Ing. Wilfredo Gutiérrez LázaresM.Sc. Ingeniería Geotécnica

Dr.(c) Ciencias Administrativas

ghama@speedy.com.pe

Método de Diseño de Estructura de

Pavimento Requerida

AASHTO

DISEÑO DE PAVIMENTOS

DISEÑO AASHTO

La fórmula general de la AASHTO – 93:

07.8)(*32.2

)1(

10944.0

5.12.420.0)1(*36.9*)( 10

19.5

10

101810

MRLog

SN

PSILog

SNLogSoZrWLog

Donde:

W18 : Número proyectado de carga equivalente de 18 kip (18000 lb) de

aplicación de carga axial simples.(ESAL)

Zr : Desviación estándar normal.

So : Error estándar combinado del tráfico proyectado y del

comportamiento proyectado.

PSI : Diferencia entre índice de serviciabilidad inicial (Po) y el índice de

serviciabilidad terminal (Pt).

Mr : Módulo resiliente (psi).

SN : Número estructural indicativo del espesor total del pavimento

requerido.

Diseño de la estructura del pavimento

Cálculo del SN

Existente

Cálculo de SN requerido

Comentarios sobre

estructura “sandwich”

Coeficientes estructurales “ai”

Observación Coeficiente ai

Capa superior

· Carpeta concreto asfáltico tipo superior 0.17 / cm.

· Mezcla asfáltica en frio, en camino (baja estabilidad) 0.08 / cm.

· Tratamiento superficial bituminoso tipo doble/triple 0.25 - 0.40 *

· Sello asfáltico (con agregados) 0.08 *

Bases

· Bases tipo concreto asfáltico 0.17/cm.

· Bases granulares:

grava arenosa CBR = 40% 0.04/cm.

grava arenosa CBR = 60% 0.05/cm.

grava arenosa CBR = 80% 0.06/cm.

agregado petreo trituración CBR >= 100% 0.07/cm.

Base granular tratada con asfalto 0.135/cm.

Base granular tratada con cemento 0.12/cm.

Base granular con cal 0.06-0.12/cm.

Sub bases

· Arena, arcilla arenosa CBR = 10% 0.03/cm.

· CBR = 25% 0.04/cm.

Grava arenosa CBR = 40% 0.045/cm.

· CBR = 60% 0.05/cm.

* Globales, no se considera el espesor

COMPONENTE DEL PAVIMENTO

COEFICIENTES DE EQUIVALENCIA DE ESPESOR

Dimensionado de la estructura del

pavimento

SN existente = K.ai.Di + a2.D2.m2 + a3.D3.m3

DISEÑO AASHTO

DESCRIPCIÓN COEFICIENTE

Mezcla asfáltica con fisuras tipo 4 y/o

deformaciones del orden de 10 mm.0.8

Mezcla asfáltica con fisuras tipo 6 y/o

deformaciones del orden de 20 mm.0.6

Mezcla asfáltica con fisuras tipo 8 y/o

deformaciones del orden de 30 mm.0.4

Mezcla asfáltica con fisuras tipo 10 y/o

deformaciones del orden de 30 mm.0.3

SN existente = K.ai.Di + a2.D2.m2 + a3.D3.m3

DISEÑO AASHTO

ALTERNATIVA DE DISEÑO espesor (cm) coef/cm coef drenaje "m" SN

CAPA SUPERIOR

Carpeta de Concreto Asfáltico 0.17 1

Mezcla Asfáltica en frío 0.08 1

Tratamiento Superficial TS1 0.25 1

TS2 0.3 1

TS3 0.4 1

Sello Asfáltico 0.08 1

BASES

Bases tipo Concreto Asfáltico 0.17 0.9

Base Granular CBR 40% 0.04 0.9

60% 0.05 0.9

80% 0.06 0.9

>100% 0.07 0.9

Base granular tratada con asfalto 0.135 0.9

Base granular tratada con cemento 0.12 0.9

Base granular tratada con cal MÍN 0.06 0.9

MÁX 0.12 0.9

SUB BASES

Arena, arcilla arenosa CBR 10% 0.03 0.9

25% 0.04 0.9

Grava arenosa CBR 40% 0.045 0.9

60% 0.05 0.9

* Colocar: 1,0, como espesor si quiere considerarlo. 0

DISEÑO AASHTO

ESTRUCTURA EXISTENTE

Tipos de fallas en superficie K corregir 0.4

CAPA SUPERIOR espesor (cm) coef/cm SN

Carpeta de Concreto Asfáltico 5.0 0.17 0.34

BASES

Bases tipo Concreto Asfáltico 0.17

Base Granular CBR 40% 0.04

60% 20.0 0.05 1

80% 0.06

>100% 0.07

SUB BASES

Arena, arcilla arenosa CBR 10% 0.03

25% 30.0 0.04 1.2

Grava arenosa CBR 40% 0.045

60% 0.05

Espesor Total (cm) = 55.0 SNexistente = 2.54

Diseño de la estructura del pavimento

Cálculo del SN Existente

Cálculo de SN

requerido

Comentarios sobre

estructura “sandwich”

DISEÑO AASHTO

INGRESO DE DATOS

Proyección 10 años

W18 : 4,282,140

ZR : 95 %

So : 0.45

Po : 4.5

Pt : 1.5

CBR de diseño : 11.00

Mrsr (psi) : 11613 (Instituto de Aeronáutica de Brasil)

DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES - AASHTO 93 WGL

DISEÑO AASHTO

DETERMINACION DE CONSTANTES

K1 K2 K3 K1-K3

15.64191086 0.045757491 9.430667429 6.211243433

ITERACION SN J1 J2 J1+J2 CONTROL

1 3.540 6.1500 0.0554 6.2055 0.0058

2 3.541 6.1509 0.0555 6.2064 0.0048

3 3.542 6.1518 0.0555 6.2073 0.0039

4 3.543 6.1527 0.0555 6.2083 0.0030

5 3.544 6.1536 0.0556 6.2092 0.0021

6 3.545 6.1545 0.0556 6.2101 0.0011

7 3.546 6.1554 0.0556 6.2110 0.0002

8 3.547 6.1563 0.0557 6.2120 -0.0007

9 3.548 6.1572 0.0557 6.2129 -0.0016

10 3.549 6.1581 0.0557 6.2138 -0.0026

SNdis = 3.546 SNext = 2.54 SNreq = 1.006

TRANSFORMACIÓN DEL SN REQUERIDO

EN CAPAS

Tipos de Estructura Requeridas

Con Estructura tipo “sandwich”

Con alternativa de Refuerzo (C.A.)

Pavimento Existente

Dimensionado de la estructura del

pavimento

SN diseño = ai.Di + a2.D2.m2 + a3.D3.m3

SN existente = K.ai.Di + a2.D2.m2 + a3.D3.m3

SN requerido = SN diseño – SN existente

DISEÑO AASHTO

ALTERNATIVA DE DISEÑO espesor (cm) coef/cm coef drenaje "m" SN Remanente

CAPA SUPERIOR

Carpeta de Concreto Asfáltico 6 0.17 1 1.02

Mezcla Asfáltica en frío 0.08 1

Tratamiento Superficial TS1 0.25 1

TS2 0.3 1

TS3 0.4 1

Sello Asfáltico 0.08 1

BASES

Bases tipo Concreto Asfáltico 0.17 0.9

Base Granular CBR 40% 0.04 0.9

60% 0.05 0.9

80% 0.06 0.9

>100% 0.07 0.9

Base granular tratada con asfalto 0.135 0.9

Base granular tratada con cemento 0.12 0.9

Base granular tratada con cal MÍN 0.06 0.9

MÁX 0.12 0.9

SUB BASES

Arena, arcilla arenosa CBR 10% 0.03 0.9

25% 0.04 0.9

Grava arenosa CBR 40% 0.045 0.9

60% 0.05 0.9

* Colocar: 1,0, como espesor si quiere considerarlo. 1.02 -0.014

Diseño de la estructura del pavimento

Cálculo del SN Existente

Cálculo de SN requerido

Comentarios sobre

estructura “sandwich”

ALTERNATIVA DE DISEÑO espesor (cm) coef/cm coef drenaje "m" SN Remanente

CAPA SUPERIOR

Carpeta de Concreto Asfáltico 2 0.17 1 0.34

Mezcla Asfáltica en frío 0.08 1

Tratamiento Superficial TS1 0.25 1

TS2 0.3 1

TS3 0.4 1

Sello Asfáltico 0.08 1

BASES

Bases tipo Concreto Asfáltico 0.17 0.9

Base Granular CBR 40% 0.04 0.9

60% 15 0.05 0.9 0.675

80% 0.06 0.9

>100% 0.07 0.9

Base granular tratada con asfalto 0.135 0.9

Base granular tratada con cemento 0.12 0.9

Base granular tratada con cal MÍN 0.06 0.9

MÁX 0.12 0.9

SUB BASES

Arena, arcilla arenosa CBR 10% 0.03 0.9

25% 0.04 0.9

Grava arenosa CBR 40% 0.045 0.9

60% 0.05 0.9

* Colocar: 1,0, como espesor si quiere considerarlo. 1.015 -0.009

Pavimento sobre Pavimento