MÉTODO AASHTO 93 PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS El método de diseño AASHTO o!i"i#$lme#te %o#o%ido %omo AASHO &'e des$!!oll$do e# los Est$dos (#idos e# l$ dé%$d$ de los )* +$s,#dose e# '# e#s$-o $ es%$l$ !e$l !e$li.$do !e$li.$do d'!$#te / $ños e# el est$do de Illi#ois Illi#ois %o# el 0# de des$!!oll$! des$!!oll$! t$+l$s "!,0%os - &1!m'l$s 2'e !e!ese#te# l$s !el$%io#es dete!io!o4soli%it$%i1# de l$s disti#t$s se%%io#es e#s$-$d$s5 A $!ti! de l$ 6e!si1# del $ño 798) - s' %o!!eso#die#te 6e!si1# meo!$d$ de 7993 el método AASHTO %ome#.1 $ i#t!od'%i! %o#%etos me%$#i%ist$s $!$ $de%'$! $l"'#os $!,met!os $ %o#di%io#es di&e!e#tes di&e !e#tes $ l$s 2'e ime!$!o# e# el l'"$! del e#s$-o o!i"i#$l5 A di&e!e#%i$ de ot!os métodos éste método i#t!od'%e el %o#%eto de se!6i%i$+ilid$d e# el diseño de $6ime#tos %omo '#$ medid$ de s' %$$%id$d $!$ +!i#d$! '#$ s'e!0%ie lis$ - s'$6e $l 's'$!io5 Este método est$ des$!!oll$do e# l$ '+li%$%i1# de AASHTO :G'ide &o! Desi"# o& P$6eme#t St!'%t'!es;5 Do#de se i#%l'-e# diseños $!$ $6ime#tos "ido %o#siste +,si%$me#te e# '#$ los$ de %o#%!eto simle o $!m$do $o-$d$ di!e%t$me#te so+!e '#$ +$se o s'++$se5 L$ los$ de+ido $ s' !i"ide. - $lto m1d'lo de el$sti%id$d $+so!+e "!$# $!te de los es&'e!.os 2'e se ee!%e# so+!e el $6ime#to lo 2'e !od'%e '#$ +'e#$ dist!i+'%i1# de l$s %$!"$s de !'ed$ !'e d$ d$#do %omo !es'lt$do te#sio#es m'- +$$s e# l$ s'+!$s$#te5 Todo Todo lo %o#t!$!io s'%ede e# los $6ime#tos
A %o#ti#'$%i1# se ?$!, '#$ +!e6e des%!i%i1# de %$d$ '#o de los eleme#tos 2'e %o#&o!m$# el $6ime#to !>"ido $@ S'+!$s$#te S'+!$s$#te es el soo!te soo!te #$t'!$l #$t'!$l !e$ !e$!$do !$do - %om$%t$do %om$%t$do e# e# l$ %'$l se 'ede %o#st!'i! '# $6ime#to5 L$ &'#%i1# de l$ s'+!$s$#te es d$! '# $o-o !$.o#$+leme#te '#i&o!me si# %$m+ios +!'s%os e# el 6$lo! soo!te es de%i! m'%?o m,s imo!t$#te es 2'e l$ s'+!$s$#te +!i#de
'# $o-o est$+le $ 2'e te#"$ '#$ $lt$ %$$%id$d de soo!te5 Po! lo t$#to se de+e te#e! m'%?o %'id$do %o# l$ e=$#si1# de s'elos +@ S'++$se S'++$se es l$ o!%i1# o!%i1# de l$ est!'%t est!'%t'!$ '!$ del $6ime#to $6ime#to !>"ido !>"ido 2'e 2'e se e#%'e#t!$ e#t!e l$ s'+!$s$#te - l$ los$ !>"id$5 o#siste de '#$ o m,s %$$s %om$%t$s de m$te!i$l "!$#'l$! o est$+ili.$doB l$ &'#%i1# !i#%i$l de l$ s'++$se es !e6e#i! el +om+eo de los s'elos de "!$#os 0#os5 L$ s'++$se es o+li"$to!i$ %'$#do l$ %om+i#$%i1# % om+i#$%i1# de s'elos $"'$ - t!,0%o 'ede# "e#e!$! el +om+eo5 T$les T$les %o#di%io#es se !ese#t$# %o# &!e%'e#%i$ e# el diseño de $6ime#tos $!$ 6>$s !i#%i$les - de t!,#sito es$do5 L$s &'#%io#es 2'e de+e %'mli! so#C • • • • •
P!oo!%io#$! '#i&o!mid$d est$+ilid$d - soo!te '#i&o!me5 I#%!eme#t$! el m1d'lo @ de !e$%%i1# de l$ l $ s'+!$s$#te5 Mi#imi.$! los e&e%tos d$ñi#os de l$ $%%i1# de l$s ?el$d$s5 P!o6ee! d!e#$e %'$#do se$ #e%es$!io5 P!oo!%io#$! '#$ l$t$&o!m$ de t!$+$o $!$ los e2'ios de %o#st!'%%i1#
%@ Los$ L$ L$ los$ es de %o#%!e %o#%!eto to de %eme#to %eme#to o!tl$#d5 o!tl$#d5 El &$%to! &$%to! m>#imo m>#imo de %eme#to de+e dete!mi#$!se e# +$se $ e#s$-os de l$+o!$to!io - o! e=e!ie#%i$ !e6i$s de !esiste#%i$ - d'!$+ilid$d5 Se de+e!, de+e! , 's$! %o#%!eto %o# $i!e i#%o!o!$do do#de se$ #e%es$!io !oo!%io#$! !esiste#%i$ $l dete!io!o s'e!0%i$l de+ido $l ?ielo4des?ielo $ l$s s$les o $!$ meo!$! l$ t!$+$$+ilid$d de l$ me.%l$5
FATORES DE DISEÑO E# el método AASHTO el eseso! del $6ime#to de %o#%!eto se dete!mi#$ %o# +$se e# l$ e%'$%i1#C 10.39 ∗log 10 log 10 W 82=Z 1∗ S 0+ 7.35∗ log 10 ( D + 25,4 )−
19
1+
e# 'l"$d$sC
[
∆ PSI 4.5 −1.5
1.25∗10
( D+ 25,4 )8.46
](
+ 4.22−0.32 Pt )∗log 10 [
Mr∗C dx∗( 0.0
[
1.51 ∗J ∗ 0.09
Do#deC W 82 , E 18
N'me!o de ees e2'i6$le#tes de 8/ t 78 *** li+!$s o
8/ N@ $ lo l$!"o del e!iodo de diseño Z 1 , Zr S0
Des6i$%io# No!m$l Est$#d$!
E!!o! est,#d$! %om+i#$do de l$ !edi%%i1# del
t!$#sito - e# l$ 6$!i$%i1# del %omo!t$mie#to ese!$do del $6ime#to Eseso! del $6ime#to de %o#%!eto e# mm - e# 'l"@ D
∆ PSI
Di&e!e#%i$ e#t!e los I#di%es de se!6i%io i#i%i$l 0#$l e!did$ de se!6i%i$+ilid$d Pt
>#di%e de se!6i%io 0#$l
Mr , S c , S ' c
Resiste#%i$ medi$ del %o#%!eto e# M$ si@ o
oe0%ie#te de d!e#$e
J
Ec
oe0%ie#te de T!$#smisi1# de %$!"$ Mod'lo de el$sti%id$d del %o#%!eto e# MP$ si@
K
Mod'lo de !e$%%i1# MP$Jm o siJ'l"@ de l$ s'e!0%ie +$se o s'++$se o s'+!$s$#te@ e# l$ 2'e se $o-$ el $6ime#to5 P$!$ &$%ilit$! l$ 'tili.$%i1# de l$ e%'$%i1# se ?$ !e$!$do el #omo"!$m$ !e!ese#t$do e# l$s 0"'ie#tes 0"'!$sC
P$!$ '#$ meo! des%!i%i1# de l$s 6$!i$+les ést$s se ?$# %l$si0%$do de l$ si"'ie#te m$#e!$C •
V$!i$+les de diseño5 Est$ %$te"o!>$ se !e0e!e $l "!'o de %!ite!ios 2'e de+e se! %o#side!$do $!$ el !o%edimie#to de diseño5
•
•
•
!ite!io de %omo!t$mie#to5 Re!ese#t$ el "!'o de %o#di%io#es de &!o#te!$s ese%i0%$do o! el 's'$!io de#t!o del 2'e '# $lte!#$ti6$ de diseño de+e!, %omo!t$!se5 P!oied$des de los m$te!i$les $!$ el diseño est!'%t'!$l5 Est$ %$te"o!>$ %'+!e tod$s l$s !oied$des de los m$te!i$les del $6ime#to - del s'elo de &'#d$%i1# !e2'e!id$s $!$ el diseño est!'%t'!$l5 $!$%te!>sti%$s est!'%t'!$les5 Se !e0e!e $ %ie!t$s %$!$%te!>sti%$s &>si%$s de l$ est!'%t'!$ del $6ime#to 2'e tie#e# e&e%to so+!e s' %omo!t$mie#to
VARIAKLES DE DISEÑO VARIAKLES DE TIEMPO Se %o#side!$# dos 6$!i$+lesC e!>odo de $#,lisis - 6id$ til del $6ime#to5 L$ 6id$ til se !e0e!e $l tiemo t!$#s%'!!ido e#t!e l$ 'est$ e# oe!$%i1# del %$mi#o - el mome#to e# el 2'e el $6ime#to !e2'ie!$ !e?$+ilit$!se es de%i! %'$#do éste $l%$#.$ '# "!$do de se!6i%i$+ilid$d m>#imo5 El e!>odo de $#,lisis se !e0e!e $l e!>odo de tiemo $!$ el %'$l 6$ $ se! %o#d'%ido el $#,lisis es de%i! el tiemo 2'e 'ede se! %'+ie!to o! %'$l2'ie! est!$te"i$ de diseño5 P$!$ el %$so e# el 2'e #o se %o#side!e !e?$+ilit$%io#es el e!>odo de $#,lisis es i"'$l $l e!>odo de 6id$ tilB e!o si se %o#side!$ '#$ l$#i0%$%i1# o! et$$s es de%i! '#$ est!'%t'!$ de $6ime#to se"'id$ o! '#$ o m,s oe!$%io#es de !e?$+ilit$%i1# el e!>odo de $#,lisis %om!e#de 6$!ios e!>odos de 6id$ til el del $6ime#to - el de los disti#tos !e&'e!.os5 P$!$ e&e%tos de diseño se %o#side!$ el e!>odo de 6id$ tilC PERIODO DE ANALISIS
TRANSITOC E# el método AASHTO los $6ime#tos se !o-e%t$# $!$ 2'e éstos !esist$# dete!mi#$do #me!o de %$!"$s d'!$#te s' 6id$ til5 El t!,#sito est$ %om'esto o! 6e?>%'los de di&e!e#te eso - #me!o de ees 2'e !od'%e# di&e!e#tes te#sio#es - de&o!m$%io#es e# el $6ime#to lo %'$l o!i"i#$ disti#t$s &$ll$s e# éste5 P$!$ te#e! e# %'e#t$ est$ di&e!e#%i$ el t!,#sito se t!$#s&o!m$ $ '# #me!o de %$!"$s o! ee simle e2'i6$le#te de 78 is 8*
N@ 1 ESAL E2'i6$le#t Si#"le A=le Lo$d@ de t$l m$#e!$ 2'e el e&e%to d$ñi#o de %'$l2'ie! ee 'ed$ se! !e!ese#t$do o! '# #me!o de %$!"$s o! ee simle5 L$ i#&o!m$%i1# de t!,0%o !e2'e!id$ o! l$ e%'$%i1# de diseño 'tili.$do e# este método so#C %$!"$s o! ee %o#0"'!$%i1# de ees - #me!o de $li%$%io#es5 P$!$ l$ estim$%i1# de los ees simles e2'i6$le#tes ESALs@ se de+e te#e! e# %'e#t$ los si"'ie#tes %o#%etosC F$%to! e2'i6$le#te de %$!"$ LEF o! s's si"l$s e# i#"les@ L$ %o#6e!si1# se ?$%e $ t!$6és de los &$%to!es e2'i6$le#tes de %$!"$ Fe%@ 2'e es el #me!o de $li%$%io#es ESALs $o!t$d$s o! '# ee dete!mi#$do5 As> el F%e es '# 6$lo! #'mé!i%o 2'e e=!es$ l$ !el$%i1# e#t!e l$ é!did$ de se!6i%i$+ilid$d %$'s$d$ o! l$ %$!"$ de '# ee est,#d$! de 78 is - l$ %$!"$ !od'%id$ o! ot!o tio de ee5 N ° de ESALs de 80 Kn que produce un perd!d de ser"!c!#!$!dd LEF ( Fec )= N ° de e%es x &N que producen $ !s perd!d de ser"!c!#!$!dd
Po! eemlo l$ $li%$%i1# de '# ee simle de 7/ is %$'s$ '# d$ño $!o=im$d$me#te i"'$l $ *5/3 $li%$%io#es de '#$ %$!"$ o! ee simle de 78 is o! lo t$#to se #e%esit$# %'$t!o $li%$%io#es de '# ee simle de 7/ is $!$ !o6o%$! el mismo d$ño o !ed'%%i1# de l$ se!6i%i$+ilid$d@ 2'e el de '#$ $li%$%i1# de '# ee simle de 78 is5 +@ F$%to! %$mi1# TF o! s's si"l$s e# i#"les@ El &$%to! %$mi1# F@ d$ '#$ m$#e!$ de e=!es$! los #i6eles e2'i6$le#tes de d$ño e#t!e ees e!o $!$ el %,l%'lo de ESALs es %o#6e#ie#te e=!es$! el d$ño e# té!mi#os del dete!io!o !od'%ido o! '# 6e?>%'lo e# $!ti%'l$! es de%i! los d$ños !od'%idos o! %$d$ ee de '# 6e?>%'lo so# s'm$dos $!$ d$! el d$ño !od'%ido o! ese 6e?>%'lo5 As> #$%e el %o#%eto de &$%to! %$mi1# 2'e es de0#ido %omo el #me!o de ESALs o! 6e?>%'lo5 El &$%to! %$mi1# 'ede se! %om't$do $!$ %$d$ %l$si0%$%i1# "e#e!$l de %$mio#es o $!$ todos los 6e?>%'los %ome!%i$les %omo '# !omedio $!$ '#$ %o#0"'!$%i1# d$d$ de t!,#sito e!o es m,s e=$%to %o#side!$! &$%to!es %$mi1# $!$ %$d$ %l$si0%$%i1# "e#e!$l de %$mio#es El t!,#sito $ te#e! e# %'e#t$ es el 2'e 'tili.$ el %$!!il de diseño5 Se $dmite 2'e e# "e#e!$l e# %$d$ di!e%%i1# %i!%'l$ * del t!,#sito tot$l $'#2'e e# o%$sio#es 'ede 6$!i$! e#t!e el 3* - el *@ - 2'e dee#die#do del #me!o de %$!!iles e# %$d$ di!e%%i1# 'ede s'o#e!se 2'e so+!e el %$!!il de diseño %i!%'l$# los o!%e#t$es del t!,#sito e# di%?$ di!e%%i1# 2'e 0"'!$# e# l$ t$+l$
ONFIAKILIDAD es l$ !o+$+ilid$d de 2'e el $6ime#to se %omo!te s$tis&$%to!i$me#te d'!$#te s' 6id$ til o e!>odo de diseño !esistie#do l$s %o#di%io#es de t!,0%o - medio $m+ie#te de#t!o de di%?o e!>odo5 $+e !es$lt$! 2'e %'$#do ?$+l$mos del %omo!t$mie#to del $6ime#to #os !e&e!imos $ l$ %$$%id$d est!'%t'!$l - &'#%io#$l de éste es de%i! $ l$ %$$%id$d de soo!t$! l$s %$!"$s im'est$s o! el t!,#sito - $simismo de +!i#d$! se"'!id$d - %o#&o!t $l 's'$!io d'!$#te el e!>odo $!$ el %'$l &'e diseñ$do5 Po! lo t$#to l$ %o#0$+ilid$d est$ $so%i$d$ $ l$ $$!i%i1# de &$ll$s e# el $6ime#to5 NIVELES DE ONFIAKILIDAD A ADOPTAR EN F(NION DEL TIPO DE ARRETERA
TIPO DE ARRETERA A'toisst$s - %$!!ete!$s imo!t$#tes A!te!i$s !i#%i$les ole%to!$s Lo%$les
Ni6eles de %o#0$+ilid$d (!+$# I#te!'!+$# $ $ 84 8*49959 9959 8*499 49 8*49 49 *48* *48*
DESVIAION NORMAL ESTANDAR !@ El t!$#sito 2'e 'ede soo!t$! '# $6ime#to $ lo l$!"o de '# dete!mi#$do e!>odo de diseño si"'e '#$ le- de dist!i+'%i1# #o!m$l %o# '#$ des6i$%i1# t>i%$5 VALORES ! EN F(NION DE LA ONFIAKILIDAD o#0$+ilid$d R Des6i$%i1# #o!m$l est,#d$! * *5*** )* 4*5/3 * 4*5/Q 4*5)* 8* 4*58Q7 8 475*3 9* 475/8/
97 9/ 93 9Q 9 9) 9 98 99 9959 99599
4753Q* 475Q* 475Q) 475 475)Q 4757 475887 4/5*Q 4/53/ 435*9* 435*
ERROR ESTANDAR OMKINADO So !e!ese#t$ el #me!o de ees 2'e 'ede soo!t$! el $6ime#to ?$st$ 2'e s' >#di%e de se!6i%i$+ilid$d des%ie#d$ o! de+$o de '# dete!mi#$do >#di%e de se!6i%io 0#$l Pt@ L$ "'>$ AASHTO !e%omie#d$ $dot$! $!$ S* 6$lo!es %om!e#didos de#t!o de lso si"'ie#tes i#te!6$losC P$6ime#tos !i"idosC *53* *5Q* • •
*53 $!$ %o#st!'%%i1# #'e6$ *5Q* $!$ so+!e%$$s
El !od'%to
Z 1∗ S 0
es # !e$lme#te '&$%to! de se"'!id$d
$li%$do $ l$ estim$%i1# del t!$#sito $ t!$6e. de l$ e%'$%i1# L$ AASHTO !e%omie#d$ 2'e el &$%to! de se"'!id$d este e# &'#%i1# del t!$#sito ese!$do e# el %$!!il de diseño se"# l$ t$+l$C F s=10
Zr∗So
ONFIAKILIDAD FATORES DE SEG(RIDAD REOMENDADOS AASHTO 8)@ T!$#sito ese!$do e# el %$!!il de Ni6el de F$%to! F$%to! ! FS diseñomillo#es de %o#0$+ilid$d So ees e2'i6$le#tes@ R * *5*** *53* 75*** *5***4 75**4 $ 7 *4)* *53* *5/3 75/3 *5/34 75/34 7 $ 3* )*4* *53* *5/Q 7583 *5/Q4 3* $ * *4 *53Q* 757475 *5)Q
* $ *
48*
* $ 9*
8*48
*5)Q4 *58Q7 *58Q74 75*3
*53/* *53**
75)Q4 758) 7594 /5*
RITERIOS DE OMPORTAMIENTO SERVIIAKILIDAD L$ se!6i%i$+ilid$d se 's$ %omo '#$ medid$ del %omo!t$mie#to del $6ime#to l$ mism$ 2'e se !el$%io#$ %o# l$ se"'!id$d - %omodid$d 2'e 'ede +!i#d$! $l 's'$!io %omo!t$mie#to &'#%io#$l@ %'$#do éste %i!%'l$ o! l$ 6i$lid$d5 T$m+ié# se !el$%io#$ %o# l$s %$!$%te!>sti%$s &>si%$s 2'e 'ede !ese#t$! el $6ime#to %omo "!iet$s &$ll$s el$d'!$s et% 2'e od!>$# $&e%t$! l$ %$$%id$d de soo!te de l$ est!'%t'!$ %omo!t$mie#to est!'%t'!$l@5 Se mide e# '#$ es%$l$ del * $l e# do#de * %e!o@ si"#i0%$ '#$ %$li0%$%i1# $!$ $6ime#to i#t!$#sit$+le - %i#%o@ $!$ '# $6ime#to e=%ele#te5 L$ se!6i%i$+ilid$d es '#$ medid$ s'+eti6$ de l$ %$li0%$%i1# del $6ime#to si# em+$!"o l$ te#de#%i$ es ode! de0#i!l$ %o# $!,met!os medi+les
El >#di%e de se!6i%i$+ilid$d i#i%i$l Po@ es l$ %o#di%i1# 2'e tie#e '# $6ime#to i#medi$t$me#te des'és de l$ %o#st!'%%i1# del mismo $!$ s' ele%%i1# es #e%es$!io %o#side!$! los métodos de %o#st!'%%i1# -$ 2'e de esto dee#de l$ %$lid$d del $6ime#to
AASHTO est$+le%i1 $!$ $6ime#tos !>"idos '# 6$lo! i#i%i$l dese$+le de Q5 si es 2'e #o se tie#e i#&o!m$%i1# diso#i+le $!$ el diseño5 El >#di%e de se!6i%i$+ilid$d 0#$l Pt@ o%'!!e %'$#do l$ s'e!0%ie del $6ime#to -$ #o %'mle %o# l$s e=e%t$ti6$s de %omodid$d - se"'!id$d e=i"id$s o! el 's'$!io5 Dee#die#do de l$ imo!t$#%i$ de l$ 6i$lid$d 'ede# %o#side!$!se los 6$lo!es Pt i#di%$dos e# l$ t$+l$5 INDIE DE SERVIIAKILIDAD FINAL Pt Pt l$s0%$%io# 3 A'toist$s /5 ole%to!es /5/ $lles %ome!%i$les e I#d'st!i$les $lles !eside#%i$les / est$%io#$mie#tos ESTO SEGN AASHTO Se"# Me=i%o te#emosC
Al&o#so Mo#teo Fo#se%$ !e%omie#d$ '# 6$lo! Pt de /5 o s'e!io! $!$ %$!!ete!$s de m$-o! t!$#sito - '# Po de Q5 e# %$so de $6ime#tos !i"idos L$ di&e!e#%i$ e#t!e $m+os >#di%es esC UPSI Po Pt 2'e se de&i#e %omo é!did$ de se!6i%i$+ilid$d5
PROPIEDADES DE LOS MATERIALESC MOD(LO DE LA REAION DE LA S(KRASANTE @ Este &$%to! #os d$ ide$ de %',#to se $sie#t$ l$ s'+!$s$#te %'$#do se le $li%$ '# es&'e!.o de %om!esi1#5 P'esto 2'e l$ !'e+$ de %$!"$ so+!e l$%$ !e2'ie!e tiemo - es %ostos$ el 6$lo! de es estim$do "e#e!$lme#te o! %o!!el$%i1# %o# ot!os e#s$-os simles t$l %omo l$ !$.1# de soo!te %$li&o!#i$ KR@ o l$s !'e+$s de 6$lo!es R5 El !es'lt$do es 6,lido o!2'e #o se !e2'ie!e l$ dete!mi#$%i1# e=$%t$ del 6$lo! B l$s 6$!i$%io#es #o!m$les $!$ '# 6$lo! estim$do #o $&e%t$!,# $!e%i$+leme#te los !e2'e!imie#tos de eseso!es del $6ime#to5 L$s !el$%io#es de l$ 0"'!$ so# s$tis&$%to!i$s $!$ !o1sitos de diseño
M$#'$l de diseño de $6ime#tos de %o#%!eto olom+i$
PROPIEDADES DEL ONRETO MOD(LO DE ROT(RA
Es '# $!,met!o m'- imo!t$#te %omo 6$!i$+le de e#t!$d$ $!$ el diseño de $6ime#tos !>"idos -$ 2'e 6$ $ %o#t!ol$! el agrietamiento por fatiga del $6ime#to o!i"i#$do o! l$s %$!"$s !eetiti6$s de %$mio#es5 Se le %o#o%e t$m+ié# %omo !esiste#%i$ $ l$ t!$%%i1# del %o#%!eto o! $s 'tili.$#do el ensayo de carga en los tercios. ASTM 8@ E# l$ si"'ie#te t$+l$ se m'est!$ el M1d'lo de R't'!$ MR@ !e%ome#d$do E# Me=i%oC
E# olom+i$ se %o#side!$# %'$t!o #i6eles de !esiste#%i$ $ l$
El m1d'lo de !ot'!$ t$m+ié# se 'ede dete!mi#$! $ t!$6és de l$s si"'ie#tes %o!!el$%io#esC •
Estim$%i1# $ t!$6és de l$ !esiste#%i$ $ %om!esi1# del %o#%!eto S c =& ∗( ( c ) '
'
0.5
7 < & < 12
Do#de '
( c Estim$%i1# !esiste#%i$ $ %om!esi1# del %o#%!eto PSI
•
$ t!$6és de l$ !esiste#%i$ $ l$ t!$%%i1# i#di!e%t$5 '
S c =210 + 1.02 I)
Do#de C IT T!$%%i1# i#di!e%t$ medid$ e# l$s !o+et$s e# si5
Los 6$lo!es del m1d'lo de !ot'!$ 6$!>$# e#t!e /58 MP$ Q** si@ - Q58 MP$ ** si@ lle"$#do i#%l'so $ 6$lo!es de 85/ MP$ 7/** si@ e# %o#%!etos %o# $lt$ !esiste#%i$ i#i%i$l5
MOD(LO DE ELASTIIDAD E% Es '# $!,met!o 2'e i#di%$ l$ !i"ide. - l$ %$$%id$d de dist!i+'i! %$!"$s 2'e tie#e '#$ los$ de $6ime#to5 Es l$ !el$%i1# e#t!e l$ te#si1# - l$ de&o!m$%i1#5 L$s de
Ec =57000 ∗( ( c )
Do#de C Do#de E% - % & est,# d$dos e# si ' 0.5
Ec =15000 ∗( ( c )
Do#de C Do#de E% - % & est,# d$dos e# "J%m/ El %1di"o %olom+i$#o de %o#st!'%%io#es sismo!esiste#tes i#di%$C
ARATERISTIAS ESTR(T(RALES DRENAWE
El !o%eso medi$#te el %'$l el agua de i#0lt!$%i1# s'e!0%i$l o $"'$ de 0lt!$%i1# s'+te!!,#e$ es removida de los suelos y rocas por medios naturales o articiales se ll$m$ d!e#$e5 El d!e#$e es '#o de los &$%to!es m,s imo!t$#tes e# el diseño de $6ime#tos5 El $"'$ es el %$'s$#te !i#%i$l del dete!io!o de l$ est!'%t'!$ del $6ime#to o!2'e o!i"i#$ m'%?os e&e%tos de6$st$do!es e# élB sie#do el eo! l$ é!did$ de soo!te del $6ime#to5 P$!$ mi#imi.$! los e&e%tos del $"'$ so+!e los $6ime#tos se de+eC • •
•
P!e6e#i! el i#"!eso del $"'$ $l $6ime#to d!e#$e s'e!0%i$l@5 P!o6ee! de '# d!e#$e $!$ !emo6e! el $"'$ !,id$me#te d!e#$e s'+te!!,#eo@5 o#st!'i! '# $6ime#to s'0%ie#teme#te &'e!te $!$ !esisti! el e&e%to %om+i#$do de %$!"$ - $"'$5
Los m$te!i$les de d!e#$e i#%l'-e#C $"!e"$dos "eote=tiles - t'+e!>$s5 Los $"!e"$dos se 's$# %omo %$$s de d!e#$e - d!e#es &!$#%eses o %omo m$te!i$l de 0lt!o $!$ s's !ote%%io#es5 Los "eote=tiles so# 's$dos $!$ !eeml$.$! $"!e"$dos %omo 0lt!os5
Los e&e%tos del d!e#$e so+!e el %omo!t$mie#to del $6ime#to ?$# sido %o#side!$dos e# el método AASHTO 93 o! medio de '# %oe0%ie#te de d!e#$e d@5 El d!e#$e es t!$t$do %o#side!$#do el e&e%to del $"'$ so+!e l$s !oied$des de l$s %$$s del $6ime#to - s's %o#se%'e#%i$s so+!e l$
%$$%id$d est!'%t'!$l de ésteB - $dem,s el e&e%to 2'e tie#e so+!e el %oe0%ie#te de t!$#s&e!e#%i$ de %$!"$ e# $6ime#tos !>"idos5 L$ t$+l$ !oo!%io#$ los 6$lo!es !e%ome#d$dos o! l$ AASHTO $!$ el %oe0%ie#te de d!e#$e d 2'e dee#de de l$ !oied$d %o# 2'e %'e#t$# l$s %$$s 2'e %o#stit'-e# l$ est!'%t'!$ del $6ime#to $!$ li+e!$! el $"'$ li+!e e#t!e s's "!$#os e# &'#%i1# del tiemo d'!$#te el %'$l l$ est!'%t'!$ del $6ime#to est, e='est$ #o!m$lme#te e='est$ $ #i6eles de ?'med$d !1=imos $ l$ s$t'!$%i1#5
D!e#$eeeeeeeeeeeeeeeeee
TRANSFERENIA DE ARGA TIPOS DE PAVIMENTO DE ONRETO Los di6e!sos tios de $6ime#tos de %o#%!eto 'ede# se! %l$si0%$dos e# o!de# de me#o! $ m$-o! %osto i#i%i$l de l$ si"'ie#te m$#e!$ Kolet># té%#i%o N* 87 de l$ Aso%i$%i1# de P!od'%to!es de eme#tos del Pe! ASOEM@@5 •
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P$6ime#tos de %o#%!eto simle5 4 Si# $s$do!es5 4 o# $s$do!es5 P$6ime#tos de %o#%!eto !e&o!.$do %o# '#t$s P$6ime#tos de %o#%!eto %o# !e&'e!.o %o#ti#'o5
PAVIMENTOS DE ONRETO SIMPLE Est,# %o#stit'idos o! los$s de dime#sio#es !el$ti6$me#te e2'eñ$s e# "e#e!$l me#o!es de ) m de l$!"o - 35 m de $#%?o5 Los eseso!es 6$!>$# de $%'e!do $l 'so !e6isto5 Po! eemlo $!$ %$lles de '!+$#i.$%io#es
!eside#%i$les éstos 6$!>$# e#t!e 7* - 7 %m e# l$s de#omi#$d$s %ole%to!$s e#t!e 7 - 7 %m5 E# %$!!ete!$s se o+tie#e# eseso!es de 7) %m5 E# $e!oist$s - $'toist$s /* %m o m,s5 SIN PASADORES Este tio de $6ime#to es $li%$+le e# %$so de t!,0%o li"e!o - %lim$ teml$do - "e#e!$lme#te se $o-$# di!e%t$me#te so+!e l$ s'+!$s$#te5
ON PASADORES Los $s$do!es doXels@ so# e2'eñ$s +$!!$s de $%e!o liso 2'e se %olo%$# e# l$ se%%i1# t!$#s6e!s$l del $6ime#to e# l$s '#t$s de %o#t!$%%i1#5 S' &'#%i1# est!'%t'!$l es t!$#smiti! l$s %$!"$s de '#$ los$ $ l$ los$ %o#ti"'$ meo!$#do $s> l$s %o#di%io#es de de&o!m$%i1# e# l$s '#t$s5 De est$ m$#e!$ se e6it$# los dislo%$mie#tos 6e!ti%$les di&e!e#%i$les es%$lo#$mie#tos@5 Se"# l$ Aso%i$%i1# de eme#to Po!tl$#d PA o! s's si"l$s e# i#"les@ este tio de $6ime#to es !e%ome#d$+le $!$ t!,0%o di$!io 2'e e=%ed$ los ** ESALs ees simles e2'i6$le#tes@ %o# eseso!es de 7 %m o m,s5
PAVIMENTOS DE ONRETO REFORADO ON W(NTAS Los $6ime#tos !e&o!.$dos %o# '#t$s %o#tie#e# $dem,s del !e&'e!.o $s$do!es $!$ l$ t!$#s&e!e#%i$ de %$!"$ e# l$s '#t$s de %o#t!$%%i1#5 Este !e&'e!.o 'ede se! e# &o!m$ de m$ll$s de +$!!$s de $%e!o o $%e!o ele%t!osold$do
PAVIMENTOS DE ONRETO ON REF(ERO ONTIN(O A di&e!e#%i$ de los $6ime#tos de %o#%!eto !e&o!.$do %o# '#t$s éstos se %o#st!'-e# si# '#t$s de %o#t!$%%i1# de+ido $ 2'e el !e&'e!.o $s'me tod$s l$s de&o!m$%io#es ese%>0%$me#te l$s de teme!$t'!$5 El !e&'e!.o !i#%i$l es el $%e!o lo#"it'di#$l el %'$l se %olo%$ $ lo l$!"o de tod$ l$ lo#"it'd del $6ime#to5 El !e&'e!.o t!$#s6e!s$l 'ede #o se! !e2'e!ido $!$ este tio de $6ime#tos5
W(NTAS L$ &'#%i1# de l$s '#t$s %o#siste e# m$#te#e! l$s te#sio#es de l$ los$ !o6o%$d$s o! l$ %o#t!$%%i1# - e=$#si1# del $6ime#to de#t!o de los 6$lo!es $dmisi+les del %o#%!etoB o disi$! te#sio#es de+id$s $ $"!iet$mie#tos i#d'%idos de+$o de l$s mism$s los$s5 L$s &'#%io#es de l$s '#t$s so# C •
• •
•
M$#te#e! l$s te#sio#es 2'e se des$!!oll$# e# l$ est!'%t'!$ de '# $6ime#to de#t!o de los 6$lo!es $dmisi+les del %o#%!eto o disi$! te#sio#es de+id$s $ $"!iet$mie#tos i#d'%idos de+$o de l$s mism$s '#t$s5 o#t!ol$ el $"!iet$mie#to t!$#s6e!s$l - lo#"it'di#$l5 Di6ide $l $6ime#to e# se%%io#es $de%'$d$s o! e&e%to de l$s %$!"$s de t!,#sito5 Pe!mite l$ t!$#s&e!e#%i$ de %$!"$s e#t!e los$s
L$s '#t$s se 'ede# %l$si0%$! se"# el si"'ie#te %'$d!o5
L$s '#t$s lo#"it'di#$les se 'tili.$# $!$ te#de! &!$#$s #'e6$s de l$ los$ so+!e te#didos -$ e=iste#tes mie#t!$s 2'e l$s '#t$s t!$#s6e!s$les se 'tili.$# $!$ %o#t!ol$! el $"!iet$mie#to t!$#6e!s$l 5 W(NTAS DE ONTRAIYN S' o+eti6o es i#d'%i! e# &o!m$ o!de#$d$ l$ '+i%$%i1# del $"!iet$mie#to del $6ime#to %$'s$d$ o! l$ %o#t!$%%i1# !et!$%%i1#@ o! se%$do -Jo o! teme!$t'!$ del %o#%!eto5 Se emle$ $!$ !ed'%i! l$ te#si1# %$'s$d$ o! l$ %'!6$t'!$ - el $l$+eo de los$s Los $s$do!es se 'ede# 's$! e# l$s '#t$s de %o#t!$%%i1# $!$ l$ t!$#s&e!e#%i$ de %$!"$s +$o %ie!t$s %o#di%io#es5 Si# em+$!"o se ese!$ 2'e l$ t!$#s&e!e#%i$ de %$!"$s se lo"!e medi$#te l$ t!$+$.1# e#t!e los $"!e"$dos5
W(NTAS DE ONSTR(IYN L$s '#t$s de %o#st!'%%i1# se$!$# %o#st!'%%io#es %o#ti"'$s %olo%$d$s e# di&e!e#tes mome#tos t$les %omo l$ %olo%$%i1# $l 0#$l del d>$ o e#t!e &$$s de $6ime#t$%i1#5 L$ t!$#s&e!e#%i$ de %$!"$s se lo"!$ medi$#te el emleo de $s$do!es5 P'ede# se! t!$#s6e!s$les o lo#"it'di#$les5 E# l$ 0"'!$ se o+se!6$# los di&e!e#tes tios de '#t$s de %o#st!'%%i1#5
W(NTAS DE EZPANSIYN O AISLAIYN Se 's$# $!$ $isl$! $6ime#tos 2'e se i#te!%et$# %o# l$ 0#$lid$d de dismi#'i! los es&'e!.os de %om!esi1# e# éstos %'$#do se e=$#de# o! el $'me#to de teme!$t'!$5 T$m+ié# se 'tili.$# $!$ $isl$! est!'%t'!$s e=iste#tes5 E# l$ 0"'!$ 758 se m'est!$# los di&e!e#tes tios de '#t$s de e=$#si1#5
SELLOS L$ &'#%i1# !i#%i$l de '# sell$do! de '#t$s es mi#imi.$! l$ i#0lt!$%i1# de $"'$ $ l$ est!'%t'!$ del $6ime#to - e6it$! l$ i#t!'si1# de m$te!i$les i#%om!esi+les de#t!o de l$s '#t$s 2'e 'ede# %$'s$! l$ !ot'!$ de ést$s des%$s%$!$mie#tos@5 Todo m$te!i$l de sellos de '#t$s de $6ime#tos de %o#%!eto de+e# %'mli! %o# l$s si"'ie#tes %$!$%te!>sti%$sC
• • • • • • •
Ime!me$+ilid$d De&o!m$+ilid$d Resilie#%i$ Ad?e!e#%i$ Resiste#%i$ Est$+le D'!$+le
L$s %$!"$s de t!,#sito de+e# se! t!$#smitid$s de '#$ m$#e!$ e0%ie#te de '#$ los$ $ l$ si"'ie#te $!$ mi#imi.$! l$s desti%o de es&'e!.os5 omo se 'ede $!e%i$! e# est$ t$+l$ el 6$lo! de W se i#%!eme#t$ $ medid$ 2'e $'me#t$# l$s %$!"$s de t!,0%o esto se de+e $ 2'e l$ t!$#s&e!e#%i$ de %$!"$ dismi#'-e %o# l$s !eeti%io#es de %$!"$
El 'so de +e!m$s de %o#%!eto '#id$s o los$s e#s$#%?$d$s !ed'%e# l$s te#sio#es - de&o!m$%io#es e# '#$ los$5 Es o! eso 2'e se 's$# 6$lo!es me#o!es de W5 PÉRDIDA DE SOPORTE
Este &$%to! LS loss o& s'o!t é!did$ de soo!te@ es i#%l'ido e# el diseño de $6ime#tos !>"idos $!$ tom$! e# %'e#t$ l$ é!did$ ote#%i$l de soo!te !o6e#ie#te de l$ e!osi1# de l$ s'++$se -Jo mo6imie#tos di&e!e#%i$les 6e!ti%$les del s'elo5 De+e!, t$m+ié# %o#side!$!se este &$%to! e# té!mi#os de los mo6imie#tos 6e!ti%$les del s'elo 2'e 'ede# !es'lt$! de 6$%>os +$o el $6ime#to5 A# %'$#do se 'tili%e '#$ s'++$se #o e!osio#$+le 'ede# des$!!oll$!se 6$%>os !ed'%ie#do l$ 6id$ del $6ime#to5 L$ t$+l$ 75 !oo!%io#$ $l"'#os !$#"os s'"e!idos o! l$s AASHTO $!$ l$ é!did$ de soo!te dee#die#do del tio de m$te!i$l ese%>0%$me#te s' !i"ide. o m1d'lo el,sti%o@5
[',#do es #e%es$!io '#$ s'++$se\ E=iste !ies"o de e!osi1# o! +om+eo %'$#do se !ese#t$# e# &o!m$ sim'lt,#e$ l$s si"'ie#tes %o#di%io#esC Reeti%io#es !eite!$d$s de %$!"$s es$d$s %$mio#es@ %$$%es de "e#e!$! de
EWEMPLO
EWEMPLO (SANDO EL MÉTODO AASTHO El des$!!ollo del !o+lem$ se !e$li.$!, $ $!ti! de los si"'ie#tes d$tosC • •
Mod'lo de !e$%%io# del s'elo @ 7*"J%m3 P$!$ ode! e#t!$! $l #omo"!$m$ se te#d!, 2'e %o#6e!ti! $ PI li+!$J 'l"$d$ 3@ 10 &*
c
3
(
∗
2.2046 $# 1 &*
)( ∗
3
1 c
−2
6.1024∗10
pu$*
3
)
=360.65
$# =360.65 PCI 3 pu$*
•
2 ' Resiste#%i$ $ l$ %om!esi1# del %o#%!eto C ( c =300 &* / c
•
M1d'lo de el$sti%id$d del %o#%!eto E%C ' 0.5
Ec =15000∗( c Ec =15000∗210
0.5
&* / c
&* / c
3
3
•
Mod'lo de !'t'!$ o S^%
•
oe0%ie#te de t!$#smisi1# de %$!"$ W /5
•
oe0%ie#te de d!e#$e d 7
•
So *53*
•
I#di%e de se!6i%i$+ilid$d i#i%i$l Po Q5
•
I#di%e de se!6i%i$+ilid$d i#i%i$l Pt /5
•
PSI /
•
ESAL 3 7 */537
(ADROSSSS
ONL(SIONESC Sse"'# l$ No!m$ E *7* DISEÑO ESTR(T(RAL DE PAVIMENTOS (RKANOS Q57 MÉTODO DE DISEÑO Se od!, 'tili.$! %'$l2'ie! método de diseño est!'%t'!$l s'ste#t$do e# teo!>$s - e=e!ie#%i$s $ l$!"o l$.o t$les %omo l$s metodolo">$s del I#stit'to del As&$lto de l$ AASHTO493 - de l$ PA %om#me#te emle$d$s e# el Pe! siem!e 2'e se 'tili%e l$ ltim$ 6e!si1# 6i"e#te e# s' $>s de o!i"e# - 2'e $l %!ite!io del PR se$ $li%$+le $ l$ !e$lid$d #$%io#$l5 El 'so de %'$l2'ie! ot!$ metodolo">$ de diseño o+li"$ $ i#%l'i!l$ %omo $#e=o $ l$ Memo!i$ Des%!iti6$5
