DISEO DE ESPESORES

MTODO DEL CALIFORNIA BEARING RATIO

RELACIN DE SOPORTE CALIFORNIA C.B.R.

Para diferentes valores de CBR y cargas por rueda o por eje, se han

determinado los respectivos espesores de pavimentos, en base a datos

experimentales. Los diferentes organismos viales y tcnicos, han elaborado

curvas para facilitar este clculo y en la actualidad se conocen diversos

grficos para la determinacin de espesores de pavimentos flexibles, en

funcin del CBR.

Como ya conocemos las fallas de los pavimentos flexibles generalmente se

producen por el desplazamiento de sus capas Falla al Corte , cuyaresistencia se debe determinar por un ensayo de corte directo, como es el Ensayo CBR . Se disea basndose en los ensayos al corte.

En la construccin de un pavimento flexible, se recomienda que el material

para sub-Base tenga un CBR mayor de 15% cuando las cargas por rueda

son menores de 10.000 libras (4.540 Kg) como es el caso de las carreteras

en general y un CBR no menor del 80% cuando las cargas por rueda son

mayores de 10,000 libras, como sucede en la mayor parte de las pistas de

aterrizaje.

MTODO DEL CALIFORNIA BEARING RATIO

RELACIN DE SOPORTE CALIFORNIA C.B.R.

La determinacin de la resistencia al corte de un suelo, se puede hacer pormedio de un ensayo de corte directo de una prueba triaxial, o simplementemidiendo la resistencia a la penetracin del material.

Se establece una relacin entre la resistencia a la penetracin de un suelo, ysu valor relativo como base de sustentacin de pavimentos asflticos.

Es un mtodo emprico pero se sustenta un ensayos de materiales , as comoen el terreno, lo que lo hace uno de los mejores mtodos prcticos.

El mtodo comprende 02 ensayos:

1. Determinacin de la densidad mxima y Humedad ptima-

2. Determinacin de las propiedades expansivas del material y ,

3. Determinacin de la Relacin de soporte California o BCR.

El CBR considera una penetracin de 0.1 y a un material compactado ysaturado.

En general, el CBR debe verificarse para las condiciones de humedad ydensidad que prevalecern en la obra a construirse.

Las curvas para el clculo de pavimentos asflticos considera cargas porrueda comprendidas entre los 4000 lb y 180,000 lbs.

GRAFICO

CBR - 1

ES

PE

SO

R C

OM

BIN

AD

O D

E B

AS

E Y

PA

VIM

EN

TO

RELACION DE SOPORTE CALIFORNIA (CBR) EN % PARA 0.1" DE PENETRACIN

MTODO CBR

CURVAS PARA EL CLCULO DE ESPESORES

DE PAVIMENTOS ASFLTICOS PARA

DIFERENTES CBR Y CARGAS POR RUEDA

APLICACIN

Diseo del pavimento de una carretera o calle:

Se construye una carretera sobre un terreno que tiene un CBR = 5%.

Materiales de Prstamo CBR = 18% (Para sub base)

Materiales de Base CBR = 65% (Para base)

Determinar el espesor del pavimento para cargas por rueda de 4.540 Kg(10.000 lb).

Como el CBR del terreno de fundacin es bajo, necesitaremos los siguientesmateriales:

a) Un material de prstamo cuyo CBR sea igual o mayor del 15%, parautilizarlo como sub - base.

b) Un material para la capa de base, cuyo CBR sea superior a 40%.

Segn el grafico de la figura CBR tendramos, para una carga por rueda de4.540 Kg y un CBR de 5%, un espesor combinado de 42cm, aproximadamente.

Como el material de prstamo tiene un CBR de 18%, el espesorencima de este material seria de 20 cms.

Luego, tendramos: 42-20 = 22 cm, de material de prstamo.

Adems, como el material para base tiene un CBR de 65%, elespesor encima de la base (capa de rodamiento), seria de 9centmetros. Por lo tanto tendremos: 20 9 = 11 cm, de base,resumiendo:

Espesor de la sub base :22 cm

Espesor de la base :11 cm

Espesor de la capa de rodamiento :9 cm

Espesor total del pavimento :42 cm

Igualmente en otros grficos, se correlacionan las curvas parael calculo de pavimentos flexibles, con las caractersticas de lasubrasante, sub base o base. Asimismo, se correlaciona elCBR con el ndice de Grupo, el valor resilente R y el valorsoporte obtenido mediante ensayos de carga directa.

METODO DEL CALIFORNIA BEARING RATIO

RELACION DE SOPORTE CALIFORNIA C.B.R.

Este grfico puede ser usado tanto para diseo de carreteas de trfico livianocomo para autopistas de vuelos no regular. Debe considerarse :

a) Que el terreno de fundacin no est expuesto a la accin de las heladas.

b) La presin de inflado de las llantas es de 60 lb/pulg2, si la presin deinflado es mayor o menor de 60 lb/pulg2 , los espesores debernaumentarse o disminuirse en un 20%.

c) Los sistemas de drenaje, tanto superficial como subterrneo deben serbuenos.

d) El terreno de fundacin debe estar debidamente compactado a humedadptima y densidad mxima.

e) El CBR mnimo en lugar del correspondiente al 0,1% de penetracin deberutilizarse en caso de que el espesor total del Firme (B) y capa de rodadurasegn la curva empleada de un valor de 6.

f) El material que se emplea en las capas de firme (B), debe tener el CBR nomenor al 40% cuando las cargas por rueda sean menores de 10,000 lbs yno menor del 80% cuando sean mayores de 10,000 lbs.

METODO DE WYOMING PARA DISEO DE

PAVIMENTOS URBANOS

Fue desarrollado por J.E. Russell y D.J. Olinger delDepartamento de Carreteras del estado de Wyoming y semuestra en forma sinttica en la figura 4.1. Esta basado en elCBR del terreno de fundacin y toma en cuenta 5FACTORES:

a. Precipitacin anual del lugar.

B. Situacin de la napa fretica.

C. Accin de las heladas.

d. Condiciones generales existente, como drenaje superficialy subterraneo.

E. Trnsito calculado para un periodo de 20 aos.

La forma de proceder para calcular los espesores es comosigue: Se determina el VALOR ASIGNADO correspondiente alas condiciones de precipitaciones pluviales anuales.

PRECIPITACION ANUAL

(en mm)

127 254

254 - 381

381 - 508

508-635 (irrigacin bsica)

635-1270 (irrigacin alta)

0

1

3

6

10

PROFUNDIDAD DE LA

NAPA FRETICA DEBAJO

DEL TERRENO DE

FUNDACIN

A MUCHA PROF. ( >3m)

1,8 3.0 m

1,2 1,8 m

0,6 1,2 m

0

1

3

5

CLASE DE HELADA Y/O

HINCHAMIENTO

NINGUNA

LIGERA

MEDIANA

PERJUDICIAL

0

1

3

8

CONDICIONES

GENERALES DE DRENAJE

EXCELENTE

REGULAR

ADVERSA

0

2

6

TRNSITO REDUCIDO A

CARGAS EQUIVALENTES A

5,000 lb. POR RUEDA

DURANTE 20 AOS.

0 a 1 milln

1 2 .

2 3 .

3 5 .

5 7 .

7 9 .

9 11 .

11 13 .

13 15 .

MAYOR A 15 millones

0

2

4

6

9

12

15

18

21

24

EJEMPLO DE DISEO

BASADO EN LA

CURVA 12

VALOR ASIGNADO

SUMA DE

VALORES

ASIGNADOS

CURVA QUE DEBE

EMPLEARSE PARA EL

DISEO DEL PAVIMENTO

De 0 a 2

3 - 6

7 - 11

12 - 17

18 - 24

25 - 32

33 - 41

42 - 53

4

5

6

7

8

9

12

15

CURVAS PARA EL DISEO

MTODO DE WYOMING

Ej.: Supongamos que el lugar donde se construir elpavimento tiene precipitaciones anuales comprendidas entre508 y 635 mm. al ao. Luego le corresponder un valorasignado de 6.

El estudio de suelos indica que la napa fretica esta a 1.00mt. de profundidad debajo del terreno de fundacin, luego lecorresponder un valor asignado de 5 por este concepto.

El terreno no esta en la zona de heladas ni esta constituidopor arcillas expansivas, por lo tanto le corresponder unvalor asignado de 0.

Siendo la topografa plana y estando la subrasante constituidapor suelos A 6, las condiciones de drenaje sern adversas y elvalor asignado que le corresponder ser de 6.

Finalmente el trnsito reducido a cargas equivalentes a 5.000lbs. por rueda durante 20 aos se ha calculado en 13.5millones por lo que el valor asignado ser de 21.

La suma de los valores asignados es de 38, al quecorresponde la curva 12 de diseo.

CBR de la subrasante de 3% .CBR de la sub base de 16%.

CBR de la base de 57%.

Entrando al grafico con un CBR de la subrasante de 3% en lacurva 12, se tiene un espesor total de pavimento de 23. Si lasub base tiene un CBR de 16%, el espesor total delpavimento sobre ella ser de 10, que restado de las 23 delespesor total sobre la subrasante dar las 13 de espesorpara la sub base. Con un CBR para la base de 57%, elespesor sobre ella ser de 3.5 descompuestas de lasiguiente manera: 2 de capa de rodamiento bituminoso y 1 de piedra triturada, que restada de las 10 sobre la sub base dan 6 de la base.

CB

R E

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RA

0.1

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)

ESPESOR COMBINADO DE LA CAPA DE RODAMIENTO BITUMINOSABASE, MATERIAL SELECCIONADO Y MATERIAL DE PRESTAMO

EJEMPLO DE DISEO BASADO EN

LA CURVA 12

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