Introduccin.

El diseo de una carretera responde a una necesidad justificada social y econmicamente. Ambos conceptos se correlacionan para establecer las caractersticas tcnicas y fsicas que debe tener la carretera que se proyecta para que los resultados buscados sean ptimos, en una solucin tcnica y econmica en beneficio de la comunidad que requiere del servicio, normalmente en situacin de limitaciones muy estrechas de recursos locales y nacionales.

EL diseo de mezclas asflticas deja ver la importancia de lograr propiedades volumtricas adecuadas en la carpeta asfltica terminada, ya que de esto depende en gran medida el desempeo de la superficie de rodamiento en su vida de servicio. De ah, la trascendencia de simular de manera adecuada en el laboratorio la densificacin que ocurre en campo, bajo la accin vehicular y de esta forma llegar a frmulas de trabajo que permitan dosificar mezclas que exhiban un mejor comportamiento en condiciones especficas de trnsito y clima.Las mezclas asflticas han sido tpicamente diseadas con procedimientos empricos de laboratorio, lo que significa que se requiere la experiencia en campo para determinar si el anlisis de laboratorio tiene correlacin con el desempeo del pavimento. De cualquier manera, aun con la correcta conjuncin de estos procedimientos y el desarrollo del criterio de diseo de la mezcla, no se podan asegurar buenos grados de desempeo.

El mtodo Marshall utiliza especmenes de prueba estndar de 64 mm (2 ) de alto y 102 mm (4) de dimetro; se preparan mediante un procedimiento para calentar, combinar y compactar mezclas de asfalto- agregado. Los dos aspectos principales del mtodo Marshall son la densidad-anlisis de vacos, y la prueba de estabilidad y flujo de los especmenes compactados; cabe mencionar que este proceso de diseo no tiene especificado pruebas para agregados minerales ni para cementos asflticos

Cargas equivalente de diseo.Todo vehculo que hace uso de un pavimento produce en este y en la subrasante, esfuerzos, deformaciones y deflexiones, infligiendo una cantidad infinitesimal de dao en la estructura. A medida que las repeticiones de carga se acumulan, tambin lo hacen las cantidades de dao, reduciendo as la vida del pavimento. Diferentes tipos de vehculos y de configuraciones de ejes, producen efectos diferentes, que se traducen en distintos niveles de deterioro en el pavimento.Dado que cada tipo de pavimento responde de manera diferente a una carga, los LEFs cambian de acuerdo al tipo de pavimento. Por ejemplo, si el punto de falla de un pavimento cambia, tambin lo hace el LEF. Es as que pavimentos rgidos y flexibles tienen diferentes LEFs y que tambin cambie segn el SN (pavimentos flexibles) y segn el espesor de losa (pavimentos rgidos), y que tambin cambien segn el nivel de serviciabilidad adoptado.A continuacin se reproducen las tablas del Apndice D de la Gua de Diseo AASHTO- 93, donde se indican LEFs para distintos tipos de ejes, distintos tipos de pavimentos y distintas serviciabilidades finales.

Mtodo Venezolano.Ecuacin del numero estructural Venezolano (0.094 log CBR 0.932), NEV = 3,236 x Nt (10).CBR= 0.533.Datos: (todos los anteriores del proyecto).CBR SUBRASANTE = 8.98 % Nt= WT18 = 51516030,49 (cargas periodo 25 aos) Pendiente promedio de la va=1,68%.1.- Calculo de Factor Regional por pendiente: Rg = (p / 3) 0.25.Rg = 1,07.Nt = Nt x Rg = 51516030, 49 x 1,07 = 55122152,62.2.- Calculo del Nmero Estructural.(0.094 x log 5,5 0.932).10NEVsr = 3,236 / 5,5 0.533 x (55122152,62) (- 0.8624).10NEVsr = 0,9013 x (55122152,62).0.1372.NEVsr = 49681596,16 = 11,37.

3.-Determinacin de los espesores de capa:

NEV/sr = arod x erod + acar x ecar + ab x eb + asb x esb.CBR sub-rasante = 5.5 % .CBR base = 36,7 % .CBR sub-base = 36.7 % .

4.- Obtencin de coeficientes estructurales. a.- Estimando una Estabilidad Marshall de 2200 lb, encontramos para las capas asflticas: arod = 0,44 acar = 0,331.Entrando en las curvas correspondientes, encontramos para las capas granulares: ab = 0,1125 asb = 0,112. b.- Calculo de espesores de capas de asfalto. Espesor mnimo por fatiga (Figura 4.8), para las capas asflticas: Con CBR = 5,5%. e = 10 cm .Espesor mnimo para la capa de rodamiento: erod = 5 cm .Espesor de la capa asfltica base: ecar = (NEV/b - 5,00 x a rod) / acar. Clculo de NEV BASE = e asfalto * a asfalto.NEVbase = ecab* abase + erod*arod = 10*0,331+ 5*0,44 =5,51.ecar = (5.51 - 5.00 x 0.44) / 0.331 = (5.51 - 2.2) / 0.331. ecar = 3.31 / 0.331 = 10 cm .Espesor total de las capas asflticas: etcasf = erod + ecar = 5.00 + 10,00 = 15,00.

5.- Correccin del espesor asfltico por temperatura media ambiente:

Temperatura media anual para Valencia: T = 25 C.

Factor Regional por temperatura: Rgt = 1.075 (Figura 2.3)

edca = etca x Rgt = 15,00 x 1,075 = 16,125 cm Espesor final de construccin de las capas asflticas: ecasf = 17 cm eminf = 10 (Figura 4.8) ecasf > eminf tomo ecasf Espesor de la capa asfltica base: ecar = ecasf - erod = 17.00 - 5.00 = 12,00 cm 6.-Clculo del NEV de las capas asflticas:

NEV/casf = erod x arod + ecar x acar = 5.00 x 0.44 + 12.00 x 0.331 =

NEV/casf = 2.20 + 3,972 = 6.172 6,5

7.- Determinacin del espesor de la capa base granular: eb = (NEV/sb NEV/b) / ab NEVsb = ? eb = ? 8.- Determinacin del espesor de la capa sub-base granular: esb = [NEV/sr (NEV/sb)] / asb NEV/sb = ? esb = ? As tenemos: Escogemos un espesor de capa base granular de eb = 15.00 cm y un espesor de capa sub-base granular de esb = 30.00 cm, y Sustituyendo: NEV/b = eb x ab = 25.00 x 0.1125 = 1.69 NEV/sb = esb x asb = 30.00 x 0.112 = 3.36 NEV/casf = 6,5 NEV/sr = 6,50 + 1.69 + 3.36 = 11.55 > 11,37 (cumple)

Basados en estos resultados, podemos determinar cmo seccin definitiva de Pavimento, de acuerdo al Mtodo Venezolano, la siguiente: Espesor de capa de rodamiento asfltica: erod = 5.00 cm Espesor de capa base asfltica: ecab = 10.00 cm Espesor de capa base granular: eb = 15.00 cm Espesor de capa sub-base granular: esb = 30.00 cm

CAPAS MATERIAL ESPESORES PAVIMENTO.Mtodo AASHTO 86 mtodo venezolano.Carpeta Asfltica: 12.oo cm -15.oo cm. Base Granular: 16.oo cm -15.oo cm. Sub-base Granular: 30.oo cm - 30.oo cm.

DISEO DEFINITIVO PAVIMENTO AVENIDA ROJAS QUEIPO:Adoptamos como solucin final el resultado obtenido por medio del Mtodo Venezolano (MTC 82 - Ing. Salam) y/o Mtodo 93. (Costos, tipo de va, etc.)

D.- RECOMENDACIONES GENERALES: Para la construccin de la estructura del pavimento, se recomienda utilizar los siguientes materiales: a) Sub-base. Granular Granzn natural del saque de Macomaco, con CBR (saturado) caracterstico de 36.7 %, con un tamao mximo de partculas de 1 , y con especificacin COVENIN C11-2, Tipo I.

b) Base Granular. Piedra picada o material integral grueso proveniente del saque de Macomaco, con CBR (saturado) caracterstico de 60 %, con un tamao mximo de partculas de 2, y con especificacin COVENIN C11-5, tipo II. (Ojo deben usar la hoja Excel para combinar los materiales usados aqu)

c) Carpeta asfltica. - Mezcla de concreto asfltico en caliente, densamente gradado, del Tipo MTC-III, con un valor de Estabilidad Marshall superior a 1800 lb., empleando un cemento asfltico del tipo 85 100. La imprimacin asfltica se realizar mediante el riego de asfalto lquido RC-250., pero de acuerdo a criterio del proyectista recomiendo el uso de emulsiones para la aplicacin del mismo lo cual se adapta al estudio de impacto ambiental desarrollado para la ejecucin del proyecto.

- Los materiales debern compactarse, como mnimo, al 95 % de su densidad mxima seca, determinada en Laboratorio mediante el Ensayo de Compactacin PROCTOR Modificado (T-180).

- Los espesores de colocacin de las capas, para efectos de obtener una mejor compactacin y lograr los niveles de densidad requeridos, no debern ser superiores a 15.oo cm para los materiales granulares, y de 5.oo cm para los materiales asflticos. Es necesario sanear previamente, de manera adecuada, la sub-rasante.

- Es saludable garantizar un sistema de sub-drenaje adecuado, para poder mantener la capacidad del pavimento en el tiempo. En todo caso, se consideraron en el diseo previsiones que consideran una prdida relativa de la capacidad drenante de los materiales que conforman la estructura del pavimento.

CBR. El CBR de un suelo es la carga unitaria correspondiente a 0.1 0.2 de penetracin, expresada en por ciento en su respectivo valor estndar. Tambin se dice que mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controlada. El ensayo permite obtener un nmero de la relacin de soporte, que no es constante para un suelo dado sino que se aplica solo al estado en el cual se encontraba el suelo durante el ensayo.

Definicin de nmero de golpes CBR. El nmero CBR (o simplemente CBR), se obtiene de la relacin de la carga unitaria (lbs/pulg2.) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetracin del pistn de penetracin (19.4 cm2) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrn (lbs/pulg2.) requerida para obtener la misma profundidad de penetracin en una muestra estndar de material trituradoNmero de repeticiones de carga. El mtodo que consiste en dividir los ejes en grupos ha sido utilizado frecuentemente para el diseo de pavimentos rgidos, sin embargo, su aplicacin no se ha extendido a pavimentos flexibles por la naturaleza emprica del diseo y la gran cantidad de tiempo de clculo que se requiere. Sin embargo, en lugar de analizar los esfuerzos y deformaciones debido a cada grupo de ejes de carga, un procedimiento simplificado y ampliamente aceptado desarrolla factores equivalentes y convierte cada grupo de carga en un eje simple de carga equivalente.

Periodo de diseo.

Se define como el tiempo elegido al iniciar el diseo, para el cual se determinan las caractersticas del pavimento, evaluando su comportamiento para distintas alternativas a largo plazo, con el fin de satisfacer las exigencias del servicio durante el periodo de diseo elegido, a un costo razonable.

Generalmente el periodo de diseo ser mayor al de la vida til del pavimento, porque incluye en el anlisis al menos una rehabilitacin o recrecimiento, por lo tanto ste ser superior a 20 aos. Los periodos de diseo recomendados por la AASHTO.

El factor climaAunque el clima se reconozca como un factor a considerar en el comportamiento de los pavimentos, son muy pocos los mtodos que tienen en cuenta algn aspecto del mismo por la dificultad de estimar cuantitativamente su influencia. En la Instruccin nicamente se dan directrices relacionadas con el clima al que va a estar sometido el pavimento al tratar de juntas transversales de contraccin del mismo.

Factores que intervienen en el diseo de pavimento.

Localizacin de una vialidad:Para llevar a cabo el diseo de una vialidad en una localizacin determinada, es necesario considerar varios factores que influyen en la planeacin, construccin y desarrollo de la misma, de estos factores existe uno muy importante el cual se refiere a las caractersticas del terreno, siendo estas:La topografa o conformacin de la superficie terrestre.Las caractersticas fsicas y geolgicas.Los usos del terreno en el rea que atraviesa la va.Estas caractersticas ayudan a determinar la seleccin de la ruta y la localizacin de la va, es decir para establecer en que forma va ir la va con relacin al terreno y este estudio es necesario desde la planeacin de la va.Este factor es tambin muy importante debido a que le uso que tenga el terreno o la actividad econmica que se desarrolle, puede influenciar el diseo de la carretera, por el efecto que pueda tener el trnsito o el movimiento de peatones, por todo esto es sumamente importante este factor ya que pueden existir diversas formas de hacer el diseo justo para la zona en que se trabaja.Para el diseo que estamos desarrollando no vamos a trabajar mucho en este factor ya que resulta complejo hacer los estudios pertinentes.Posteriormente se harn las especificaciones propias del terreno asignado.Conocer la localizacin donde se ha de disear una vialidad interviene en el sistema de drenaje que se le ha de asignar.El sistema de drenaje de una carretera tiene esencialmente dos finalidades:

a) Preservar la estabilidad de la superficie y del cuerpo de la plataforma de la carretera eliminando el exceso de agua superficial y la subsuperficial con las adecuadas obras de drenaje.

b) Restituir las caractersticas de los sistemas de drenaje y/o de conduccin de aguas (natural del terreno o artificial construida previamente) que seran daadas o modificadas por la construccin de la carretera y que sin un debido cuidado en el proyecto, resultaran causando daos, algunos posiblemente irreparables en el medio ambiente.Desde estos puntos de vista y de una manera prctica, debe considerarse:

a) En la etapa del planeamientoDebe aplicarse los siguientes criterios para la localizacin del eje de la carretera:1) Evitar en lo posible localizar la carretera en territorios hmedos o pantanosos; zonas de huaicos mayores; zonas con torrentes de aguas intermitentes; zonas con corrientes de aguas subterrneas y las zonas inestables y/o con taludes pronunciadas.

2) Evitar en lo posible la cercana a reservorios y cursos de aguas existentes, (naturales o artificiales) especialmente si son posible causa de erosiones de la plataforma de la carretera.

Condiciones topogrficas:Este factor es esencial para la localizacin fsica de la va, ya que esto afecta los alineamientos horizontales, las pendientes, distancias de visibilidad y las secciones transversales. Desde el punto de vista topogrfico, el Ministerio de Transporte, clasifica los terrenos en cuatro categoras: Terreno plano. Terreno ondulado. Terreno montaoso. Terreno escarpado.A partir de esta clasificacin el terreno asignado para el diseo lo consideramos en generalmontaoso, debido a que presenta pendientes medias superiores al 13%, esto se tomo de las pendientes obtenidas en los perfiles de las lneas que representaban la mxima pendiente. Las caractersticas fsicas y geolgicas.Esta caracterstica se refiere a la posibilidad que tiene los terrenos en presentar deslizamientos o inundaciones, estas condiciones del terreno y otras tantas permiten la localizacin de controles negativos o controles positivos, los cuales favorecen o perjudican el diseo, justamente por esto es muy importante considerarlos.En el caso de nuestro estudio aun no se puede tener en cuenta este factor ya que no tenemos acceso a la zona ni a los posibles estudios que se le hayan realizado.ClimaLas condiciones medioambientales son importantes en el desempeo de los pavimentos flexibles, siendo compleja la interaccin de los factores climticos con los materiales y las cargas. Factores como la precipitacin, temperatura, ciclos hielo-deshielo y profundidad de la capa afectan el contenido de humedad del pavimento y de la subrasante, incidiendo directamente en la capacidad de soporte de las capas del pavimento y finalmente en el desempeo del mismo.Es necesario recordar que los aspectos climticos no fueron una variable de importancia durante el procesamiento de datos obtenidos de la prueba de rodadura AASHTO (AASHTO Road Test), hecho que dificult la evaluacin de aspectos tales como la influencia del clima en las caractersticas mecnicas intrnsecas del material, su relacin con las cargas provenientes del trnsito y la interpolacin del mtodo hacia otras realidades climticas.

Caractersticas obtenidas por estudios geotcnicos.

Los materialespara sub-basey baseestarnsujetosa los tratamientos mecnicos quelleguen a requerir para cumplir con las especificaciones adecuadas, siendo los ms usuales: la eliminacin de desperdicios, el disgregado, el cribado, la trituracin y en algunas ocasiones el lavado, los podemos encontrar en cauces de arroyos de tipo torrencial, en las partes cercanas al nacimiento de un ro y en los cerros constituidos por rocas andesticas, baslticas y calizas.Es de gran importancia conocer el tipo de terreno con el que se va a trabajar ya que en base a esto se elige el tipo de maquinaria y el personal suficiente para trabajar en forma adecuada. El material que se manda del banco para efectuar el anlisis correspondiente, deber traer las etiquetas adecuadas y al llegar a laboratorio se le efectuar un secado, su disgregacin y se le cuartear.

Ensayos que se le realizan a los pavimentos.

En pavimentos se realizan bsicamente 3 tipos de ensayos, que servirn para clasificar elsuelo, para controlar la obra y para proyectar el espesor y los porcentajes ptimos de aglutinante de las diferentes capas que se enlistan a continuacin:

Terrapln.Clasificacin granulomtrica, contenido dehumedad, (lmites de Atterberg). ControlPeso volumtrico seco mximo y grado de compactacin

Sub-rasanteClasificacingranulomtrica,contenidodehumedad,(lmitesdeAtterberg). ControlPeso volumtrico seco mximo y grado de compactacin. Diseo. VRS, (prueba de placa) Base y sub-base.Clasificacingranulomtrica,contenidodehumedad,(lmitesdeAtterberg) ControlValor cementante, ndice de durabilidad,PVSM, GC, equivalente de arena y expansin, adherencia con asfalto. DiseoPrueba de placa, VRS.

Carpeta asflticaClasificacingranulomtrica,contenidodehumedad,(lmitesdeAtterberg). ControlAdherencia con asfalto, equivalente de arena, intemperismo, formadela partcula,desgaste,densidadyabsorcin.Todaslas pruebas que se realizan a los asfaltos. Diseo Marshall, HUEEM, (compresin simple).

Conclusin.

Los pavimentos son diseados para obtener un buen comportamiento. Diversos factores deben analizarse para obtener el diseo del ms bajo costo anual. Estos factores son: En el anlisis de las cargas actuantes, se deben tener en cuenta el peso u nmero de vehculosLa determinacin de la resistencia de los materiales que intervienen en la estructura deben hacerse en la forma ms crtica de trabajo: si los materiales de base son de tipo granular y pueden ser afectados por la presencia de agua, proveniente de la napa, el ensayo debe hacerse en eses condiciones de humedad. Los ensayos de resistencia deben ser complementados con ensayos de durabilidad de tal forma que se tenga seguridad de la permanencia de sus propiedades en el tiempo. Merece una consideracin especial el drenaje adecuado del pavimento, tanto superficial como subterrneo. El agua superficial debe ser evacuada a travs de cunetas o desages pluvialesLa Accin del clima y de factores regionales afecta directamente la vida til para el diseo, Conociendo las condiciones del trnsito, el pavimento puede ser diseado para la vida de servicio que se desee. Debe establecerse el volumen y peso del trnsito futuro previsible.Se acostumbra a tomar vidas tiles del pavimento rgido comprendidas entre 30 y 50 aos. Para el caso de pavimentos flexibles las vidas tiles suelen estar comprendidas entre 15 y 20 aos.

Bibliografa.

Manual De Diseo De Carreteras Pavimentadas De Bajo Volumen De TrnsitoUniversidad de Colombia.

Diseo de pavimentos flexibles AASHTO.Ing. Jose R. HarrysMecnica de suelos II.Juarez BadilloMonografas: Diseo de pavimentos por mtodo Marshall.

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