Presentacin de PowerPoint

METODO AASHTOO PARA EL DISEO DE PAVIMENTOS RIGIDOSANA MARIA ESPEJO RIAOCLAUDIA PATRICIA LOPEZ CASTAEDAERIKA ANDREA MUOZ GONZALESJUAN CARLOS POLO GAMARRA

BOGOT 2015

IntroduccinEste tipo de metodologa que se utiliza para hallar el espesor requerido de una estructura de pavimento rgido a partir del trafico promedio diario, se basa en los ensayos realizados en el AASHTO ROAD TEST, por medio del cual se definieron los parmetros que se deben tener en cuenta para disear una va con un periodo determinado.

A continuacin se explican dichos parmetros y a dems se desarrolla un ejercicio de ejemplo para mayor claridad.

Figura 1. Logo AASHTO. Recuperado de: http://www.cmc-associates.com/aashto/

Los conceptos primordiales a tener en cuenta para el diseo es conocer las siguientes variables y caractersticas del pavimento:Transito (TPD): El promedio de vehculos que circulan a diario por la va, se utiliza para hallar la variable de transito o la cantidad de ejes equivalentes a 8.2 toneladas.Modulo de reaccin del suelo: Se trata de la capacidad portante del suelo, se obtiene a travs de ensayos de campo y laboratorio. Si es desconocida dicha propiedad pero se sabe cual es el tipo de suelo, se recomienda utilizar los valores de la siguiente tabla

Marco tericoFigura 2. Tipos de suelos y valores de K. Salazar, A., (1997), Gua para el diseo y construccin de pavimentos rgidos. imcyc.Tipos de sueloSoporteRango de valores KSuelo de grano fino en el cual el tamao de las partculas de limo y arcilla predominanBajo75 - 120Arenas y mezclas de arena con gravas, con una cantidad considerable de limo y arcillaMedio130 170Arenas y mezclas de arena con grava, relativamente libre de finos.80-99180 220Subbase tratada con cemento80-95250 400

Marco tericoFigura 3. Modulo de ruptura. Gua para el diseo de estructuras de pavimento AASHTOO 93.Tipo de pavimento MR recomendadoKg/cmPsiAutopistas48682.7Carreteras48682.7Zonas industriales45640.1Urbanas principales45640.1Urbanas secundarias42597.4

Coeficiente de transferencia de carga: Debido a que este tipo de pavimento esta confirmado por la unin entre losas del mismo tamao, existe un esfuerzo de transferencia entre las juntas de unin y sus pasadores representado por este coeficiente. Su valor depende de la siguiente tabla: Marco tericoTipo de pavimento Elementos de transmisin de carga concreto hidrulicoSiNoNo reforzado o armado con juntas2.5 3.23.6 4.2Armado continuo2.3 2.9-

Figura 4. Coeficientes de carga. Gua para el diseo de estructuras de pavimento AASHTOO 93.

Coeficiente de drenaje: Es la facilidad con que el pavimento evacua el agua de la va. Es elegido por el diseador a partir de las siguiente tablas:Marco tericoFigura 5. Calidad de drenaje y valores de Cd. Gua para el diseo de estructuras de pavimento AASHTOO 93.Calidad del drenajeTermino para la remocin del aguaExcelente2 horasBuena1 daAceptable1 semanaPobre1 mesMuy pobreEl agua no drena

Valores recomendados de CdCalidad del drenaje% de tiempo de exposicin de la estructura de pavimento a nivel de humedad prximos a la saturacin25%Excelente1.40-1.351.35-1.301.30-1.201.20Buena1.35-1.251.25-1.151.15-1.001.00Aceptable1.25-1.151.15-1.051.00-0.800.80Pobre1.15-1.051.05-0.800.80-0.600.60Muy pobre1.05-0.950.95-0.750.75-0.400.40

Servicialidad: Es la calidad del servicio que presta la va, se define con el ndice de servicio presente que varia de 0 a 5 PSI=Po-Pt , donde Po: ndice inicial y Pt: ndice final. Por medio de una construccin confiable el ndice de servicialidad inicial estar entre 4.7 y 4.8. El ndice de servicio final se puede obtener de la siguiente tabla:Marco tericoFigura 6. ndice de servicialidad final. Gua para el diseo de estructuras de pavimento AASHTOO 93.Tipo de pavimento Servicialidad final Autopistas2.5Carreteras2.0Zonas industriales1.8Urbanas principales1.8Urbanas secundarias1.5

Confiabilidad: Grado de certeza sobre el mtodo que se esta utilizando para el diseo del pavimento.

Marco tericoFigura 7. Niveles de confiabilidad. Gua para el diseo de estructuras de pavimento AASHTOO 93.Niveles de ConfiablidadClasificacin Nivel recomendadoUrbanaRuralAutopistas85-99.980-99.9Principales80-9975-95Colectoras80-9575-95Locales50-8050-80

Desviacin estndar: Es el factor de dispersin de los datos que estn inmersos en el mtodo de diseo, tambin esta relacionado con la confiabilidad y el factor de seguridad como se evidencia en la siguiente tabla:

Marco tericoFigura 8. Desviacin estndar. Gua para el diseo de estructuras de pavimento AASHTOO 93.Desviacin estndarConfiabilidad50%60%70%80%90%95%0.301.001.191.441.792.423.120.351.001.231.531.972.813.760.391.001.261.602.133.164.380.401.001.261.622.173.264.55

Ejes equivalentes Modulo de reaccin del sueloModulo de elasticidad del concretoModulo de rupturaCoeficiente de transferencia de cargaCoeficiente de drenaje

Perdida de servicialidadConfiabilidadDesviacin estndar

Parmetros de entrada del mtodo

Figura 9.Nomograma espesor pavimento rgido. Gua para el diseo de estructuras de pavimento AASHTOO 93.

Figura 10. Continuacin nomograma espesor pavimento rgido. Gua para el diseo de estructuras de pavimento AASHTOO 93.

Procedimiento para el diseo Con los datos anteriormente mencionados se ingresa a los nomogramas presentados y donde se crucen las lneas de perdida de servicialidad y carga por eje simple se lee el espesor del pavimento

Ejemplo de una va realLa va para cual se desarrollara el mtodo es la va Guayate-Guateque, que segn los registros histricos de transito del INVIAS para esta carretera son:Por medio de una regresin exponencial del registro historio se calcula el valor de del TPD para el ao 2015 y su respectiva rata de crecimiento. Las formulas a utilizar son las siguientes:Ao1997199819992000200120022003200420052006TPD408339409373437390360404443348

Figura 11. Registro histrico va Guyate- Guateque. Recuperado de: http://www.invias.gov.co/index.php/documentos-tecnicos-izqMontejo, A., (2002), Ingeniera de pavimentos para carreteras. Bogot D.C, Colombia. Universidad Catlica de Colombia.

ClculosTPD 2015 y rata de crecimiento: Se obtienen a partir del desarrollo de la siguiente tabla aplicando las formulas antes mencionadas:

Figura 12. Calculo TPD 2015 y rata de crecimiento. Fuente propia

Calculo de la variable de transito (ejes equivalentes): Se obtiene a partir de la siguiente ecuacin:ClculosMontejo, A., (2002), Ingeniera de pavimentos para carreteras. Bogot D.C, Colombia. Universidad Catlica de Colombia.

Modulo de reaccin del suelo: Por medio de la figura 2 y teniendo en cuenta que en este caso la subrasante ser tratada con cemento el valor K=350 PCI .Modulo de elasticidad: La resistencia a la compresin del concreto que se va a utilizar es de 300 kg/cm, por lo tanto:ClculosModulo de ruptura: Al tratarse de una carretera segn la figura 3 el valor de MR=682.7 psi.Coeficiente de transferencia de carga: El tipo de pavimento que se eligi va a ser armado con juntas y pasadores para garantizar la transferencia de carga, por lo tanto segn la figura 4 el valor J=2.5Coeficiente de Drenaje: Por medio de las tablas en la figura 5 se identifica que para una va con calidad de drenaje bueno y con un porcentaje del 1% de exposicin a la saturacin Cd= 1.15

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Perdida de servicialidad: Asumiendo una buena tcnica de construccin el valor del ndice de servicialidad inicial seleccionado es Po=4.5, el valor del ndice de servicialidad final se obtiene de la figura 6 que para carreteras ser de Pt=2.0. Entonces, la perdida de servicialidad ser: ClculosConfiabilidad: Segn la figura 7, en este caso para vas colectoras ser de R=90%Desviacin estndar: Se selecciono un valor de 0.30 segn figura 8.Con los datos calculados y obtenidos de las figuras se ingresa al nomograma para conocer el espesor requerido del pavimento.

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Clculos

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El valor obtenido segn la interpretacin del anterior nomograma para el espesor de este pavimento es de 7 pulgadas equivalente a 18 cm. Este valor esta relacionado con la losa de concreto exclusivamente, uno de los inconvenientes con este mtodo es que no se puede obtener el espesor requerido de la subbase y se necesitara otro mtodo para conocerlo, sin embargo es muy til para obtener un dato representativo de los esfuerzos a los que estar sometido el pavimento que esta relacionado directamente con su espesor.Anlisis de los resultados

Figura 13. Estructura pavimento rgido. Recuperado de: http://www7.uc.cl/sw_educ/construccion/urbanizacion/html/concepto.html

Para disear un pavimento rigido por medio del mtodo de la AASHTO se deben realizar ensayos de campo y de laboratorio para conocer el comportamiento de los materiales de construccin y de la subrasante, de esta manera se obtienen datos como el modulo resiliente, el CBR y el tipo de drenaje a utilizar Por favor no colocarle bordes a las imgenes ni ningn formato.Los estudios de transito son necesarios no solo para generar un registro histrico del TPD en la va, sino tambin para conocer los tipos de vehculos que transitan la carretera, esto con el fin de calcular el factor camin que en este caso fue asumido ya que no se tenan los porcentajes de vehculos pesados, buses y automviles.Es importante saber que en la actualidad existen algunos software basados en esta metodologa para el diseo de pavimentos rgidos como los son el IBCH, AASHTO 93 y UnalPCIC.

Conclusiones y anlisis

Montejo, A., (2002), Ingeniera de pavimentos para carreteras. Bogot D.C, Colombia. Universidad Catlica de Colombia.Universidad Nacional Autnoma de Mxico. Diseo y conservacin de pavimentos rgidos. Recuperado de: http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/504/A6%20Dise%C3%B1o%20de%20Pavimentos%20R%C3%ADgidos.pdf?sequence=6 Salazar, A., (1997), Gua para el diseo y construccin de pavimentos rgidos. Imcyc. Bibliografa