2. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
3
ASPECTOS GENERALES
ASPECTOS INFORMATIVOS
TITULO:
ESTRUCTURACION DE PAVIMENTOS FLEXIBLES”.
TIPO DE INVESTIGACION:
Según aplicabilidad o propósito: Aplicada – Experimental
INTEGRANTES
MEJIA BARRETO TEOVAKI DANIEL
------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------
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4
OBJETIVOS:
Objetivo General
Determinación de los parámetros que intervienen en el diseño
de pavimentos flexibles aplicando el método de la AASHTO.
Objetivos Específicos
Confiabilidad, Desviación estándar global, Módulo de
resiliencia efectivo, y Pérdida o diferencias entre índices de
servicio inicial y final.
Determinación de espesores por capas.
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5
HIPOTESIS
Si, se realiza un estudio para determinar los diferentes parámetros que
intervienen en el diseño del pavimento flexible del método de la
AASHTO, aplicado, Villa el Salvador, entonces se lograra contar con
diseños óptimos y oportunos de los espesores de la estructuras de los
pavimentos en la zona, evitando un sub o sobredimensionamiento.
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MÉTODO AASHTO 93
Confiabilidad “R”
De acuerdo a lo indicado en el fundamento teórico se adopta el valor
de R=90% para el diseño para (10 años—15años—20años) y el
refuerzo.
(Tabla N08)
Desviación Standard Normal
Para el nivel de confiabilidad adoptado, la DesviaciónStandard
Normal resulta ZR = -1.282 para la confiabilidad de 90%
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7
(Tabla N09)
Desviación Standard Total
El valor de Desviación Standard Total varía entre 0.40 y 0.50 para
pavimento flexible. Se adopta el valor promedio de S0 = 0.45.
(Tabla N010).
CONDICIÓN DE DISEÑO
DESVIACIÓN
ESTÁNDAR
(So)
Pav.
rígido
Pav. flexible
Variación en la predicción del
comportamiento del pavimento sin
errores en el tránsito.
0.30 0.40
Variación en la predicción del
comportamiento del pavimento con
errores en el tránsito.
0.45 0.50
7. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
8
Serviciabilidad
El valor de la Serviciabilidad inicial, es de pi=4.0 para la carpeta
asfáltica
(Tabla N012).
De acuerdo a lo indicado en el fundamento teórico el Índice de
Serviciabilidad final será pt=2.0
(Tabla N013).
Índice De Serviciabilidad Inicial (po)
Tipo De Pavimento Valor Inicial Deseable (Po)
Pavimentos Rígidos 4,5
Pavimentos Flexibles 4,2
Índice De Serviciabilidad final(pt)
Tipo de carretera Tipo de
transito
Valor final (Pt)
Principales
Transito
mayor
2,5 o mas
Secundarias
Transito
menor
2,.
8. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
9
Por lo que la pérdida del Índice de Serviciabilidad es
p = 2.2.
Cuadro NO 08: Índice De Serviciabilidad
Módulo De La Resiliencia
Capacidad De Soporte De La Subrasante.
Se obtiene de la correlación MR con los CBR:
Para CBR = 8%
Esb=MR (PSI) = 11591.23595 (psi)
Para los CBR< 10%
Tipo de superficie de rodadura pi pt psi
Carpeta asfáltica 4.2 2.0 2.2
9. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
10
Mr. = 1500 * CBR (psi)
Para los CBR de 10% a 20%
Mr. = 3000 * CBR0.65 (psi)
Para los CBR > 20%
Mr. = 4326 * lnCBR+241 (ps
Capacidad de Soporte De La Base Granular
Se mide mediante los ensayos de C.B.R. y Módulo Resiliente
Para CBR = 80%
EB=MR (PSI) = 28400 (psi)
Figura A-2: Ábaco para estimar el número estructural de la capa base
granular “a2”.
11. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
12
Se mide mediante los ensayos de C.B.R. y Módulo
Resiliente
Para CBR = 40%
ESB= MR (PSI) = 18000 (psi)
12. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
13
Figura A-3: Ábaco para estimar el número estructural de la sub-base
granular “a3”.
13. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
14
Determinación De Espesores Por Capas
Coeficientes De Capa
Se tienen los siguientes coeficientes estructurales para cada
una de las capas del pavimento:
Carpeta
Estabilidad de Marshall =1700 (lb)
a1 =0.4 pulg.(in)
(Figura A-1).
14. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
15
Base Granular:
a2 = 0.132 pulg
EB=Mr.(base)=28400 (psi)
(FiguraA-2)
Subbase Granular:
ESB=Mr.(sub base)=18000 (psi)
a3 = 0.127 pulga (in)
(Figura A-3)
Coeficientes de Drenaje
15. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
16
Considerando una calidad del drenaje
Regular y del 1% al 5%
(Tabla N016)
los valores de los coeficientes de drenaje asumidos son los
siguientes:
Base Granular:
De acuerdo a las especificaciones para
materiales de base y de las condiciones de
drenaje, podemos asumir un valor de m2=1.30
Subbase Granular:
De acuerdo a las especificaciones para
materiales de subbase y de las condiciones de
drenaje, podemos asumir un valor de m3=1.30
16. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
17
ESTUDIO DE TRÁFICO
El tránsito vehicular que circula por la vía de acceso de Santa
hasta Pampa La Grama está compuesto por el paso de
vehículos ligeros: autos, camionetas, combis, coaster camiones
y vehículos pesados.
El flujo vehicular es principalmente de camiones y camionetas,
Horas picos por las mañanas de 9 am a 5,
Del análisis de transito tenemos en el cuadro Nº 09 los valores
de ESAL, determinados en el estudio de tráfico, y los factores
necesarios en el diseño del pavimento para el periodo de diseño
de (10años y 15años y20 años).
Cuadro Nº 09: Estudios De Trafico
FUENTE: Elaboración Propia
Obtenidos los parámetros que intervienen en el método AASHTO se
presentan los resúmenes de los cálculos realizados mediante la
ayuda de un programa de cómputo. (Hoja de cálculo en Excel)
ESAL
10 AÑOS
ESAL
15 AÑOS
ESAL
20 AÑOS
18.8x106 31.4x106 46.6x106
17. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
18
En el presentan los valores de los números estructurales obtenidos y
de diseño correspondientes a los periodos de diseño de
(10…15….20) años.
PERIODO DE DISEÑO PARA 10 AÑOS
Numero Estructural
PERIODO DE DISEÑO PARA 10 AÑOS
NSCA=1 NSSB=2 NSSR=3 Esal
3.3 3.88 4.4 18.8x106
Resuelto por formula:
18. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
19
PERIODO DE DISEÑO PARA 10 AÑOS
NSCA=1 NSSB=2 NSSR=3 Esal
3.2 3.9 4.2 18.8x106
Resuelto por ábaco
19. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
20
PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS
PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS
SNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal
3.57 4.18 4.84 31.4x106
Resuelto por formula
20. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
21
PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS
SNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal
3.5 3.9 4.7 31.4x106
Resuelto por ábaco
21. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
22
PERIODO DE DISEÑO PARA 20 AÑOS
PERIODO DE DISEÑO PARA 20 AÑOS
SNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal
3.79 4.43 4.98 46.6x106
Resuelto por formula
22. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
23
PERIODO DE DISEÑO PARA 20 AÑOS
SNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal
3.6 4.2 4.9 46.6x106
Resuelto por ábaco
24. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
25
Número estructural indicativo del espesor
PERIODO DE DISEÑO PARA 10AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
8in 4in 4in
20.32 cm 10.16 cm 10.16cn
4in=10.16cm
8in=20.32 cm
𝑆𝑁 = 𝑎1 × 𝐷1 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2
SN= 𝑆𝑁 .1
∗
+𝑆𝑁 .2
∗
+ 𝑆𝑁 .3
∗
SN=3.2+0.639+0.6604=4.4994
𝑆𝑁3=4.4
𝑆𝑁 ≥ 𝑆𝑁3 → 4.49 ≥ 4.4 𝑜𝑘𝑘
4in=10.16cm
26. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
27
PERIODO DE DISEÑO PARA 15AñOS
Espesor de la carpeta asfáltica
𝐷1 =
𝑆𝑁1
𝑎1
𝐷1 =
3.57
0.4
= 8.925𝑖𝑛 ≈ 𝟖𝒊𝒏
𝑆𝑁 .1
∗
= 8 × 0.4 = 3.2𝑖𝑛
Espesor de Base
CAMBIOS DE INGENIERO
PERIODO DE DISEÑO PARA 10AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURADEL PAVIMENTO
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
4in 6in 18in
28. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
29
PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
(cm.)
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
8 in 6in 1in
20.32cm 15.24cm 2.54cn
8 in=20.32cm
6in=15.24cm
ESAL=31358086.72
1in=2.54cm
29. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
30
4”
6”
1”
CAMBIOS DE INGENIERO
PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
Carpeta
Asfaltic
a
Base
Granular
Sub Base
Granular
4in 6in 17in
=
4 × 𝑎1× 𝑚3
𝑎3
=
4 × 0.4 × 1.3
0.127
= 15.72𝑖𝑛 ≈ 16𝑖𝑛
=4”
=16+1=17”
+4”
4””
=6”
30. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
31
PERIODO DE DISEÑO PARA 20 Años
Espesor de la carpeta asfáltica
𝐷1 =
𝑆𝑁1
𝑎1
𝐷1 =
3.79
0.4
= 9.475𝑖𝑛 ≈ 𝟗𝒊𝒏
𝑆𝑁 .1
∗
= 9 × 0.4 = 3.6𝑖𝑛
Espesor de Base
𝐷2 =
𝑁𝑆2 − 𝑆𝑁 .1
∗
𝑎2 × 𝑚2
𝐷2 =
4.43− 3.6
0.132 × 1.3
= 4.8𝑖𝑛 ≈ 𝟒𝒊𝒏
𝑆𝑁 .2
∗
= 4 × 0.132 × 3.6 = 1.9𝑖𝑛 ≅ 1.3"
Espesor de sub base
𝐷3 =
𝑆𝑁3 − (𝑆𝑁 .1
∗
+ 𝑆𝑁 .2
∗
)
𝑎3× 𝑚3
.
31. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
32
𝐷3 =
4.98−(3.6+1.3)
0.127 ×1.3
= 0.48 ≈ 1𝑖𝑛
𝑆𝑁 . = 𝐷3 × 𝑎3 × 𝑚33
∗
𝑆𝑁 .=3
∗
1 × 0.127 × 1.3 = 0.1651𝑖𝑛
Número estructural indicativo del espesor
PERIODO DE DISEÑO PARA 20AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
(cm.)
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
9 in 4in 1in
22.86cm 10.16cm 2.54
𝑆𝑁 = 𝑎1 × 𝐷1 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2
SN= 𝑆𝑁 .1
∗
+𝑆𝑁 .2
∗
+ 𝑆𝑁 .3
∗
SN=3.6+1.3+0.1651=5.0561
𝑆𝑁3=4.98
𝑆𝑁 ≥ 𝑆𝑁3 → 5.056 ≥ 4.98𝑜𝑘𝑘
33. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
34
CAMBIOS DE INGENIERO
PERIODO DE DISEÑO PARA 20AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURADEL PAVIMENTO
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
4in 6in 18in
=4”
=6”
=18”
36. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
2
DISEÑO INICIAL 10 DISEÑO INICIAL 15 DISEÑO INICIAL 20
DESCRIPCÍON UNIDAD PRECIO
PARCIAL
CANTIDAD PRECIO
TOTAL
CANTIDAD PRECIO
TOTAL
CANTIDAD PRECIO
TOTAL
CARPETA
ASFÄLTICA
0.0508M3
S/24.50 26400 646800 26400 646800 29700 727650
BASE M3
S/30.00 670.56 20116.80 1005.84 30175.20 670.56 20116.80
SUB BASE M3
S/25.00 670.56 16764 167.64 4191 167.64 4191
∑ = S/683680.80 ∑ = S 681166⁄ . 2 ∑ = 751957.8
PERIODO DE DISEÑO PARA 10AÑOS
METOD
O
AASHT
O
ESTRUCTURADEL PAVIMENTO
ESPESORES
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
8in 4in 4in
20.32cm 10.16 cm 10.16
PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS
METOD
O
AASHT
O
ESTRUCTURADEL PAVIMENTO
ESPESORES
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
8 in 6in 1in
22.32cm 15.24 2.54
PERIODO DE DISEÑO PARA 20AÑOS
METOD
O
AASHT
O
ESTRUCTURADEL PAVIMENTO
ESPESORES
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
9in 4in 1in
22.86cm 10.16cm 2.54cn
37. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
2
CAMBIOS DE INGENIERO
PERIODO DE DISEÑO PARA 10AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
4in 6in 18in
10.16
cm
15.24 cm 45.72 cm
CAMBIOS DE INGENIERO
PERIODO DE DISEÑO PARA 20AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
4in 6in 18in
10.16 15.24 cn 45.72cn
CAMBIOS DE INGENIERO
PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
4in 6in 17in
10.16 cm 15.24 cm 43.18 cm
. Diseño del ingeniero Diseño del ingeniero Diseño de ingeniero
DESCRIPCÍON UNIDAD PRECIO
PARCIAL
CANTIDAD PRECIO
TOTAL
CANTIDAD PRECIO
TOTAL
CANTIDAD PRECIO
TOTAL
CARPETA
ASFÄLTICA
0.0508M3
S/24.50 13200 323400 13200 323400 13200 323400
BASE M3
S/30.00 1005.84 30175.2 1005.84 30175.20 1005.84 30175.20
SUB BASE M3
S/25.00 3017.52 75438 2849.88 71247 3017.52 75438
∑ = 𝑆/429013.2 ∑ = 𝑆/ 424822.2 ∑ = 𝑆/ 429013.2
10años 15años 20años
38. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
3
Conclusiones:
En conclusiones se descuenta enormemente los precios
DISEÑO INICIAL 10años ∑ = 𝑆/683680.80
DISEÑO INICIAL MODIFICADO 10años ∑ = 𝑆/ 429013.2
DISEÑO INICIAL 15años ∑ = 𝑆/ 681166.2
DISEÑO INICIAL MODIFICADO 15años ∑ = 𝑆/424822.2
DISEÑO INICIAL 20 años ∑ = 𝑆/751957.8
DISEÑO INICIAL MODIFICADO 20 años ∑ = 𝑆/429013.2
39. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
4
RECOMENDACIONES
Para que el pavimento pueda alcanzar la vida útil para el
periodo que ha diseñado, se recomienda un adecuado sistema de
drenaje.
40. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
5
ANALISIS DE TRAFICO
El Tráfico es una de las variables más significativas del diseño de
pavimentos y sin embargo es una de las que más incertidumbre presenta al
momento de estimarse. Es importante hacer notar que debemos contar con
la información más precisa posible del tráfico para el diseño, ya que de no
ser así podríamos tener diseños inseguros o con un grado importante de
sobre diseño. Para el análisis de tráfico se hizo por medio de censos de
volumen y clasificación. Por lo cual obtuvimos la cantidad de vehículos
circulantes en diversos periodos de tiempo, y el tipo de vehículos que
circula por esta vía así mismo cuales son las horas punta. Las zonas de
ubicación para el conteo fue en varios puntos estratégicos en resumen
podemos apreciar en el cuadro a continuación: