DISEÑO DE PAVIMENTOS ME PDGDISEÑO DE PAVIMENTOS ME-PDG.

Manuel José Meza Soto Ingeniero Civil, M.sc

Company

LOGOUniversidad del Sinú

Facultad de Ingeniería Civil Di ñ A d d P i tDiseño Avanzado de Pavimentos

2009

1. INTRODUCCION ME-PDG

METODOLOGIAS DE DISEÑO

• Experiencia.

• Empírico (ej. AASHO Road Test).- Modelos estadísticos.

• Mecanicista – Empírico.Calcula respuestas en el pavimento (esfuerzos - Calcula respuestas en el pavimento (esfuerzos,

deformaciones y deflexiones).

• Mecanicista.

AASHO Road Test

LOGROS AASHTO Road Test

• Concepto de serviacibilidad – PSI• Concepto de serviacibilidad – PSI.

• Factor daño del tránsito – ESALs.

• Concepto de número estructural – SN.

• Procedimiento empírico.

• Diseño de pavimento simplificado.

LIMITACIONES AASHTO Road Test

TO

AASHO ROAD TEST

L PA

VIME

NTPE

SOR

DEL

Tránsito

< 2 MillonesDiseños con

ES

Diseños con tránsito > 20

Millones

REPETICIONES DE CARGA

SERVICIABILIDAD AASHO Road Test

PSI InicialPSI InicialAV

IMEN

TODA

D DE

L PA

?

RVIC

IABI

LID ?

PSI final

SER

REPETICIONES DE CARGA

METODOLOGIAS DE DISEÑOS

EMPIRICO MECANICOEMPIRICO MECANICISTA

AASHTO 1993 ME-PDG ?

TIPOS DE PAVIMENTOS

TIPOS DE PAVIMENTOS

DISEÑO MECANICO - EMPIRICO

Clima Materiales Tránsito

Base

EstructuraEstructura

Acumulación de dañosRespuestas del pavimento Deterioros

Daño

s

Tiempo

NIVELES DE JERARQUIA

NIVEL 1 NIVEL 2 NIVEL 3

Medida directamente Medida directamente en el sitio especifico

del proyecto

Correlaciones o modelos regionales Valores por defecto

PROCESO DE DISEÑO/ANALISIS ME-PDG

Tránsito Subrasante Clima Materiales

Cambiar Modelo de prueba

NO

Ca b amodelo

Modelo de prueba

Modelos de análisis

SI

Modelos de predicción de fallas

Acumulación de dañosCumple ?

Alternativa factible

Modelo final

Análisis costo ciclo de vida

Aspectos constructivos

Modelo final

CRITERIOS DE DISEÑO

CUMPLENC

E

NO CUMPLE

SEÑO

PER

FORM

A NO CUMPLE

RIOD

O DE

DIS

RITE

RIO

DE

PERC

TIEMPOTIEMPO

DETERIOROS PREDECIBLES ME-PDG

2. MATERIALES

σ K2K2θ ⎞⎛⎞⎛ τ

Nivel 1σ oct 1

PaPaθPa*K1Mr ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=

τES

TADO

PL

ASTI

CO

Mrσd

Mr = εr

σd

ESTADO ELASTICO

εr

r

ε

NIVEL 2

PARAMETRO MODELO ENSAYO

CBR Mr=2555(CBR)0.61 (PSI) AASHTO T 493

R - valor Mr=1155+555R (PSI) AASHTO T 190

Coeficiente ai AASHTO 93 Mr=30000 (ai/0.14) (PSI) Guia AASHTO 2002i ( i ) ( )

Gradación y IP CBR=75/(1+0.728 x wIP) AASHTO T 27 y T 90

PDC CBR=292/PDC1.12 ASTM D 6951PDC CBR=292/PDC ASTM D 6951

NIVEL 3

MATERIAL RANGO (Mr) (PSI)

VALOR TIPICO Mr (PSI)(PSI) (PSI)

A-1a 38.500 – 42.000 40.000

A-6 13.500 – 24.000 17.000

A-7-5 8.000 – 17.500 12.000

A-7-6 5.000 – 13.500 8.000

CH 5 000 13 500 8 000CH 5.000 – 13.500 8.000

MH 8.000 – 17.500 11.500

CL 13.500 – 24.000 17.000

SW 28.000 – 37.500 32.000

SP 24.000 – 33.000 28.000

GW 39 500 – 42 000 41 000GW 39.500 – 42.000 41.000

GM 33.000 – 42.000 38.500

TRÁNSITO

VsVs

REQUERIMIENTO AASHO Road Test

• VOLUMEN DE LOS VEHICULOSDistribución por carril

Distribución por sentidopDistribución tipo de vehiculo

Crecimiento del tránsito

• PESOS DE LOS VEHICULOSPesos por eje

Configuración de los ejes (simples, tandem,…)

REQUERIMIENTO ME-PDG

• VOLUMEN DE LOS VEHICULOSDistribución por carril

Distribución por sentidopDistribución tipo de vehiculo

Crecimiento del tránsito

• PESOS DE LOS VEHICULOSPesos por eje

Configuración de los ejes (simples, tandem,…)Configuración Wander, Velocidad

Configuración Wheelbase

NIVELES DE JERARQUIA

• NIVEL 1En el cual se tiene un buen conocimiento de las características del tránsito En el cual se tiene un buen conocimiento de las características del tránsito. Los datos de volúmenes y pesajes pueden considerarse de cualquier punto dentro del sitio específico.

• NIVEL 2En el cual se tiene un conocimiento moderado de las características del tránsito. Se cuentan con los datos de volúmenes y pesajes de la zona región o Se cuentan con los datos de volúmenes y pesajes de la zona, región o departamento del proyecto.

NIVEL 3• NIVEL 3En el cual hay un pobre conocimiento de las características del tránsito. Requiere que el diseñador recolecte datos de TPD y porcentaje de camiones, se puede usar datos promedios de las regiones o departamento o valores obtenidos puede usar datos promedios de las regiones o departamento, o valores obtenidos de las experiencias locales.

ENTRADAS REQUERIDAS

1) Volumen de tránsito – año base.

2) Factores de ajuste del volumen del tránsito.• Ajuste mensual• Distribución de clase de vehículo• Distribución de clase de vehículo• Distribución horaria de camiones• Factor de crecimiento

3) Factor de distribución de carga por eje.

4) Generales4) Generales.• Número de ejes/camiones• Configuración del eje

Factores de las llantas• Factores de las llantas

NIVELES DE JERARQUIA

NIVEL 2 y 3.

⎤⎡ V

Correlación modelo matemático de Witczak

.+)(.−.+.−.+

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+

.−.−.−)(.−.=)(

342

38384

abeff

beffa4

2200200

005470p0p0000170003958p00021p08719773

VVV802208005809V0002841p0p0017670750063p3ELog

))(.−)(.−.−(++ η393532log0f31335log06033130e1

E = Módulo Dinámico (PSI)η = Viscosidad del ligante (106 Poises)η Viscosidad del ligante (10 Poises)f = Frecuencia de carga (Hz)Va = Contenido de aire (%)Vbeff = Contenido efectivo de ligante (%)p34 = % retenido en ¾”p34 % retenido en ¾p38 = % retenido en 3/8”p4 = % retenido en # 4p200 = % pasa en # 200

MODULO DE LAS CAPAS VS. TIEMPO