DISEÑO PAVIMENTOS RIGIDOS Y FLEXIBLES.ppt

5/19/2018 DISEO PAVIMENTOS RIGIDOS Y FLEXIBLES.ppt

1/17

DISEO PAVIMENTOSRgidos y Flexibles


2/17

CRITERIOS DE DISEO

Tipos de pavimentos Rgidos Flexibles

Criterios de diseo

Emprico Mecanicista Modelo matemtico


3/17

CARACTERSTICASFSICO-ESTRUCTURALES


4/17

DISTRIBUCION DE CARGASEGN TIPO DE PAVIMENTO


5/17

METODOS DE DISEO DISEO PAVIMENTO RIGIDO

PCA (Portland Cement Association) Bsicamente considera dos criterios de evaluacin en el procedimiento de diseo, el

criterio de erosin de la sub-base por debajo de las losas y la fatiga del pavimento deconcreto.

El criterio de erosin reconoce que el pavimento puede fallar por un excesivo bombeo, erosin delterreno de soporte y diferencias de elevaciones en las juntas. El criterio del esfuerzo de fatigareconoce que el pavimento pueda fallar, presentando agrietamiento derivado de excesivasrepeticiones de carga.

DISEO PAVIMENTO FLEXIBLE

AASHTO (American Association of State Highways and Transportation Officials)

Bsicamente se considera el mdulo de reaccin del suelo es una constante matemticaque muestra la rigidez del suelo de fundacin. Este parmetro del suelo se utiliza parael diseo de cimientos sobre suelos de comportamiento elstico.

METODO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO DE EE.UU.

METODO C.B.R. METODO DEL INDICE DE GRUPO. METODO DE LA F.A.A. METODO Mc. LEOD. METODO DE KANSAS. METODO DE HVEEN. EXPERIMENTO VIAL A.A.S.H.O.


6/17

VARIABLES DEL DISEO CRITERIOS Y SELECCIN DE PARMETROS DE DISEO

Serviciabilidad

Los criterios de falla de los mtodos de diseo mecanicistas utilizados no se relacionan con elconcepto de serviciabilidad PSI o IRI, por lo cual se recomiendan definidos criterios* deserviciabilidad.

IRI PSI

Trnsito de Diseo

Se consideran slo los vehculos pesados para estimar la cantidad de solicitaciones que afectarnal camino durante su vida de servicio. Se utiliza para el diseo los Ejes Equivalentesacumulados para el perodo de diseo y para su clculo se requiere de la siguiente informacin:

Perodo de diseo estructuralTMDATasa de Crecimiento.Estratigrafa de carga (Tipo de vehculos pesados)

Con esta informacin se propone una metodologa simplificada para la estimacin de losEjes Equivalentes de diseo. La informacin debe ser lo ms cercana a la realidad y no serecomienda aplicar factores de seguridad propios debido a que el mtodo resume la informacinen cinco rangos de Ejes Equivalentes.


7/17

Perodo de Diseo Estructural

Se definen dos perodos de diseo estructural de tal forma de otorgaruna mayor flexibilidad a la metodologa de diseo. Los perodos son de5 y 10 aos*.

Estratigrafa de Carga Se definen dos tipos de estratigrafa de carga, una para caminos de

trnsito liviano (Eliv) y otra para caminos de trnsito pesado (Epes).En Chile, el peso del eje estndar para el clculo de los EjesEquivalentes de diseo (EEq) est definido en 80 KN (17,98 kip).

No obstante lo anterior, es necesario mencionar el problema queexiste para controlar las normas de cargas mximas para los vehculospesados, sobretodo a lo largo de la red vial de bajo volumen detrnsito.

VARIABLES DEL DISEO


8/17

Estratigrafa para caminos de trnsito liviano (Eliv): Utilizada encaminos con transito liviano y un porcentaje menor al 15% debuses y camiones de 2 ejes. Esta estratigrafa est asociada acaminos por los cuales transitan automviles y vehculos pesadosde servicios bsicos.

Estratigrafa para caminos de trnsito pesado (Epes): Utilizada encaminos con un porcentaje mayor al 15-20% de vehculospesados y que poseen vehculos pesados de ms de 2 ejes. Estaestratigrafa est asociada a caminos en que el flujo de trnsito escompartido por vehculos livianos de servicio y camionesasociados a operaciones industriales, agrcolas, ganaderas,forestales y mineras. Esta estratigrafa no corresponde a una de

caminos exclusivos de explotacin.

VARIABLES DEL DISEO


9/17

TMDA y Tasas de Crecimiento

La estimacin de los flujos de trnsito es una de las etapas crticas durante elproceso de diseo estructural de pavimentos, debido a la gran incertidumbre queexiste sobre el comportamiento del flujo vehicular en caminos de bajo volumen,luego del mejoramiento de estndar del camino.

La estimacin del trnsito generado que producen los cambios de estndar decaminos de bajo volumen de trnsito, son uno de los mayores problemas a los cualesse enfrenta el diseador al momento de estimar los flujos futuros de trnsito.

Si bien existen casos especiales en que este aspecto se transforma en un problemareal, los estudios internacionales analizados en general no consideran este efectosignificativo, debido a que la tasa de crecimiento tiende a estabilizarse en los aosposteriores al cambio de estndar.

El mtodo considera este efecto por medio del manejo de las tasas de crecimiento enel clculo de los flujos totales de trnsito para todo el perodo de diseo. De estaforma, las tasas de crecimiento utilizadas son de 4 % para el caso normal y de 7 %para el caso de existir trnsito nuevo generado.

VARIABLES DEL DISEO


10/17

SUELO DE SUBRASANTE

Las estructuras de pavimentos se han

diseado por el mtodo mecanicista demulticapas, el cual utiliza como parmetro dediseo para la subrasante el Mdulo Resiliente.Sin embargo por simplicidad, la gua utiliza el

valor de soporte CBR (California Bearing Ratio)para la caracterizacin de la capacidad desoporte del suelo de subrasante o suelo defundacin.

VARIABLES DEL DISEO


11/17

El climapuede tener diversos efectos sobre la estructura del pavimento.Los principales elementos del clima usualmente considerados en el diseode pavimentos son las temperaturas extremas y el agua. As, afectan a: Al Mdulo de Rigidez, A la estabilidad de las mezclas En las dilataciones Por los Ciclos H-DH,penetracinde la helada Zonas lluviosas o de inundaciones

Estos problema se debe resolver por medio de un adecuado diseo dedrenaje el cual otorga la capacidad a la estructura para evacuar el aguaque se infiltra en las diferentes capas granulares y la subrasante.Complementariamente, el problema se puede resolver diseando paracondiciones estructurales saturadas lo que conlleva a mayores espesores

de capas. Existen cartillas complementaria de diseo, para aquellas estructuras con

capas granulares, donde se considera la situacin saturada de laestructura.

El mtodo considera tres condiciones de clima: Solucin para condicin seca. Solucin para condicin normal. Solucin para condicin saturada.

VARIABLES DEL DISEO


12/17

DRENAJES

El drenaje de un pavimento, para efectos del diseoestructural, es evaluado por medio del tiempo que demorauna determinada estructura en drenar el agua libre a partirde un estado de humedad dado. El tiempo que unaestructura de pavimento permanece con humedadescercanas a la saturacin depender principalmente de los

siguientes factores:

Tipo de Material de SubrasanteAncho de Base (ancho plataforma)Pendiente Transversal (bombeo)

Existencia de TerraplnPrecipitacin Media Anual


13/17

EJEMPLO ESQUEMA CRITERIOSELECCIN PAVIMENTOS


14/17

PARAMETROS DE ENTRADA

VIDA TIL DEL PAVIMENTO

TrnsitoSe usa el nmero de repeticiones de ejes equivalentes de 18 Kips o ESALs. Laconversin de una carga dada por eje de ESAL se hace a travs de los factoresequivalentes de carga.

ConfiabilidadLa confiabilidad (R) puede ser definida como la probabilidad de que la estructuratenga un comportamiento real igual o mejor que el previsto durante la vida de diseoadoptada.

Subrasantes expansivas o sometidas a expansin por congelacinSi se tiene una subrasante expansiva, o bien sometida a expansin porcongelamiento, habr una perdida adicional de serviciabilidad que debe ser tenida encuenta. Esto se hace analizando la perdida de serviciabilidad por esta causa enfuncin del tiempo

Criterios de adopcin de niveles de serviciabilidadLa serviciabilidad de un pavimento se define como la capacidad de servir al tipo detransito para el cual ha sido diseado. As se tiene un ndice de serviciabilidadpresente PSI mediante el cual el pavimento es calificado entre 0 (psimascondiciones) y 5 (perfecto). En el diseo del pavimento se debe elegir laserviciabilidad inicial y final. La inicial esta en funcin del diseo del pavimento y dela calidad de construccin. La final o terminal es funcin de la categora del camino.


15/17

Variables de diseo: Espesor Serviciabilidad (inicial y final) Trfico (ejes equivalentes)

Transferencia de carga Propiedades del concreto (mdulos de ruptura y

elasticidad) Resistencia de la subrasante (mdulo de reaccin) Drenaje

Confiabilidad (confiabilidad y desviacin estndar)

Para la utilizacin/aplicacin de las frmulas de clculo,se obtienen los valores de cada variable desde tablasy/o registros preestablecidos.

PARAMETROS DE ENTRADAPAVIMENTOS RGIDOS


16/17

CRITERIOS DE DISEOALGUNOS CLCULOS


17/17

MTODO ABREVIADO

Uso de criterios del Manual deCarreteras Uso de tablas Uso de grficos

Documents

DISEÑO PAVIMENTOS RIGIDOS Y FLEXIBLES.ppt