3 : Suelos orgánicos, turba, suelos finos muy saturados con infiltración de agua a 0.80-1.00 m (zona de bofedales, manantiales, cochas). El CBR del terreno natural es de 1.25 – 2.25 % y el CBR del material de cantera mayor a 40%.

Zona 4: Arcillas, limos arenosos, arenas arcillosas y arenas limosas, de baja a mediana plasticidad, en estado blando a semirrígido, con un C.B.R. comprendido entre 5.15 – 7.50%.

1.5 Diseño Estructural de Pavimentos Tomando en cuenta las consideraciones anteriores se ha procedido a determinar el requerimiento estructural para el periodo de servicio de 10 años mediante el Método AASHTO-93. Para ello se han tomado en consideración los siguientes criterios: 

Que el Estudio de Suelos realizado resulta representativo para el sector en análisis en donde las condiciones climáticas son severas por su altitud y clima.



Que se espera un comportamiento similar en la Zona 2 y la Zona 3 luego de efectuados los reemplazos de los suelos orgánicos por un terraplén.



Que los posibles sectores de plataforma geotécnicamente inestables en lugares aislados se resolverán mediante reemplazos con materiales de cantera con CBR igual o mayor al de diseño.



Que se aplicaran para el diseño las consideraciones de Tráfico proporcionados por la Región Pasco.



Que se adoptaran módulos elásticos para los materiales de Subrasante y Afirmado Granular según los criterios metodológicos del AASHTO 93.



Que las soluciones relacionadas con drenaje superficial y subdrenaje deberán garantizar adecuadas condiciones de humedad post construcción para asegurar el periodo de servicio previsto.

1.6 Ejes Equivalentes para Diseño En el presente Estudio el volumen de tráfico vehicular obtenido mediante Estación de conteo se detectó que el IMD es de 208 vehículos/día (doble sentido), considerando los vehículos pesados que son más desfavorables en 26 vehículos/ día (doble sentido).

Las proyecciones de las cargas de tráfico a 10 años fueron determinadas en el Estudio de Trafico tomando en cuenta el IMDA (Índice Medio Diario Anual) según clase de vehículos detectados, su UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH

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PAVIMENTOS


carga legal, tasas de crecimiento anual, estableciéndose 2 tramos, de acuerdo a las estaciones planteadas en el Estudio de Trafico:

Sector

Periodo 10 años

Cerro de Pasco – 150,000 EE Alcacocha (Km 16+000) Alcacocha – Palca 120,000 EE

1.7 Diseño de Pavimento - Método AASTHO 1993 En lo que respecta al método de diseño propuesto por la AASHTO, se ha tomado la información proveniente de la Guide sor Paviment Structures, edición 1993, que se basa en el valor de CBR (California Bearing Ratio) de la subrasante, número de ejes estándar anticipado, para determinar el número estructural de diseño. Este método proporciona una expresión analítica que para efectos de cálculos computarizados la solución matemática es sumamente útil. La evolución del método, establece las complementaciones siguientes: 

Se introduce el coeficiente de drenaje como parámetro de caracterización de la base granular para fines del Número Estructural. Indirectamente se mide la influencia del agua en la capacidad estructural del pavimento.



Se deja sin efecto el parámetro factor regional.



Se introduce el concepto de “pérdida de servicio”.



El valor soporte de la subrasante “S”, se remplaza por el módulo resilente MR.



Se introduce el parámetro de confiabilidad partiendo de la consideración que el comportamiento vs tránsito sigue la distribución normal de Gauss.

A pesar de las bondades mencionadas la aplicación de la versión 86, al igual que la 72, encuentra un vacío en nuestro medio en cuanto a la ejecución directa al Ensayo que mide el MR en suelos, sin embargo para el diseño se ha establecido la correspondencia con los valores de C.B.R., siguiendo las recomendaciones de la experiencia Brasilera. La fórmula general que gobierna el número estructural de diseño, presenta la expresión siguiente:

Log 10 W 18   Zr So  9.36 Log 10 SN  1  0.20 

  PSI   4.2  1.5   2.32 Log  MR  8.07 10

Log 10  0.4 

1094

SN  1

5.19

Donde: UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH

21

PAVIMENTOS

:

W 18


Numero proyectado de cargo equivalente de 18 kip (18000 lb)

de

aplicación de carga axial simple. Zr

:

Desviación estándar normal

So

:

Error estándar combinado del trafico proyectado y del comportamiento proyectado

 PASI:

Diferencia entre índice de Servicibilidad inicial (po), y el índice de Serviciabilidad terminal (pt).

MR

:

Modulo Resilente (psi)

Sn

:

Número estructural indicativo del espesor total del pavimento

requerido Del procedimiento iterativo de la fórmula, se despeja el valor de diseño SN

diseño

,

que

permite encontrar la situación de un pavimento nuevo. SN

=







a1 D1 a2 D2 m2







a3 D3 m3

Donde: a

1



Di



mi



Coeficiente de la capa “i” Espesor de la capa (pulgadas) “i” Coeficiente de drenaje de la capa “i”

Con la finalidad de procesar iterativamente la fórmula indicada, se dividió el

análisis por

componentes. Estas componentes son de fácil proceso y permitieron establecer los valores en una hoja de cálculo y cuyas partes tienen la forma siguiente: K 1 K 2 K 3



Log 10 W 18   Zr * So  0.20  8.07

 

Log 10

 PSI  4.2  1.5



2.32 * Log 10 MR



Donde: MR (psi) =1500*CBR para CBR<7.2 AASHTO MR (psi) =3000*CBR 0.65 ; 7.2

22


PAVIMENTOS

Sabiendo que: 1 psi =

2

0.07kgf / cm

kgf / cm

2 

0.007 Mpa



0.1Mpa



14.22 psi

Finalmente se empleó la fórmula siguiente: MR (psi) =1500*CBR MR (psi) =4326 Ln CBR +241 Luego de reemplazar y despejar, la ecuación general de AASHTO, quedó de la manera siguiente: K 1  K 3



9.36 * Log 10

K 2

SN  1  0.40 

1094

SN  1

5.19

Si, se hace: J 1



9.36 *

Log 10 SN





1

Y además: J 2

K 2



0.40 

1094

SN  1

5.19

Por igualdad se debe cumplir que: K 1  K 3

 J 1

 J 2

; o también K

1

 K 3





J

1

 J 2





0

Esta última expresión, permitió efectuar las iteraciones hasta cumplir la igualdad y por lo tanto encontrar el SN de diseño. El cuadro adjunto “Diseño de Pavimentos Flex ibles - AASHTO 93”,

presentan los insumos para la evaluación de las fórmulas antes descritas, como valores de CBR y concluye en los espesores de refuerzo o alternativas de solución a interpretar por el ingeniero especialista.

Confiabilidad Para nuestro caso comprende a una vía interestatal rural, cuya confiabilidad varia entre 80 – 99.9 (Ver Tabla A). Tabla A: Niveles de confiabilidad sugeridos para diferentes carreteras


23

PAVIMENTOS

Clasificación


Nivel de confiabilidad recomendado Urbana Rural

Autopistas interestatales y

85 –

80 –

otras

99.9

99.9

Arterias principales

80 – 99

75 – 95

Colectoras de Tránsitos

80 – 95

75 – 95

Carreteras locales

50 - 80

50 - 80

Así mismo estimamos un valor medio de confianza de R=90%; para este nivel de confiabilidad, la desviación Standard normal (ver tabla B), se obtiene Zr= - 1.282. Considerando para un pavimento flexible S 0=0.45.


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PAVIMENTOS


TRAFICO El trafico esperado para el periodo de 10 años es:

TRAMO I (Cerro de Pasco – Alcacocha) Km 0+000 – 16+000 EAL = 1.5x105

TRAMO II (Alcacocha –Gollarisquisga (Palca)) Km 16+000 – 46+740.57 EAL = 1.2x105

MÓDULO RESILENTE De acuerdo a la zonificación (tipos de suelos) se ha calculado los Módulos Resilente con las siguientes fórmulas: Para suelos finos: CBR <7.2

Mr. (psi)= 1500 x CBR (AASHTO)

7.2< CBR<20

Mr. (psi)= 3000 x CBR0.65 (Sudáfrica)

Pasar suelos granulares Mr. (psi)= 4326 Ln CBR + 241

SERVICIALIDAD. Para nuestro caso el Índice de Servicialidad inicial es de Po=3.5 y el Índice de Servicialidad Final es de Pt =2, luego se presenta un cambio total del Índice de Servicialidad de

PSI=PO – Pt = 1.5.



Índices Estructurales -

Para un concreto asfaltico a1= 0.43/pulg=0.17 cms.

-

Para un tratamiento superficial bicapa a 1=0 no aporta ninguna estructura

-

Para una base con un CBR al 90% a 2= 0.14/pulg = 0.06/cm (material chancado de la cantera Sacra familia)

-

Para una base con un CBR al 42% a2= 0.105/pulg = 0.04/cm (material de cantera Sacra familia )

-

Para una sub-base con un CBR al 82% a 3= 0.13/pulg = 0.05/cm (material de la cantera Sacra familia)


25

PAVIMENTOS


Ver figuras 2 y 3: Base gr anular y Sub-base


26

PAVIMENTOS



27

PAVIMENTOS


DRENAJE Los coeficientes de drenaje se pueden obtener de la presente tabla, en función del porcentaje de tiempo de exposición y la calidad de drenaje: Valores de mi recomendados para modificar los coeficientes de capas de base y sub-base granulares Calidad del

% de tiempo de exposición de la estructura

drenaje

del pavimento a nivel de humedad próximos a la saturación

<1%

<1.5%

5 - 25%

>25 %

Excelente

1.40 – 1.35

1.35 – 1.30

1.30 – 1.20

1.20

Bueno

1.35 – 1.25

1.25 – 1.15

1.15 – 1.00

1.00

Aceptable

1.25 – 1.15

1.15 – 1.05

1.00 – 0.80

0.80

Pobre

1.15 – 1.05

1.05 – 0.80

0.80 – 0.60

0.60

Muy pobre

1.05 – 0.95

0.95 – 0.75

0.75 – 0.40

0.40

En nuestro caso: Calidad de drenaje : Bueno (recomendado por el Hidrólogo) Porcentaje de tiempo de exposición de la estructura del pavimento esta en el rango 5% - 25% (recomendado por el Hidrólogo). Para base y su-base se ha considerado m 2 y m3 = 1.1

CBR DE LA SUBRASANTE Considerando los valores de CBR (California Bearing Ratio) para los diferentes Tramos y sectorizando se obtiene los diferentes promedios:

TRAMO I (Cerro de Pasco – Alcacocha Km 16) Tramo I

Calicata N°

Progresiva (Km)

CBR al 95%

C-3 C-6 C-8 C-10 C-12 C-17 C-20 C-21 C-26 C-28 C-33 C-41 C-44

1+036 1+983 2+985 3+640 4+340 5+930 6+930 7+229 8+930 9+576 11+500 14+174 15+308

5.15 37.70 1.85 7.50 50.00 7.35 25.15 6.12 6.25 1.25 7.95 5.30 1.38

Observaciones CBR se descarta Intervención con geo malla biaxial CBR se descarta CBR se descarta Intervención con geo malla biaxial Intervención con geo malla biaxial.


28

PAVIMENTOS


Luego se ha realizado la siguiente sectorización homogénea:

C-3 C-10 C-17 C-21 C-26 C-33 C-41

Zona IV - Sector 1 1+036 3+640 5+930 7+229 8+930 11+500 14+174 Promedio Total

5.15 7.50 7.35 6.12 6.25 7.95 5.30 6.52

Sector 2 (Zona III) Intervención, mejoramiento a nivel de Subrasante, con material de cantera mayor a 40%. TRAMO II (Alcacocha Km 16 – Palca) Tramo II

Calicata N°

Progresiva (Km)

CBR al 95%

Observaciones

C-53

18+362

2.25


C-63 C-71 C-77

21+616 24+423 26+380

5.48 8.15 1.28

C-82 C-94 C-106

27+928 31+940 35+683

25.50 5.78 2.05

C-110 C-112 C-117 C-126 C130 C-137

37+316 38+048 39+864 42+940 44+292 46+473

5.85 33.18 11.50 38.67 5.50 5.20

Intervención con geo malla biaxial a nivel de Subrasante CBR se descarta Intervención con geo malla biaxial a nivel de Subrasante CBR se descarta

Luego se realizado la siguiente sectorización homogénea :

C-63 C-71 C-94 C-110

Zona IV - Sector 1 21+616 24+423 31+940 37+316 Promedio Total


5.48 8.15 5.78 5.85 6.32

29

PAVIMENTOS

C-112 C-126

Zona II - Sector 2 38+048 42+940 Promedio Total

33.18 38.67 35.93

C-130 C-137

Zona IV - Sector 3 44+292 46+473 Promedio Total

5.50 5.20 5.35


Zona III - Sector 4 Intervención, con geo malla biaxial a nivel de Subrasante. Luego considerando el CBR promedio de la sectorización para cada Zona y los tráficos deducidos para cada tramo se obtiene los siguientes diseños:

RESULTADOS DE LOS ESPESORES PARA UN TRATAMIENTO BICAPA

Tramo

I II

Sector

Sub-base CBR > 40%

Base CBR 90%

Tratamiento Bicapa (cm)

Espesor Total (cms)

Cantera Sacra familia

(cm)

Piedra Chancada +finos Cantera Sacrafamilia

1

27.5

15

2.50

45.0

2

40.0

15

2.50

57.5

1

27.5

15

2.50

45.0

2

20.0

15

2.50

37.5

3

20.0

15

2.50

57.5

4

37.5

15

2.50

55.0

(cm)

1.8 Método Aspahalt Institute, Edición 1991 Se ha tomado como temperatura media anual T= 7°- 9°

TRÁFICO Tramo I

:

1.5 x 105 EAL

Tramo II

:

1.2x 105 EAL

El manual de diseño del Instituto del Asfalto recomienda tomar un valor total del 60%, 75 y el 87.5% de los valores individuales que sean iguales o mayores que el tránsito que se espere circule sobre el pavimento, como se muestra en la tabla:


30

PAVIMENTOS


Tabla V-2 Limites de Diseño para Subrasante Nivel de Tráfico (EAL) Percentil de Diseño (%) 4 10 ó menos 60 4 6 Entre 10 y 10 75 6 10 o mas 87.5 En nuestro caso, de acuerdo a la tabla, se encuentra entre 10 4 – 106 con un percentil de 75%, con el cual se selecciona el CBR de Diseño.

TRAMO I Zona IV – sector 1

Calicata N°

C-33 C-10 C-17 C-26 C-21 C-41 C-3

Progresiva (km)

CBR al 95% de la MDS

11+500 7.95 3+640 7.50 5+930 7.35 8+930 6.25 7+229 6.12 14+174 5.30 1+036 5.15 75% percentil

N° de resultados iguales o mayores

% de mayores o iguales que

1 2 3 4 5 6 7

14.28 28.57 42.86 57.14 71.43 85.71 100.00 5.90



1 2 3 4

25.00 50.00 75.00 100.00

Zona II – Sector 2 Intervención con geo malla biaxial a nivel de Subrasante.

TRAMO II Zona IV – Sector 1

Calicata N°

C-71 C-110 C-94 C-63

Progresiva (km)


24+423 8.15 37+316 5.85 31+940 5.78 21+616 5.48 75% percentil

5.78

Zona II – Sector 2

Calicata N°

C-126 C112

Progresiva (km)


42+940 38.67 38+048 33.18 75% percentil



1 2

50.00 100.00


5.78 31

PAVIMENTOS


Zona IV – Sector 3

Calicata N°

C-130 C-137

Progresiva (km)


44+292 5.50 46+473 5.20 75% percentil



1 2

50.00 100.00 5.35

Zona III – Sector 4 Intervención, con geo malla biaxial a nivel de Subrasante. RESUMEN Tramo I Zona IV

Sector 1 con CBR = 5.90 % Zon a III

Sector 2 con geo malla biaxial.

Tramo II Zona IV

Sector 1 con CBR =5.78% Zon a II

Sector 2 con CBR = 35.90% Zona IV

Sector 3 con CBR = 5.35% Zon a III

Sector 4 con geo malla biaxial.

MÓDULO DE RESILENCIA Tramo I Zona IV

Sector 1 con Mr. (Kg/cm 2) = 620 Zon a III

Sector 2 con Mr. (Kg/cm 2) = 1,134

Tramo II Zona IV

Sector 1 con Mr. (Kg/cm 2) = 607 Zon a II

Sector 2 con Mr. (Kg/cm 2) = 1,102 UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH

32

PAVIMENTOS


Zona IV

Sector 3 con Mr. (Kg/cm 2) = 562 Zon a III

Sector 4 con Mr. (Kg/cm 2) = 1,134 Luego con los parámetros de tráfico y Modulo de Resilencia en la Fig. 5.18, Diagrama de diseño para espesor pleno en concreto asfáltico, se obtiene los siguientes espesores de concreto asfáltico:

Tramo I Zona IV

Sector 1

:

e = 15 cms

:

e = 12.5 cms

:

e = 15.0 cms

:

e = 12.5 cms

:

e = 16.0 cms

:

e = 12.5 cms

Zon a III

Sector 2

Tramo II Zona IV

Sector 1 Zon a II

Sector 2 Zona IV

Sector 3 Zon a III

Sector 4

El factor de equivalencia se indica en la tabla V-2 con 0.2 para sub-base o base granular con agregado duros con algunos finos plásticos y CBR no menor de 40% y IP <6., con los cuales se obtiene los siguientes diseños:


33

PAVIMENTOS


Tramo I

Zona IV Sector 1

:

SBG ó BG = 75.0 cm

:

SBG ó BG = 62.5 cm

:

SBG ó BG = 75.0 cm

:

SBG ó BG = 62.5 cm

:

SBG ó BG = 80.0cm

:

SBG ó BG = 62.5cm

Zona II Sector 2 Tramo II

Zona IV Sector 1 Zona II Sector 2 Zona IV Sector 3 Zona III Sector 4


34

PAVIMENTOS


Resultados del Espesor para Tratamiento Bicapa Tramo

Zona

Sector

Tratamiento Bicapa (cm)

Sub-base o Espesor total base (cm) granular con CBR >40% y IP <6 (cm)

I

IV III

1 2

2.5 2.5

75.00 62.50

77.50 65.00

1 2 3 4

2.5 2.5 2.5 2.5

75.00 62.00 80.00 62.50

77.50 65.00 82.50 65.00

Mejoramiento Subrasante

II

IV II IV III


35

PAVIMENTOS


1.9 Diseño de Pavimento Usando Geo mallas

As ími sm o se ha verific ado el dis eñ o de la estruc tura del pav imen to utili zando g eo mallas biaxi ales TENSAR B X 1100 y B X 1200 a niv el de Subr asante para las zo nas o rgánic as turbo sas y saturadas, y com o reforzamiento de la estructu ra del pavimento, determinándo se ahorros en espeso r de afirmados com prendido s entre 30% y 50%. Ver Salid as Dis eñ o Tens ar Eart Tec ho lo gies Inc .

1.10 Conclusiones

Las principales conclusiones a mencionar son las siguientes: El procedimiento de diseño AASHTO-93 ha sido adoptado para el presente proyecto debido



a su compatibilidad con la practica nacional y con la clase de vía a proyectar; así mismo se ha tomado en cuenta el diseño del Instituto del Asfalto. La Subrasante estará constituida en general por los siguientes tipos de suelos:

Zona I : Rocas sedimentarias tipo caliza, aglomerado y brechas volcánicas, duras con un CBR >80%.

Zona II : Deposito coluvial con fragmentos de 1.00 – 2.00 m con gravas arcillosas y gravas limosas, rocas sueltas del tipo caliza, con CBR entre 22.50 y 50.0 %.

Zona III : Suelos orgánicos, turba, suelos finos muy saturados con infiltración de agua a 0.80-1.00 m (zona de bofedales, manantiales, cochas). El CBR del terreno natural es de 1.25 – 2.25 % y el CBR del material de cantera mayor a 40%.

Zona IV: Arcillas, limos arenosos, arenas arcillosas y arenas limosas, de baja a mediana plasticidad, en estado blando a semirrígido, con un C.B.R. comprendido entre 5.15 – 7.50%. 

Se ha tomado en cuenta el Tráfico de 150,000 EE para el tramo Cerro de Pasco – Alcacocha y de 120,000 EE para el tramo Alcacocha - Palca.



De los diseños de pavimento AASTHO Tramo Cerro de Pasco - Alcacocha se concluye con las siguientes estructuras con Tratamiento Superficial Bicapa:


36

Informe Pavi Ya

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