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METODO DEL AID ucv

“AÑO DE LA DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”

FACULTAD DE INGENIERÍAESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

ASIGNATURA

PAVIMENTOS

TÍTULO

“ESTUDIO DE TRÁFICO Y CÁLCULO EZAL”

DOCENTE:

ING. LUIGUI DANNY POMA GUEVARA

AUTORES:

GONZALES CASTILLO LILIBET YANIRA LEYVA RODRÍGUEZ ANGELA CECILIA HERNÁNDEZ HERNÁNDEZ MILUSCA MATTA ROMUALDO JEFFERSON

ROSALES SEVILLANO JESÚS NAVARRO CAMPOS KIARA LÓPEZ VERA FRANCISCO

CHIMBOTE – PERÚ

2015

INDICE

1 ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

METODO DEL AID ucv

INTRODUCCION………………………………………………………………………………………………….…..…….…….4

OBJETIVOS………………………………………………………………………………………………………….………..………5

1. ANTECEDENTES……………………………………………………………………………….…………..……..…….……6

2. ESTUDIO DE SUELOS………………………………………………………………………………………………...….…7

2.1. MATERIALES………………………………………………………………………………………………..…….....8

2.2. CANTERAS……………………………………………………………………………………………….……..........9

3. ANALISIS ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO ……………………………………………………………....….….9

3.1. DISEÑO DEL PAVIMENTO ………………………………………………………………………………….….10

3.2. COEFICIENTES ESTRUCTURALES…………………………………………………………………..………..13

3.3. ESPESOR MINIMO DE COBERTURA SOBRE CAD ATIPO DE MATERIAL ………….…..…..14

3.4. ESPESORES RECOMENDADOS PARA CAPA SUPERFICIAL……………………………….……..…15

3.5. CURVAS DE DISEÑO ESTRUCTURAL…………………………………………………………........…….15

3.6. METODO DE DISEÑO ESTRUCTURAL .........................................................................16

3.6.1.DISEÑO DEL PAVIMENTO CON CAPA SUPERFICIAL DE ESPESOR MINIMO .…..…16

3.6.2.DISEÑO DEL PAVIMENTO CON CAPA SUPERFICIAL DE CONCRETO…………....…..18

3.7. LIMITACIONES DE DISEÑO……………………………………………………………………………………..19

3.8. CONDICIONES DE DRENAJE………………………………………………………………………..….….…..20

4. EJEMPLO 1…………………………………………………………………………………………………………...…..…...23

5. EJEMPLO 2………………………………………………………………………………………………………….…….…...25

6. EJEMPLO 3…………………………………………………………………………………………………………….….…...27

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…………………………………………………………………………. 34


METODO DEL AID ucv

INTRODUCCIÓN

En el presente informe se dará a conocer la importancia que tiene el método AID para

el diseño de pavimentos, que tiene en cuenta un respectivo procedimiento e

importancia en el estudio de suelos, se mencionará asimismo los puntos más

relevantes y sus principales coeficientes, además se tendrá en cuenta los espesores

recomendados para cada tipo ya sea capa de material o superficie. Finalmente con

respectivos ejemplos que nos permitirán el mejor entendimiento del método de

diseño.


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OBJETIVO

El presente proyecto tiene la finalidad de dar a conocer la importancia del MÉTODO

AID ya que permiten el empleo de materiales dentro de límites más amplios Y

accesibles, también demostrar los beneficios que nos brinda al emplearlo

METODO AID


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1. ANTECEDENTES

Los diferentes tipos ´para diseñar pavimentos que proceden de USA como AASHTO, instituto

del asfalto y otros, se han desarrollado en la zona templada del planeta. Por otro lado ,debe

considerarse que toda solución de ingeniería tiene necesariamente que contemplar el uso

más racional de los recursos existentes , en Usa, por ejemplo ´para satisfacer las necesidades

del combustible y lubricante ,debe refinarse el petróleo suficiente ,del que se obtienen como

residuo alrededor de 35 millones de toneladas de asfalto anuales, a las que debe darse

adecuada utilización.

Naturalmente esta circunstancia no se produce en otras latitudes.

Para investigar el comportamiento de los pavimentos en una zona tropical y proponer la

utilización de los materiales disponibles en una forma adecuada y segura, sin llegar al

empleo de gruesas capas de asfalto en diseños conservadores la “AGENCIA INTERNACIONAL

PARA LE DESARROLLO “ de USA (AID) emprendió un estudio a nivel mundial ,que condujo a

Asia .áfrica y sud américa .desde 1965 hasta 1975 en tres fases .

La tercera fase se realizó en Brasil donde participo el Perú en tres otros país americanos .estos

estudios hicieron posible el “Procedimiento de Diseño de Pavimentos Flexibles en los

Trópicos”, cuya publicación preliminar se realizó en el Seminario Latinoamericano en Lima en

enero de 1975.

El procedimiento contiene los siguientes conceptos:

Los ensayos estandarizados que se usan en evaluaciones de ingeniería de suelos

temperados no siempre son adecuados para evaluar suelos producto de erosión

tropical. A veces es necesario modificar las pruebas para obtener información

apropiada.

Espesor mínimo de cada cobertura sobre el tipo de material, independientemente del

tráfico esperado.

Las características carga-distribución de cada capa de material dependen, además de

sus propiedades físicas, de su ubicación dentro de la estructura del pavimento.

Las capas asfálticas ofrecen dos beneficios estructurales el sistema del pavimento:

primero, proporcionan su propia resistencia y características carga-distribución y,

segundo, mejoran éstas en las capas subyacentes.

El índice estructural de un pavimento se determina por la sumatoria de los productos

de los coeficientes estructurales de cada capa por su respectivo espesor en cm.


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Este método es el que más se adapta a las condiciones imperantes en nuestro país y posibilita

la constatación en el campo, de la calidad de la obra, inclusive al culminar cada etapa de la

construcción, mediante la medición de deflexiones con la viga Benkelmán o equipo similar.

2. ESTUDIO DE LOS SUELOS

El comportamiento del suelo se determina por ciertas características físicas llamadas

propiedades de ingeniería; si se las conoce respecto a un particular tipo de construcción en

determinada lugar, se puede, al menos en principio, efectuar las pruebas pertinentes para

evaluar las propiedades cuantitativamente y puede basar su diseño en sus conclusiones, este

procedimiento es la base de todo diseño geotécnico bien planteado.

En cualquier estudio de ingeniera, el objetivo principal es la identificación de las localidades en

las que los procesos de formación de suelos han sido semejantes.

Las consecuencias de la erosión tropical han sido de marcada significación en la formación de

suelos de la zona; por lo tanto, ningún sistema de clasificación o de identificación en la región

puede tener éxito si no está basado en una apreciación de los procesos de erosión tropical.

Los Climas cálidos y húmedos favorecen la erosión química, por la presencia de vegetación y

suaves deslizamientos. De esta manera, las regiones tropicales y subtropicales de bajo relieve,

con abundantes lluvias, y altas temperaturas son las más susceptibles a las alteraciones

químicas. Perfiles profundas, con intrusiones rojas, marrones y amarillas son manifestaciones

de una erosión química severa. La erosión tropical puede darse aún sin lluvias abundantes, si la

capa freática se ubica gran parte del tiempo próxima a la superficie.

La erosión tropical se caracteriza por la destrucción de los minerales de la arcilla,

principalmente los silicatos de aluminio hidroso, quedando de remanete óxidos de aluminio o

fierro. El grado de erosión se mide por la proporción de sílice que queda en el suelo.

Los procedimientos de ensayo enfatizados que se usan en evaluaciones de ingeniería de suelos

tropicales. A veces es necesario modificar las pruebas standard para obtener una evaluación

apropiada.

Por ejemplo la experiencia con suelos tropicales ha demostrado que la manipulación y el

secado al horno cambian sus propiedades .los cambios en las propiedades de ingeniería que

ocurren con el calentamiento previo a los ensayos son generalmente irreversibles y afectan la

graduación, los límites de Atterberg y la relación humedad –densidad.

Es importante que tales suelos sean identificados en los ensayos preliminares para evitar

posteriormente demoras.


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Tataishi (1997) recomienda ale uso de un “índice agregado” de la deshidratación .este índice

se define como el valor de equivalencia de arena de la muestra secada al horno. un índice

mayor que 2 indica que el suelo puede ser susceptible a cambio en las propiedades de

ingeniería al pre secarse al horno ; en tal caso , los ensayos deben realizarse sin secado

previo en el horno.

Los suelos de baja plasticidad se evalúan con los ensayos que se indican en la tabla.

Los suelos de mediana o alta plasticidad en la zona tropical pueden ser susceptibles a cambios

en sus propiedades mecánicas al presentarse al laboratorio, induciendo sobreestimación.

2.1. MATERIALES

Para garantizar la calidad de materiales y para minimizar o eliminar discrepancias entre

proyectistas y constructores se usan las especificaciones, que constituyen una guía para

ambos en el desarrollo de los trabajos indicados en los documentos técnicos de

construcción de la obra. Algunos métodos, como el instituto de asfalto consideran

especificaciones muy rígidas y que a menudo son muy difíciles de conseguir materiales

ideales en estas propiedades mecánicas. Los estudios de AID permiten el empleo de

materiales dentro de límites más amplios, cuyas especificaciones se indican en la tabla.


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2.2. CANTERAS

Las canteras deben delimitarse con precisión, de ser posible mediante un conveniente

estacado. Dentro de los límites de explotación se debe obtener un número suficientes de

testigos que aseguren que el material que se obtenga, cumpla con los presupuestos de

diseños y especificaciones. El CBR de diseño resultará de un análisis estadístico de los

valores de los ensayos del laboratorio.se recomienda el valor que se adopte tenga un

grado de con fiabilidad del 90%, lo que significa que el 90% de los CBR obtenidos en las

pruebas individuales deben ser mayores del valor adoptado por el diseño. Para efectos

estadístico el número mínimo de testigos de ensayo es 6,pero a menudo se requiere más,

dependiendo de las variaciones que tenga el material y el tamaño de La explotación en la

superficies y profundidad .Si el muestreo se encuentran valores muy bajos se debe

considerar la alternativa de reducir convenientemente límite de la explotación, ya sea

reduciendo su perímetro o identificando bolsones que representen tales valores bajos,

para excluirlo; de esta manera mejorará la calificación de la cantera.

3. ANÁLISIS ESTRUCTURAL

El diseño estructural, a diferencia de otros métodos que solo establecen correlaciones entre

los espesores previstos y la comodidad de manejo durante el periodo de diseño, controla los

deterioros del pavimento, tales como agrietamientos y acanaladuras. El diseño estructural

establece relaciones entre la deflexión e rebote representativo con el comportamiento y los

componentes estructurales del pavimento. Esto significa que mediante una ecuación que

permita calcular la deflexión a partir de los coeficientes estructurales de cada capa del

pavimento, se podrá diseñar para soportar el tráfico durante el periodo de diseño.

Los factores a considerar del diseño son:

Tráfico inicial y el esperado en el periodo del diseño.

Resistencia y otras propiedades de la subrasante preparada.


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Resistencia y otras características influyentes de los materiales disponibles para las

capas de las estructuras del pavimento.

Condiciones del clima y del medio ambiente

Factores peculiares del camino en el estudio.

Técnica y equipo a emplear en la construcción y control de calidad esperado

La eficiencia del diseño dependerá fundamentalmente de la capacidad del

proyectista para evaluar correctamente de los factores indicados.

3.1. DISEÑO DEL PAVIMENTO

El método se desarrolla a partir del estudio del comportamiento del pavimento bajo

condiciones de servicios reales, incidiendo en la determinación de las relaciones entre la

resistencia de un pavimento versus la deflexión del mismo.

El razonamiento comprende dos enfoques, complementarios entre sí:

Relación entre las características de deflexión del pavimento versus u

comportamiento evaluado subjetivamente y la roturas de superficie.

Análisis de la relación entre las características de deflexión versus los

componentes estructurales del pavimento.

El estudio de las deflexiones proporciona, además, la evaluación de la uniformidad

estructural de cada tramo del pavimento, medida por su coeficiente de variación


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Si dos pavimentos tienen una misma deflexión promedio, el que tenga menor

coeficiente de variación tendrá mayor comportamiento, ya que la calidad de un

pavimento está supeditada a las secciones más débiles; incrementar el espesor de un

pavimento para dar cavidad a variaciones excesivas no es un criterio muy satisfactorio,

una solución más adecuada es mejorar la técnicas de evaluación del material de los

métodos de construcción y del control de calidad.

Generalmente, se correlaciona el comportamiento del pavimento con la deflexión

elástica (o de rebote) representativa, que proporciona un valor que, teóricamente, es

excedido en solo 2% de la longitud del tramo en estudio. La deflexión representativa se

determina por la fórmula:

RD = (Dprom + 2S) fc

Donde:

Dprom = deflexión promedio

Fc = factor de corrección a las condiciones del clima y a la temp. De referencia (21°)

S = Desviación standard

La relación entre la deflexión representativa y el comportamiento de pavimento se ve

en la figura. Se observa que el criterio de deflexión del AID es similar al del instituto del

asfalto, a pesar de que se desarrollaron en diferentes condiciones del clima. En los

casos del instituto del asfalto, el criterio se estableció en áreas de clima templado, las

pruebas de deflexión se realizaron en el periodo de deshielo primaveral, cuando las

capas de subrasante, Subbase y base se encuentran con sus resistencias más bajas, con

una correspondiente deflexión del pavimento más alto.


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Los ensayos de deflexión incluyen en la determinación del talud de la depresión

por deflexión ,similar la curvatura de deflexión que no están relacionados con

la resistencia total del pavimento ,pero tiene relación directa con el desarrollo

de rotura por fatiga en las capas asfálticas .Se ha notado que la deformación

por tracción _curvatura depende mayormente del espesor de la capa de asfalto

y es esencialmente independiente del espesor de la capa de base no tratada y

de las propiedades de las capas estructurales subyacentes.


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3.2. COEFICIENTES ESTRUCTURALES

La relación entre deflexión y resistencia es básica para él diseño estructural de

pavimentos asfálticos .Para establecer esta relación se requiere medir el espesor de

capas estructurales individuales y la evaluación de la resistencia de cada componente.

La medición cd la resistencia se obtiene mediante el CBR; este parámetro proporciona

un índice de la capacidad de la capa para transferir la carga de rueda a la capa

inmediatamente inferior a un nivel de esfuerzo menor. La distribución lateral de carga

vertical (Característica carga distribución) de cada capa de suelo depende de la

magnitud del esfuerzo aplicado y de la resistencia al corte del material.

Esta característica carga distribución depende de la resistencia natural del material y

de su posición dentro de la estructura del pavimento. Por ejemplo, una capa con CBR


Figura: relación entre deformación de diseño y tránsito para el rango practico de coeficientes de variación

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80% se usa indistintamente como base o como subbase; obviamente, los niveles de

esfuerzo no serán los mismos ni las características carga- distribución serán iguales;

por ello, los coeficientes estructurales se han calculado para reaccionar las

características carga- distribución de cada componente con respecto a su CBR y a su

posición en la estructura del pavimento.

Los coeficientes estructurales son aplicables para varias profundidades bajo la

superficie del pavimento, que no necesariamente coinciden con las capas del mismo. El

índice estructural se calcula hasta la profundidad de 90 cm, que es hasta donde llegan

los esfuerzos mensurables debidos a las cargas de rueda.

El índice estructural está relacionado con la deflexión mediante las ecuaciones:

El índice estructural es un número sin dimensión igual al valor numérico de la recíproca

de la deflexión elástica de rebote medida en mm o pulgada y reducida mediante el

factor de conversión 0.039.

Está propiedad permite, en cualquier época durante la vida útil del pavimento,

verificar la suficiencia de los supuestos de diseño incluyendo los coeficientes

estructurales, facilitando mejoramientos más dinámicos del procedimiento.

3.3. ESPESOR MÍNIMO DE COBERTURA SOBRE CADA TIPO DE MATERIAL

Los coeficientes máximos y mínimos en los diversos componentes del pavimento, en la

siguiente tabla se representan dos principios fundamentales de la distribución de

presión bajo un pavimento asfáltico. Estos principios han sido resumidos por Housel e

Ito, en la forma siguiente

- Existe un ángulo máximo definido de distribución lateral que limita el cono de

comprensión, fuera del cual no existe presión vertical mensurable de la carga

aplicada.

En cargas incrementadas que exceden la resistencia al corte del suelo se desarrolla

concentración de presión vertical en la columna central de cono de comprensión por la

incapacidad de la masa del suelo para soportar más esfuerzos cortantes que actúan

sobre el plano perimétrico.


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El primero representa el coeficiente estructural máximo mientras que el segundo, el

coeficiente estructural mínimo. Sus valores se determinaron por tanteos

computarizados en los tramos que representan los valores extremos de la escala CBR.

Se determinó que habían capan que tenían pobres cualidades de distribución de carga

pero no causan una deflexión elástica excesiva el sistema y, por otro lado, habían

capas que además de su deficiente capacidad de distribución de carga, originan

deflexiones no tolerables. En base a este análisis se estableció un espesor mínimo de

cobertura para varios valores CBR.

3.4. ESPESORES RECOMENDADOS PARA CAPA SUPERFICIAL

Los espesores de capa superficial de concreto asfáltico que se dan en la siguiente tabla,

en función del CBR de la capa de base y el tránsito vehicular de diseño, son los

mínimos recomendables para no exceder la deformación crítica en la función del TG φ,

de acuerdo al criterio sugerido de la que se muestra en la figura, que tolera cierto

grado de roturas en la superficie durante el período de diseño. Tales espesores se han

determinado en base a las relaciones delineadas.

3.5. CURVAS DE DISEÑO ESTRUCTURAL

Los elementos básicos para el diseño estructural son las curvas que se muestran en la

figura. Ilustran la relación entre el tránsito vehicular de diseño y el índice estructura.

Se desarrollan a partir de:

Las relaciones entre deflexión y tránsito vehicular durante el estudio de

comportamiento del pavimento, para varios coeficientes de variación.

El error es tanto las limitaciones de la viga Benkelman como derivado del

coeficiente estructural. Como el error atribuible a los coeficientes estructurales

afecta a las curvas de diseño, los datos de deflexión, se ajustaron al trasladarse

de la deflexión al índice estructural para tener en cuenta estos errores. Los

valores ajustados dan una relación más conservadora para propósitos de

diseño.


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3.6. MÉTODO DE DISEÑO ESTRUCTURAL

Las ecuaciones de diseño estructural son:

3.6.1. DISEÑO DEL PAVIMENTO CON CAPA SUPERFICIAL DE ESPESOR MÍNIMO

La capa superficial de espesor mínimo es un tratamiento superficial doble. Puede

necesitar más de un tanteo diseñar un pavimento por esté método. Los paso a

seguir:

1.- Determinar el período de diseño, que puede ser reformulado durante el

procedimiento, si resulta conveniente (construcción por etapas).

2.- Asumir el coeficiente de variación de construcción de acuerdo a la evaluación

del proyectista.

3.- Estimar el EAL total en el carril de diseño. Este cálculo se hará preferentemente

según todo lo señalado en el numeral 8.2.7. c o, en ausencia de información, se

estimará el volumen en la que se muestra en la tabla.

4.- Calcular la resistencia de la subrasante, a partir de los ensayos de laboratorio

enumerados en el numeral 2.00 y expresarla como CBR de diseño, cuyo valor está

relacionado con el tráfico esperado y se determina en la tabla.

5.- Determinar las propiedades mecánicas de los materiales que se van a utilizar en

las capas estructurales según lo especificado en las tablas. Los CBR de diseño se

establecerán según el numeral 3.2.0.


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6.- Determinar el tipo de espesor de la superficie de rodadura en función CBR de la

base y el tránsito vehicular de diseño. El tratamiento superficial no contribuye a la

resistencia del pavimento y no se toma en cuenta su espesor.

7.- Pre dimensionar el espesor combinado de las capas estructurales libres (base y

subbase) en la siguiente figura se muestra que es igual al espesor mínimo de

cobertura sobre la subrasante. En la misma figura, determinar el espesor de la

base función del CBR del material de subabse.

El espesor de subbase es el restante de cubierta. El espesor de la subrasante es el

restante es la diferencia entre el espesor de la sección de diseño standard (90 cm)

(ecuación 2) y el espesor de cubierta.

8.- Obtener de la siguiente figura el índice estructural requerido en función del EAL

total de diseño.

9.- Verificar la suficiencia de este primer tanteo de diseño calculando el índice

estructural total (SI) provisto con la ecuación (1) y comparándolo con el índice

estructural (SI) requerido que se obtuvo en el paso 8°

Si el índice estructural provisto resulta más bajo que el requerido hay seis

alternativas básicas que se pueden considerar para alcanzar el valor deseado:

a) Incrementar el espesor de sub-base. Esto significa un incremento del

espesor de cobertura sobre la subrasante pero no afecta las capas de

superficie y de base.

b) Incrementar el espesor de la base y reducir el de sub-base en igual

magnitud. Esto mantiene el mínimo espesor de cubertura sobre la

subrasante.

c) Usar una carpeta de4 concreto asfaltico en vez de tratamiento superficial y reducir el de la base o sub-base en una misma magnitud. Este diseño también conserva espesor mínimo de cobertura.

d) estabilizar la capa de base para incr3ementar su coeficiente estructural. Esto mantiene todos los espesores del primer tanteo.

e) Para valores de EAL de diseños muy elevados, mejorar la subrasante mediante tratamiento o con material de préstamo, en espesor parcial o total, como sea requerido por el cálculo.

f) Cualquier combinación de las anteriores


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-

MATERIALESVFsdsdrhj


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3.6.2. DISEÑO DE PAVIMENTO CON CAPA SUPERFICIAL DE CONCRETO ASFALTICOEl diseño de pavimento con capa superficial de concreto asfaltico es más

complejo porque las capas de concreto asfaltico, además de proporcionar su

propia resistencia y características carga- distribución, mejoran estas

propiedades en las capas de suelos libres subyacente. En consecuencia, el

componente de resistencia de las capas inferiores no tiene que ser tan alto

como si estuviese dando soporte a una superficie de tratamiento superficial.

El beneficio carga- distribución se extiende a 50 cm bajo la superficie en el caso

de carpetas de concreto asfaltico se extiende a toda la profundidad de la

sección de diseño standard de 90 cm en los casos de carpeta de concreto

asfaltico de 15,20 y 25 cm. Los pasos del diseño en el caso de la carpeta de

concreto asfaltico de 5 y 10 cm, son:

1° al 6 Ídem que el tratamiento superficial.

7° igual que el tratamiento superficial, pero debe disminuirse el espesor de la

base en un valor igual al espesor de carpeta de concreto asfaltico requerido

según el paso 6°

La base y sub-base no deben diseñarse con menos de 10 cm de espesor, ya que

no es práctico construir una capa más delgada. Por consiguiente, puede ser

necesario redimensionar estas capas con el fin de considerar este problema.

8° Ídem que en tratamiento superficial.

9° calcular con la ecuación(1), el índice estructural de las capas de suelo libre

hasta 90 cm de profundidad(base , sub-base y subrasante); con el valor

resultante, según corresponda, y se obtendrá el índice estructural total

provisto de la sección de pavimento.

3.7. LIMITACIONES DE DISEÑOSe ha demostrado que el comportamiento del pavimento no está regulado únicamente

por el total de cargas de eje sino también por el número de cargas aplicadas durante

un periodo de tiempo dado. Se recomienda varias intensidades de carga de eje

standard, que aparecen en la (fig. 6-72). Si en el diseño se requiere de intensidades


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máximas más altas deberá considerarse la posibilidad de añadir carriles adicionales

para el tránsito vehicular.

3.8. CONDICIONES DE DRENAJE

Es muy importante considerar la eliminación o la intercepción del agua antes de su ingreso dentro de la sección del pavimento y se han diseñado sistemas para eliminar el agua infiltrada de la sección de pavimento. Se usan zanjas el nivel freático.

Por lo general, el agua que se filtra en el pavimento es subestimada; se ha comprobado que en un alto porcentaje de agua de lluvia puede penetrar en las capas de suelo subyacente a través de la superficie pavimentada (fig. 6-73 muestra resultado típico del estudio)

Fisuras del pavimento, que para otros efectos son aceptables, pueden permitir el ingreso del agua dentro de la estructura del pavimento, reduciendo su resistencia por la formación de presiones de agua libre (poros de agua) bajo cargas de tráfico, que disminuye la fricción interna y la resistencia al corte.

Puede ser más económico aplicar un sello durante los últimos años del periodo de diseño que proyecta el sistema de subdrenaje para el agua infiltrada en los porcentajes que resultan (fig.6.73). En tal caso, el diseño de sistema de subdrenaje podría estar basado en pruebas de permeabilidad de mezclas asfálticas standard. Las tasas de infiltración así establecidas, para rango de precipitación apropiada, serian razonables.

Tal información puede obtenerse por ensayos de laboratorio en sondeos de pavimentos existentes. La tasa de precipitación promedio más dos desviaciones standard proporcionaran un valor de diseño adecuado.


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La capa de subdrenaje se diseñara con la ley de Darcy.

Q= KiADonde:

Q= infiltración de diseñoK= permeabilidadI= gradiente hidráulicoA= espesor de la base

La capacidad de drenaje de la capa KA debe ser igual a la infiltración de diseño Q dividida entre la gradiente hidráulica de la capa de drenaje i. Estas referencias pueden usarse para determinar combinaciones de espesores y permeabilidad que suministren la capacidad de drenaje requerida. El sistema incluye la capa de drenaje, filtros, cunetas y tuberías.

La capa de drenaje consiste en una base de graduación abierta inmediatamente debajo de la superficie asfáltica con agregados duros, durables y si es necesario estabilizados con ligante asfaltico (2.4%)

Las bases de graduación abierta deben ser protegidas contra contaminación o atascamiento producido por el material subyacente, por lo que suele ser necesario proyectar capas de graduación intermedia para prevenir la situación.

La interrelación entre capas contiguas es:


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En las que D es la abertura de tamiz para que pasa el porcentaje indicado en el

subíndice.

El espesor mínimo deseable de la capas de drenaje e intermedias

(anticontaminantes) es de 8 cm; sin embargo, pueden usarse 4º 5 cm, si es que los

métodos utilizados aseguran que no se va a producir contaminación por mezcla

durante la construcción.

Se puede utilizar capas anticontaminantes de arena a- 3 como transición entre

subrasantes a-6 y a-7 y las capas de subbase y base granulares A – 1. Por su CBR (_+ 17

al 100% compactación PM), aquellas arena finas no proporcional aporte estructural

hasta los 50 cm de profundidad, donde normalmente se encuentran base y subbase.

Sin embargo, en los casos de altos volúmenes de tráfico vehicular, pueden ser una

alternativa para incrementar el índice estructural del pavimento si se utiliza para

mejorar la subrasante por debajo de los 50 cm de profundidad, remplazando el suelo

natural en el espesor requerido. También pueden emplearse, para volúmenes

moderados de tránsito, como una alternativa para cumplir con los requisitos de

espesor mínimo de cobertura.


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EJEMPLO 1

Diseñar el pavimento de una calle rural menor, cuya subrasante tiene 4.9, 4.7 y 4.4 % como CBR de diseño; no se tiene un estudio de tráfico vehicular y se ha evaluado canteras donde se cuenta con material con 35 y 80% de CBR. El período de diseño es 20 años.

SOLUCIÓN:

1° Período de diseño: 20 años

2° Coeficiente de variación: 35 % (recomendable con un adecuado control de calidad).

3° Por no contar con análisis de tránsito vehicular, se requiere del siguiente gráfico, donde recomienda un valor de EAL de 105=10,000. (6.-72)


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4° El valor percentil del CBR de diseño de la subrasante es 4.7 %, que responde a un EAL 100,000

5° Los materiales disponibles tienen un CBR de diseño 80% para base y 35% para subbase.

6° Para un tráfico de diseño de 100,000 EAL y CBR de la base 80%, la superficie de rodadura recomendada, es un tratamiento TS. Tabla (6.59)

7° Los espesores mínimos de cobertura son: según la figura (6-69).

- Sobre la subrasante, CBR = 4.7% : 39 cm- Sobre la subbase, CBR = 35% : 15cm- Sobre la base. CBR = 80% : 0 cm

Los espesores del primer tanteo son:

- Superficie TS : 0 cm- Base, (15-0) : 15 cm- Subbase (39-15) : 24 cm- Subrasante (90-39) : 51 cm

__________

90 cm


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8° Para un tráfico de diseño de 100.000 EAL u un coeficiente de variación de 35%, se obtiene un índice estructural SI requerido de 35.

9° Para la determinación del índice estructural de las capas del suelo libre se hace mediante los coeficientes de la tabla (6-58).

Profundidad de 0.25 cm

Base, CBR= 80%: 15 x 1.102 = 16.53

Subbase, CBR <25%:10 X 0.000 = 0.00

Profundidad de 25-50cm

Subbase remanente, CBR= 35%: 14 x 0.290 = 4.06

Subrasante, CBR <25%:11 X 0.000 = 0.00

Profundidad de 50-90 cm

Subrasante remanente, CBR= 4.7%: 40 x 0.029= 1.16----------- 21.75


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El índice estructural provisto, 21.75, es menor al requerido, 35.Es necesario redimensionar los espesores de cobertura mínima obtenida en el paso 7° y se dice incrementar el espesor de base 24 cm, manteniendo el de la subbase en 24 cm.


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El índice estructural modificado es:

Profundidad 0-25 cm

Base, CBR = 80%:24 x 1.102 = 26.448

Profundidad 25-50 cm

Subbase, CBR = 35 %: 24 X 0.290 = 6.960


Subrasante, CBR =4.7% : 40 X 0.029 = 1.160 --------------

34.568

El nuevo índice estructural provisto, 34.568, es prácticamente igual al requerido, 35. el diseño de la estructura se muestra (fig.6 -75)

EJEMPLO 2

Considerando los ensayos de subrasante del ejemplo anterior y efectuando el analiss de trafico vehicular se tiene un EAL de diseño 1´480,0000; diseñar el pavimento para un periodo


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de diseño de 20 años. Los ensayos de laboratorio indican, ademas, que se necesita una capa anticontaminante entre la subrasante y la subbase para cumplir con las condiciones de drenaje.

SOLUCION :

1° periodo de diseño 20años

2° coeficiente de variacion : 35%

3° el analisis de trafico da un EAL de diseño , 1´480,000 – 1´500,000

4° el valor percentil del CBR de la subrasante es 4.3%,que corresponde al EAL > 1´000,000 en el ejemplo del numeral 3.2.0 del capitulo III

5° los materiales disponibles evaluados tiene un CBR de diseño 90% para base,30% para subbasey 17% para capa anticontaminante.

6° para un trafico de diseño de 1´500,000 EAL y CBR de capa de base 90%, la superficie de rodadura recomendada en la tabla 6.59 es carpeta de concretoasfaltico de 5 cm de espesor

7° Los espesores mínimos de cobertura son:

- Sobre la subrasante, CBR = 4.3% : 40 cm- Sobre capa anticontaminante, CBR = 17% : 23 cm- Sobre la subbase, CBR = 30% : 18 cm- Sobre la base. CBR = 90% : 5 cm

Espesor del primer tanteo de diseño:

- Superficie de concreto asfáltico : 5 cm- Base, (18-5) = 13 cm, se asume : 15 cm- Subbase (23-20) = 3 cm, se asume : 10 cm- Anticontaminante. (40-30) = 10 cm, se asume : 15 cm- Subrasante (90-45) : 45 cm

90 cm

8° Para un tráfico de diseño de 1’500. 000 EAL y un coeficiente de variación de 35% (fig. 6-70) como se observa en la figura se obtiene un SI requerido de 56.

9° Índice estructural, de acuerdo con la Figura 6-76, se tiene


METODO DEL AID ucv

Profundidad 0- 25 cm Superficie de CA : 5 Base, CBR = 90% : 15 x 1.23 = 18.48 Subbase, CBR= 50% : 5 x 0.000 = 0.00


Subbase remanente, CBR = 5 x 0.205 = 1.03 Anticontaminante, CBR = 15 x 0.000 = 0.00 Subrasante, CBR = 5 x 0.000 = 0.00

--------- 19.51

Si combinado de capas de suelo libre 19.51 y C.A. 5 cm: 41.00

Profundidad 50-90 cm- Subrasante CBR = 4.3% : 40 x 0.024 = 0.96

----------- 41.96

El SI provisto 41.96, es menor al requisito, 56. Por tanteos, Se divide incrementar los espesores de base y de subbase a 20 cm y se verifica el redimensionamiento:

Profundidad 0-25 cm

- Superficie de C.A : 5- BASE, CBR = 90% : 20 x 1.232 = 24.64


- Subbase, CBR = 30% : 20 x 0.025 = 4.10- Anticontaminante, CBR = 25% : 5 x 0.000 = 000

------- 28.74

Si ha combinado de capas de suelo libre 28.64 y C.A. 5 cm : 52.00


o Anticontaminante, CBR = 17% : 10 x 0.406 = 4.06o Subrasante. CBR = 4.3% : 30 x 0.024 = 0.72

----------- 56.78

El SI provisto 56.78 SI requerido 56, el diseño será como se muestra (fig.6 -77).


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EJEMPLO 3

Con las mismas evaluaciones de subrasante y de materiales del ejemplo anterior, diseñar el pavimento bituminoso para un volumen de tráfico de 17085, 200.

SOLUCIÓN:

1° y 2° Idem ejemplo 2

3° El análisis de tráfico da un EAL de diseño = 17’085,200

17’000.000

4° Idem ejemplo 2.

5° Debido al considerable EAL de diseño, resulta conveniente optimizar la delimitación

de las canteras de subbase y base para obtener CBR de diseño de 40 a 100%,

respectivamente de ser necesario, en el caso del material de base, mezclando con

grava (10 a 20% en peso) para incrementar su resistencia.

6° Da recomendaciones de espesores de capas de concreto asfáltico solo hasta un EAL

máximo de 5’000,000 Se podría inferir, a partir del análisis de la tabla, que el espesor

de 10 cm de C.A. (que se adopta) puede ser suficiente hasta aproximadamente

8’000,000 de EAL, equivalente a la mitad de lo requerido. Esto significa que antes de


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cumplir los 10 años del período de diseño será necesario un estudio de deflexión para

determinar la TG θ representativa, compararla con el criterio sugerido en la Figura y,

ser el caso, proyectar una sobrecapa.

7° A partir de los resultados del ejemplo anterior, el primer tanteo de espesores en:

8° El EAL también excede los alcances de la curva de diseño estructural, lo que hace

necesario reducir el período de diseño a 10 años. En la tabla se muestra que se aplicó

un factor de crecimiento para 10 años al 2% de tasa anual es 10.95.

9° Índice estructural:

Profundidad 0-25 cm

Superficie de C.A : 10- Base, CBR = 100% : 15 x 1.395 = 20.91

Profundidad 25-50 cm- Subbase, CBR = 40% : 25 x 0.576 = 14.40

--------- 35.31


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SI combinado de capas de suelo libre 35.31 y C.A 10 cm: 64.00Profundidad 50-90 cm

- Anticontaminante, CBR = 17% : 10 x 0.406 = 4.06- Subrasante, CBR = 4.3% : 30 x 0.024 = 0.72

______ 68.78

SI provisto 68.78 es menos que SI requerido 80, si se reemplazan los 30 cm de subrasante

natural por material anticontaminante, se tendrá:

Si combinado de suelos libres y C.A. 10 cm: 64.00


Anticontaminante, CBR = 175: 40 x 0.406 = 16.24 ______ 80.24

SI provisto 80.24 Si requerido 80, luego, el diseño de la estructura del pavimento como se

muestra (FIG. 6-78)


METODO DEL AID ucv

CONCLUSIONES

El método del IDA es un medio de facilidad para un diseño de pavimentos

EL AID permiten el empleo de materiales adecuados para el asfalto

El AID considera que dentro de la vida útil del pavimento el diseño requiere menor

espesor de concreto.

Se observa que el criterio de deflexión del AID es similar al del instituto del asfalto, a

pesar de que se desarrollaron en diferentes condiciones del clima.


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RECOMENDACIONES

Después de haber analizado el trabajo se recomienda usar la información que se

brinda para enriquecer conocimientos y saber utilizar el método AID , basándonos en

sus reglas para así hacer un buen diseño de un pavimento, .

Se recomienda también a partir de la información suscrita para en el momento

adecuado combinarlo con prácticas en campo y así terminar de consolidar sus

conocimientos.


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