DISEO PAVIMENTOSRgidos y Flexibles

CRITERIOS DE DISEOTipos de pavimentosRgidos Flexibles

Criterios de diseoEmpricoMecanicistaModelo matemtico

CARACTERSTICAS FSICO-ESTRUCTURALES

DISTRIBUCION DE CARGA SEGN TIPO DE PAVIMENTO

METODOS DE DISEODISEO PAVIMENTO RIGIDO

PCA (Portland Cement Association)Bsicamente considera dos criterios de evaluacin en el procedimiento de diseo, el criterio de erosin de la sub-base por debajo de las losas y la fatiga del pavimento de concreto. El criterio de erosin reconoce que el pavimento puede fallar por un excesivo bombeo, erosin del terreno de soporte y diferencias de elevaciones en las juntas. El criterio del esfuerzo de fatiga reconoce que el pavimento pueda fallar, presentando agrietamiento derivado de excesivas repeticiones de carga.

DISEO PAVIMENTO FLEXIBLE

AASHTO (American Association of State Highways and Transportation Officials)

Bsicamente se considera el mdulo de reaccin del suelo es una constante matemtica que muestra la rigidez del suelo de fundacin. Este parmetro del suelo se utiliza para el diseo de cimientos sobre suelos de comportamiento elstico.

METODO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO DE EE.UU.

METODO C.B.R.METODO DEL INDICE DE GRUPO.METODO DE LA F.A.A.METODO Mc. LEOD.METODO DE KANSAS.METODO DE HVEEN.EXPERIMENTO VIAL A.A.S.H.O.

VARIABLES DEL DISEOCRITERIOS Y SELECCIN DE PARMETROS DE DISEO

Serviciabilidad

Los criterios de falla de los mtodos de diseo mecanicistas utilizados no se relacionan con elconcepto de serviciabilidad PSI o IRI, por lo cual se recomiendan definidos criterios* deserviciabilidad.

IRIPSI

Trnsito de Diseo

Se consideran slo los vehculos pesados para estimar la cantidad de solicitaciones que afectarnal camino durante su vida de servicio. Se utiliza para el diseo los Ejes Equivalentesacumulados para el perodo de diseo y para su clculo se requiere de la siguiente informacin:

Perodo de diseo estructural TMDA Tasa de Crecimiento. Estratigrafa de carga (Tipo de vehculos pesados)

Con esta informacin se propone una metodologa simplificada para la estimacin de losEjes Equivalentes de diseo. La informacin debe ser lo ms cercana a la realidad y no serecomienda aplicar factores de seguridad propios debido a que el mtodo resume la informacinen cinco rangos de Ejes Equivalentes.

Perodo de Diseo Estructural

Se definen dos perodos de diseo estructural de tal forma de otorgar una mayor flexibilidad a la metodologa de diseo. Los perodos son de 5 y 10 aos*.

Estratigrafa de Carga

Se definen dos tipos de estratigrafa de carga, una para caminos de trnsito liviano (Eliv) y otra para caminos de trnsito pesado (Epes). En Chile, el peso del eje estndar para el clculo de los Ejes Equivalentes de diseo (EEq) est definido en 80 KN (17,98 kip). No obstante lo anterior, es necesario mencionar el problema que existe para controlar las normas de cargas mximas para los vehculos pesados, sobretodo a lo largo de la red vial de bajo volumen de trnsito.

VARIABLES DEL DISEO

Estratigrafa para caminos de trnsito liviano (Eliv): Utilizada en caminos con transito liviano y un porcentaje menor al 15% de buses y camiones de 2 ejes. Esta estratigrafa est asociada a caminos por los cuales transitan automviles y vehculos pesados de servicios bsicos.

Estratigrafa para caminos de trnsito pesado (Epes): Utilizada en caminos con un porcentajemayor al 15-20% de vehculos pesados y que poseen vehculos pesados de ms de 2 ejes. Estaestratigrafa est asociada a caminos en que el flujo de trnsito es compartido por vehculos livianos de servicio y camiones asociados a operaciones industriales, agrcolas, ganaderas, forestales y mineras. Esta estratigrafa no corresponde a una de caminos exclusivos de explotacin.

VARIABLES DEL DISEO

TMDA y Tasas de Crecimiento

La estimacin de los flujos de trnsito es una de las etapas crticas durante el proceso de diseo estructural de pavimentos, debido a la gran incertidumbre que existe sobre el comportamiento del flujo vehicular en caminos de bajo volumen, luego del mejoramiento de estndar del camino.

La estimacin del trnsito generado que producen los cambios de estndar de caminos de bajo volumen de trnsito, son uno de los mayores problemas a los cuales se enfrenta el diseador al momento de estimar los flujos futuros de trnsito.

Si bien existen casos especiales en que este aspecto se transforma en un problema real, los estudios internacionales analizados en general no consideran este efecto significativo, debido a que la tasa de crecimiento tiende a estabilizarse en los aos posteriores al cambio de estndar.

El mtodo considera este efecto por medio del manejo de las tasas de crecimiento en el clculo de los flujos totales de trnsito para todo el perodo de diseo. De esta forma, las tasas de crecimiento utilizadas son de 4 % para el caso normal y de 7 % para el caso de existir trnsito nuevo generado.VARIABLES DEL DISEO

SUELO DE SUBRASANTE

Las estructuras de pavimentos se han diseado por el mtodo mecanicista de multicapas, el cual utiliza como parmetro de diseo para la subrasante el Mdulo Resiliente. Sin embargo por simplicidad, la gua utiliza el valor de soporte CBR (California Bearing Ratio) para la caracterizacin de la capacidad de soporte del suelo de subrasante o suelo de fundacin.VARIABLES DEL DISEO

El clima puede tener diversos efectos sobre la estructura del pavimento. Los principales elementos del clima usualmente considerados en el diseo de pavimentos son las temperaturas extremas y el agua. As, afectan a:Al Mdulo de Rigidez, A la estabilidad de las mezclas En las dilatacionesPor los Ciclos H-DH, penetracin de la helada Zonas lluviosas o de inundaciones

Estos problema se debe resolver por medio de un adecuado diseo de drenaje el cual otorga la capacidad a la estructura para evacuar el agua que se infiltra en las diferentes capas granulares y la subrasante. Complementariamente, el problema se puede resolver diseando para condiciones estructurales saturadas lo que conlleva a mayores espesores de capas.

Existen cartillas complementaria de diseo, para aquellas estructuras con capas granulares, donde se considera la situacin saturada de la estructura.El mtodo considera tres condiciones de clima: Solucin para condicin seca. Solucin para condicin normal. Solucin para condicin saturada.VARIABLES DEL DISEO

DRENAJESEl drenaje de un pavimento, para efectos del diseo estructural, es evaluado por medio del tiempo que demora una determinada estructura en drenar el agua libre a partir de un estado de humedad dado. El tiempo que una estructura de pavimento permanece con humedades cercanas a la saturacin depender principalmente de los siguientes factores:

Tipo de Material de Subrasante Ancho de Base (ancho plataforma) Pendiente Transversal (bombeo) Existencia de Terrapln Precipitacin Media Anual

EJEMPLO ESQUEMA CRITERIO SELECCIN PAVIMENTOS