Proyecto Final Pavimentos Llj Reparado

5/25/2018 Proyecto Final Pavimentos Llj Reparado

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DISEO DE PAVIMENTO FLEXIBLE Y RIGIDO

Va Aeropuerto EL EDEN

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DISEO DE PAVIMENTO

FLEXIBLE Y RGIDO

LINA MERCEDES MONSALVE E

LAURA CRISTINA GIRALDO VAS

JESSYCA MAYA GAVIRIA

2012


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DISEO DE PAVIMENTO FLLEXIBLE Y RIGIDO

LINA MERCEDES MONSALVE ESCOBAR

LAURA CRISTINA GIRALDO VASQUEZ

JESSYCA MAYA GAVIRIA

PROGRAMA DE INGENIERA CIVIL

Armenia

2012


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LINA MERCEDES MONSALVE ESCOBAR 1094914262

LAURA CRISTINA GIRALDO VASQUEZ 1094922194

JESSYCA MAYA GAVIRIA 41954362

REVISADO POR:

ING. MARIA ROSA GUZMAN MELENDEZTITULAR DE LA ASIGNATURA DE PAVIMENTOS

PROGRAMA DE INGENIERA CIVIL

Armenia

2012


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TABLA DE CONTENIDO

PAG.1. INTRODUCCI N 102. OBJETIVOS 11

2.1. Objetivo General 112.2. Objetivos Especficos 11

3. JUSTIFICACI N 124. ALCANCE 135. METODOLOG A 14

5.1. Mtodo AASHTO para el diseo de pavimentos flexibles 145.2. Mtodo racional para el diseo de pavimentos flexibles 145.3. Mtodo de la Portland Cement Association (PCA) 15

6. MARCO TE RICO 166.1. Estudios geotcnicos 16

6.1.1. Caracterizacin geotcnica 166.1.1.1. Tamao de las partculas de suelo 166.1.1.2. Curva de distribucin granulomtrica 176.1.1.3. Consistencia del suelo 186.1.1.4. Clasificacin del suelo 18

6.2. Pavimentos 216.2.1. Clasificacin de los pavimentos 22

6.3. Diseo Marshall 266.4. Diseo de pavimentos rgidos de la Portland Cement Asociation (PCA) 276.5. Trnsito 28

6.5.1. Clculo del trnsito de acuerdo al manual de diseo de pavimentosasflticos para vas con bajos volmenes de trnsito (INVIAS)

28

6.5.1.1. Niveles de trnsito 296.5.1.2. Componentes de trnsito 306.5.1.3. Determinacin del nivel de confianza en la proyeccin del trnsito 306.5.1.4. Conversin de vehculos a ejes equivalentes de 8.2 ton. Factores

de dao por tipo de vehculo30

6.5.1.5. Trnsito en el carril de diseo en funcin de ancho de la calzada.Factor direccional (Fd)

31

6.5.1.6. Trnsito acumulado en ejes equivalentes de 8.2 ton, en el carrilde diseo durante el periodo de diseo

31

6.5.1.6.1. Pronstico de la componente de trnsito normal 316.5.1.7. Pronstico de la componente de trnsito atrado 34

6.5.1.8. Pronstico de la componente de trnsito generado 346.5.2. Clculo del trnsito de acuerdo al manual de diseo de pavimentos deconcreto para vas con bajos, medios y altos volmenes de trnsito(INVIAS)

35

6.5.2.1. Factor camin (Fc) 386.5.2.2. Cuantificacin del trnsito en una va 38

6.5.2.2.1. Trnsito promedio diario (TPD) 38


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6.5.2.2.2. Periodo de diseo y vida til 386.5.2.3. Clasificacin de las vas 396.5.2.4. Asignacin del trnsito segn las caractersticas y el ancho de la

va

39

6.5.2.5. Porcentaje de vehculos para el carril de diseo 396.6. Ensayo California Bearing Ratio (CBR) 406.7. Modulo resiliente 416.8. Modulo de reaccin de la subrasante 426.9. Modulo dinmico Witczak 436.10. Leyes de Fatiga 44

7. DESARROLLO PRCTICO 477.1. Descripcin de la va 477.2. Estudio de trnsito 48

7.2.1. Trnsito pavimento flexible 487.2.2. Trnsito pavimento rgido 60

7.3. Evaluacin de suelos 687.3.1. Magnitud del estudio 68

7.3.1.1. Trabajo de campo 687.3.1.2. Caractersticas de los sondeos 687.3.1.3. Perfil estratigrfico 73

7.4. Caracterizacin estructura del pavimento 757.4.1. Subrasante 757.4.2. Subbase 767.4.3. Base 777.4.4. Carpeta asfltica 78

7.5. Diseo del pavimento flexible 82

7.5.1. Mtodo AASHTO 827.5.2. Mtodo racional 897.6. Diseo de pavimento rgido 94

7.6.1. Diseo de pavimento rgido mediante el mtodo PCA 948. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1009. ANEXOS


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LISTA DE TABLAS

PAG.Tabla 1. Lmites de tamao de suelos separados 17Tabla 2. Sistema unificado de clasificacin; smbolos de grupo para suelosarenosos

19

Tabla 3. Sistema unificado de clasificacin, smbolos de grupo para sueloslimosos y arcillosos

20

Tabla 4. Niveles de trnsito 28Tabla 5. Factor dao por tipo de vehculo 30Tabla 6. Trnsito por adoptar para el diseo segn el ancho de la calzada. Factordireccional (Fd)

30

Tabla 7. Valores del parmetro Zr (suponiendo una distribucin normal) 31Tabla 8. Porcentaje de trnsito generado como funcin del trnsito normal 34

Tabla 9. Mximo peso por eje para los vehculos de transporte de carga 34Tabla 10. Carga mxima admisible por vehculo 37Tabla 11. Cargas patrn y exponenciales para el clculo del Factor deequivalencia

38

Tabla 12. Clasificacin de las vas 39Tabla 13. Porcentaje de vehculos para el carril de diseo 40Tabla 14. Valores de esfuerzo en la muestra patrn 41Tabla 15. Clasificacin del suelo de acuerdo a los valores de CBR 41Tabla 16. Periodo de diseo (en aos) recomendado 49Tabla 17. Serie histrica y composicin del trnsito promedio diario semanal(TPDS) de la va Santander de QuilichaoTe de Villa Rica, estacin 284

51

Tabla 18. Camiones de conteo total semanal y distribucin porcentual, ao 2008 51

Tabla 19. Factor direccional 53Tabla 20. Factor carril para vas con diferentes nmeros de carriles 53Tabla 21. Factor dao por tipo de vehculo 54Tabla 22. Valores de trnsito equivalente diario 54Tabla 23. Valores de trnsito equivalente diario calculado 56Tabla 24. Clculo de la sumatoria de las diferencias al cuadrado de cada ao dela serie histrica y el ao medio de dicha serie histrica

57

Tabla 25. Error pronstico para cada uno de los aos del periodo de diseo 57Tabla 26. Valores del parmetro Zr que asegura el nivel de confianza deseado 58Tabla 27. Valores de correccin para cada ao del periodo de diseo 58Tabla 28. Ejes equivalentes para todos los aos del periodo de diseo conconfiabilidad del 90%

59

Tabla 29. Datos histricos de trnsito (estacin 284) 59Tabla 30. Correccin de datos histricos 61Tabla 31. Trnsito promedio diario semanal (TPDS) calculado 62Tabla 32. Clculo de la sumatoria de las diferencias al cuadrado de cada ao dela serie histrica y el ao medio de dicha serie histrica

63

Tabla 33. Error de pronstico para cada uno de los aos del periodo de diseo 64Tabla 34. Valores del parmetro Zr que asegura el nivel de confianza deseado 65


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Tabla 35. Valores de correccin para cada ao del periodo de diseo 65Tabla 36. Ejes equivalentes para todos los aos del periodo de diseo, conconfiabilidad del 90%

66

Tabla 37. Nmero de repeticiones de carga 67Tabla 38. Categoras de subrasante 75Tabla 39. Datos de entrada para el mtodo de la AASHTO 83Tabla 40. Niveles de confiabilidad recomendada por AASHTO 83Tabla 41. Capacidad del drenaje para remover la humedad 84Tabla 42. Valores mi recomendados para modificar los coeficientes estructuralesde capa bases y subbases sin tratamiento

84

Tabla 43. Datos para calcular espesores por mtodo AASHTO 87Tabla 44. Espesores mnimos admisibles para las capas asflticas y la basegranular

87

Tabla 45. Espesores pavimento flexible AASHTO 89Tabla 46. Caractersticas de las capas de la estructura del pavimento asfltico 89Tabla 47. Coeficientes de Calage 91Tabla 48. Caractersticas de las capas de la estructura del pavimento asfltico 92Tabla 49. Comparacin de las deformaciones calculadas con las admisibles 94Tabla 50. Influencia del espesor de la base en el valor de k 96Tabla 51. Resistencia que debe alcanzar el concreto 96


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LISTA DE FIGURAS

PAG.Figura 1. Curvas de distribucin del tamao de partculas (curvasgranulomtricas)

17

Figura 2. Carta de plasticidad 21Figura 3. Estructura tpica de un pavimento asfltico (flexible) 22Figura 4. Estructura tpica de un pavimento rgido 23Figura 5. Estructura tpica de un pavimento articulado 23Figura 6. Esquema de clasificacin de vehculos 29Figura 7. Representacin esquemtica de los vehculos de transporte de cargams comunes en el pas

35

Figura 8. Esquematizacin de los diferentes tipos de ejes y su carga mxima 36Figura 9. Porcentaje de camiones en el carril de diseo 40Figura 10. Esquema de clasificacin de vehculos 49Figura 11. Localizacin estaciones de conteo. Estacin 284 50Figura 12. Perfil estratigrfico 73Figura 13. Nomograma para calcular el coeficiente estructural de la subbasegranular

76

Figura 14. Nomograma para calcular coeficiente estructural de la base granular 77Figura 15. Indice de penetracin nomogramas Van Der Poel 78Figura 16. Temperatura de mezcla 79Figura 17. Nomograma para el clculo del modulo de rigidez de la carpetaasfltica

80

Figura 18. Nomograma para el calculo del modulo de rigidez de la carpetaasfltica

81

Figura 19. Coeficiente estructural de la carpeta asfltica 82Figura 20. Relacin entre la clasificacin del suelo y los valores de CBR y K 95Figura 21. Diseo de pavimento rgido espesor 263 (mm) 97Figura 22. Repeticiones esperadas de ejes simples 97Figura 23. Repeticiones esperadas de ejes tndem 98Figura 24. Repeticiones esperadas de ejes tridem 98


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LISTA DE IMGENES

PAG.Imagen 1. Ubicacin va de estudio 47Imagen 2. Va Santander de QuilichaoTe de Villa Rica 48Imagen 3. Nmero estructural 85Imagen 4. Nmero estructural carpeta asfltica (SN1) 85Imagen 5. Nmero estructural carpeta asfltica y base (SN2) 86Imagen 6. Nmero estructural carpeta asfltica, base y subbase (SN3) 86Imagen 7. Determinacin de esfuerzos y deformaciones en el programa DEPAV

para la estructura diseada

89

Imagen 8. Esfuerzos y deformaciones en el programa DEPAV para la estructuradiseada

90

Imagen 9. Esfuerzos y deformaciones en el programa DEPAV para la estructuradiseada

90

Imagen 10. Determinacin de esfuerzos y deformaciones en el programaDEPAV para la estructura diseada

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Imagen 11. Esfuerzos y deformaciones en el programa DEPAV para laestructura diseada

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Imagen 12. Esfuerzos y deformaciones en el programa DEPAV para laestructura diseada

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LISTA DE GRFICOS

PAG.Grafico 1. Variacin histrica de autos 51Grafico 2. Variacin histrica de buses 52Grafico 3. Variacin histrica de camiones 52Grafico 4. Modelos de regresin 55Grafico 5. Trnsito equivalente diario del periodo de diseo con confiabilidad de90%

59

Grafico 6. Regresin lineal de la serie histrica del trnsito 61

Grafico 7. Regresin lineal de la serie histrica cde trnsito corregida 62Grafico 8. Transito equivalente diario del periodo de diseo con confiabilidad de90%

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1. INTRODUCCION

El Municipio de Santander de Quilichao, est ubicado en Colombia, en el sector Norte delDepartamento del Cauca, a 97 Km al norte de Popayn y a 45 Km al Sur de Santiago deCali, Valle del Cauca Este sector de gran importancia para la comunicacin ya quecorresponde a una va indepartamental y municipal, lo que la convierte en una red vial degran importante para la economa y el desarrollo del pas.

Para garantizar que la va ofrezca un nivel de serviciabilidad adecuado que generebienestar, confort y seguridad tanto al comercio, al turismo y al transporte urbano, esnecesaria una va que se encuentre en buen estado y que se ajuste a las condicionestanto del trnsito, nivel de importancia y tipo de terreno.

Con el objetivo de conseguir una va que se acomode a las condiciones a la cuales essometida, se realiza un estudio para el diseo de una pavimento flexible con el mtodo dela AASHTO y el mtodo racional, junto con un estudio de pavimento rgido por el mtodode la PCA.

El presente informe tiene como objetivo mostrar los diseos de los pavimentos rgidospara un periodo de diseo de y flexibles con un periodo de diseo de 20 aos, para elmunicipio Santander de Quilichao con un periodo de diseo, que permitan sustituir elactual pavimento que no presenta condiciones adecuadas. Para esto l se hace necesarioun anlisis del trnsito proyectado a un periodo de diseo de 20 aos con conversin deltrnsito a ejes equivalentes , un estudio de geotcnico el cual se hace por medio de unacaracterizacin de los apiques que permiten determinar las condiciones de lassubrasante, incluyendo ensayos de consistencia, granulometra, CBR.


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2. OBJETIVOS

2.1. OBJETIVO GENERAL

Disear una estructura de pavimento rgido y flexible para 17 Km de la va que conducede Santander de QuilichaoTe de Villa Rica.

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar las condiciones geotcnicas del terreno por medio de ensayos yanlisis del suelo.

Por medio de apiques caracterizar la subrasante y las capas del terreno.

Determinar el tipo transito, volumen y las cargas a las que el pavimento sersometido durante el periodo de diseo.

Determinar los espesores de las capas del pavimento, por medio de los diferentesmtodos de la AASHTO, mtodo racional, Marshall Shell y PCA

Determinar los materiales del diseo de pavimentos.


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3. JUSTIFICACIN

El proyecto de diseo de la va Santander de QuilichaoTe de Villa Rica, se realizara con

el fin de mejorar las condiciones de comunicacin intermunicipal en el departamento delCauca, e interdepartamental con el departamento del Valle del Cauca, debido a que es una

ruta de gran importancia para el desarrollo econmico del departamento.

Una evaluacin funcional realizada al pavimento existente en el tramo de va, hace notoria

la necesidad de realizar una evaluacin estructural del mismo. De la evaluacin estructural

se determin, que la estructura existente presenta elevados ndices de deterioro y no posee

vida residual; por lo que se recomienda la reconstruccin total, y la realizacin de un nuevo

diseo de pavimento, que proporcione seguridad y comodidad a los habitantes de la zona.


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4. ALCANCE

El proyecto comprende el diseo de la estructura de pavimento para El proyectocomprende el diseo de la estructura de pavimento para 17 Km de la va que conduce de

Santander de QuilichaoTe de Villa Rica.

El diseo consiste en un pavimento flexible por los mtodos de la AASHTO y racional, y un

pavimento rgido por el mtodo PCA (Portland Cement Association). Los lineamientos que

se consideran para el diseo corresponden a los consignados en los manuales de diseo

de pavimentos del Instituto Nacional de Vas (INVIAS), para la realizacin de los estudios

de suelos, trnsito y la caracterizacin de la subrasante.

Para el diseo de la nueva estructura de pavimento no se modifica el diseo geomtrico de

la va, ni las caractersticas del trnsito de la misma.


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5. METODOLOGA

5.1. MTODO AASHTO PARA EL DISEO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

El mtodo AASHTO-1993 para el diseo de pavimentos flexibles, se basaprimordialmente en identificar un nmero estructural (SN) para el pavimento, que puedasoportar el nivel de carga solicitado. Para determinar el nmero estructural, el mtodo seapoya en una ecuacin que relaciona los coeficientes , con sus respectivos nmerosestructurales, los cuales se calculan con ayuda de un software, (AASHTO 93) el cualrequiere unos datos de entrada como son el nmero de ejes equivalentes, el rango deserviciabilidad, la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar; esta ecuacinse relaciona a continuacin:

Donde: 5.2. MTODO RACIONAL PARA EL DISEO DE PAVIMENTO FLEXIBLE

El mtodo racional consiste en asumir unos espesores para cada una de las capas de laestructura del pavimento. A partir del mdulo resiliente y los espesores asumidos, secaracterizan dichas capas. El mdulo resiliente se obtiene mediante la siguiente relacin:

Donde: El mtodo racional, al igual que el mtodo de la AASHTO, se apoyan en modelos

computacionales, para determinar las deformaciones de la estructura del pavimento antelas cargas de diseo. Para el mtodo racional se usar el DEPAV y se compararn losresultados obtenidos, con las leyes de fatiga.


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5.3. MTODO DE LA PORTLAND CEMENT ASSOCIATION (PCA)

El propsito de este mtodo al igual que el de los anteriores es determinar los espesores

mnimos de pavimento que permiten optimizar costos en una obra.

Este mtodo consiste en una hoja de clculo que rene una serie de datos para el anlisisde la estructura por fatiga y por erosin. El anlisis de fatiga se basa en el clculo deesfuerzos por caga en el borde de las losas y el anlisis de erosin se basa en que ladeflexin mas critica ocurre en la esquina de la losa.


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6. MARCO TERICO

6.1. ESTUDIOS GEOTECNICOS

Al evaluar un pavimento existente la exploracin del suelo y los ensayos de laboratoriorealizados a los distintos materiales utilizados en las capas del pavimento juegan un papelmuy importante, debido a que stos proporcionan informacin de gran valor a la hora detomar decisiones con respecto al estado en que se encuentran los materiales de laestructura de pavimento.

Para la obtencin de la informacin geotcnica bsica de las propiedades del suelo,deben efectuarse ensayos de campo y laboratorio que determinen su distribucin ypropiedades fsicas. Una investigacin de suelos debe comprender:

Determinacin del perfil del suelo: La cual consiste en ejecutar perforaciones en elterreno, con el objeto de determinar la cantidad y extensin de los diferentes tiposdel suelo, la forma como estos estn dispuestos en capas y la determinacin deaguas freticas. Lgicamente, la ubicacin, profundidad y nmero de perforacionesdeben ser tales que permitan determinar toda variacin importante de la calidad delos suelos.

Toma de muestras de las diferentes capas de suelos: En cada perforacin debertomarse muestras representativas de las diferentes capas encontradas. Lasmuestras pueden ser de dos tipos: Alteradas e inalteradas.

En vas se recomienda hacer sondeos con espaciamientos entre 350 y 600 m, teniendoen cuenta las semejanzas del material a partir de uno de los cortes presentes.En general, las muestras obtenidas sirven para determinar las propiedades y clasificacindel material extrado valindose de los siguientes ensayos:

Humedad natural

Granulometra Limites de consistencia. Humedad Natural

6.1.1. CARACTERIZACIN GEOTCNICA

6.1.1.1. Tamao de las partculas de suelos

Los tamaos de las partculas que conforman un suelo, varan en un amplio rango. Lossuelos, en general, son llamados grava, arena, limo o arcillas, dependiendo del tamaopredominante de las partculas. La tabla 1 muestra los lmites de tamao de suelo


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separado desarrollados por el Instituto tecnolgico de Massachusetts y la Asociacin deFuncionarios del Transporte y Carreteras Estatales (AASHTO).

Tabla 1. Lmites de tamao de suelos separados

Nombre de la organizacinTamao del grano (mm)

Grava Arena Limo ArcillaInstituto Tecnolgico de

Massachusetts (MIT)>2 2 a 0.06 0.06 a 0.002 2 2 a 0.05 0.05 a 0.002


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6.1.1.3. Consistencia del suelo

Albert Mauritz Atterberg desarrollo un mtodo para describir la consistencia de los suelosde grano fino con contenidos de agua variables a muy bajo contenido de agua, el suelo secomporta mas como un slido frgil. Cuando el contenido de agua es muy alto, el suelo yel agua fluyen como un lquido. Por tanto, dependiendo del contenido de agua, lanaturaleza del comportamiento del suelo se clasifica arbitrariamente en cuatro estados

bsicos, denominados slidos, semislido, plsticos y liquido.

Limite liquido (LL): Se define como el contenido de agua de un suelo fino, para elcual su resistencia al corte es aproximadamente de 25 g/cm2

Limite platico (PL): Se define como el contenido de agua, en porcentaje, con elcual el suelo, al ser enrollado en rollitos de 3.2 mm de dimetro, se desmorona. Es

el lmite inferior de la etapa plstica del suelo.

Limite de contraccin (SL): La masa de suelo se contrae conforme se pierde

gradualmente el agua del suelo. Con una prdida continua de agua, se alcanzauna etapa de equilibrio en la que ms prdida de agua conducir a que no hayacambio de volumen.

6.1.1.4. Clasificacin del sueloLos suelos con propiedades similares se clasifican en grupos y subgrupos basados en sucomportamiento ingenieril. Los sistemas de clasificacin proporcionan un lenguaje comnpara expresar en forma concisa las caractersticas generales de los suelos, que soninfinitamente variadas sin una descripcin detallada. Actualmente, dos sistemas declasificacin que usan la distribucin por tamao de grano y plasticidad de los suelos sonusados comnmente por los ingenieros de suelos. Estos son el sistema de clasificacin

AASHTO y el sistema unificado de clasificacin de suelos. Los ingenieros geotcnicosusualmente prefieren el sistema unificado.

Sistema unificado de clasificacin de suelos

La forma original de este sistema fue propuesto por Casagrande en 1942 para usar en laconstruccin de aeropuertos emprendida por el cuerpo de ingenieros del ejrcito durantela segn guerra mundial. El sistema unificado de clasificacin se presenta en lassiguientes tablas; clasifica los suelos en dos amplias categoras:


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1. Suelos de grano grueso, tipo grava o arenosos con menos del 50% pasando porla malla No. 200. Los smbolos de grupo comienzan con un prefijo G o S.Gsignifica grava o suelo gravoso y S significa arena o suelo arenoso.

2. Suelos de grano fino, con el 50% o ms pasando por la malla No. 200. Lossmbolos de grupos comienzan con un prefijo M, que significa limo inorgnico, Cpara arcilla inorgnica u O para limos y arcillas orgnicos. El smbolo Pt se usapara turbas, lodos y otros suelos altamente orgnicos.

Otros smbolos son tambin usados para la clasificacin: W: bien graduado

P: mal gradado L: baja plasticidad (limite liquido menor que 50)

H: alta plasticidad (limite liquido mayor que 50)

Tabla 2. Sistema unificado de Clasificacin; smbolos de grupo para suelos arenosos


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Tabla 3. Sistema unificado de Clasificacin, smbolos de grupo para suelos limosos yarcillosos

Para la clasificacin apropiada con este sistema, debe conocerse algo o todo de lainformacin siguiente:

1. Porcentaje de grava, es decir, la fraccin que pasa la malla de 76.2 mm y esretenido en la malla No. 4 (abertura de 4.75mm)

2. Porcentaje de arena, es decir, la fraccin que pasa la malla No. 4 (abertura de4.75mm) y es retenido en la malla, No. 200 (abertura de 0.075mm)

3. Porcentaje de limo y arcilla, es decir, la fraccin de finos que pasan la malla No.200 (abertura de 0.075 mm)

4. Coeficiente de uniformidad (Cu) y coeficiente de curvatura (Cz)5. Limite lquido e ndice de plasticidad de la porcin de suelo que pasa la malla No.

40.

Los smbolos de grupo para suelos tipo grava de grano grueso son GW, GP, GM, GC,GC-GM, GW-GM, GW-GC, GP-GM, y GP-GC. Similarmente, los smbolos de grupos parasuelos de grano fino son CL, ML, OL, CH, MH, OH, CL-ML y Pt.


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Figura 2. Carta de plasticidad

6.2. PAVIMENTOS

Un pavimento est constituido por un conjunto de capas superpuestas, relativamentehorizontales, que se disean y constituyen tcnicamente con materiales apropiados yadecuadamente compactados. Estas estructuras estratificadas se apoyan sobre lasubrasante de una va obtenida por el movimiento de tierras en el proceso de exploraciny que han de resistir adecuadamente los esfuerzos que las cargas repetidas del trnsito letransmiten durante el periodo para el cual fue diseada la estructura del pavimento. Unpavimento debe cumplir adecuadamente sus funciones deben reunir los siguientesparmetros:

Ser resistente a la accin de las cargas impuestas por el transito

Ser resistente ante los agentes de intemperismo Presentar una textura superficial adaptada a las velocidades previstas de

circulacin de los vehculos, por cuanto ella tiene una decisiva influencia en laseguridad vial. Adems debe ser resistente al desgaste producido por el efectoabrasivo de las llantas de los vehculos.


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Debe presentar una regularidad superficial, tanto transversal como longitudinal,que permitan una adecuada comodidad a los usuarios en funcin de las longitudesde onda de las deformaciones y de la velocidad de circulacin.

Debe ser durable Debe ser econmico El ruido de rodadura, en el interior de los vehculos que afectan al usuario, as

como en el exterior, que influyen en el entorno, deber ser adecuadamentemoderado.

Deber poseer el color adecuado para evitar reflejos y deslumbramiento y ofreceruna adecuada seguridad al trnsito.

6.2.1. CLASIFICACIN DE LOS PAVIMENTOS

En nuestro medio los pavimentos se clasifican en: pavimentos flexibles, semirrgido,rgidos y articulados.

Pavimentos flexibles: Este tipo de pavimentos estn formados por una carpetabituminosa apoyada generalmente sobre dos capas no rgidas, la base y la subbase. Noobstante puede prescindirse de cualquiera de estas dependencias de las necesidadesparticulares de cada obra.

Figura 3. Estructura tpica de un pavimento asfltico (flexible)

Pavimento semirrgido:Aunque este tipo de pavimentos guarda bsicamente la mismaestructura de un pavimento flexible, una de sus capas se encuentra rigidizadaartificialmente con un aditivo que puede ser: asfalto, emulsin, cemento, cal y qumicos. El

empleo de estos aditivos tiene la finalidad bsica de corregir o modificar las propiedadesmecnicas de los materiales locales que no son aptos para la construccin de las capasdel pavimento, teniendo en cuenta que los adecuados se encuentran a distancias talesque encareceran notablemente los costos de construccin.


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Pavimento rgido: son aquellos que fundamentalmente estn constituidos por una losade concreto hidrulico, apoyada sobre la subrasante o sobre una capa, de materialseleccionado, la cual se denomina subbase del pavimento rgido. Debido a la alta rigidez

del concreto hidrulico as como de su elevado coeficiente de elasticidad, la distribucinde los esfuerzos se produce en una zona muy amplia. Adems como el concreto es capazde resistir, en ciertos grados, esfuerzos a la tensin, el comportamiento de un pavimentorgido es suficientemente satisfactorio aun cuando existan zonas dbiles en la subrasante.La capacidad estructural de un pavimento rgido depende de la resistencia de las losas ypor lo tanto, el apoyo de las capas subyacentes ejerce poca influencia en el diseo delespesor del pavimento.

Figura 4. Estructura tpica de un pavimento rgido

Pavimento articulado: los pavimentos articulados estn compuestos por una capa derodadura que est elaborada con bloques de concreto prefabricado, llamados adoquines,de espesor uniforme e iguales entre s. Esta puede ir sobre una capa delgada de arena lacual, a su vez, se apoya sobre la capa de base granular o directamente sobre lasubrasante, dependiendo de la calidad de esta y de la magnitud y frecuencia de lascargas por dicho pavimento.

Figura 5. Estructura tpica de un pavimento articulado


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Funciones de las capas de un pavimento flexible:

Subbase granular

Capa de transicin: la subbase bien diseada impide la penetracin de losmateriales que constituyen la base con los de la subrasante y por otra parte,acta como filtro de la base impidiendo que los finos de la subrasante lacontaminen menoscabando su calidad.

Disminucin de la deformacin: algunos cambios volumtricos de la capa

subrasante, generalmente asociados a cambios en su contenido de agua(expansiones), o a cambios externos de temperatura, pueden absorberse conla capa subbase, impidiendo que dichas deformaciones se reflejen en lasuperficie de rodamiento.

Resistencia: la subbase debe soportar los esfuerzos transmitidos por lascargas de los vehculos a travs de las capas superiores y transmitidas a unnivel adecuado de la subrasante.

Base granular

Resistencia: la funcin fundamental de la base granular de un pavimentoconsiste en proporcionar un elemento resistente que transmita a la subbase y a

la subrasante los esfuerzos producidos por el transito en una intensidadapropiada.

Carpeta Asfltica


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Superficie de rodadura: la carpeta debe proporcionar una superficie uniforme yestable al trnsito, de textura y color conveniente y resistir los efectosabrasivos del trnsito.

Resistencia: su resistencia a la tensin complementa la capacidad estructuraldel pavimento.

Impermeabilidad: hasta donde sea posible, debe impedir el paso del agua alinterior del pavimento.

Funciones de las capas de un pavimento rgido.

Subbase

La funcin ms importante es impedir la accin del bombeo en las juntas,grietas y extremos del pavimento. Se entiende por bombeo a la fluencia demateriales fino con agua fuera de la estructura del pavimento, debido a lainfiltracin de agua por las juntas de las losas. El agua que penetra a travs delas juntas licua el suelo fino de la subrasante facilitando as su evacuacin a lasuperficie bajo la presin ejercida por las cargas circulantes a travs de laslosas.

Servir como capa de transicin y suministrar un apoyo uniforme, estable ypermanente del pavimento.

Facilitar los trabajos de pavimento

Mejorar el drenaje y reduccin por tanto al mnimo la acumulacin de agua bajoel pavimento.

Ayudar a controlar los cambios volumtricos de la subrasante y disminuir al

mnimo la accin superficial de tales cambios volumtricos sobre el pavimento.

Losa de concreto

Las funciones de la losa en el pavimento rgido son las mismas de la carpetaen el flexible, mas la funcin estructural de soportar y transmitir en niveladecuado los esfuerzos que le apliquen.

Funciones de las capas de un pavimento articulado.

Base

Es la capa colocada entre la subrasante y la capa de rodadura. Esta capa le damayor espesor y capacidad estructural al pavimento. Puede estar compuestapor dos o ms capas de material seleccionado.

Capa de arena: es una capa de poco espesor, de arena gruesa y limpia que secoloca directamente sobre la base; sirve de asiento a los adoquines y comofiltro para el agua que eventualmente pueda penetrar por las juntas entre estos.


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Sellos de arena: est constituido por aren fina que se coloca como llenante delas juntas entre los adoquines; sirve como sello de las mismas y contribuyen alfuncionamiento, como un todo, de los elementos de la capa de rodadura.

Factores a considerar en el diseo de pavimentos

El transito: interesa para el dimensionamiento de los pavimentos las cargas mspesadas por ejes esperados en el carril de diseo solicitado, que determinara laestructura del pavimento de la carretera durante el periodo de diseo adoptado. Larepeticin de las cargas del trnsito y la consecuente acumulacin dedeformaciones sobre el pavimento son fundamentales para el clculo. A dems, sedeben tener en cuenta las mximas presiones de contacto, las solicitacionestangenciales en tramos especiales, las velocidades de operacin de los vehculos

y la canalizacin del trnsito etc. La subrasante: de la calidad de esta capa depende en gran parte el espesor que

deber tener un pavimento, sea este flexible o rgido. Como parmetro deevaluacin de esta capa se emplea la capacidad de soporte o resistencia a ladeformacin por esfuerzo cortante bajo las cargas de transito. Es necesario teneren cuenta la sensibilidad del suelo a la humedad, tanto en lo que se refiere a laresistencia como a las eventuales variaciones de volumen de un suelo desubrasante de tipo expansivo pueden ocasionar graves daos en las estructurasque se apoyen sobre este, por esta razn cuando se construya un pavimentosobre este tipo de suelos deber tomarse la precaucin de impedir las variaciones

de humedad del suelo para lo cual habr que pensar en la impermeabilizacin dela estructura. Otra forma de enfrentar este tipo de suelo con algn aditivo, ennuestro medios los mejores resultados se han logrado mediante la estabilizacinde suelos con cal.

El clima: los factores que en nuestro medio ms afectan a un pavimento son laslluvias y los cambios de temperatura. Las lluvias por su accin directa en laelevacin del nivel fretico influyen en la resistencia, la compresibilidad y loscambios volumtricos de los suelos de subrasante especialmente. Este parmetrotambin influye en algunas actividades de construccin de capas granulares yasflticas. Los cambios de temperatura en las losas de pavimentos rgidosocasionan en stas esfuerzos muy elevados, que en algunos casos pueden ser

superiores a los generados por las cargas de los vehculos que circulan sobreellas.

6.3. DISEO MARSHALL


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El concepto del mtodo Marshall para diseo de mezclas de pavimentacin fue formuladopor Bruce Marshall, ingeniero de asfaltos del Departamento de Autopistas del estado deMississippi. El cuerpo de ingenieros de Estados Unidos, a travs de una extensiva

investigacin y estudios de correlacin, mejor y adicion ciertos aspectos alprocedimiento de prueba Marshall y desarrollo un criterio de diseo de mezclas.

El mtodo original de Marshall, slo es aplicable a mezclas asflticas en caliente parapavimentacin que contengan agregados con un tamao mximo de 25 mm (1) o menor.

El mtodo modificado se desarroll para tamaos mximo arriba de 38 mm (1.5). Est

pensado para diseo en laboratorio y control de campo de mezclas asflticas en calientecon graduacin densa. Debido a que la prueba de estabilidad es de naturaleza emprica,la importancia de los resultados en trminos de estimar el comportamiento en campo sepierde cuando se realizan modificaciones a los procedimientos estndar. El mtodoMarshall utiliza especmenes de prueba estndar de una altura de 64 mm (2 ) y 102

mm (4) de dimetro. Se preparan mediante un procedimiento especfico para calentar,

mezclar y compactar mezclas de asfalto-agregado. (ASTM D1559). Los dos aspectosprincipales del mtodo de diseo son, la densidad-anlisis de vacos y la prueba deestabilidad y flujo de los especmenes compactados. La estabilidad del espcimen deprueba es la mxima resistencia en N (lb) que un espcimen estndar desarrollar a 60Ccuando es ensayado. El valor de flujo es el movimiento total o deformacin, en unidadesde 0.25 mm (1/100) que ocurre en el espcimen entre estar sin carga y el punto mximo

de carga durante la prueba de estabilidad.

6.4. DISEO DE PAVIMENTOS RGIDOS DE LA PORTLAND CEMENT ASOCIATION(PCA)

El procedimiento de diseo de la PCA est basado en informacin obtenida de diferentesfuentes, incluyendo investigaciones, desarrollos tericos, ensayos de pavimentos a escalareal, y el monitoreo de la performance de pavimentos en servicio. Un programa deinvestigacin llevado a cabo por la Portland Cement Association correlacion lainformacin de diseo de estas fuentes obteniendo como resultado un procedimientodesarrollado nicamente para pavimentos suelo cemento.

Bases para el Procedimiento de Diseo de Espesores

Desde 1935 ms de 140,000 km de pavimentos suelo-cemento han sido construidos enNorteamrica. La performance demostrada por estos pavimentos a travs de los aosprovee una valiosa informacin para el diseo, para los niveles de espesor que fueronutilizados. La mayora de estos pavimentos en servicio son de 15 cm de espesor. Esteespesor ha probado ser satisfactorio para las condiciones de servicio de caminos


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secundarios, calles residenciales y pistas de aterrizaje de trfico ligero. Algunospavimentos de 10 cm y 12.5 cm han sido construidos y han dado un buen servicio bajocondiciones favorables de trfico ligero y fuerte resistencia del suelo. Muchos kilmetros

de pavimentos de 17.5 cm y 20 cm de espesor estn en servicio en caminos principales yvas secundarias de alto trfico. Pavimentos con suelo cemento con espesores de 22.5cm o mas no son numerosos, aunque algunos proyectos de aeropuertos han sidoconstruidos con espesores de hasta 40 cm. En carreteras interestatales en algunas reasde trfico comparativamente ms bajos, un amplio rango de espesores de suelo cemento,de 10 a 30 cm, han sido incorporados en la estructura total de los pavimentos. Se haobtenido tambin informacin valiosa de diseo de ensayos de caminos a escala real y deinvestigaciones de laboratorio conducidas por universidades, departamentos decarreteras, y por la Portland Cement Association.

Propiedades Estructurales Bsicas

Las propiedades estructurales del suelo-cemento dependen del tipo de suelo, condicionesde curado, y edad. Los rangos tpicos para una amplia variedad de tipos de suelo-cemento, a sus respectivos contenidos de cemento requeridos para durabilidad, son:

Tabla 4. Propiedades estructurales Bsicas

PROPIEDAD VALORES A 28 DAS

Resistencia a la compresin,saturada

400 - 900 psi

Mdulo de ruptura 80 - 180 psi

Mdulo de elasticidad (mduloesttico a la flexin)

600,000 - 2000,000 psi

Relacin de Poisson 0.120.14^1

Radio de curvatura crtico^2, enviga de 6 x 6 x 30 pulg

4,0007,500 pulg.

6.5. TRANSITO.

6.5.1. CLCULO DEL TRNSITO DE ACUERDO AL MANUAL DE DISEO DEPAVIMENTOS ASFLTICOS PARA VAS CON BAJOS VOLMENES DE TRNSITO(INVIAS)


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Para el dimensionamiento de los pavimentos interesan las cargas por eje esperadas en elcarril de diseo, estas me determinarn la estructura del pavimento para el periodo dediseo adoptado. Es por esto que, probablemente, la variable mas importante en el diseo

de un pavimento de una va es el transito; ste se define como la determinacin delnmero, tipo y peso de vehculos que transitan por determinada ella. Es necesariocuantificar la variable transito existente ya que sta genera cargas y deformacionessobre el pavimento.

El Instituto Nacional de Vas INVIAS ha designado la siguiente terminologa para losvehculos que circulan en el pas:

A: Vehculos livianos (automviles)B: BusesC: Camiones

Adems se ha clasificado el tipo de vehculos de acuerdo con el nmero y disposicin delos ejes, como se muestra en la figura 6

Figura 6. Esquema de clasificacin de vehculos


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FUENTE: Manual de diseo de pavimentos asflticos para vas con bajos volmenes de trnsito,INVIAS

6.5.1.1. Niveles de trnsito

El Instituto Nacional de Vas (INVIAS) en su manual de diseo de pavimentos asflticospara vas con bajos volmenes de trnsito clasifica el trnsito de diseo en dos niveles, enfuncin del nmero de ejes equivalentes de 8.2 ton previstos durante el periodo de diseoen el carril. En la tabla 4 se indican las categoras adoptadas.


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Tabla 5. Niveles de trnsito


6.5.1.2. Componentes de trnsito

Para cuantificar adecuadamente los volmenes de transito, se divide en:Transito normal: Trnsito que circulara por la red si no se realizara el proyectoTrnsito atrado: Trnsito que utilizar el proyecto, por las ventajas o beneficios

que ofrece.Trnsito generado: Se origina por el proyecto debido a mejores condiciones deoferta (trnsito nuevo por efecto del desarrollo del rea de influencia).

6.5.1.3. Determinacin del nivel de confianza en la proyeccin del trnsito

El proyectista deber considerar en el clculo del nmero de ejes equivalentes de 8.2 tonpara el diseo, el nivel de confiabilidad que considere pertinente.

En el caso en que existe serie histrica del trnsito, el modelo estadstico que se adopte,

a travs de los errores estndar del modelo y de prediccin para cada uno de los aos delperiodo de diseo, considerara la confiabilidad indicada por el proyectista.

6.5.1.4. Conversin de vehculos a ejes equivalentes de 8.2 ton. Factores de daopor tipo de vehculo

Los factores de dao se indican en la tabla 5, y sern los que se debern aplicar paracalcular los ejes equivalentes de 8.2 ton.

Tabla 6. Factor dao por tipo de vehculo


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6.5.1.5. Trnsito en el carril de diseo en funcin del ancho de la calzada. Factor

direccional (Fd)

En la tabla 6 Se indica el factor direccional (Fd) por adoptar para el diseo segn el anchode la calzada.

Tabla 7. Trnsito por adoptar para el diseo segn el ancho de la calzadaFactor Direccional (Fd)


6.5.1.6. Trnsito acumulado en ejes equivalentes de 8.2 ton, en el carril de diseodurante el periodo de diseo

6.5.1.6.1. Pronostico de la componente de trnsito normal

Cuando existe serie histrica de trnsito: Cuando en el tramo de va analizado seencuentra una estacin de conteo de trnsito, con informacin continua de por lomenos 5 aos. El procedimiento para la determinacin del trnsito normal sedescribe a continuacin:

1. Identificacin de la serie histrica del trnsito en la estacin de conteoseleccionada

2. Conversin de la serie histrica del trnsito a ejes equivalentes de 8.2 ton

Donde:


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3. Anlisis estadstico de la serie histrica: se establecen los modelos decrecimiento factibles para las condiciones del estudio.

4. Seleccin del modelo factible de crecimiento de trnsito: se acepta o rechazaun modelo sobre la base de los resultados de los coeficientes estadsticos, delanlisis de las variables independientes adoptadas y de consideracionesacerca de las particularidades del proyecto.

5. Estimacin del trnsito proyectado para el periodo de diseo, en el carril dediseo y considerando un nivel de confianza predeterminado.a. Clculo del error estndar () del modelo de crecimiento del trnsito

seleccionado. Donde:

b. Clculo del error estndar en la prediccin del trnsito, error de pronstico(ao por ao en el periodo de diseo

( Donde:

(


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c. Clculo de los valores de correccin

para el trnsito equivalente

proyectado en cada uno de los aos del periodo de diseo , con baseen el nivel de confianza deseado. En la tabla 7 se muestran los valores deZr para diferentes niveles de confianza

Tabla 8. Valores del parmetro Zr (suponiendo una distribucin normal)


d. Clculo del nmero de ejes equivalentes de 8.2 ton diarios, corregidos porconfiabilidad, en cada uno de los aos del periodo de diseo

Donde:

e. Clculo del nmero de ejes equivalentes de 8.2 ton acumulados durante elperiodo de diseo.


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f. Clculo del nmero de ejes equivalentes de 8.2 ton acumulados en el carrilde diseo durante el periodo de diseo, por concepto de la componentenormal del trnsito.

6.5.1.7. Pronstico de la componente de trnsito atrado

Para iniciar la discusin de este tipo de anlisis, se debe estar seguro que elproyecto vial si ocasionar cambios en el comportamiento de los usuarios. Entre

los mtodos para estimar el trnsito atrado, se cuentan los siguientes:

a. Estudio de origen y destino: Aplicacin de un estudio de origen y destinoque permita establecer los flujos entre pares origen-destino, flujos bsicos,que en forma potencial, podran utilizar el proyecto en el futuro.b. Estudio de utilizacin del proyecto por usuarios potenciales: Se lleva a caboa travs de una encuesta a usuarios potenciales, en las que se indaga siharan uso o no del nuevo proyecto.

6.5.1.8. Pronstico de la componente de trnsito generado

Crecimiento que se presenta por el incremento que se presenta por el incrementoque en la produccin agrcola, pecuaria, minera, industrial, comercial o tursticaque se genera en una zona por la construccin de una nueva carretera o elmejoramiento y/o pavimentacin de una va existente.

Cuando no se dispone de informacin detallada, se puede hacer uso de losfactores relacionados en la tabla 8, obtenidos del seguimiento a proyectos depavimentacin en vas de bajo transito en el pas.

Tabla 9. Porcentaje de trnsito generado como funcin del trnsito normal


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6.5.2. CLCULO DEL TRNSITO DE ACUERDO AL MANUAL DE DISEO DEPAVIMENTOS DE CONCRETO PARA VAS CON BAJOS, MEDIOS Y ALTOSVOLMENES DE TRNSITO (INVIAS)

La determinacin de la variable trnsito se puede hacer con diferentes grados deaproximacin. Las ms precisas parten del anlisis de registros histricos de conteos ypesajes sobre la va que se va a pavimentar. Los conteos permiten que se haga unaproyeccin con la idea de que el trnsito pasado permite predecir el que pasar. Por suparte los menos precisos se hacen teniendo en cuenta el ancho y el tipo de la va que setiene, o con base en algunas consideraciones acerca del servicio que va a prestar la va.

La clasificacin vehicular se acoge a los lineamientos regulativos de la regulacin 4100 de2004, expedida por el Ministerio de Transporte. Los vehculos se clasifican as:

A: Automviles, camperos, camionetas y microbuses

B: Busetas y buses

C: Vehculos de carga

Los vehculos de carga se designan de acuerdo a la configuracin de sus ejes de lasiguiente manera:

Con el primer dgito se designa el nmero de ejes del camin o del tractocaminLa letra S significa semirremolque y el dgito inmediato indica el nmero de susejesLa letra R significa remolque y el dgito inmediato indica el nmero de sus ejesLa letra B significa el remolque balanceado y el dgito inmediato indica elnmero de sus ejes

Figura 7. Representacin esquemtica de los vehculos de transporte de carga mscomunes en el pas


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FUENTE: Resolucin 4100 de 2004En la tabla 9 se registra la carga mxima admisible para los vehculos ms comunes en elpas de acuerdo con la resolucin 4100 de 2004, en la figura 8 se indica la carga mxima

para los ejes ms frecuentes

Tabla 9. Mximo peso por eje para los vehculos de transporte de carga

FUENTE: Resolucin 4100 de 2004

Figura 8. Esquematizacin de los diferentes tipos de ejes y su carga mxima


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NOTA: Por ley, los vehculos deben cumplir simultneamente con las condiciones de

mxima carga vehicular y mximo peso por eje.

Los mtodos de diseo de pavimentos recurren a establecer un eje patrn, debido a la

gran cantidad de cargas que pueden circular por una va. El caso ms representativo (ejepatrn) es una carga de 8.2 ton para el eje sencillo de llanta doble.

La relacin que existe en el dao proporcionado al pavimento por el peso ejercido por unacarga cualquiera y el eje patrn, se determina a partir del factor de equivalencia.

Donde:


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Tabla 10. Carga mxima admisible por vehculo


En la tabla 11 Se encuentran los valores de las cargas patrn y exponenciales para elclculo del factor de equivalencia, dependiendo del tipo de eje, para un ndice de serviciofinal de 2.5, aplicable para los pavimentos de concreto.

Tabla 11. Cargas patrn y exponenciales para el clculo del Factor de equivalencia

FUENTE: Manual de diseo de pavimentos de concreto para vas con bajos, medios y altos volmenesde trnsito

6.5.2.1. Factor camin (Fc)

El factor camin se puede entender como el nmero de aplicaciones de ejes sencillos

cargados con 8.2 toneladas que es necesario que circulen por un pavimento para hacer elmismo dao que un camin con una carga cualquiera. El factor camin equivale a lasumatoria de los factores de equivalencia calculados para cada eje.

6.5.2.2. Cuantificacin del trnsito en una va

6.5.2.2.1. Trnsito promedio diario (TPD)


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El TPD se hace contando, durante un lapso establecido, todos los vehculos que pasanpor una seccin de la va (todos los carriles y ambas direcciones), luego se saca unpromedio diario que se conoce con el nombre de TPD. La informacin del TPD se refina

estableciendo el porcentaje de vehculos clase A, B C.6.5.2.2.2. Periodo de diseo y vida til

Por las caractersticas funcionales de los pavimentos de concreto, se recomienda que elperiodo de diseo sea igual o superior a 20 aos. La vida til es el nmero de aos enque el pavimento est en condiciones de permitir la circulacin de los vehculos en unascondiciones buenas de operacin.

6.5.2.3. Clasificacin de las vas

Tabla 12. Clasificacin de las vasCRITERIO DE

CLASIFICACINCLASIFICACIN

Segn entidadterritorial de quedepende la va

Vas nacionalesprimarias (Vp)

Vasdepartamentalessecundarias (Vs)

Carreterasmunicipales

terciarias (Vt)Se pueden considerar

como las carreteras msimportantes y hacen partede la red primaria de vas

Hacen parte de la redsecundaria. Unen

municipios de uno oms departamentos

Pueden unir dos omas municipios isn

llegar a serdepartamentales

Por suscaractersticas

Autopistas (AP)Carreteras multi

carriles (MC)Carreteras de dosdirecciones (CC)

Vas en las que no seinterrumpe el trnsito. Losvehculos pueden circular

en una direccindeterminada, separados,

Vas divididas, condos o ms carriles por

sentido, con controlparcial o total deacceso y salida

Vas de dos carriles,uno por cada sentidode circulacin, con

intersecciones a nively accesos directos


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por algn tipo de elementofsico de los vehculos que

viajan en otra direccin,en dos o ms carriles

desde sus mrgenes.

Segn el anchode la va

Estrechas (E) Medias (M) Anchas (A)

Ancho inferior a los 5mAncho que va de 5m

a 6m

Pueden tener ms dedos carriles y cadauno de ellos tienen

ms de 3.5m deancho

6.5.2.4. Asignacin del trnsito segn las caractersticas y el ancho de la va

En las carreteras de dos direcciones, la asignacin del trnsito para el carril de diseodepender del ancho de la va as:

Para vas estrechas: la totalidad del trnsitoPara vas de ancho medio: 75%Para vas anchas: 50%

En la figura se tiene un grfico con el que se puede definir el porcentaje de vehculos

que circulan en el carril de diseo en funcin del trnsito promedio diario anual, sin teneren cuenta los vehculos que tienen menos de 6 llantas.

6.5.2.5. Porcentaje de vehculos para el carril de diseo

Los factores de distribucin vehicular por carril se establecen en la tabla 13

Tabla 13. Porcentaje de vehculos para el carril de diseo


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Figura 9. Porcentaje de camiones en el carril de diseo

6.6. ENSAYO CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)

La finalidad de este ensayo, es determinar la capacidad de soporte de suelos y agregadoscompactados en laboratorio, con una humedad ptima y niveles de compactacinvariables. El ensayo mide la Resistencia al cortante (punzonamiento) de un suelo bajocondiciones de humedad y densidad controladas, permitiendo obtener un % de relacinde soporte.

El ensayo ms utilizado es el CBR, el cual representa la relacin, en porcentaje, entre elesfuerzo requerido para penetrar un pistn a cierta profundidad dentro del suelo ensayadoy el esfuerzo requerido para penetrar un pistn igual, a la misma profundidad, dentro deuna muestra patrn de piedra triturada.

La muestra patrn fue elegida y ensayada por O.J. Poter, en California, en 1929,presentando los siguientes esfuerzos para diferentes profundidades de penetracin del

pistn:

Tabla 14. Valores de esfuerzo en la muestra patrn


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Para cada muestra preparada se debe dibujar una grafica relacionando esfuerzo vspenetracin del pistn y se calcula el valor de CBR para penetracin de 0.1 (2.5mm) y

0.2 (5mm) con las siguientes expresiones Los valores de ndice de CBR oscilan entre 0 y 100. Cuando mayor es su valor, mejor esla capacidad portante del suelo. Valores por debajo de 6, deben descartarse

Tabla 15. Clasificacin y usos del suelo de acuerdo a los valores de CBR

CBR Clasificacin cualitativa del suelo Uso

2-5 Muy mala Sub-rasante

5-8 Mala Sub-rasante

8-20 Regular-buena Sub-rasante

20-30 Excelente Sub-rasante

30-60 Buena Sub-base

60-80 Buena Base

80-100 Excelente Base

6.7. MODULO RESILIENTE

El modulo resiliente se define, como aquel que relaciona las tensiones aplicadas y lasdeformaciones recuperables (AASHTO, 1993). Se introdujo el termino modulo resilientecomo la relacin que existe entre la magnitud del esfuerzo desviador cclico encomprensin triaxial y la deformacin axial recuperable (Rondon & Reyes 2007).

Matemticamente la ecuacin del modulo resiliente est dada por:

Donde:


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Sobre las capas del pavimento se producen deformaciones permanentes y recuperables oresilientes. Despus de un cierto nmero de ciclos de carga, el material tiende a poseercasi en su totalidad deformaciones resilientes.

En la teora elstica tradicional el modulo de elasticidad (E) y la relacin de possion definelas propiedades elsticas de un material. Para describir el comportamiento recuperable deun material sujeto a cargas cclicas cargado en un aparato triaxial se utiliza . El moduloresiliente es no lineal y dependiente del esfuerzo

Factores que afectan el modulo resiliente

Como se ha observado en los estudios llevados a cabo sobre modulo resiliente, esteparmetro no es una propiedad constante del pavimento, sino que depende de muchosfactores.

Factores que afectan el modulo resiliente en pavimentos asfalticos

Existen diversos factores que afectan al modulo resiliente del pavimento asfaltico. Acontinuacin se muestra un resumen de estos factores:

Nivel de esfuerzos Frecuencia de carga Contenido de betn Tipo de agregado Contenido de vacios

Tipo y contenido de modificadores Tipo de prueba

Temperatura

6.8. MODULO DE REACCIN DE LA SUBRASANTE

Ensayo de placa

Modulo de reaccin de subrasante , se define como:

Donde


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Los ensayos de placa de carga permiten determinar las caractersticas resistencia -deformacin de un terreno. Consisten en colocar una placa sobre el suelo natural, aplicaruna serie de cargas y medir las deformaciones. El resultado del ensayo se representa en

un diagrama tensin deformacin.A partir de este ensayo se pueden obtener numerosos datos entre los que se destacan:

Obtencin de la capacidad de carga del suelo para un asentamiento determinadoDeterminacin del modulo de reaccin o coeficiente de balasto (K)Determinacin de las caractersticas de la curva carga contra deformacin delsueloRealizacin de estudios sobre la estabilidad de pavimentos o bases de caminos yaexistentes.

La informacin proporcionada es posible usarla en la evaluacin y diseo de pavimentosde tipo rgido o flexible de carreteras y aeropuertos y aplicarse tanto a suelos en estado

natural como compactados.

6.9. MODULO DINMICO WITCZAK

Se determina con la ecuacin predictiva de Witczak, la cual se basa en la frecuencia deaplicacin de la carga, la composicin volumtrica de la mezcla compactada, la viscosidaddel ligante y la granulometra de los agregados

Donde:

La ecuacin de Witczak tambin puede ser expresada en la forma de una curva maestra,como:


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Conocida la viscosidad del ligante en cualquier instante (), el sistema determina elmodulo dinmico de la mezcla para cualquier tiempo de aplicacin de carga, tanto en laecuacin de la curva maestra, como en la ecuacin de Witczak, utilizando un valor

apropiado. Para ello, emplea una expresin obtenida en el sistema de envejecimientoGlobal

6.10. LEYES DE FATIGA

En el modelo tradicional de fatiga las fisuras se originan en la fibra inferior de la mezclabituminosa (zona donde la tensin de traccin es mayor) y se propaga verticalmente haciala superficie del pavimento.

Dao por fatiga significa que un estado de tensin provocado por una solicitacin, muyalejada del valor de rotura, llega a producir por acumulacin (es decir, por repeticin de lasolicitacin un nmero muy elevado de veces) el agotamiento del material, agotamientoque se manifiesta por la fisuracin del mismo.

Ensayos de laboratorio han verificado que la relacin entre la deformacin, 1, (producidapor la solicitacin) y la duracin o vida de la fatiga del material representada por el nmeroN de veces que soporta la solicitacin antes de romperse por fatiga. y N estn ligadaspor la expresin:

Donde N representa el nmero de ciclos de carga hasta la fatiga del material al nivel dedeformacin , que es la deformacin unitaria de traccin (en micro deformaciones m/m)y k1y k2constantes que describen el comportamiento a fatiga del material.


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Numerosos estudios se han realizado para establecer que parmetros de la mezclaintervienen de manera significativa en la determinacin de los valores de k1 y k2. Se hacomprobado que estn principalmente afectados por:

El mdulo de la MezclaEl contenido de betnLa viscosidad del betn (medida por el ndice de Penetracin, IP)La granulometra y la naturaleza de los ridosEl contenido de aire (huecos en la mezcla)La temperatura del pavimento

La acumulacin de dao de fatiga D en cada punto a lo largo de la carretera debido alpaso de los vehculos se estima mediante la aplicacin de la ley de Miner de acumulacin

lineal del dao.

Donde es el nmero de ciclos al nivel de deformacin i, es el nmero deciclos a rotura al nivel de deformacin y es el nmero de niveles diferentes dedeformacin.

Mtodos de estimacin de leyes de fatiga

La determinacin de la ley de fatiga de una mezcla bituminosa es una cuestin compleja

que requiere muchos y costosos ensayos de laboratorio y calibraciones y caladosposteriores del modelo in situ. Por ello se suele recurrir a los estudios genricosrealizados por laboratorios nacionales o por organizaciones con grandes recursos. Para elcaso que nos ocupa se describen los dos mtodos ms conocidos aunque solo se aplicael mtodo del Instituto del Asfalto para determinar las caractersticas de fatiga de lamezcla de Alto Mdulo.

El mtodo desarrollado por la SHELL.

La expresin simplificada que establece la SHELL para definir una ley de fatiga de unamezcla bituminosa es:

Donde es el porcentaje de betn en volumen y es el mdulo de la mezcla en MegaPascales.

El mtodo anterior permite estimar el comportamiento a fatiga de cualquier tipo de Mezclabituminosa, incluidas las Mezclas de Alto Mdulo.


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Mezcla convencional:

Mezcla alto modulo:

7. DESARROLLO PRCTICO


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7.1. DESCRIPCION DE LA VIA

La va Santander de Quilichao - Te de Villa Rica est ubicada dentro del permetro rural

del departamento del Valle del Cauca, forma parte de la va que de Cali conduce almunicipio de Santander de Quilichao.

Las vas primarias, arterias principales son corredores viales que garantizan la integracinde las principales zonas de produccin y consumo del pas. Las secciones transversalesde stas, permiten los desplazamientos de altos volmenes vehiculares.

Imagen 1. Ubicacin va de estudio

La va objeto de estudio, es una va arteria principal est compuesta por dos (2) carrilescada uno de 4 metros (m).

Te de Villa Rica

Santander deQuilichao


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7.2. ESTUDIO DE TRANSITO

Imagen 2. Va Santander de Quilichao-Te de villa Rica

Para el diseo de pavimentos es importante tener en cuenta elementos, entre los que secuentan como los ms importantes: la capacidad de soporte del suelo, el trnsito quecircular sobre la estructura durante su periodo de diseo, las condiciones climticas y los

materiales con que ser construida.

El trnsito es una de las variables ms determinantes y/o importantes en el diseo de unaestructura de pavimento o una va, ya que las dimensiones de los vehculos influyen en eldiseo geomtrico, mientras que el nmero de ejes y peso de estos son factoresdeterminantes para el diseo de la estructura.

7.2.1. TRNSITO PAVIMENTO FLEXIBLE

Estudio de volmenes vehiculares

Como parte de los resultados generados del anlisis de este estudio, se debe establecerel volumen de vehculos que se movilizan y su distribucin por tipo de vehculo, con locual es posible determinar la carga que debe soportar la estructura de pavimento durantesu periodo de diseo.

Te de Villa Rica

Santander de Quilichao


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El periodo de diseo de la estructura de pavimento depende tanto de la categora de lava, como del rango de trnsito promedio diario (TPD) inicial de la misma. A continuacin,en la tabla 16 se muestran los valores de periodo de diseo recomendados por el Instituto

Nacional de Vas (INVIAS) para los pavimentos asflticos.

Tabla 16. Periodo de diseo (en aos) recomendado

La va Santander de Quilichao Te de Villa Rica, por ser una va arteria principal, seconsidera en la categora I de la tabla anterior, por lo tanto, el periodo de diseo delpavimento flexible toma como 20 aos.

Variables medidas

Para el estudio de volmenes vehiculares se hace mayor nfasis en la determinacin dela distribucin vehicular tpica de la zona y la estimacin del volumen de vehculos

pesados, para lo cual se consideran los siguientes tipos:

Figura 10. Esquema de clasificacin de vehculos


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52

FUENTE: manual de diseo de pavimentos asflticos para vas con bajos volmenes de trnsitoSeries histricas

En la tabla 17 se presenta la informacin existente entre los aos 1997 y 2008 del InstitutoNacional de Vas (INVIAS), en la cual se presentan los datos de la informacin de la seriehistrica y composicin del trnsito promedio diario semanal (TPDS) de la estacin 284,ubicada en la va Santander de QuilichaoTe de Villa Rica. En la figura 11 se observa lalocalizacin de las estaciones de conteo.

Figura 11. Localizacin estaciones de conteo. Estacin 284


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53

FUENTE: instituto nacional de vas, volmenes de trnsito

La tabla 17 muestra la informacin correspondiente al trnsito promedio diario semanal y

el porcentaje de automviles, buses y camiones entre los aos 1997 y 2008, a partir delos cuales se puede determinar el porcentaje de crecimiento anual del trnsito yestablecer mediante modelos matemticos de regresin, el comportamiento del flujovehicular en aos futuros. Se presentan tambin, las grficas 1, 2 y 3 Con las variacinhistrica del trnsito discriminadas por tipo de vehculo.

Tabla 17. Serie histrica y composicin del trnsito promedio diario semanal (TPDS) de la

va Santander de Quilichao-Te de Villa Rica, estacin 284AO TPDS

AUTOS BUSES CAMIONES% A % B % C

1997 5792 66 8 261998 7109 63 12 251999 6595 60 13 272000 6214 59 14 27


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54

2001 5110 60 13 272002 5452 60 13 272003 6611 57 16 27

2004 5394 56 19 252005 7618 55 16 292006 9080 56 18 262007 9500 57 19 242008 8989 55 17 28

FUENTE: instituto nacional de vas, volmenes de trnsito

Tabla 18. Camiones de conteo total semanal y distribucin porcentual, ao 2008CATEGORAVEHCULO

CANTIDAD PORCENTAJE

C2-P 4079 22.96%C2-G 5271 29.67%

C3 Y C4 3674 20.68%C5 2556 14.39%>C5 2186 12.30%

FUENTE: instituto nacional de vas, volmenes de trnsito 2008

Grafico 1. Variacin histrica de autos

Grafico 2. Variacin histrica de buses

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

VOLUMEN

AO

VARIACIN HISTRICA DE AUTOS


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55

Grafico 3. Variacin histrica de camiones

La informacin obtenida de las grficas anteriores sirve para establecer unos parmetrosiniciales que permiten evaluar el comportamiento de los volmenes de trfico sobre la vaSantander de QuilichaoTe de Villa Rica; adems, para la proyeccin de los volmenes

y el clculo de las cargas mediante el mtodo de ejes equivalentes segn las serieshistricas.

Calculo ejes equivalentes

Se hace la conversin de la serie histrica del trnsito a ejes equivalentes de 8.2 (Ton). Elclculo del nmero de ejes equivalentes de 8.2 (Ton) se realiza de la siguiente manera:

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

16001800

2000

1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

VOLUMEN

AO

VARIACIN HISTRICA DE BUSES

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

AO

VARIACIN HISTRICA DE CAMIONES


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56

Donde: Para determinar el factor direccional se toma como referencia el manual de diseo depavimentos asflticos para bajos volmenes de trnsito del INVIAS, donde se apoyan enel ancho de calzada para determinar el (Fd) a utilizar.

Tabla 19. Factor direccional

FUENTE: manual de diseo de pavimentos asflticos para vas con bajos volmenes de trnsito

Al tener la va un ancho de calzada mayor a 6m, el factor de direccin adoptado para elclculo del nmero de ejes equivalentes a 8.2 Ton es de 0.5.

El factor carril se determina basado en la tabla 20 de la gua metodolgica para el diseode obras de rehabilitacin de pavimentos asflticos de carreteras, basado en el nmerode carriles que presenta la va.

Tabla 20. Factor carril para vas con diferentes nmeros de carriles.


Al tener la va un carril por sentido, el factor carril adoptado para el clculo del nmero deejes equivalentes a 8.2 Ton es de 1.0.


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57

Los vehculos por su variedad en tamao y configuracin de ejes, generan diferentesefectos sobre la estructura del pavimento. Por esto, establecemos la proporcin comofactor del dao provocado por cada tipo de vehculo sobre la estructura.

Tabla 21. Factor dao por tipo de vehculo


NOTA: Los valores que se toman del factor dao, corresponden a los valores

consignados en la tabla anterior para cada vehculo cargado.

Tabla 22. Valores de trnsito equivalente diario

En la tabla 22 Se resumen los valores de trnsito equivalente en ejes simples de 8.2toneladas calculados para cada ao de la serie histrica.

En la grfica 4 se observa un anlisis de regresin realizado a los datos de la tabla 22,con el fin de determinar el modelo que mejor se ajuste al comportamiento de los datos detrnsito equivalente observado.

AOAo Relativo(ao-1996)

N 8.2 Ton (Diarioobservado) Yi

1997 1 5212.6371291998 2 6458.060861

1999 3 6473.053572000 4 6161.2385422001 5 5015.5123192002 6 5351.1884862003 7 6687.0877182004 8 5277.6756932005 9 8186.1810642006 10 9079.744672007 11 8995.522642008 12 9465.836247


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58

Grafico 4. Modelos de regresin

El modelo lineal es el que mejor representa el comportamiento de los datos, por lo tanto,dicho modelo es el que se toma en cuenta para analizar el crecimiento del trnsito. Laecuacin para tal comportamiento se presenta a continuacin:

Donde: Se debe adems, estimar la proyeccin del trnsito para el periodo de diseo, en el carrilde diseo y con un nivel de confianza determinado. Para esto, es necesario seguir unaserie de pasos que se describen a continuacin:

Clculo del error estndar () del modelo de crecimiento del trnsito. Esto secalcula mediante la siguiente ecuacin:

y = 350.06x + 4588.3

R = 0.5888

y = 4899.5e0.0479x

R = 0.5453

0

10002000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Ejeseq

uivalentesde8.2

Ton/dia/ambas

direcciones

Ano Relativo (Ao-1996)

SERIE HISTORICA DE TRNSITO


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59

Donde:

En la tabla 23 Se presentan los resultados del clculo del nmero de ejes equivalentes,para determinar el error estndar para cada uno de los aos de la serie histrica.

Tabla 23. Valores de trnsito equivalente diario calculado

Con los datos anteriores procedemos a calcular el error estndar () , como sigue:

El valor estndar del modelo corresponde entonces a 1106.31.

Procedemos a calcular el error estndar en la prediccin del trnsito ao por ao en elperiodo de diseo; o error de pronstico (


N 8.2 Ton (Diarioobservado) Yi

N 8.2 Ton (DiarioCalculado) Yimodelo

(Yi - Yi modelo)^2

1997 1 5212.637129 4938.36 75227.943471998 2 6458.060861 5288.42 1368059.7431999 3 6473.05357 5638.48 696513.04322000 4 6161.238542 5988.54 29824.786282001 5 5015.512319 6338.6 1750561.0132002 6 5351.188486 6688.66 1788830.0522003 7 6687.087718 7038.72 123645.26182004 8 5277.675693 7388.78 4456761.3952005 9 8186.181064 7738.84 200114.02792006 10 9079.74467 8088.9 981773.16092007 11 8995.52264 8438.96 309761.97222008 12 9465.836247 8789.02 458080.2321

12239152.63

1106.307038


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60

En las tablas 24 y 25 se presenta el resumen de resultados de los clculos realizados.Tabla 24. Clculo de la sumatoria de las diferencias al cuadrado de cada ao de la serie

histrica y el ao medio de dicha serie histrica

Tabla 25. Error de pronstico para cada uno de los aos del periodo de diseo

AO (Xi - X)^21997 361998 251999 162000 92001 42002 12003 02004 12005 4

2006 92007 162008 25 146

AO (pronostico)2013 1013.0235052014 1100.2918752015 1188.206112016 1276.6327872017 1365.4723532018 1454.6491622019 1544.1047842020 1633.7934232021 1723.678703

2022 1813.7313912023 1903.9277322024 1994.2482352025 2084.6767612026 2175.199838

2027 2265.8061342028 2356.4860492029 2447.23142030 2538.0351682031 2628.891299

2032 2719.794546


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61

El trnsito proyectado en cada uno de los aos del periodo de diseo debe corregirse conbase en el nivel de confianza deseado. El nivel de confianza para la va objeto de estudio,se considera apropiado del noventa por ciento (90%).

Tabla 26. Valores del parmetro Zr que asegura el nivel de confianza deseado


Tabla 27. Valores de correccin para cada ao del periodo de diseo


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62

Tabla 28. Ejes equivalentes para todos los aos del periodo de diseo, con confiabilidad del90%

AoCj ejes de 8.2ton/dia/ambas

direcciones

2013 1298.6961332014 1410.5741832015 1523.2802332016 1636.6432332017 1750.5355572018 1864.8602262019 1979.5423332020 2094.5231682021 2209.7560982022 2325.2036442023 2440.835353

2024 2556.6262372025 2672.5556082026 2788.6061932027 2904.7634642028 3021.0151152029 3137.3506542030 3253.7610852031 3370.2386452032 3486.776608


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63

De acuerdo al modelo de regresin seleccionado anteriormente, y para una confiabilidadde 90%, la tendencia seguida por el transito equivalente diario durante el periodo dediseo se puede observar en la siguiente grfica.

Grafico 5. Transito equivalente diario del periodo de diseo con confiabilidad de 90%

Ao(N'j) ejes de 8.2Ton/dia/ambas

direcciones2013 11838.01613

2014 12299.954182015 12762.720232016 13226.143232017 13690.095562018 14154.480232019 14619.222332020 15084.263172021 15549.55612022 16015.063642023 16480.755352024 16946.606242025 17412.595612026 17878.706192027 18344.92346

2028 18811.235112029 19277.630652030 19744.101082031 20210.638652032 20677.23661

325023.9438

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38Ejesequivalentesde8.2

Ton/dia/ambasdirecciones

Ano Relativo (Ao-1996)

SERIE HISTORICA DE TRNSITO

Proyeccin con

confiabilidad de 90%

Periodode diseo

Periodode conteo


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64

El clculo del nmero de ejes equivalentes de 8.2 ton acumulados en el carril de diseo,durante el periodo de diseo, se calculan mediante la siguiente expresin

7.2.2. TRNSITO PAVIMENTO RGIDO

En el diseo del pavimento rgido no se tienen en cuenta las mismas consideraciones queen el diseo de pavimentos flexibles

Tabla 29. Datos histricos de trnsito (estacin 284)

En la grfica 6 se muestra la regresin lineal de la serie histrica, que es la que mejor seajusta a un comportamiento uniforme del trnsito promedio diario semanal (TPDS).

N 8.2 ton carril dediseo normal

59316869.74


TPDS (Yi)

1997 1 5792

1998 2 7109

1999 3 6595

2000 4 6214

2001 5 5110

2002 6 5452

2003 7 6611

2004 8 5394

2005 9 7618

2006 10 9080

2007 11 9500

2008 12 8989


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65

Grfica 6. Regresin lineal de la serie histrica del trnsito

En la grfica 6 Se observa que el valor de R2 no es cercano a 1, por lo tanto,descartamos datos atpicos, dichos datos corresponden a los aos 2001, 2002 y 2004.

As, tenemos que:

Tabla 30. Correccin de datos histricos

La grfica que resulta se muestra a continuacin

y = 290.6x + 5066.4

R = 0.4673

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0 2 4 6 8 10 12 14

TPDS(Yi)

AO RELATIVO (Ao-1996)

SERIE HISTRICA DE TRNSITO

AO Ao Relativo(ao-1996)

TPDS (Yi)

1997 1 5792

1998 2 7109

1999 3 6595

2000 4 6214

2003 7 6611

2005 9 7618

2006 10 9080

2007 11 95002008 12 8989


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66

Grafica 7. Regresin lineal de la serie histrica de trnsito corregida

El crecimiento del trnsito se analiza entonces, por medio de la ecuacin que se presentaa continuacin:

Donde: De la ecuacin anterior obtenemos los siguientes datos: En la tabla 31 Se presentan losresultados de los clculos realizados, para determinar el error estndar para cada uno delos aos de la serie histrica.

Tabla 31. Trnsito promedio Diario Semanal (TPDS) Calculado

y = 290.15x + 5598.8

R = 0.7727

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0 2 4 6 8 10 12 14

TPDS(Yi)

AO RELATIVO (Ao-1996)

SERIE HISTRICA DE TRNSITO


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67

Con los datos anteriores procedemos a calcular el error estndar () , como sigue:

El valor estndar del modelo corresponde entonces a 699.39.

Procedemos a calcular el error estndar en la prediccin del trnsito ao por ao en elperiodo de diseo; o error de pronstico (

En las tablas 32 y 33 se presenta el resumen de resultados de los clculos realizados.

Tabla 32. Clculo de la sumatoria de las diferencias al cuadrado de cada ao de la seriehistrica y el ao medio de dicha serie histrica

AOAo Relativo

(ao-1996)TPDS (Yi) TPDS (Yi modelado) (Yi - Yi modelado)`^2

1997 1 5792 5888.95 9399.3025

1998 2 7109 6179.1 864714.01

1999 3 6595 6469.25 15813.0625

2000 4 6214 6759.4 297461.16

2003 7 6611 7629.85 1038055.323

2005 9 7618 8210.15 350641.6225

2006 10 9080 8500.3 336052.09

2007 11 9500 8790.45 503461.2025

2008 12 8989 9080.6 8390.56

3423988.333

699.3862955


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68

Tabla 33. Error de pronstico para cada uno de los aos del periodo de diseo

AO (Xi - X)^21997 36

1998 25

1999 162000 9

2003 0

2005 4

2006 9

2007 16

2008 25

140


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69

El trnsito proyectado en cada uno de los aos del periodo de diseo debe corregirse conbase en el nivel de confianza deseado. El nivel de confianza para la va objeto de estudio,se considera apropiado del noventa por ciento (90%).

AO (pronostico)2013 659.9108391

2014 715.5132091

2015 771.63703942016 828.1763219

2017 885.0514397

2018 942.2015777

2019 999.5795648

2020 1057.148301

2021 1114.878239

2022 1172.745571

2023 1230.730918

2024 1288.818351

2025 1346.994664

2026 1405.2488162027 1463.571515

2028 1521.954879

2029 1580.392186

2030 1638.877664

2031 1697.406335

2032 1755.97388

2033 1814.576534

2034 1873.211003

2035 1931.874389

2036 1990.564136

2037 2049.277982038 2108.013905

2039 2166.770118

2040 2225.545011

2041 2284.337142

2042 2343.145213


70/145



70

Tabla 34. Valores del parmetro Zr que asegura el nivel de confianza deseado


Tabla 35. Valores de correccin para cada ao del periodo de diseo


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71

Tabla 36. Ejes equivalentes para todos los aos del periodo de diseo, con confiabilidad del90%

AoTPDS Cj

dia/ambasdirecciones

2013 846.0056957

2014 917.2879341

2015 989.2386845

2016 1061.722045

2017 1134.635946

2018 1207.902423

2019 1281.461002

2020 1355.264122

2021 1429.273902

2022 1503.459822

2023 1577.797037

2024 1652.265126

2025 1726.847159

2026 1801.5289832027 1876.298682

2028 1951.146155

2029 2026.062782

2030 2101.041166

2031 2176.074922

2032 2251.158514

2033 2326.287117

2034 2401.456506

2035 2476.662967

2036 2551.903223

2037 2627.17437

2038 2702.473827

2039 2777.799291

2040 2853.148704

2041 2928.520216

2042 3003.912163


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72

De acuerdo al modelo de regresin seleccionado anteriormente, y para una confiabilidadde 90%, la tendencia seguida por el transito equivalente diario durante el periodo de

diseo se puede observar en la siguiente grfica

Grafico 8. Transito equivalente diario del periodo de diseo con confiabilidad de 90%

AoTPDS (N'j)dia/ambasdirecciones

2013 11377.35572014 11738.78793

2015 12100.88868

2016 12463.52204

2017 12826.58595

2018 13190.00242

2019 13553.711

2020 13917.66412

2021 14281.8239

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2023 15010.64704

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2038 2048

Proyecto Final Pavimentos Llj Reparado

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