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TALLER FINAL

PAVIMENTOS BASICO

Diseñar pavimento flexible AASHTO y verificar por el método mecanicista NEE= 10*10E6 Diseñar pavimento rígido AASHTO NEE= 10*10E6 Ensayos de CBR

ENSAYO No CBR % EXPANSION %1 1 22 2 33 1 24 2 35 1 2

Temperatura ambiente 22 ºC (que asfalto usar según esta temperatura)

PAVIMENTO FLEXIBLEPARAMETROS INICIALES

a. Escogencia del CBR

Observando los CBR obtenidos se trabajara con un CBR de diseño del 1% y expansión del 3% para tomar una solución de diseño que cubra los CBR y expansiones críticas ya que diseñar por encima de estos valores dejaría por fuera del diseño los valores críticos.

CBR critico = 1% EXPANSIÓN critica = 3%

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Ante los resultados de CBR obtenidos y de Expansión, estamos ante una subrasante totalmente inadecuada, por lo que su uso como soporte de una estructura de pavimento no es apto; pero como se debe trabajar en base a los valores críticos antes mencionados, se recomienda:

Efectuar una excavación para reemplazo de material inadecuado. El espesor de la excavación será acorde al espesor del material de reemplazo que se obtenga en el diseño de la estructura de pavimento. Para lo cual referirse a la especificación invias INV 311-13

en el suelo remanente (ver norma IDU 230-11 tabla 230.1 características que debe cumplir el material in situ para estabilizarlo con cal), estabilizar con cal hidratada, en proporciones adecuadas al tipo de material remanente; para reducir los índices de expansión y mejorar la estabilidad de la subrasante. Especificación invias INV 236-13 (estabilización de la subrasante con cal).

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b. Materiales para la estructura de pavimento

Subrasante: una vez mejorada con cal se espera obtener un CBR mínimo del 3%, con el cual se trabajara para el cálculo de la estructura.

Afirmado: se utilizara como material de reemplazo en el espesor que se adopte, deberá estar sujeto a la especificación invias INV 311-13. Con un CBR mínimo del 15%

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Espesor de afirmado se define por:

e=5∗(TM )

e= espesor de afirmado

TM= tamaño máximo en pulgadas especificación INVIAS 311-13 (tabla 311-2)

e=5∗(TM )

e=5∗¿

e=3.75

e=0.10mts

Para la escogencia de los materiales granulares seleccionados y carpeta asfáltica se clasifica la vía acorde a los niveles establecidos por la norma; INV 100-13 (ámbito de aplicación, términos y definiciones), para este caso el Nee de 7*10E+6 y 10*10E+6 se clasifican en un nivel de transito NT3, acorde a esta clasificación se debe seleccionar los materiales de Subbase, Base y Carpeta asfáltica.

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Subbase granular: sujeto a la norma INV 320-13 Sub-Base Granular, para el nivel de transito NT3 la sub-base será Clase A; con un CBR según la norma del 40% mínimo.

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Base granular: sujeto a la norma INV 330-13 Base Granular, para el nivel de transito NT3 la Base será Clase A; con un CBR según la norma del 95% mínimo.

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Material Bituminoso: acorde a la norma INV 450-13, se selecciona el tipo de material bituminoso; teniendo en cuenta la temperatura del sitio que es de 22ºC se selecciona el cemento asfaltico 60-80 en razón a que el punto de ablandamiento mínimo es de 48ºC INV 410-13.

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Mdc-19 y Mdc-25: su diseño debe estar suejto a las norma invias INV 450-13 (mezclas asfalticas en caliente de gradacion continua), la cual describe su composicion y forma de uso, el diseño marshall debe estar sujeto a la especificacion y cumplir lo anotado en la tabla 450-10 de la INV 450-13

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Calculo del Módulo dinámico de la mezcla densa, usando la ecuación de Witczac para la Mdc-19 y Mdc-25.

Fuente: Tesis de grado UIS; validación en Bucaramanga del modelo de Hwang y Witczak para predecir la rigidez en mezclas asfálticas

Datos de entrada para la ecuación:

Frecuencia de carga 10HzTemperatura 22ºCPasa 200: norma INV 450-13 tabla 450-6 se selecciona 4%

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Vacíos con aire: tabla 450-10 de la INV 450-13, se selecciona 4 ya que para la capa de rodadura no aplica un valor especifico

Volumen de asfalto: 11%Viscosidad del asfalto original:

“P es la penetración del asfalto a una tempera específica y λ está en 10 6Poises. Pero esta ecuación no se ajusta a los valores medidos en el asfalto utilizado. En un estudio realizado por Carlos Alberto Pareja Uribe, para ECOPETROL sobre asfaltos de la refinería de Barrancabermeja, se estableció la siguiente relación viscosidad-tiempo para un asfalto 60-70

En la ecuación de módulo dinámico de Hwang y Witczak el valor de viscosidad usado es a una temperatura de 70ºf o 21ºC, usando la ecuación 11 se estima la viscosidad en aproximadamente 2.069 106 Poises para la briquetas que usen asfalto 60-70, para asfalto 80-100 se usara la ecuación 7 y se estima en 1.9713 106 Poises”1.

1 Tesis de grado UIS; validación en Bucaramanga del modelo de Hwang y Witczak para predecir la rigidez en mezclas asfálticas

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Penetración asfalto: 78.250 mm/10

Desarrollando la ecuación obtenemos el valor de módulo de elasticidad del concreto asfáltico para la mdc-19 y Mdc-25 es de él orden de E=613721 psi o 4296 Mpa.

c. Parámetros de entrada para el diseño

material características espesorsubrasante CBR= 3% Infinitoafirmado CBR= 15% 0.10Sub-Base granular CBR= 40% -Base granular CBR = 95% -Mdc-19 E= 613721 psi -Mdc-25 E= 613721 psi -

METODO AASHTO 93 PARA DISEÑO DEL PAVIMENTO FLEXIBLE

a. Parámetros de entrada

CBR CONJUNTO (SUBRASANTE + AFIRMADO): al incluirse la capa de afirmado como medida de mejoramiento de la subrasante, se debe calcular el CBR conjunto de la

DESCRIPCION PARAMETRO VALOR

CBR subrasante CBR 3

CBR subrasante mejorada con cal (200%

del CBR inicial)

CBR 2

CBR afirmado CBR 15CBR CONJUNTO (SUBRASANTE +

AFIRMADO)Nee w18 7.00E+06

SERVICIABILIDAD PO 4.2

PT 2.5CONFIABILIDAD R 95

ZR -1.645

So 0.45

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subrasante, que no es otra cosa que el nuevo CBR de la capa de subrasante al adicionarse afirmado y la mejora con cal