Source: https://es.scribd.com/doc/56000902/Clase-1-de-Disenos-de-Pavimentos
Timestamp: 2016-04-29 20:09:34+00:00

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Considerando el complejo comportamiento de los pavimentos, existe la necesidad de adoptar métodos de diseño que consideren los diversos factores que afectan su desempeño durante la vida útil. Esta no es una tarea fácil, porque involucra el análisis no solamente de los aspectos estructurales del pavimentos, sino también de factores económicos, nivel de servicios de cada vía y el grado de seguridad que le brinda al usuario.
propio de las agencias que los han desarrollado  Es corriente obtener diferentes espesores al aplicar distintos métodos de diseño.mayoría de los métodos de diseño de pavimentos tienen un alto grado de empirismo. empleando los mismos datos de entrada
así como a los niveles de confiabilidad que consideran los diferentes métodos  Los procesos de diseño de pavimentos se pueden dividir en dos grupos:
 Gran  ³Empíricos  ³Empírico
.parte de estas diferencias se debe a la falta de una descripción precisa y cuantitativa de lo que constituye la falla de un pavimento de calle o carretera.mecanísticos
PROCESOS EMPÍRICOS DE DISEÑO Se basan en los resultados de experimentos o en la experiencia Requieren un elevado número de observaciones para establecer relaciones aceptables entre las variables y los resultados de las pruebas No es necesario establecer una base científica firme de las relaciones. en la medida en que se reconocen sus limitaciones
el AASHTO 86.
.93. etc.En muchos casos resulta más conveniente confiar en la experiencia que tratar de cuantificar la causa exacta y el efecto de ciertos fenómenos Ejemplos de métodos de diseño de concepción empírica son el de California (Hveem y Carmany).
relaciona una deflexión calculada matemáticamente. con la vida real del pavimento)
. deformaciones y deflexiones. tales como esfuerzos.Incorporan elementos de ambos Planteamientos La componente mecánica determina las reacciones del pavimento. mediante el uso de modelos matemáticos La porción empírica relaciona estas reacciones con el comportamiento de la estructura del pavimento (por ejemplo.
Aunque existen técnicas mecanísticas complejas de cálculo. el de Shell y el AASHTO 2002
. los modelos elásticos lineales sujetos a carga estática son los más empleados en la solución de problemas rutinarios de ingeniería de pavimentos Ejemplos de métodos de diseño de pavimentos que usan estos procesos son el del Instituto del Asfalto.
 Estudio del Tráfico  Selección de los Materiales  Sectorización del tramo de Diseño  Diseño de los espesores de cada capa  Analisis del ciclo de Vida (incluido mantenimiento y tiempo de ejecución)  Determinación del tipo de pavimento y de los espesores finales
.Estudio del Suelo y la SUB RASANTE  Definición del Tipo de Superficie de Rodadura y los componentes estructurales.
. comoda y confortable sin demoras excesivas Proporcionar a los vehiculos acceso a la vía bajo cualquier condición del clima Distribuir la carga del tráfico para que esta no dañe la subrasante. Cumplir requerimientos media ambientales y esteticos Limitar el ruido y la contaminación del aire.    
Proporcionar a los usuarios circulación segura.
el efecto ambiental y los cambios en las condiciones de carga del trafico. son diseñadas considerando que fallaran en forma progresiva y no súbitamente.
Diferencias con otros problemas de diseño de Ingeniería Civil Las estructuras del Pavimento.
Por lo tanto al diseñar debemos ser capaces de pronosticar el deterioro estructural y funcional del pavimento durante su periodo de vida útil.
. En el caso de Pavimentos el comportamiento el comportamiento varía a lo largo del tiempo como consecuencia de la modificación en las propiedades de los materiales.
Aunque en apariencia las estructuras de Pavimentos son simples. Por este motivo una gran cantidad de simplificaciones deben de ser hechas a fin de analizar la respuesta y comportamiento de un pavimento. en realidad son complicadas debido a la gran cantidad de variables que influyen sobre el comportamiento del mismo. el comportamiento en términos de las condiciones estructurales y funcionales son obtenidas mediante relaciones empíricas con la respuesta del pavimento y el grado de deterioro
. La respuesta estará dada en términos de esfuerzos y deformaciones en cada capa del pavimento.
la densidad y composición del trafico y las condiciones de la vía para la cantidad de vehículos circulantes y su mantenimiento Asimismo se debe conocer las características Geográficas² Geográficas²Físicas de la zona de proyecto y las características Geológicas. el Diseño de Pavimento. Asimismo requiere conocimiento de la Red Vial. Hidrológicas y Topográficas del Terreno.En conclusión. Vial.
. Base. Sub base. es el proceso por el cual sus componentes estructurales (Carpeta. requeridas. Subrasante) son determinados tomando en consideración las características del suelo y naturaleza de la sub rasante. las consideraciones ambientales. la calidad de materiales y especificaciones o normas de construcción requeridas.
Diseño de Carreteras pavimentadas de bajo Trafico .
Normas del Ministerio de Transportes y Comunicaciones ( MTC ) .EG Especificaciones Generales .Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura .Normas ASTM y AASTHO
.Diseño de Carreteras No pavimentadas de bajo Trafico .Manual DG Normas de diseño geométrico .EM Ensayos de Materiales .Normas de diseño de Pavimentos Urbanos (aceras y Pavimentos) .
Instituto del Asfalto. PCA. En el diseño de Pavimentos Flexibles necesitamos establecer y distinguir las principales características que determinaran nuestro diseño de espesor total del Pavimento y de la carpeta o superficie de rodadura a colocar. etc.Al diseñar la estructura de un pavimento. se establecen los espesores y rigideces de los materiales para mantener la vía funcionando. dependiendo de la entidad y el diseñador se usan los métodos como AASTHO 93.
. con bajo nivel de deterioro y confort. En el Perú no existe norma obligatoria para el diseño de Pavimentos.
.Suelos 2.Medio Ambiente 4...Materiales 5..Tráfico 3.1.
Influye en la definición del trazo y la dimensiones de la estructura así como de su futuro mantenimiento.El suelo es el soporte de la estructura del Pavimento y representa uno de los problemas mas complejos a entender en el diseño. Se requiere conocer las propiedades de los suelos que servirán como suelo de fundación y subrasante pudiendo ser naturales o transportados como en el caso de los rellenos
2  1. 1.4
Exploración Caracterización Propiedades Capacidad de Soporte
.3  1.1  1.
Selecciónar los Tramos de diseño en base a las
. la estructura vial y la estabilidad de taludes. físicas y químicas del suelo.Estudiar las propiedades mecánicas. para el soporte del pavimento. Estudiar la factibilidad técnica del alineamiento horizontal y vertical Establecer el nivel freático del terreno Clasificar los tipos de materiales para corte Localizar y caracterizar los materiales de las canteras.
50m ¾ Efectuar las excavaciones o perforaciones dentro de la franja de influencia del tramo. en carreteras a una profundidad mínima de 1.) ¾ Elaborar el perfil estratigráfico de las excavaciones. ¾ Efectuar ensayos de campo. penetración dinámica (Cono de Penetraci{on ligera PDC). toma de muestras alteradas e inalteradas. Sectorizar el tramo en base a la resistencia del suelo y el perfil estratigráfico
. PROCEDIMIENTO
¾ Determinar la ubicación de las excavaciones o exploraciones en base a la información preliminar. (Calicatas. ¾ Realizar Calicatas espaciadas de acuerdo al tipo de proyecto y condiciones del suelo de fundación. que por lo general está comprendida entre 10 a 25 m. Densidad de campo. la visita de campo y el trazo del eje de la carretera. Triaxial. Posteadora. del eje de la carretera. examinando registros de perforaciones y seleccionando muestras oara CBR. etc. etc. ¾ Realizar ensayos de laboratorio. en zonas urbanas y de 150 a 450 m. ( 50 mts.
arena. limos y arcillas (SUCS.Se realizan los ensayos y trabajos de campo. AASTHO)  Observación Directa propiedades en campo * Textura * Forma de los granos * Granulometría * Plasticidad
. teniendo como base primero la información geológica o visual existente  Visualmente se clasifica a los suelos en grupos básicos tales como: grava (Roca).
determina las propiedades relativas de distintos tamaños de granos.x 100 Ws Análisis granulométrico (ASTM D-422 ² 69 y ASTM 2217 ² 85).Se determinan la propiedades del suelo mediante ensayos de laboratorio
Contenido de Humedad ( contenido de agua en el suelo = Peso del agua de la muestra entre el peso del solido (secado en horno. antiguo procedimiento usado para clasificación de suelos. distruidas entre rangos de tamaño( distribución granulometrica) mediante tamices para tamaños de particulas retenidas en la malla N° 200 o un proceso de sedimentación (Hidrometro) para tamaños de particulas menores que la malla N° 200). expresado como %) Ww W= ------.
El perfil Estratigráfico es elaborado con los datos que se obtiene de los análisis granulométricos.
2.8 .Suelos altamente orgánicos Menores a 2.7 .00 Constantes Físicas (ASTM D .60 .
Gravedad Especifica de los sólidos Es la relación del peso de un determinado volumen de material con el peso de un volumen igual de agua a 20 ° C.65 ² 2.8 .67 .Arcilla Inorgánica 2. Se representan estas constantes mediante los Limites de consistencia
.2. Un suelo plastico es aquel que puede deformarse mas allá del punto punto de recuperación sin romperse ni cambiar de volumen.4318 ² 95A) Las arcillas y algunos suelos finos muestran plasticidad si la cantidad apropiada de agua esta presente en el suelo. normalmente es aplicada para fracciones de suelo que pasan la malla N° 4 .6 ² 2. indicándonos que tan pesado o liviano es con respecto al agua.Suelos inorgánicos 2.Arena compuesta de cuarzo 2. Pudiendo ser remoldeados.
¾ Limite Liquido LL
Maximo contenido de agua que puede contener un material manteniendo su plasticidad ¾ Limite Plastico LP Menor contenido de agua que un material puede tener para comportamiento plastico ¾ Indice de Plasticidad IP Diferencia numerica entre limite Liquido y el Limite Plastico
Ensayo de Relación Esfuerzo densidad proctor modificado ( ASTM D 1557-91
(Ensayo de compactación)
es el proceso de incrementar la cantidad de sólidos por unidad de volumen de suelos con técnicas mecánicas. usualmente el suelo puede ser compactado si es añadida una cierta cantidad de agua. Aumentando la densidad y mejorando las propiedades del suelo tales como resistencia.
. caso contrario si hay exceso de agua el efecto será contrario y las particulas del suelo se separarán. que le permita una mayor cohesión. La cantidad de compactación es cuantificada en términos de densidad del suelo( Peso Unitario Seco). permeabilidad y compresibilidad.La compactación es uno de los procedimientos básicos de la construcción que comprende la Sub rasante. Sub Base y Base del pavimento.
Es un indicador del Valor de resistencia del suelo a las cargas que sea expuesto. determina los materiales a usarse a partir de especimenes Compactados en laboratorio mediante 02 pasos: .Preparar los especimenes para los ensayos . de la subbase y Base para usarlo en el diseño de pavimentos.Realizar ensayos de penetración en las muestras
Ensayo de California Bearing Ratio(CBR) ASTM D-1883
. control. permitiendonos obtener un indicador (CBR ) de la resistencia del suelo. Ingenieros para usarlo en el diseño de pavimentos en lugares donde el congelamiento no es un factor de control. adoptado por el cuerpo de 1929. de la subrasante.Fue desarrollado por la división de Carreteras de California en 1929.
expresa en porcentaje (%).10 pulgadas dentro de la masa de roca triturada( piedra caliza) Su valor puede ser considerado como la fuerza del suelo respecto a la de la piedra triturada.10 pulgadas con un esfuerzo estándar de penetración de 1.000 lbs por pulgada cuadrada(psi). cuadrada(psi).Esencialmente mide la resistencia de cortante sencialmente del suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas para compactaciones variables. Este esfuerzo es aproximadamente lo que se requiere para logra que el mismo piston penetre 0. variables Este índice de resistencia al corte. la carga necesaria para introducir un pistón estándar en un material determinado 0.
sin embargo si la carga es reducida respecto a la resistencia del material. pretendiendo determinar mejor el comportamiento del suelo ante las solicitaciones de carga durante la vida util del pavimento.  La guia AASTHO propone la siguiente ecuación: Mr = 1500 x CBR
. la deformación acumulada será reducida y el material considerado elastico. El módulo elastico que es calculado en base a la deformación recuperable bajo cargas repetitivas(100-200) es el valor de Módulo Resilente (Mr)  En forma practica se obtiene utilizando ecuaciones de correlacion con el valor de CBR para efectos del valor del suelo en los diseños. conociendo que cada material no es elastico si presenta deformación plastica acumulada con cada aplicación de carga.Actualmente se viene remplazando al CBR por el Módulo Resilente (MR) especificado en la Norma AASHTO T-274  Es un nuevo criterio de diseño que tambien caracteriza la capacidad de soporte del suelo.
 La determinación del trafico de diseño. Tasa de Crecimiento y Espectro de carga. si bien el volumen y dimensiones de los vehículos influyen en su diseño geométrico. Periodo de diseño. Transito año inicial . Presíón de los neumaticos. requiere datos de Cargas Maximas y su configuración.
.El TRAFICO es una de las variables mas importantes en el diseño de PAVIMENTOS. el número y peso de los ejes de estos son factores determinantes en el diseño de la estructura del pavimento.
remolques. Vehículos livianos: Son aquellos de menos de 5 toneladas de capacidad tales como automóviles. Puede ser horario. etc. semanal.N° de vehículos que pasan por un determinado punto o lugar del carril de la carretera en determinado periodo . buses.
. combis. etc.etc Eje Sencillo: Eje en cuyos extremos lleva una o dos ruedas sencillas.
Volumen de Trafico. Eje Tàndem: Constituido por dos ejes sencillos con ruedas doble en los extremos. Eje tridem: Constituido por tres ejes sencillos con ruedas doble en los extremos. diario. camiones. Vehiculos comerciales: Son aquellos de más de 5 toneladas de capacidad tales como camiones.
denominándose TPDA TPDM.. respectivamente.. dividido por el numero de días del periodo. mensual. el TPD puede ser anual. TPDS. Según el periodo utilizado para medir el volumen de transito. Se denota como TPD.
Transito promedio diario: Es el volumen de transito durante un periodo de tiempo.
Estación de control o Conteo.Transito que utiliza la vía en en condiciones presentes y crece en funcion a Tasas de crecimiento. Transito normal. semanal. se obtiene por conteo y clasificación vehicular
..Punto de medición del volumen de vehículos Tramo Homogéneo.Sección de carretera con características geométricas o volumen de transito similar.
.Tránsito inexistente antes del proyecto debido a la generación de nuevas actividades y se produce un aumento de viajes..Tránsito que cambia su origen ² destino como resultado del nuevo proyecto.
.(Atraido) Transito que utiliza otras vías y como consecuencia del nuevo proyecto se desvían pero mantienen el origen-destino  Tránsito Transferido.Transito Desviado. en este caso el proyecto habilita nuevas áreas de desarrollo y atrae viajes de otros origen ² destino  Transito Generado..
Transito Inducido : Suma del Transito Desviado y el Generado Nivel de Servicio : Es una media de la calidad del flujo de transito por la vía. Se cuantifica con una serie de factores tales como la velocidad. la seguridad y los costos de operación. Capacidad: La capacidad de una via o de un carril es el numero máximo de vehículos que pueden circular por una u otra durante un periodo de tiempo determinado sin que se presenten demoras ni restricciones en la libertad de movimientos de los vehículos
. Volumen de servicios: Es el volumen de transito que le corresponde a cada nivel se servicio. el tiempo de recorrido. la libertad de manejo. las interrupciones del transito.
3 Proyección Una de las características primordiales que afectaran nuestro camino.1 Composición 2. en lo siguiente estudiaremos las cargas vivas.H. a continuación aprenderemos la forma en que se efectúan estas cargas.
. son las cargas que efectuaran presión sobre ella.2.T. Las cargas de proyecto consideradas para el calculo de las estructuras son: cargas muertas.A. cargas vivas.S.) las cargas se designan como H y HS.O.
De acuerdo con las especificaciones de la American Association State Highway and Transportation Officials (A. impacto.2 Estadística 2. etc. presión de viento. Cargas de proyecto. ya que son de mayor preponderancia en nuestro diseño.
de dos ejes con un semi remolque de un solo eje.
. respectivamente El 80% del peso bruto del camión o del camión tractor cae en sus respectivos ejes posteriores. Al eje del semi remolque se le supone siempre una carga igual a la del eje posterior del camión tractor.Un camión de dos ejes es una carga H.) del camión especificado como carga. A continuación de la letra se coloca un numero (10. Los números que se colocan a continuación de la H y de la S representan el peso bruto.15. Las cargas HS corresponden a un camión tractor.20) que indica el peso bruto en toneladas del sistema ingles (2000 lb. en toneladas del sistema ingles. del tractor y del semiremolque.
o sean 32.000 lb..
..000 lb. es un camión de 40.000 lb. De las cuales el 80%.000 lb. para el eje trasero.000 lb.000 lb. o sean 8.000 lb. Para el eje del semiremolque y de 8. 32. En este caso la distribución por eje es de 32. corresponden al eje delantero. corresponden al eje trasero y 20%. para el eje delantero del tractor.
De acuerdo con lo anterior tenemos que un camión H 20.000 lb. De igual manera una carga H 20 S 16 representa un camión tractor de 40. con un semiremolque de 32.
. que toma como patron un eje sencillo de 8. lo que origina una amplia gama de esfuerzos y deformaciones aplicadas aplicados a un punto de la estructura  Se estima como fuente confiable el ´AASTHO ROAD TESTµ adoptada por el MT.
el Perú la Norma establece: peso bruto máximo total por vehículo < 48. valor similar a 20.2 TM.000 lbs.Al circular por un pavimento los vehiculos tienen un amplio espectro de ejes de carga con diferentes espacios entre llantas y sus presiones de inflado.
000 Doble (Tandem) 08 18.
.TIPO DE EJE Y PESO MAXIMO Ejes Neumáticos Kilogramos simple | 02 6. los cuadros siguientes muestran la información requerida para el diseño.000 Tandem) 10 23.000 Doble (no 08 16.000 simple 04 11.000 Triple (Tridem) Los tipos de Vehiculos y sus características están definidos en el Reglamento de Tránsito.000 Doble (Tandem) 06 15.000 Triple (Tridem) 12 25.
la acera. el estacionamiento. Artículo 1°. la berma.
Artículo 1°. el separador central. la cuneta. la berma. el jardín y el equipamiento de servicios necesarios para su utilización.La vía comprende la calzada. el jardín y el equipamiento de servicios necesarios para su utilización. Artículo 3°.La clasificación y nomenclatura de las vías se encuentran establecidas en el
. Artículo 2°. de servicio o de ornato complementarios. según su competencia. Las vías públicas se utilizan de conformidad con el presente Reglamento y las normas que rigen sobre la materia. la acera.. el estacionamiento el separador central.Los elementos integrantes de la vía pública. sean funcionales.La vía comprende la calzada. la cuneta. son habilitados o autorizados por las respectivas Autoridades.
Artículo 10°. Los propietarios de inmuebles colindantes deberán obtener autorización por escrito de la referida autoridad antes de la construcción de un acceso a la vía pública. Artículo 8°. mejoramiento. la Autoridad competente.Solamente la Autoridad competente ordena el cierre temporal de vías o la colocación o el retiro de dispositivos de control del tránsito. modificación. debiendo colocarse antes del inicio de las obras los dispositivos de prevención correspondientes. se debe contar con autorización previa de la Autoridad competente.
. personas y animales sin riesgo alguno. conservación o instalación de servicios. sin perjuicio de las sanciones que correspondan. La señalización requerida. los desvíos y las reparaciones no efectuadas en los plazos fijados por los responsables de la ejecución de las obras. se debe asegurar el ingreso a lugares sólo accesibles por la zona en obra. Igualmente.Durante la ejecución de obras en la vía pública.Para la apertura. con cargo a aquellos.
.La Autoridad competente responsable de la vía debe establecer un sistema de control de accesos.
                           
Artículo 6. Artículo 9°. Artículo 7°. debe preverse un paso alterno que permita el tránsito de vehículos. La solicitud de autorización será rechazada si dicho acceso pudiera resultar inseguro. serán llevados a cabo por el organismo con competencia sobre la vía pública o la empresa que éste designe. garantiza y controla la libre circulación. ejerce la autorización. La Policía Nacional del Perú a través de sus órganos competentes.Para la realización de obras en la vía pública destinadas a su reconstrucción. interrupción u ocupación de la vía pública con motivo de la ejecución de obras u otros fines. clausura. coordinación y supervisión.
El Tráfico Transferido. Esta
basado en el conteo de tráfico  El tráfico que recibirá la carretera puede ser: Trafico Normal existente Tráfico Desviado .El Trafico Generado
 La metodología para encontrar la tasa de crecimiento para el tráfico está basada en:  Crecimiento poblacional  Crecimiento Bruto Interno  Producto Bruto Interno Per-Capital por habitante
. en la población y uso de la tierra.Un pavimento debe soportar el transito y el que pase durante su vida de servicio. sus cargas están en función a cambios en la economía .
por el cual circulan el mayor volumen de vehiculos pesados. denominado carril de diseño. utilizándose para su detrerminación los siguientes valores:
NUMERO DE CARRILES 2 4 6 ó más % de Vehiculos PESADOS en el carril de diseño 50 45(35-48)* 40(25-48)*
El transito así obtenido se deberá proyectar al futuro una vez establecido el periodo de diseño y determinada la tasa anual de crecimiento del transito
Para el dimensionamiento del Pavimento interesa el transito que pasa por un carril.
equivalente a uma tandem de 14.5 Tm. y P carga cuya 0 1 equivalencia con la estandar se quiere calcular.2 tM.2 tm.
.Para el calculo del tráfico futuro se emplea la siguiente fórmula: Tn= To(1+r)n Donde: Tn = Transito proyectado al año ´nµ en vehiculos/día
To = r =
Transito actual en Vehic. Se há determinado factores de equivalencia de cargas que se han obtenido a partir del AASTHO ROAD TEST./día Tasa anual de crecimiento del tránsito
N° de años del periodo de diseño
 Cargas Equivalentes para el diseño de Pavimentos Para evaluar los efectos em el pavimento de las cargas diferentes a la estandar de 8. expresado como : (P1/Po)4 Donde P es la carga estandar de 8.
2 en promedio. para efectuar el diseño se debe tomar el valor de una vía similar o calcularlo mediante un calculo empirico . correspondiente al paso de un vehiculo comercial(Bus o camión).  Es dificultoso determinarlo. C4 = 3. C3 = 2. C3 ² S2 a 4.67.N° de aplicaciones de ejes sencillos con carga equivalente de 8.67.0 y Bus P-600 .4.
.2 TM. Bus P900 a 0. variando sus valores según el tipo de vehiculo C-2 = 1.4. C3 ² S3 a 5.
 Prospecciones que aseguren los volúmenes requeridos. Identificación de la Cantera  Reconocimiento en planos topográficos con el propósito de orientar la búsqueda.  Ensayos de Calidad de Materiales.
.La búsqueda de materiales es una labor fundamental dentro del diseño de pavimentos por lo tanto demanda mucha rigurosidad.
Metodologías Clásicas Metodologías Actuales Nuevas Tendencias
Método del CBR  CBR de la Subrasante  Tráfico Método del Índice de Grupo  Índice de Grupo del Suelos  Tráfico
2 Método del Instituto del Asfalto
.1 Método de la AASHTO 2.2.
.  La capacidad funcional comprende:
¾ Calidad aceptable de rodadura ¾ Adecuada fricción superficial ¾ Geometría apropiada para seguridad ¾ Aspecto estético.La performance o comportamiento de un pavimento puede definirse como la capacidad estructural medible a lo largo de su periodo de diseño.
. Estos métodos utilizan modelos para simular el efecto del medio ambiente en la estructura.ANALISIS ESTRUCTURAL
Es fundamental efectuar el análisis empleando el modelo que mejor represente el comportamiento de la estructura ante las solicitaciones de carga. es recomendable utilizar un procedimiento mecanistico calibrado de diseño de pavimentos. modelos que estimen el índice se servicio y la probabilidad de apariciones de fallas en el pavimento.
La capacidad estructural del pavimento implica soportar las cargas impuestas por el transito y las condiciones ambientales.  La capacidad estructural y funcional están íntimamente relacionadas. En efecto, un deterioro estructural de un pavimento se manifiesta por una disminución de su capacidad funcional ya que hay un incremento en rugosidad, ruido y un riesgo para los vehículos y ocupantes que lo transiten.
METODO AASTHO
Algunos métodos enfatizan como objetivo del diseño proveer a la vía de un adecuado nivel de servicio. Este es el caso del método AASHTO, que establece relaciones entre el nivel de servicio y las propiedades estructurales de los materiales que conforman la estructura del pavimento. Se basa este método en el análisis de regresión con datos recolectados en forma experimental.
Desde la publicación de la primera guía AASHTO en 1961, se han efectuado modificaciones en la ecuación de diseño con la finalidad de mejorar su uso y su confiabilidad.  El método AASHTO para diseño de pavimentos flexibles publicada en 1993 incluye importantes modificaciones dirigidas a mejorar la confiabilidad del método
pues asume que tales estructuras soportaran niveles significativos de transito.
Asimismo describe con detalle los procedimientos para el diseño de la sección estructural de los pavimentos flexibles y rígidos de carreteras.000 ejes equivalentes acumulados de 8. como son los caminos revestidos o de terracería
. el método establece que la superficie de rodamiento se resuelve solamente con concreto asfaltico y tratamientos superficiales. Durante el periodo de diseño). (mayores de 50. En el caso de los pavimentos flexibles.2 Ton. dejando fuera pavimentos ligeros para tránsitos menores al citado.
2 tn en el periodo de diseño.  ¨PSI = Diferencia entre la Serviciabilidad Inicial (Po) y Final (Pt)  Mr = Módulo Resilente de la Sub-Rasante (psi)  SN = Número Estructural.  Zr = Desviación Estándar de error combinado en la predicción de tráfico y comportamiento estructural. indicador de la Capacidad Estructural requerida (materiales y espesores)  ai = Coeficiente Estructural de la capa i  Di = Espesor de la Capa i  Mi = Coeficiente de Drenaje de la Capa Granular i
W18 = Número esperado de repeticiones de
.  So = Desviación Estándar Total.
2 tn en el periodo de diseño.
. Por lo general se considera 0. DD= Es un factor de distribución direccional.5 DL = Esta dictado por el siguiente cuadro.
Para la guía AASHTO corresponde al EAL afectado por coeficientes que representan el sentido y el número de carriles que tendrá la vía W18= DD x DL x EAL EAL = Numero de ejes equivalentes a 8.
NUMERO DE LÍNEAS EN CADA DIRECCIÓN
PORCENTAJE PARA EJES DE 8.2 TN EN CADA DIRECCIÓN
100 80 ² 100 60 ² 80 50 ² 75
IMD2E : Índice Medio Diario de Camiones de 2 ejes IMD3E : Índice Medio Diario de Camiones de 3 ejes IMDTyST : Índice Medio Diario de Camiones de TyST FD2E : Factor Destructivo de Camiones de 2E FD3E : Factor Destructivo de Camiones de 3E FDTyST : Factor Destructivo de Camiones de TyST I : Tasa de crecimiento de los vehículos n : Periodo de Diseño
.2 Tn) : Número de Ejes Equivalentes a 8.Donde : EAL(8.2 tn en el periodo de diseño.
9 75 .99 80 .CLASIFICACION GENERAL
NIVEL DE CONFIABILIDAD RECOMENDADOS URBANO RURAL 80-99.80
.90 75 ² 95 50 ² 80
AUTOPISTA Y CARRETERAS INTERESTATALES OTRAS ARTERIAS PRINCIPALES COLECTORAS LOCALES
85-99.95 50 .9 80 .
.841 -1.524 -0.037 -1.99 -0.674 -0.750
Desviación Estándar Normal (Zr)
.282 . 99.Confiabilidad R (%) 50 60 70 75 80 85 90 .253 -0. .00 -0. -3.
45 Pavimentos Flexibles
.0.30 .45 Pavimentos Rígidos 0.0.40.0.
Es el grado de comodidad que la vía brinda al usuario existen diferentes maneras para analizar y cuantificar el grado de servicio. que establece una escala subjetiva de calificación de 0 a 5 siendo 5 la condición calificada como excelente.
. o irregularidades en el pavimento que en buena cuenta son ondas aleatorias multifrecuentes de diferentes amplitud y longitud de onda que puede ser analizado utilizando transformadas de Fourier. Otro indicador es la rugosidad. Un parámetro usado es el índice de servicio.
PSI inicial PSI Final ¨PSI
Inicio del Periodo Fin del Periodo PSI Final ² PSI inicial
2% a 20% esta ecuación fue desarrollada en Sudáfrica.
La guía AASHTO reconoce que muchas agencias no poseen los equipos para determinar el Mr y propone el uso de la conocida correlación con el CBR. Mr= 3000xCBR0.65 para CBR de 7. Mr= 4326xlnCBR + 241 utilizada para suelos granulares por la propia guía AASHTO
. Mr(psl) = 1500 x CBR Mr= 1500xCBR para CBR < 10% sugerida por AASHTO.
En el año de 1972 Van Til Et efectuó un monograma de Correlación entre el Módulo Resilente con el CBR
..8.07 1094 0..0..32 x log MR ..20 +.....36 x log (SN+1) ..2 ..5 log W18 =Zrx So + 9.1.19
..+ 2.¨PSI log[---------.40 +.(SN+1)5.] 4.
SN = a1x D1+ A2 x D2 x m2 + a3 x D3 x m3
25-1.00 1.35 1.15-1.15-1.00-0.00 0.30-1.20 1. que la estructura del Pavimento está expuesta a un nivel de humedad próxima a la saturación < 1% 1% .80 0.60 0.80-0.CARACTERISTICAS DE DRENAJE
Porcentaje de tiempo en el año.40 > 25% 1.80 0.40
Excelente Bueno Regular Pobre Muy malo
2 horas 1 día 1 semana 1 mes No drena
1.05-0.75-0.15-1.05 1.05-0.80 0.15 1.05 1.95
.25% 1.25 1.25-1.15 1.35-1.40-1.95-0.35-1.75 5% .20 1.30 1.60 0.5% 1.
En lo que respecta a este coeficiente se puede decir lo siguiente: El coeficiente de aporte estructural (a1) para carpetas asfálticas en caliente esta en función a su Modulo de Elasticidad y a su vez de la estabilidad Marshall.
5 a 0.977 EBS = K1 K2 Donde: = Sumatoria de estados de esfuerzos (psi) K1 y K2 = Constantes estadísticas de regresión que están en función del tipo de material Los valores típicos para materiales de Base son: K1 = 3000 a 8000 K2 = 0.7
.2 xlog EBS ² 0.El coeficiente estructural para material de Base es estimado a través de la siguiente formula a2 = 0.
Material de Base y del Ensayo de CBR (al 100%MDS)
0 3.RANGO DE TRAFICO
Menos de 50.001 .000 2'000.000 Mayor a 7'000.000 150.0 2.001 ² 500.000 500.7'000.5 3.5 4.000
1 (Tratamiento Superficial) 2.2'000.0
50.001 ² 150.001 .000
Tráfico de Diseño (W18): 6.02x106x0.5x0.9 = 2.71x106 CBR = 17.25% Mr= 19100 psi Confiabilidad = 80% (Zr= -0.841) So= 0.45 DESIGNACIÓN Pi= 4.2 CARPETA ASFÁLTICA EN Pt= 2.0 CALIENTE BASE GRANULAR SN = 2.69 a1= 0.17/cm, a2= 0.053/cm (CBR=80%) m1= 1.0
Parámetros de Diseño * Calidad de la subrasante. * Materiales de construcción * Tráfico El Método introduce valores promedios de temperatura ambiental a la que el pavimento estará sometidas todo el año
TEMPERATURA MEDIA ANUAL DEL AIRE <7°c (46°F) 15.5°C(60?F) >24°C(75?C)
EFECTOS DE LA HELADA Si Posible No
PORCENTAJE DE TRAFICO POR CARRIL DE DISEÑO
NUMERO DE CARRILES (DOS DIRECCIONES) 2 4 6 ó más % de Vehiculos
50 45(35-48)* 40(25-48)*
ESPESORES MINIMOS RECOMENDADOS
Rango TRAFICO
Condición TRAFICO
Menos de 104 104 a 106 Mas de 106
Tráfico bajo Tráfico medio Tráfico alto
Espesor Mínimo de Concreto ASFALTICO 75 mm 100 mm 125 mm
.RANGO DEL TRAFICO Menos 104 104 a 106 mas de 106
VALOR DEL PERCENTIL 60% 75% 87.
Los aspectos económicos son importantes al momento de seleccionar el diseño final del pavimento. y valor actual neto (VAN) son los costos de operaciones vehicular. Otros costos que se consideran en el análisis económico para estimar relacion beneficio / costo.
. sin embargo es difícil cuantificar este tipo de costo y una mayor sofisticación en el proceso de análisis se efectúan cuandoel proyecto lo requiera. costos de tiempo de transporte etc. calcular tasas internas de retorno (TIR). El análisis debe considerar todos los costos posibles durante el ciclo completo de vida del pavimento: costos construcción. costos de mantenimiento o de rehabilitación.
 La Metodología AASHTO se ajusta mejor a las características de nuestro medio por lo que es recomendada y aceptada por las entidades gubernamentales de nuestro país
.El método para el diseño y cálculo de espesores depende del buen criterio del Ingeniero. condiciones climáticas y disposición de materiales.
cuyo enfoque considera objetivos múltiples simultáneamente.Sin embargo. siempre será posible satisfacer objetivos múltiples y criterios del diseño en forma simultanea . según el grado de importancia que se les asigne. definiendo los niveles de aceptación para cada uno de los parámetros que interviene en el proceso. Este ´sistema de diseño de pavimentosµ. debe emplear métodos de análisis concordantes con las características del proyecto.
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