Comparativo diseño de pavimentos PCA y AASTHO
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ACTIVIDAD UNO – SEGUNDO CORTE JHON SÁNCHEZ CASADIEGOS - 0120122052 ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES INGENIERÍA CIVIL A DISTANCIA PAVIMENTOS II VALLEDUPAR 2015
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Comparativo diseño de pavimentos PCA y AASTHO
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ACTIVIDAD UNO – SEGUNDO CORTE
JHON SÁNCHEZ CASADIEGOS - 0120122052
ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES
INGENIERÍA CIVIL A DISTANCIA
PAVIMENTOS II
VALLEDUPAR
2015
ACTIVIDAD UNO – SEGUNDO CORTE
JHON SÁNCHEZ CASADIEGOS - 0120122052
Comparativo diseño de pavimentos PCA y AASTHO
Docente:
Octavio Vega Castro
Ing. topográfico – Esp. en diseño, construcción y conservación de vías
ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES
INGENIERÍA CIVIL A DISTANCIA
PAVIMENTOS II
VALLEDUPAR
2015
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CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 4
OBJETIVOS ................................................................................................................................... 5
OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................... 5
OBJETIVO ESPECIFICO ........................................................................................................... 5
COMPARATIVO DISEÑO DE PAVIMENTOS PCA Y AASTHO ................................................... 6
1.1. Según las metodologías de diseño de pavimentos PCA y AASTHO generar un resumen de los criterios de diseño, generando tablas de ayuda de cada metodologia. .......................... 6
1.1.1 Variables de diseño métodos PCA 1984 y AASHTO 1993 ...................................... 6
1.1.2 Parámetros de diseño utilizados para los métodos AASHTO 1993 y PCA 1984 .... 7
1.1.3 Espesores para diferentes módulos de ruptura del concreto ................................... 7
1.1.4 Espesores para diferentes módulos de reacción de la subrasante ......................... 8
1.1.5 Espesores para diferentes factores de seguridad en función del tipo de vía ........... 9
1.1.6 Espesores para diferentes cantidades de tráfico en una vía. ................................ 10
1.2. Presentar al menos un ejercicio de cada una de estas metodologías ......................... 10
CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 16
BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................ 17
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INTRODUCCIÓN
En el presente capítulo se abordan los aspectos que se consideran más relevantes sobre los
métodos de diseño de pavimento rígido utilizados generalmente en la región, que corresponden
al desarrollado por la AASHTO (American Association of State Highway and Transportation
Officials) publicado en 1993 y el de la PCA (Portland Cement Association) en su edición de 1984.
Los métodos para el diseño de pavimento que se abordan han sido desarrollados con base en
conocimientos empíricos (método de la AASHTO edición 1993) y mecanísticos-empíricos
(método de la PCA edición 1984). Cabe indicar que se ha utilizado el empirismo, debido a la falta
o incerteza de conocimientos sobre el comportamiento de los diferentes elementos y/o materiales
que conforman una estructura de pavimento rígido. Se presenta una reseña sobre la evolución
de la Guía para el Diseño de Estructuras de Pavimentos de la AASHTO desde los principios
generales adoptados por la AASHO (American Association of State Highway Officials) para la
realización de su prueba de pavimentos a escala real de los años 60, hasta los cambios que se
implementaron en el suplemento de la guía de la AASHTO edición 1998 y en la guía mecanística-
empírica de la AASHTO edición 2002. También se presenta una reseña histórica del método de
la PCA y una introducción a los criterios de fatiga y erosión utilizados en el método, así como los
factores de diseño y un flujograma de diseño para cada método de diseño.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Recomendar el método de diseño de estructuras de pavimento rígido más idóneo ante diversas consideraciones (propiedades del concreto, tráfico, drenaje, tipo de vía).
OBJETIVO ESPECIFICO
Comprender las metodologías sobre los métodos de diseño de espesores para estructuras de pavimentos rígidos, AASHTO edición 1993, PCA edición 1984.
Identificar los parámetros o variables más incidentes en cada uno de los métodos de diseño para estructuras de pavimento rígido.
Comprender algunas metodologías y recomendaciones para el diseño de barras de amarre, dovelas y geometría de losa (ancho y largo).
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COMPARATIVO DISEÑO DE PAVIMENTOS PCA Y AASTHO
1.1. Según las metodologías de diseño de pavimentos PCA y AASTHO generar un resumen de los criterios de diseño, generando tablas de ayuda de cada metodologia.
1.1.1 Variables de diseño métodos PCA 1984 y AASHTO 1993
7
1.1.2 Parámetros de diseño utilizados para los métodos AASHTO 1993 y PCA 1984
1.1.3 Espesores para diferentes módulos de ruptura del concreto
8
1.1.4 Espesores para diferentes módulos de reacción de la subrasante
9
1.1.5 Espesores para diferentes factores de seguridad en función del tipo de vía
10
1.1.6 Espesores para diferentes cantidades de tráfico en una vía.
1.2. Presentar al menos un ejercicio de cada una de estas metodologías
1.2.1 AASHTO – 93
Ejemplo
Vía rural local Confiabilidad deseada = 75 % (zR = 0.674) Tránsito esperado = 1,300,000 ejes equivalentes Pérdida total de serviciabilidad = 4.2 – 2.0 =2.2 Desviación estándar total = 0.49 Características de drenaje = Aceptables Condición cercana a la saturación durante 4 meses/año mi = 0.80
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Características de los materiales de construcción
Determinación de SN1
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Cálculo de D1
Verificación de D2
Cálculo de SN2 *
Determinación de SN3
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Cálculo de D3
Resumen del diseño
1.2.2 PCA
Vía arteria de dos carriles TPD de diseño = 6,200 vehículos TPDvc de diseño = 630 vehículos comerciales No se espera la acción de cargas inusualmente altas o bajas Suelo de subrasante arcilloso (k = 80 lb/pg3) Subbase granular de 4 pulgadas de espesor Módulo de rotura del concreto = 650 lb/pg2 Transferencia de cagas por varillas Pavimento confinado por berma de concreto
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Considerando el tipo de vía y el hecho de que no habrá cargas excepcionales, se escoge la Categoría 3 de tránsito
Para la combinación de subrasante y subbase granular, en encuentra un ―kǁ combinado de 120 pci, al cual corresponde un Soporte Bajo
Se escoge la tabla de diseño adecuada a los datos del problema (categoría de tránsito, tipo de transferencia de carga y existencia de confinamiento).
Ejemplo de tabla de diseño del pavimento
Para un módulo de rotura de 650 psi, la tabla muestra que 7.5 pulgadas de losas soportan un TPDvc hasta de 320 vehículos comerciales 8.0 pulgadas de losas soportan un TPDvc hasta de 1600 vehículos comerciales
Como el TPDvc del problema es 630, se concluye que el espesor de losas requerido es
8.0 pulgadas
Capacidad de soporte
Si se duplica el módulo de reacción de diseño, se logra una disminución media de 2 cm en el espesor de losas si el soporte es bajo o medio.
La disminución es del orden de 1 cm para soportes de mejor calidad.
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Resistencia de diseño del concreto
Berma pavimentada en concreto
Su consideración permite disminuir, en promedio, 3 cm el espesor del pavimento
Colocación de pasadores en juntas transversales
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CONCLUSIONES
Se comprenden las metodologías sobre los métodos de diseño de espesores para
estructuras de pavimentos rígidos, AASHTO edición 1993, PCA edición 1984.
Se identifican los parámetros o variables más incidentes en cada uno de los métodos de diseño para estructuras de pavimento rígido.
Se comprenden algunas metodologías y recomendaciones para el diseño de barras de amarre, dovelas y geometría de losa (ancho y largo).
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BIBLIOGRAFIA
1. ICONTEC. (2008) Norma Técnica Colombiana 1486. Recuperado 5 de febrero de
2015.
2. Cornejo, E y Velázquez W. (2009). ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE MÉTODOS DE DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO RÍGIDO. http://civilgeeks.com/2014/07/06/comparacion-de-diseno-de-pavimento-rigido-por-los-metodos-pca-y-aashto-1993/ . Recuperado 26 de Septiembre de 2015.
3. Sánchez, F. (2012). Diseño de Pavimentos asfalticos para calles y carreteras. http://copernico.escuelaing.edu.co/vias/pagina_via/modulos/MODULO%2012.pdf. Recuperado 26 de Septiembre de 2015.
4. Sánchez, F. (2013). Diseño de Pavimentos rígidos para calles y carreteras. http://copernico.escuelaing.edu.co/vias/pagina_via/modulos/MODULO%2013.pdf. Recuperado 26 de Septiembre de 2015.
