DISEO DE PAVIMENTO FLEXIBLEMETODO ASSHTO 93

07PAVIMENTOS

Ing. Augusto GarcaIng. Augusto GarcaIng. Augusto GarcaIng. Augusto Garca

Ecuacin de diseo para pavimento flexible AASTHO 93

Esal = Trfico de diseo (18-kip W18)

ZR = Desviacin Normal Standard

So = Error combinado estndar de trfico y prediccin de funcionamiento.

PSI = Diferencia entre ndice de Serviciabilidad inicial y terminalMR = Modulo Resilente (psi)

SN = Numero Estructural

NMERO ESTRUCTURAL (SN), NMERO ESTRUCTURAL (SN), NMERO ESTRUCTURAL (SN), NMERO ESTRUCTURAL (SN),

NmeroNmeroNmeroNmero abstractoabstractoabstractoabstracto que expresa lacapacidadcapacidadcapacidadcapacidad estructuralestructuralestructuralestructural requerida por elpavimento para condiciones dadas decalidad de suelo, condiciones detrfico, variacin de serviciabilidaddurante la vida til del pavimento ycondiciones ambientales.

El nmero estructural se convierte auna combinacin de espesores decapa, combinando coeficientes querepresentan la capacidad estructuralrelativa del material de cada capa.

A) EL TRAFICOA) EL TRAFICOA) EL TRAFICOA) EL TRAFICO

Esta basado en las cargas esperadas y acumulativas de un eje equivalente a18,000 lbs. durante el periodo de anlisis. Para cualquier situacin dediseo donde la estructura inicial del pavimento se espera que dure todo elperiodo de anlisis sin ninguna obra de rehabilitacin todo lo que serequiere es el ESAL acumulado en todo el periodo de anlisis.

ESAL= ESAL0 . 365 . Dd . Dl . { 1+ r - 1}n

rDonde:

ESALo = Repeticiones del eje de carga equivalente actual.

Dd = Factor de distribucin direccional, por lo general se considera 0.5

Dl = Factor de distribucin de carril.

r = tasa de crecimiento anual

n = Periodo de diseo

B) SUELO FUNDACINB) SUELO FUNDACINB) SUELO FUNDACINB) SUELO FUNDACIN

El comportamiento de los Suelos deSubrasante (suelos de fundacin)tiene una gran influencia en lospavimentos por que sobre ellosdescansandescansandescansandescansan y reciben todastodastodastodas laslaslaslascargascargascargascargas que son transmitidas por elmismos pavimento.

La representacin del suelo defundacin en el diseo deestructuras es por medio delModuloModuloModuloModulo dededede ResilenciaResilenciaResilenciaResilencia ((((MrMrMrMr)))) y poreste factor se puede definir el tipode pavimento que se colocara en lava proyectada.

Pavimento Flexible

B) SUELO FUNDACINB) SUELO FUNDACINB) SUELO FUNDACINB) SUELO FUNDACIN

Es importante precisar que la obtencin del modulo resilente (MduloDinmico) es compleja porque no se tiene un numero constante puesto quepuede variar segn las condiciones climticas o drenaje y esto hace variarlos resultados de los diseos calculados. Se trabajar con el promedio detodos los valores de MrMrMrMr obtenidos.

B.1) MDULO RESILENTE (Mr)B.1) MDULO RESILENTE (Mr)B.1) MDULO RESILENTE (Mr)B.1) MDULO RESILENTE (Mr)

MduloMduloMduloMdulo ResilenteResilenteResilenteResilente dededede lalalala SubSubSubSub----rasanterasanterasanterasante (psi)(psi)(psi)(psi), es calculado por el ensayo T274 dela AASHTO, que viene a ser un mtodo muy difcil de realizar en muchoslugares porque no se cuenta con los equipos que efecten este ensayo, porlo tanto, existen relaciones que pueden calcular dicho modulo aproximadamente tomando como parmetro principal el CBR; dato que sepuede calcular por medio de ensayos de la AASHTO, ASTM, etc.

Las formulas que relacionan el CBR con el Mr son las siguientes:

MR(psi) = 1,500 x MR(psi) = 1,500 x MR(psi) = 1,500 x MR(psi) = 1,500 x CBR CBR CBR CBR ( Para suelos finos con CBR sumergido no mayor a 10)

MR(MR(MR(MR(MpaMpaMpaMpa) = 10.3 x ) = 10.3 x ) = 10.3 x ) = 10.3 x CBR CBR CBR CBR (CL, CH, ML,SC, SM y SP)

CBR: Relacin de Soporte de California

Ecuaciones de correlacin

1.1.1.1. Para materiales de subPara materiales de subPara materiales de subPara materiales de sub----rasante con CBR igual o menor a 7.2%.rasante con CBR igual o menor a 7.2%.rasante con CBR igual o menor a 7.2%.rasante con CBR igual o menor a 7.2%.

MrMrMrMr = 1500.CBR= 1500.CBR= 1500.CBR= 1500.CBR

2.2.2.2. Para materiales con CBR mayor de 7.20% pero menor o igual a 20%.Para materiales con CBR mayor de 7.20% pero menor o igual a 20%.Para materiales con CBR mayor de 7.20% pero menor o igual a 20%.Para materiales con CBR mayor de 7.20% pero menor o igual a 20%.

MrMrMrMr = = = = 3000.CBR 3000.CBR 3000.CBR 3000.CBR 0.650.650.650.65

3.3.3.3. Para Para Para Para materiales con CBR mayor materiales con CBR mayor materiales con CBR mayor materiales con CBR mayor 20%.20%.20%.20%.

MrMrMrMr = = = = 4326.ln (CBR) +2414326.ln (CBR) +2414326.ln (CBR) +2414326.ln (CBR) +241

El valor resultante de estas correlaciones se mide en unidades de lb/pulg2 El valor resultante de estas correlaciones se mide en unidades de lb/pulg2 El valor resultante de estas correlaciones se mide en unidades de lb/pulg2 El valor resultante de estas correlaciones se mide en unidades de lb/pulg2 ---- psi.psi.psi.psi.

C) SERVICIABILIDADC) SERVICIABILIDADC) SERVICIABILIDADC) SERVICIABILIDAD

La serviciabilidad se define como lahabilidadhabilidadhabilidadhabilidad deldeldeldel pavimentopavimentopavimentopavimento dededede servirservirservirservir alalalal tipotipotipotipo dedededetrficotrficotrficotrfico (autos y camiones) que circulan en lava, se mide en una escala del 0000 alalalal 5555 endonde 0 (cero) significa una calificacinpara pavimento intransitable y 5 (cinco) paraun pavimento excelente.

La serviciabilidad es una medida subjetivade la calificacin del pavimento, sinembargo la tendencia es poder definirla conparmetros medibles como los son: elndice de perfil, ndice de rugosidadinternacional, coeficiente de friccin,distancias de frenado, visibilidad, etc.

C) SERVICIABILIDADC) SERVICIABILIDADC) SERVICIABILIDADC) SERVICIABILIDAD

El procedimiento de Diseo AASHTO predice el porcentaje de prdida deserviciabilidad ( PSI) para varios niveles de trfico y cargas de ejes.Entre mayor sea el PSI, mayor ser la capacidad de carga delpavimento antes de fallar.

PSI = diferencia entre el ndice de servicialidad inicial, po, y el ndice de servicialidad terminal de diseo, pt

Servicialidad es la condicin de unpavimento para proveer un manejoseguro y confortable a los usuarios en undeterminado momento. Inicialmente secuantific la servicialidad de unacarretera pidiendo la opinin de losconductores, estableciendo el ndice deservicialidad p de acuerdo a la siguientecalificacin:

C

D) CONFIABILIDADD) CONFIABILIDADD) CONFIABILIDADD) CONFIABILIDAD

La Confiabilidad se refiere al nivel de probabilidad que tieneuna estructura de pavimento diseada para durar a travs deanlisis.

La confiabilidad del diseo toma en cuenta las posiblesvariaciones de trafico previstas, as como en las variacionesdel modelo de comportamiento AASHTO, proporcionando unnivel de confiabilidad (R) que asegure que las secciones delpavimento duren el periodo para el cual fueron diseadas.

El modelo de ecuacin de diseo est basado en la prdida del ndice de servicialidad (PSI)durante la vida de servicio del pavimento; siendo ste un parmetro que representa las bondadesde la superficie de rodadura para circular sobre ella.

D) CONFIABILIDADD) CONFIABILIDADD) CONFIABILIDADD) CONFIABILIDAD

ZR = DESVIACIN ESTNDAR NORMALZR = DESVIACIN ESTNDAR NORMALZR = DESVIACIN ESTNDAR NORMALZR = DESVIACIN ESTNDAR NORMAL

ZR = DESVIACIN ESTNDAR NORMALZR = DESVIACIN ESTNDAR NORMALZR = DESVIACIN ESTNDAR NORMALZR = DESVIACIN ESTNDAR NORMAL

3) Error estndar combinado So 3) Error estndar combinado So 3) Error estndar combinado So 3) Error estndar combinado So

Representa la desviacin estndar conjunta que conjuga la desviacinestndar de la ley de prediccin del transito en el periodo de diseo conla desviacin estndar de la ley de prediccin de comportamiento delpavimento, es decir, del numero de ejes que puede soportar elpavimento hasta que su ndice descienda por debajo de un determinadovalor Pt.

Pavimentos Rgidos: 0.30 0.400.35 = construccin nueva.0.40 = sobrecapas.

Pavimentos Flexibles: 0.40 0.500.45 = construccin nueva.0.50 = sobrecapas

SN = Nmero estructural indicativo del espesor total SN = Nmero estructural indicativo del espesor total SN = Nmero estructural indicativo del espesor total SN = Nmero estructural indicativo del espesor total requerido de pavimentorequerido de pavimentorequerido de pavimentorequerido de pavimento

Los materiales usados en cada una de las capas de la estructura de un pavimentoflexible, de acuerdo a sus caractersticas ingenieriles, tienen un coeficiente estructural

"ai ". Este coeficiente representa la capacidad estructural del material para resistir lascargas solicitantes.Estos coeficientes estn basados en correlaciones obtenidas a partir de la pruebaAASHO de 1958-60 y ensayos posteriores que se han extendido a otros materiales yotras condiciones para generalizar la aplicacin del mtodo.

Coeficientes estructurales

a1 = coeficiente estructural de la carpeta asflticaa1 = coeficiente estructural de la carpeta asflticaa1 = coeficiente estructural de la carpeta asflticaa1 = coeficiente estructural de la carpeta asfltica(Figura 2.5, si se conoce el Mdulo de Elasticidad Mdulo de Elasticidad Mdulo de Elasticidad Mdulo de Elasticidad de la mezcla asfltica en psi o la Figura 00, si se conoce la Estabilidad Marshall Estabilidad Marshall Estabilidad Marshall Estabilidad Marshall en libras)

a2 = coeficiente estructural para la capa basea2 = coeficiente estructural para la capa basea2 = coeficiente estructural para la capa basea2 = coeficiente estructural para la capa base

a3 = coeficiente estructural para la capa suba3 = coeficiente estructural para la capa suba3 = coeficiente estructural para la capa suba3 = coeficiente estructural para la capa sub----basebasebasebase

Numero estructural

Capa de Rodadura Asfltica

a1 = 0.44 para el AASHO Road Test

Este valor corresponde a 450,000 psi (3.1 GPa).

Se tiene que tener cuidado con extrapolar con mayores valores porque

puede generar fallas trmicas y por fatiga.

Bases sin/con tratamiento

Se pueden usar las graficas previamente mostradas

Tambin se puede usar la siguiente ecuacin (E2 es MR para bases)

En el AASHO Road Test, a2 = 0.14 para bases. Esto corresponde a un valor

MR = 30,000 psi (207 GPa)

Bases sin/con tratamiento

Recordar que el valor MR tiene una relacin no lineal con el esfuerzo

(tarea elaborada)

Valores tpicos de K1, K2 y el esfuerzo invariante a continuacin si es que

no se tiene informacin del laboratorio

Numero estructural

Subbase Granular

La relacin entre E3 (MR respectivo) y a3 es la siguiente

Valor tpico de a3 = 0.11, que corresponde a un valor MR = 15000 psi

(104 MPa).

Tambin se pueden usar valores

Numero estructural

mi = coeficientes de drenajemi = coeficientes de drenajemi = coeficientes de drenajemi = coeficientes de drenaje

Tradicionalmente las capas de base y sub base granular delpavimento fueron diseadas solamente por aspectos deresistencia dando escasa importancia al drenaje.

Una buena base granular debe ser diseada para drenarrpidamente el agua del pavimento. La drenabilidad del material ocalidad de drenaje es funcin de varios aspectos incluyendo lapermeabilidadpermeabilidadpermeabilidadpermeabilidad del material, su distribucin granulomtrica, elporcentaje de material fino (pasante la malla N200) y lascondiciones geomtricas de la superficie y subrasante delpavimento.

mi = coeficientes de drenajemi = coeficientes de drenajemi = coeficientes de drenajemi = coeficientes de drenaje

La calidad del drenaje se define en trminos del tiempo en que el agua tarda en ser eliminada de las capas granulares (capa base y sub-base):

Para calcular el tiempo en que el agua es eliminada ser necesario conocer lapermeabilidad, k, pendientes, espesores D2 y D3 de los materiales a utilizar comocapa base y sub-base, respectivamente.

mi = coeficientes de drenajemi = coeficientes de drenajemi = coeficientes de drenajemi = coeficientes de drenaje

REQUERIMIENTOS DE DISEOREQUERIMIENTOS DE DISEOREQUERIMIENTOS DE DISEOREQUERIMIENTOS DE DISEO

VARIABLE DE DISEO A RESTRICCIN DEL TIEMPOVARIABLE DE DISEO A RESTRICCIN DEL TIEMPOVARIABLE DE DISEO A RESTRICCIN DEL TIEMPOVARIABLE DE DISEO A RESTRICCIN DEL TIEMPO

Seleccin de entradas de periodos de performance de anlisis que afectan el diseodesde la dimensin del tiempo.

El diseador selecciona estrategias variando la estructura inicial a la final desde laetapa de construccin hasta los planeados sobrecapados

PERIODOPERIODOPERIODOPERIODO DEDEDEDE ANALISISANALISISANALISISANALISIS:::: Periodo de tiempo en el cual se realiza el anlisis y debe cubrircualquier estrategia de diseo. Anlogo de vida de diseo en el pasado.

PERIODOPERIODOPERIODOPERIODO DEDEDEDE PERFORMANCEPERFORMANCEPERFORMANCEPERFORMANCE (Vida(Vida(Vida(Vida dededede Servicio)Servicio)Servicio)Servicio):::: Periodo de tiempo en que un pavimentoinicial se puede dejar antes que necesite rehabilitacin. Este periodo puede serafectado significativamente por el tipo y nivel de mantenimiento aplicado

VARIABLE DE DISEO A RESTRICCIN DEL TIEMPOVARIABLE DE DISEO A RESTRICCIN DEL TIEMPOVARIABLE DE DISEO A RESTRICCIN DEL TIEMPOVARIABLE DE DISEO A RESTRICCIN DEL TIEMPO

TiempoTiempoTiempoTiempo MnimoMnimoMnimoMnimo dededede PerformancePerformancePerformancePerformance:::: Mnima cantidad de tiempo en el cual la siguiente etapase puede considerar iniciada (ej: 5 aos de tiempo para que un pavimento notenga ninguna rehabilitacin)

TiempoTiempoTiempoTiempo MximoMximoMximoMximo dededede PerformancePerformancePerformancePerformance:::: Mxima cantidad de tiempo que el usuario espera para lasiguiente etapa ( ej: se dise para 10 aos, mx. a los 8 aos requiere rehab.)

El resultado es una prdida del PSI debido a factores ambientales o desintegracin de lasuperficie. La seleccin de un periodo largo de diseo puede llevar a diseos lineales

SESESESE PUEDEPUEDEPUEDEPUEDE CONSIDERARCONSIDERARCONSIDERARCONSIDERAR

Condiciones de VasCondiciones de VasCondiciones de VasCondiciones de Vas Periodo de Condicin (aos)Periodo de Condicin (aos)Periodo de Condicin (aos)Periodo de Condicin (aos)

Alto Volumen - Urbano 30 50

Alto Volumen - Rural 20 50

Bajo Volumen - Pavimentado 15 25

Bajo Volumen - no Pavimentado 10 20

Determinacin de espesoDeterminacin de espesoDeterminacin de espesoDeterminacin de espesores

Determinado el Nmero Estructural:Determinado el Nmero Estructural:Determinado el Nmero Estructural:Determinado el Nmero Estructural:

a) Se realizan Tanteos para diferentes espesoresb) Se asignan dimensiones a cada una de las capas consideradasc) Se determina calidad de materiales empleados a travs de un Coeficiente Estructurald) Con b y c se determinan los Nmeros Estructurales Parciales; sumados deben

satisfacer el valor total requerido

NOTANOTANOTANOTA:::: Los espesores de las capas finales deben cumplir con determinados valoresmnimos por razones constructivas, de trfico y de tipo estructural

DISEO DE ESPESORES DE CAPAS DEL PAVIMENTO

CONCEPTO DE ANLISIS DE CAPASCONCEPTO DE ANLISIS DE CAPASCONCEPTO DE ANLISIS DE CAPASCONCEPTO DE ANLISIS DE CAPAS

D1 >= D*1 = SN1/a1SN*1 = a1 x D1 >= SN1D2 >= D*2 = (SN2 SN*1)/a2 x m2SN*1 + SN*2 = a1 x D1 + a2 x m2 x D2 >=SN2D3 >= D*3 = {SN3 (SN*1 + SN*2)/(a3 x m3)SN*1 + SN*2 + SN*3 = a1 x D1 + a2 x m2 x D2 + a3 x m3 x D3 >= SN3

Los valores de SN se obtienen de la ecuacin AASHTO. Los valores de a y m seseleccionan de las recomendaciones AASHTO.

El asterisco (*) mostrado en D indican los valores mnimos obtenidos de las ecuacionesmostradas mientras, que los asteriscos para el caso de los valores de SN indican el Nestructural para los espesores de capas adoptadas y coeficientes AASHTO seleccionados.

EJEMPLO: 01EJEMPLO: 01EJEMPLO: 01EJEMPLO: 01

Efecte el diseo de un pavimento flexible nuevo para un perodo de diseo de 15 aos,considerando un nivel de serviciabilidad inicial de 4.2 y final de 2.5. El mdulo resiliente de lasubrasante es 4500 psi. Calcule el trfico acumulado proyectado del estudio de trafico indicado enla tabla. Considere que se trata de una va de gran importancia. Adopte los parmetros que creaconveniente para la solucin del problema.

Trfico promedio diario anual, ADT = 1,328 vpdTasa de crecimiento medio anual, g = 4%Periodo de diseo, t = 15 aos

TIPO DE VEHICULO B2 C2 C3 C4 T3-S2 TOTAL

CANTIDAD 120 720 360 80 48 1328

% COMPOSICION 9.04 % 54.22 % 27.10 % 6.02 % 3.62 % 100 %

Estabilidad Marshall (E.T.G. MOP) = 1000 librasCBR BASE = 60% EBS = 27000 psiCBR SUBBASE = 25% ESB = 14000 psiCBR SUBRASANTE = 3% MR = 4500 psi

W18 = ESAL

SN (asumido) = 4,0 ; Pt = 2.50

RESOLUCION:

Extraer factor equivalente de carga

para pavimentos flexibles, Pt=2.50ESALo = 4,181.59

Tipo de vehculo

Ejes de carga (Ton)

Ejes de carga (kips)

Factor de equivalencia

Repeticiones diarias

Ejes equivalentes

(a) (b)= (a)x(2.204) (c) (d) (e)=(c)x(d)

B27 15.43 0.5165 120 61.98

11 24.24 2.89 120 346.8

c27 15.43 0.5165 720 371.88

11 24.24 2.89 720 2,080.80

c37 15.43 0.5165 360 185.94

18 39.67 2.03 360 730.8

c47 15.43 0.5165 80 41.32

25 55.1 1.78 80 142.4

T3-S2

7 15.43 0.5165 48 24.79

18 39.67 2.03 48 97.44

18 39.67 2.03 48 97.44

TOTAL 4,181.59

W18 = ESAL

SN (asumido) = 4,0 ; Pt = 2.50

RESOLUCION:

ESALo = 4,181.59

Calculamos las ejes por ao

w18 = ESAL0 x 365 = 4,181.59 x 365 = 1526,280.35

Afectamos por el factor de direccion y de carril

W18 = Dd x Dl x w18 = 0.50 x 1.00 x 1526,280.35 = 763,140.175

Calculamos los ejes equivalentes al ao horizonte

W18 = 763,140.175 { 1+ 0.04^15-1}/0.04 = 15280,804.174W18 = ESAL = 15280,804.174 = 15.28 x 106

a1 = coeficiente estructural de la carpeta asflticaa1 = coeficiente estructural de la carpeta asflticaa1 = coeficiente estructural de la carpeta asflticaa1 = coeficiente estructural de la carpeta asfltica(Figura 2.5, si se conoce el Mdulo de Elasticidad Mdulo de Elasticidad Mdulo de Elasticidad Mdulo de Elasticidad de la mezcla asfltica en psi o la Figura 00, si se conoce la Estabilidad Marshall Estabilidad Marshall Estabilidad Marshall Estabilidad Marshall en libras)

a1 = 0,3 a1 = 0,3 a1 = 0,3 a1 = 0,3

a2 = coeficiente estructural para la capa basea2 = coeficiente estructural para la capa basea2 = coeficiente estructural para la capa basea2 = coeficiente estructural para la capa base

a2 a2 a2 a2 = = = = 0,1250,1250,1250,125

a3 = coeficiente estructural para la capa suba3 = coeficiente estructural para la capa suba3 = coeficiente estructural para la capa suba3 = coeficiente estructural para la capa sub----basebasebasebase

a3 a3 a3 a3 = = = = 0,1030,1030,1030,103

Apunte de clase

Mtodo grafico

DISEO DE PAVIMENTO

FLEXIBLE

INSTITUTO DEL ASFALTO

Este manual presenta un procedimiento para el diseoestructural de los espesores para pavimentos utilizandocemento asfaltico o asfalto emulsificado en toda, o parte de laestructura.

41

Se incluyen varias combinaciones:

De superficie de concreto asfaltico. De superficie de asfalto emulsificado. De bases o subbases de agregado no

tratado. De base de asfalto emulsificado.

DISTRIBUCION DE CAMINOS EN DISTINTAS CLASES

DE CARRETERAS ESTADOS UNIDOSTabla N 01

42

Tabla N 02

43

Factor de Camin

El LEF da una manera de expresar los niveles equivalentes de dao entreejes, pero tambin es conveniente expresar el dao en termino de deterioroproducido por un vehiculo en particular, es decir los daos producidos porcada eje de un vehiculo son sumados para determinar el dao producidopor el vehculo total.

As nace el concepto de FactorFactorFactorFactor dededede CaminCaminCaminCamin (FC)(FC)(FC)(FC) que se define como elnumero de ESALs por vehculo. Este tipo de camin puede sercomputado para cada clasificacin general de camiones o para todos losvehculos comerciales como un promedio para una configuracin de transitodada. Es ms exacto considerar factores de camin para cada clasificacingeneral de camiones.

Factor camin = (Cantidades de ejes x factor de equivalencia de carga)cantidad de vehculos

44

DISTRIBUCION DE FACTORES DE CAMION (fi) PARA

DISTINTAS CLASES DE CARRETERAS Y VEHICULOSTabla N 03

45

ESTIMACIN DEL EALEl anlisis de trafico recomendado permite determinar el numero de aplicaciones de cargasequivalentes a un eje simple de 18,000 lb (EAL), a ser usado en la determinacin de los espesoresdel pavimento.

FactorFactorFactorFactor EquivalenciaEquivalenciaEquivalenciaEquivalencia dededede CargaCargaCargaCarga.- Es el numero de aplicaciones equivalentes a una carga por ejesimple de 18,000 lb en una pasada de un eje dado.

ESAL0= IMDi. FeiESAL= ESAL0 . 365 . Dd . Dl . Gj

FactorFactorFactorFactor CaminCaminCaminCamin....- Es el numero de aplicaciones equivalente a una carga por eje simple de 18,000 lben una pasada de un vehculo dado.

ESAL0= IMDi. fi

ESAL= ESAL0 . 365 . Dl . Gj

Donde:ESAL : Carga equivalente acumulada de 18,000 lb por ejeIMD : transito anual medio diario durante el primer ao.Fei : factor equivalente de carga.Dd : Factor de direccin.Dl : Factor de carril.Gi : Factor de crecimiento.fi : factor camin.

46

MATERIALES PARA LA CONSTRUCCION DE PAVIMENTOS.

En cuanto a la rodadura, el mtodo considera la utilizacin de mezclaasfltica del tipo concreto asfaltico y en uno de sus casos, tratamientosuperficial doble.

Las bases pueden ser en concreto asfaltico, estabilizadas con emulsinasfltica o granulares. Las bases estabilizadas con emulsin asflticacorresponden a tres tipos de mezcla, segn la clase de agregado utilizado.

47

Tipo I Mezcla de emulsin asfltica con agregado procesado,densamente graduado

Tipo II Mezcla de emulsin asfltica con agregado semiprocesado,de trituracin, de banco o carretera.

Tipo III Mezcla de emulsin con arena o arenas limosas

Se us la Temperatura Media Anual del Aire (MAAT) para caracterizar las condiciones ambientalesaplicables a cada regin, seleccionndose las caractersticas de los materiales segn esto.

48

49

Determinar el valor del ESAL

Determinar el valor del Mr

Seleccionar Materiales

Determinar las Combinaciones del espesor de diseo

Construccin por etapas

Construccin sin etapas

Anlisis econmico

Diseo Final

Ejemplo:

50

Requisitos de calidad de las capas granulares

Ensayo Requisitos de los ensayos

Sub base granular Base granular

CBR mnimo

R mnimo

20

55

50

78

LL mximo 25 25

IP mximo 6 NP

Equivalente de arena, minimo 25 35

% N 200, maximo 12 7

disear un pavimento en una carretera principal rural de dos carriles, si su IMD= 12,000, sutasa de crecimiento es de 4% y el periodo de diseo es 20 aos. el suelo de subrasante es unaarena arcillosa cuyo CBR es de 9%Automviles = 55%Caminos de eje simple:

de 2 ejes y 4 ruedas = 33% (10,000 lb)de 3 ejes o mas = 17% (16,000 lb)

Tractores semiremolques y combinacion.de 4 ejes o menos = 4%

51

Solucin:

1. Calculo del numero acumulado de ejes equivalente de 8.2 toneladas en el carrilde diseo y durante un periodo de diseo de 20 aos.

ESALESALESALESAL ==== 5555908908908908,,,,605605605605 ==== 5555....9999 xxxx 10101010 6666

( valor extrado del problema anterior sobre ejes equivalentes) )

2. Determinacin del modulo de resiliencia del suelo tpico de subrasante a partirdel CBR.

MrMrMrMr = 100 x 9 = 900900900900 kg/cmkg/cmkg/cmkg/cm2222

52

Solucin:3. Determinacin de los espesores en funcin de diseo en funcin de los

parmetros calculados anteriormente.i. Alternativa en espesor pleno de concreto asfaltico full deph

A partir de los datos bsicos y utilizando la tablas , se tiene que el espesor del pavimento, en concreto asfaltico es de 29.00 cm29.00 cm29.00 cm29.00 cm

9x102 kg/cm2

5.9x

106

53

ii. Alternativa con base estabilizada con emulsin tipo I, II y III.

Si se desea usar base estabilizada con emulsin asfltica del tipo I su espesordebe de ser 30.00 cm 2.50cm = 27.50, cubiertos por un tratamientosuperficial.

9x102 kg/cm2

5.9x

106

54

ii. Alternativa con base estabilizada con emulsin tipo I, II y III.

Si se desea utilizar base estabilizada del tipo II el espesor total delpavimento debe de ser 35cm, como el espesor mnimo de concretoasfaltico, segn tabla debe de ser de 7.5 cm o 3, la base estabilizadatendr 35- 7.5 = 27.50 cm.

9x102 kg/cm2

5.9x

106

55

iiiiiiii.... AlternativaAlternativaAlternativaAlternativa conconconcon basebasebasebase estabilizadaestabilizadaestabilizadaestabilizada conconconcon emulsinemulsinemulsinemulsin tipotipotipotipo I,I,I,I, IIIIIIII yyyy IIIIIIIIIIII....

Si se desea utilizar base estabilizada del tipo III el espesor total delpavimento debe de ser 43 cm, como el espesor mnimo de concretoasfaltico, segn tabla debe de ser de 7.5 cm o 3, la baseestabilizada tendr 43-7.5 = 35.50cm.

9x102 kg/cm2

5.9x

106

56

iiiiiiii.... AlternativaAlternativaAlternativaAlternativa conconconcon basebasebasebase nononono tratadastratadastratadastratadas....

Si se desea usar capas granulares de 15 cm de espesor, se debecolocar 26.0 cm.

9x102 kg/cm2

5.9x

106

57

iiiiiiii.... AlternativaAlternativaAlternativaAlternativa conconconcon basebasebasebase nononono tratadastratadastratadastratadas....

Si se desea usar capas granulares de 30 cm de espesor, se debe colocar 23.0cm en concreto asfaltico. En este caso, 15 de los 30 cm de capasgranulares podrn constituirse con material que presente lascaractersticas de base y el resto con material apto para subbase.

9x102 kg/cm2

5.9x

106