Parametros para el diseño estructural adecuado de pavimento flexible

1. Modulo 3-1 DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

3. Modelo de Diseño Actual de Pavimentos Flexibles + 2.32 * log (M ) - 8.07 Log W = Z * S + 9.36 log (SN + 1) - 0.20 o R R + 0.40 + 1094 (SN + 1) 5.19 log  p 4.2 - 1.5 [ ] t

6. Período de Análisis Tiempo que debe ser cubierto por cualquier estrategia de diseño (diseño inicial y rehabilitaciones planeadas). El diseñador debe seleccionar el período de análisis (min. 20 años), para evaluar con precisión las estrategias a largo plazo en base a costos de ciclo de vida. Para gran volúmen de tránsito debería ser 30-50 años.

7. Período de Análisis y de Desempeño p P1 P2 1.5 0 Sobrecarpeta N N 1.5 f Período de Análisis N Período de Desempeño (vida útil)

8. Datos de Tráfico Ejes Equivalentes acumulados de 80KN para el período inicial de desempeño en el carril de diseño

9. Nivel de Confianza Probabilidad de que el pavimento sobreviva a su período de desempeño. En la ecuación de diseño, Fr es un multiplicador del tráfico. Fr = f(R,So) Fr es el coeficiente de seguridad del diseño Para el caso de rehabilitaciones planeadas, se debe considerar el factor compuesto, R 1/n

10. Nivel de Confianza, R Clasificación Interestatal/Autopista Arteria Principal Colectores Locales Urbano 85-99.9 80-99 80-95 50-80 Rural 80-99.9 75-95 75-95 50-80

11. Desviación Standard, So Factor que toma en cuenta los errores o variabilidad asociados con el diseño y los datos de construcción, incluyendo la variabilidad en las propiedades de los materiales del suelo, estimaciones de tráfico, condiciones climáticas y calidad de construcción. Si existe gran confiabilidad en los datos de tráfico se recomienda 0.44, de no ser así, 0.49

12. Efectos Ambientales Adversos AASHTO tiene un procedimiento para considerar la pérdida de serviciabilidad por cuestiones de medio ambiente como hinchamiento de suelos y congelamiento. Estos aspectos deben preferentemente tratarse en el campo, tratar los suelos expansivos o removerlos y construir por sobre las capas susceptibles de congelamiento.

18. Determinar variaciones estacionales del Módulo Resiliente Dividir el año en períodos cortos de tiempo Determinar el valor del daño relativo para cada módulo estacional Estimar el Mr efectivo Módulo Resiliente Efectivo de la Subrasante

19. Ecuación del Número Estructural SN eff = a 1 D 1 + a 2 D 2 m 2 + a 3 D 3 m 3 + ... D i = Espesor de la capa “i” (asfalto, base, subbase) a i = Coeficiente estructural de la capa “i” m i = Coeficiente de drenaje de las capas “i”, capas consideradas impermeables i= 1

22. Calidad del Drenaje Calidad de Agua Removida dentro de Drenaje Excelente 2 horas Bueno 1 día Regular 1 semana Pobre 1 mes Muy Pobre El agua no drena

23. Valores m i Recomendados Calidad del Drenaje Excelente Buena Regular Pobre Muy Pobre < 1% 1.40-1.35 1.35-1.25 1.25-1.15 1.15-1.05 1.05-0.95 1-5% 1.35-1.30 1.25-1.15 1.15-1.05 1.05-0.80 0.95-0.75 5-25% 1.30-1.20 1.15-1.00 1.00-0.80 0.80-0.60 0.75-0.40 > 25% 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 % del tiempo en que la estructura del pavimento está expuesta a niveles de humedad próximos a la saturación

25. Abaco de Diseño

26. Procedimiento de Diseño de AASHTO Determinar el número estructural requerido Identificar diseños tentativos Corregir por pérdidas de serviciabilidad ambientales (opcional) Determinar opciones “en etapas” Realizar análisis de costo del ciclo de vida Definir el diseño final del pavimento

27. Ecuación del Número Estructural SN ef = a 1 D 1 + a 2 D 2 m 2 + a 3 D 3 m 3 + ... D i = Espesor de la capa “i” (asfalto, base, subbase) a i = Coeficiente estructural de la capa “i” m i = Coeficiente de drenaje de las capas “i”, capas consideradas impermeables i= 1 NO EXISTE UNA SOLUCION UNICA

28. Consideraciones para la Selección de los Materiales Facilidad de construcción Disponibilidad a distancias razonables Consideraciones de costo Consideraciones de mantenimiento Normas de la entidad ejecutora Espesores Mínimos (tabla 8-2)

29. Análisis con Verificación por Capas Espesores Mínimos en Función del SN D i = SN i+1 - SN i a i m i Espesores mínimos para proteger la capa subyacente D i = Espesor de la capa “i” a i = Coeficiente estructural de la capa “i” m i = Coeficiente de drenaje de las capas “i” SN i = Número estructural requerido sobre la capa SN i+1 = Número estructural requerido por encima de la capa subyacente substituir el Mr de la subrasante por el Mr de la capa

30. Análisis con Verificación por Capas Espesores Mínimos en Función del SN D i = SN i+1 - SN i a i m i Substituir el Mr de subrasante por el Mr de base, determinar S1 con el mismo ábaco u ecuación. Con S1 y a1 definir D1. (D1 = S1/a1) Con Mr de subbase, determinar SN2, el valor debe ser absorbido por el asfalto y la capa base, entonces se puede determinar D2 … Los espesores tienen la lógica del sistema en capas.

31. Análisis con Verificación por Capas Espesores Mínimos en Función del SN Los espesores tienen la lógica del sistema en capas. Cada capa estaría protegida por la capa superior. El criterio no es aplicable para capas con módulo resiliente mayor a 40,000 psi (280 MPa)

32. Construcción en Etapas Construcción de la estructura del pavimento en etapas, de acuerdo con una programación pre-determinada . Fondos limitados para el diseño completo Se espera que los volúmenes de camiones se incrementen fuertemente en el futuro Diseñar la 2a etapa como Sobrecarpeta (método de la vida remanente) R(etapa) = R (global) 1/n

33. Análisis de Sensibilidad Examinar el efecto de diferentes datos en el Número Estructural resultante. Provee un indicador de los valores que deben ser seleccionados más cuidadosamente.

35. Los Gráficos de Sensibilidad se Observan en DIPAV