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 PAVIMENTOS INFORME DE DISEÑO FLEXIBLE UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE I NGENIERIA CIVIL - HUANCAVELICA INFORME/DE/DISEÑO/Nº02/PAVIMENTOS/EAPICH/FIC/UNH/2014 A : ING. ACERO BENDEZU, Jhony  Docente Del curso de Pavimentos DE : BOZA CAHUANA, Luís ASUNTO : DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE, POR EL METODO ASSTHO 93. FECHA : Huancavelica, Agosto, 27 del 2014 ============================================================= En cumplimento con el trabajo concerniente al curso de “PAVIMENTOS” presento el siguiente informe al docente encargado el Ing. ACERO BENDEZU, JHONY  a partir del expediente técnico encontrado del gobierno regional de Pasco MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA YANAHUANCA - CERRO DE PASO TRAMO II: CERRO DE PASCO-PALCA, de dicho expediente se extraen los datos para el diseño del pavimento flexible: la variabilidad, confiabilidad, el módulo resilente el CBR de la sub rasante el índice de serviciabilidad, ESAL, los coeficientes de capa estructural, coeficientes de drenaje, desviación estándar, carga equivalente, error estándar combinado, todos los posibles datos que sean posible para el diseño del pavimento flexible para así comparar con el diseño propuesto por e l alumno, para p oder te ner información más detallada del pavimento y las características que esta manifiesta ver en el anexos . Es así como le ha go llegar el trabajo re alizado detalladame nte.  Espero no haber obviado ningún punto en particular en este informe que le hago llegar para su respectiva evaluación. ATENTAMENTE; Boza Cahuana, Luis  

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  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 1

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA

    ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA

    CIVIL - HUANCAVELICA

    INFORME/DE/DISEO/N02/PAVIMENTOS/EAPICH/FIC/UNH/2014 A : ING. ACERO BENDEZU, Jhony

    Docente Del curso de Pavimentos DE : BOZA CAHUANA, Lus

    ASUNTO : DISEO DE PAVIMENTO FLEXIBLE, POR EL METODO ASSTHO 93.

    FECHA : Huancavelica, Agosto, 27 del 2014 =============================================================

    En cumplimento con el trabajo concerniente al curso de PAVIMENTOS presento el siguiente informe al docente encargado el Ing. ACERO BENDEZU, JHONY a partir del expediente tcnico encontrado del gobierno regional de Pasco MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA YANAHUANCA - CERRO DE PASO TRAMO II: CERRO DE PASCO-PALCA, de dicho expediente se extraen los datos para el diseo del pavimento flexible: la variabilidad, confiabilidad, el mdulo resilente el CBR de la sub rasante el ndice de

    serviciabilidad, ESAL, los coeficientes de capa estructural, coeficientes de drenaje, desviacin estndar, carga equivalente, error estndar combinado, todos los posibles datos que sean posible para el diseo del pavimento flexible para as

    comparar con el diseo propuesto por el alumno, para poder tener informacin ms detallada del pavimento y las caractersticas que esta manifiesta ver en el

    anexos . Es as como le hago llegar el trabajo realizado detalladamente. Espero no haber obviado ningn punto en particular en este informe que le

    hago llegar para su respectiva evaluacin.

    ATENTAMENTE;

    Boza Cahuana, Luis

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 2

    INFORME TCNICO

    1. OBJETIVO:

    Familiarizar al estudiante con el diseo de pavimentos flexibles, para lo cual se realiza el diseo del

    pavimento flexible con los datos del expediente tcnico MEJORAMIENTO DE LA

    CARRETERA YANAHUANCA - CERRO DE PASO TRAMO II: CERRO DE PASCO-

    PALCA, obteniendo resultados y conclusiones de los diseos propuestos, con el fin de

    establecer un mejor criterio de diseo del pavimento flexible.

    DISEO DEL PAVIMENTO FLEXIBLE

    DATOS DEL EXPEDIENTE TECNICO

    En el expediente se la plataforma se dividi en dos tramos de acuerdo al estudio del volumen

    de trfico vehicular obtenido mediante estaciones de conteo se detect el IMD es de 208

    vehculos/da (doble sentido), considerando los vehculos pesados que son ms

    desfavorables en 26 vehculos/ da (doble sentido).

    Las proyecciones de las cargas de trfico a 10 aos fueron determinadas en el Estudio de

    Trafico tomando en cuenta el IMDA (ndice Medio Diario Anual) segn clase de vehculos

    detectados, su carga legal, tasas de crecimiento anual, establecindose 2 tramos, de acuerdo a

    las estaciones planteadas en el Estudio de Trafico:

    Sector Periodo 10 aos

    Cerro de Pasco Alcacocha (Km 16+000)

    150,000 EE

    Alcacocha Palca 120,000 EE

    Diseo de Pavimento - Mtodo AASTHO 1993

    Se basa en el valor de CBR de la subrasante, nmero de ejes estndar anticipado, para determinar

    el nmero estructural de diseo.

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 3

    CONFIABILIDAD

    Para nuestro caso comprende a una va interestatal rura.l

    As mismo estimamos un valor medio de confianza de R=90%;

    Para este nivel de confiabilidad, la desviacin Standard normal, se obtiene Zr= - 1.282.

    Considerando para un pavimento flexible S0=0.45.

    TRAFICO

    El trfico esperado para el periodo de 10 aos es:

    TRAMO I: (Cerro de Pasco Alcacocha) Km 0+000 16+000

    EAL = 1.5x105

    TRAMO II: (Alcacocha Gollarisquisga (Palca)) Km 16+000 46+740.57

    EAL = 1.2x105

    Tabla A: Niveles de confiabilidad sugeridos para diferentes carreteras

    Clasificacin

    Nivel de confiabilidad

    recomendado

    Urbana Rural

    Autopistas interestatales y

    otras

    85

    99.9

    80

    99.9

    Arterias principales 80 99 75 95

    Colectoras de Trnsitos 80 95 75 95

    Carreteras locales 50 - 80 50 - 80

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 4

    MDULO RESILENTE

    De acuerdo a la zonificacin (tipos de suelos) se ha calculado los Mdulos Resilente con las

    siguientes frmulas:

    PARA SUELOS FINOS:

    CBR

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 5

    CBR DE LA SUBRASANTE

    Considerando los valores de CBR (para los diferentes Tramos y sectorizando se obtiene

    los diferentes promedios:

    TRAMO I (Cerro de Pasco Alcacocha Km 16)

    Tramo I

    Calicata N Progresiva (Km)

    CBR al 95%

    Observaciones

    C-3 1+036 5.15

    C-6 1+983 37.70 CBR se descarta

    C-8 2+985 1.85 Intervencin con geomalla biaxial

    C-10 3+640 7.50

    C-12 4+340 50.00 CBR se descarta

    C-17 5+930 7.35

    C-20 6+930 25.15 CBR se descarta

    C-21 7+229 6.12

    C-26 8+930 6.25

    C-28 9+576 1.25 Intervencin con geomalla biaxial

    C-33 11+500 7.95

    C-41 14+174 5.30

    C-44 15+308 1.38 Intervencin con geomalla biaxial.

    Luego se ha realizado la siguiente sectorizacin homognea:

    Zona IV - Sector 1

    C-3 1+036 5.15

    C-10 3+640 7.50

    C-17 5+930 7.35

    C-21 7+229 6.12

    C-26 8+930 6.25

    C-33 11+500 7.95

    C-41 14+174 5.30

    Promedio Total 6.52

    Sector 2 (Zona III) Intervencin, mejoramiento a nivel de Subrasante, con material de cantera mayor a 40%. TRAMO II (Alcacocha Km 16 Palca)

    Tramo II

    Calicata N Progresiva (Km)

    CBR al 95%

    Observaciones

    C-53 18+362 2.25 Intervencin con geo malla biaxial a nivel de Subrasante

    C-63 21+616 5.48

    C-71 24+423 8.15

    C-77 26+380 1.28 Intervencin con geo malla biaxial a nivel de Subrasante

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 6

    C-82 27+928 25.50 CBR se descarta

    C-94 31+940 5.78

    C-106 35+683 2.05 Intervencin con geo malla biaxial a nivel de Subrasante

    C-110 37+316 5.85

    C-112 38+048 33.18

    C-117 39+864 11.50 CBR se descarta

    C-126 42+940 38.67

    C130 44+292 5.50

    C-137 46+473 5.20

    Luego se realizado la siguiente sectorizacin homognea :

    Zona IV - Sector 1

    C-63 21+616 5.48

    C-71 24+423 8.15

    C-94 31+940 5.78

    C-110 37+316 5.85

    Promedio Total 6.32

    Zona II - Sector 2

    C-112 38+048 33.18

    C-126 42+940 38.67

    Promedio Total 35.93

    Zona IV - Sector 3

    C-130 44+292 5.50

    C-137 46+473 5.20

    Promedio Total 5.35

    Zona III - Sector 4 Intervencin, con geo malla biaxial a nivel de Subrasante.

    RESUMIENDO: TRAMO I (Cerro de Pasco Alcacocha) Km 0+000 16+000

    EAL = 1.5x105

    TRAMO II (Alcacocha Gollarisquisga (Palca)) Km 16+000 46+740.57

    EAL = 1.2x105

    R=90% Zr= - 1.282.

    S0=0.45.

    Po=3.5 , Pt. =2,

    PSI=PO Pt = 1.5.

    m2 y m3 = 1.1

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 7

    material Mr.(psi) CBR% ai mi

    Carpeta asfltica 0.43

    base 45509 90 0.14 1.1

    Sub base 42877 82 0.13 1.1

    Sub rasante tramo I sec 1 8482 6.52

    Sub rasante tramo II sec1 8314 6.32

    Sub rasante tramo II sec2 25146 35.62

    Sub rasante tramo II sec3 7473 5.35

    Hallando SN para TRAMO I SEC 1:

    Condiciones:

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 8

    CUADROS DE DISEO DEL PROGRAMA ASSHTO 93.

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 9

    ENTONCES:

    Sn 3=2.45, Sn 2 =1.25, Sn 1=1.22

    Tanteando los espesores se tiene de acuerdo al catlogo de estructuras

    D1=3 D1=6cm

    D2=0.3 D3=28cm

    D3=8

    Hallando SN para TRAMO II SEC 1:

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 10

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 11

    ENTONCES:

    Sn 3=2.37, Sn 2 =1.20, Sn 1=1.17

    Tanteando los espesores se tiene de acuerdo al catlogo de estructuras

    D1=3 D1=5cm

    D2=0.2 D3=25cm

    D3=8.5

    Hallando SN para TRAMO II SEC 2:

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 12

    ENTONCES:

    Sn 3=1.52, Sn 2 =1.20, Sn 1=1.17

    Tanteando los espesores se tiene de acuerdo al catlogo de estructuras

    D1=3 D1=5cm

    D2=0.2 D3=15cm

    D3=3

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 13

    Hallando SN para TRAMO II SEC 3:

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 14

    ENTONCES:

    Sn 3=2.48, Sn 2 =1.20, Sn 1=1.17

    Tanteando los espesores se tiene de acuerdo al catlogo de estructuras

    D1=3 D1=5cm

    D2=0.2 D3=25cm

    D3=9

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 15

    CONCLUCIONES

    Para disear un pavimento flexible es muy importante conocer el trfico,

    IMD y el IMDA (ndice Medio Diario Anual), ya que para disear un pavimento depende

    de los ejes equivalentes Las proyecciones de las cargas de trfico a n aos, dependiendo

    de la importancia de la va.

    Haciendo una comparacin con el diseo del pavimento flexible con el del

    expediente observamos que hay una cierta diferencia entre espesores del

    pavimento

    Adecuando de diseo en funcin a su mdulo Resilente, CBR y a los ejes

    equivalentes del catlogo de estructuras de pavimentos flexibles propuestos

    por el manual de carreteras .nos proporciona un diseo con dos capas con,

    espesores de la carpeta asfltica y la base con lo cual a mi parecer se

    adoptara en diseo propuesto por el manual ya que hay una cierta

    similitud con el diseo propuesto

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 16

    ANEXOS

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 17

    GOBIERNO REGIONAL DE PASCO

    Mejoramiento de la Carretera Yanahuanca - Cerro de Pasco

    Tramo II: Cerro de Pasco - Palca

    INFORME FINAL

    CONSULTOR :

    ING. CESAR ATALA ABAD

    ENERO, 2007

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 18

    INDICE

    1.0 DISEO DE PAVIMENTO

    1.1 Objeto

    1.2 Ubicacin del Proyecto

    1.3 Estudio de Suelos y Pavimentos

    1.4 Plataforma Existente

    1.5 Diseo Estructural de Pavimentos

    1.6 Ejes Equivalentes para Diseo

    1.7 Diseo de Pavimento - Mtodo AASTHO 1993

    1.8 Mtodo Aspahalt Institute, Edicin 1991

    1.9 Diseo de Pavimento Usando Geo mallas

    1.10 Conclusiones

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 19

    1.0 DISEO DE PAVIMENTO

    1.1 Objeto

    El objeto del presente Estudio, es el Diseo de Pavimentos, del proyecto : Construccin de la

    Carretera Asfaltada Palca - Cerro de Pasco.

    Para tal efecto se propone la aplicacin de mtodos de diseo de aceptacin internacional como el

    procedimiento AASHTO-93 y el Instituto del Asfalto (Superficie Asfaltada).

    De acuerdo al Estudio de Factibilidad y en concordancia con la viabilidad otorgada por la DGPM

    del MEF, la estructura del pavimento recomendada ser en base a un Tratamiento Superficial

    Bicapa (TSB).

    1.2 Ubicacin del Proyecto

    La carretera Palca - Cerro de Pasco, tiene una longitud de 46+740.57 Km. La progresiva comienza

    en el 0+000 en la Ciudad de Cerro de Pasco y termina en la Localidad de Palca.

    1.3 Estudio de Suelos y Pavimentos

    En el presente Estudio se efectuaron exploraciones a cielo abierto de 1.20 m 1.50 m de

    profundidad cada 300 m con los respectivos muestreos y ensayos de laboratorio.

    De acuerdo a tales trabajos se estableci el Perfil Estratigrfico de la plataforma actual en el cual

    se presenta un material granular superficial de 0.20 a 0.30 m de espesor, subyaciendo materiales

    gravo arcillosos limosos, limo arenosos, arcillas limosas, suelos turbosos, orgnicos, basamento

    rocoso, de espesores y calidad heterogneas.

    1.4 Plataforma Existente

    Los resultados de los ensayos destructivos determinan que a nivel de subrasante se tiene una

    composicin de suelos areno limosos, limos arenosos, gravas arcillosas limosas, arcillas limosas

    y en sectores con material orgnico y suelos finos saturados, en los cuales se proyecta efectuar

    mejoramientos de suelos o relleno estructural con materiales de prstamo. Al respecto se ha

    zonificado la carretera en 4 Zonas Geotcnicas, considerando los diferentes tipos de suelos:

    Zona 1 : Rocas sedimentarias tipo caliza, aglomerado y brechas volcnicas, duras con un CBR

    >80%.

    Zona 2 : Deposito coluvial con fragmentos de 1.00 2.00 m con gravas arcillosas y gravas limosas,

    rocas sueltas de tipo caliza, CBR entre 22.50 y 50.0 %.

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 20

    Zona 3 : Suelos orgnicos, turba, suelos finos muy saturados con infiltracin de agua a 0.80-1.00

    m (zona de bofedales, manantiales, cochas). El CBR del terreno natural es de 1.25 2.25 % y el

    CBR del material de cantera mayor a 40%.

    Zona 4: Arcillas, limos arenosos, arenas arcillosas y arenas limosas, de baja a mediana plasticidad,

    en estado blando a semirrgido, con un C.B.R. comprendido entre 5.15 7.50%.

    1.5 Diseo Estructural de Pavimentos

    Tomando en cuenta las consideraciones anteriores se ha procedido a determinar el requerimiento

    estructural para el periodo de servicio de 10 aos mediante el Mtodo AASHTO-93.

    Para ello se han tomado en consideracin los siguientes criterios:

    Que el Estudio de Suelos realizado resulta representativo para el sector en anlisis en donde

    las condiciones climticas son severas por su altitud y clima.

    Que se espera un comportamiento similar en la Zona 2 y la Zona 3 luego de efectuados los

    reemplazos de los suelos orgnicos por un terrapln.

    Que los posibles sectores de plataforma geotcnicamente inestables en lugares aislados se

    resolvern mediante reemplazos con materiales de cantera con CBR igual o mayor al de diseo.

    Que se aplicaran para el diseo las consideraciones de Trfico proporcionados por la Regin

    Pasco.

    Que se adoptaran mdulos elsticos para los materiales de Subrasante y Afirmado Granular

    segn los criterios metodolgicos del AASHTO 93.

    Que las soluciones relacionadas con drenaje superficial y subdrenaje debern garantizar

    adecuadas condiciones de humedad post construccin para asegurar el periodo de servicio

    previsto.

    1.6 Ejes Equivalentes para Diseo

    En el presente Estudio el volumen de trfico vehicular obtenido mediante Estacin de conteo se

    detect que el IMD es de 208 vehculos/da (doble sentido), considerando los vehculos pesados

    que son ms desfavorables en 26 vehculos/ da (doble sentido).

    Las proyecciones de las cargas de trfico a 10 aos fueron determinadas en el Estudio de Trafico

    tomando en cuenta el IMDA (ndice Medio Diario Anual) segn clase de vehculos detectados, su

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 21

    carga legal, tasas de crecimiento anual, establecindose 2 tramos, de acuerdo a las estaciones

    planteadas en el Estudio de Trafico:

    Sector Periodo 10 aos

    Cerro de Pasco Alcacocha (Km 16+000)

    150,000 EE

    Alcacocha Palca 120,000 EE

    1.7 Diseo de Pavimento - Mtodo AASTHO 1993

    En lo que respecta al mtodo de diseo propuesto por la AASHTO, se ha tomado la informacin

    proveniente de la Guide sor Paviment Structures, edicin 1993, que se basa en el valor de CBR

    (California Bearing Ratio) de la subrasante, nmero de ejes estndar anticipado, para determinar

    el nmero estructural de diseo. Este mtodo proporciona una expresin analtica que para efectos

    de clculos computarizados la solucin matemtica es sumamente til. La evolucin del mtodo,

    establece las complementaciones siguientes:

    Se introduce el coeficiente de drenaje como parmetro de caracterizacin de la base

    granular para fines del Nmero Estructural. Indirectamente se mide la influencia del

    agua en la capacidad estructural del pavimento.

    Se deja sin efecto el parmetro factor regional.

    Se introduce el concepto de prdida de servicio.

    El valor soporte de la subrasante S, se remplaza por el mdulo resilente MR.

    Se introduce el parmetro de confiabilidad partiendo de la consideracin que el

    comportamiento vs trnsito sigue la distribucin normal de Gauss.

    A pesar de las bondades mencionadas la aplicacin de la versin 86, al igual que la 72, encuentra

    un vaco en nuestro medio en cuanto a la ejecucin directa al Ensayo que mide el MR en suelos,

    sin embargo para el diseo se ha establecido la correspondencia con los valores de C.B.R.,

    siguiendo las recomendaciones de la experiencia Brasilera.

    La frmula general que gobierna el nmero estructural de diseo,

    presenta la expresin siguiente:

    07.832.2

    1

    10944.0

    5.12.420.0136.9 10

    19.5

    10

    101810

    MRLog

    SN

    PSILog

    SNLogSoZrWLog

    Donde:

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 22

    18W : Numero proyectado de cargo equivalente de 18 kip (18000 lb) de

    aplicacin de carga axial simple.

    Zr : Desviacin estndar normal

    So : Error estndar combinado del trafico proyectado y del comportamiento

    proyectado

    PASI: Diferencia entre ndice de Servicibilidad inicial (po), y el ndice de

    Serviciabilidad terminal (pt).

    MR : Modulo Resilente (psi)

    Sn : Nmero estructural indicativo del espesor total del pavimento

    requerido

    Del procedimiento iterativo de la frmula, se despeja el valor de diseo SN ,diseo que

    permite encontrar la situacin de un pavimento nuevo.

    SN = 33322211 mDamDaDa

    Donde:

    1a Coeficiente de la capa i

    iD Espesor de la capa (pulgadas) i

    im Coeficiente de drenaje de la capa i

    Con la finalidad de procesar iterativamente la frmula indicada, se dividi el anlisis por

    componentes. Estas componentes son de fcil proceso y permitieron establecer los valores en

    una hoja de clculo y cuyas partes tienen la forma siguiente:

    07.820.0*18101 SoZrWLogK

    5.12.4102

    PSILogK

    MRLogK103

    *32.2

    Donde:

    MR (psi) =1500*CBR para CBR

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 23

    Sabiendo que:

    1 psi = 007.0/07.02 cmkgf Mpa

    Mpacmkgf 1.0/2 22.14 psi

    Finalmente se emple la frmula siguiente:

    MR (psi) =1500*CBR

    MR (psi) =4326 Ln CBR +241

    Luego de reemplazar y despejar, la ecuacin general de AASHTO, qued de la manera

    siguiente:

    19.5

    21031

    1

    109440.0

    1*36.9

    SN

    KSNLogKK

    Si, se hace:

    1*36.9101

    SNLogJ

    Y adems:

    19.5

    22

    1

    109440.0

    SN

    KJ

    Por igualdad se debe cumplir que:

    2131JJKK ; o tambin 0

    2131 JJKK

    Esta ltima expresin, permiti efectuar las iteraciones hasta cumplir la igualdad y por lo tanto

    encontrar el SN de diseo. El cuadro adjunto Diseo de Pavimentos Flexibles - AASHTO 93,

    presentan los insumos para la evaluacin de las frmulas antes descritas, como valores de CBR

    y concluye en los espesores de refuerzo o alternativas de solucin a interpretar por el ingeniero

    especialista.

    Confiabilidad

    Para nuestro caso comprende a una va interestatal rural, cuya confiabilidad varia entre 80 99.9

    (Ver Tabla A).

    Tabla A: Niveles de confiabilidad sugeridos para diferentes carreteras

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 24

    Clasificacin

    Nivel de confiabilidad

    recomendado

    Urbana Rural

    Autopistas interestatales y

    otras

    85

    99.9

    80

    99.9

    Arterias principales 80 99 75 95

    Colectoras de Trnsitos 80 95 75 95

    Carreteras locales 50 - 80 50 - 80

    As mismo estimamos un valor medio de confianza de R=90%; para este nivel de confiabilidad, la

    desviacin Standard normal (ver tabla B), se obtiene Zr= - 1.282.

    Considerando para un pavimento flexible S0=0.45.

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 25

    TRAFICO

    El trafico esperado para el periodo de 10 aos es:

    TRAMO I (Cerro de Pasco Alcacocha) Km 0+000 16+000

    EAL = 1.5x105

    TRAMO II (Alcacocha Gollarisquisga (Palca)) Km 16+000 46+740.57

    EAL = 1.2x105

    MDULO RESILENTE

    De acuerdo a la zonificacin (tipos de suelos) se ha calculado los Mdulos Resilente con las

    siguientes frmulas:

    Para suelos finos:

    CBR

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 26

    Ver figuras 2 y 3: Base granular y Sub-base

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 27

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 28

    DRENAJE

    Los coeficientes de drenaje se pueden obtener de la presente tabla, en funcin del porcentaje

    de tiempo de exposicin y la calidad de drenaje:

    Valores de mi recomendados para modificar los coeficientes

    de capas de base y sub-base granulares

    Calidad del

    drenaje

    % de tiempo de exposicin de la estructura

    del pavimento a nivel de humedad prximos a la saturacin

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 29

    Luego se ha realizado la siguiente sectorizacin homognea:

    Zona IV - Sector 1

    C-3 1+036 5.15

    C-10 3+640 7.50

    C-17 5+930 7.35

    C-21 7+229 6.12

    C-26 8+930 6.25

    C-33 11+500 7.95

    C-41 14+174 5.30

    Promedio Total 6.52

    Sector 2 (Zona III) Intervencin, mejoramiento a nivel de Subrasante, con material de cantera mayor a 40%. TRAMO II (Alcacocha Km 16 Palca)

    Tramo II

    Calicata N Progresiva (Km)

    CBR al 95%

    Observaciones

    C-53 18+362 2.25 Intervencin con geo malla biaxial a nivel de Subrasante

    C-63 21+616 5.48

    C-71 24+423 8.15

    C-77 26+380 1.28 Intervencin con geo malla biaxial a nivel de Subrasante

    C-82 27+928 25.50 CBR se descarta

    C-94 31+940 5.78

    C-106 35+683 2.05 Intervencin con geo malla biaxial a nivel de Subrasante

    C-110 37+316 5.85

    C-112 38+048 33.18

    C-117 39+864 11.50 CBR se descarta

    C-126 42+940 38.67

    C130 44+292 5.50

    C-137 46+473 5.20

    Luego se realizado la siguiente sectorizacin homognea :

    Zona IV - Sector 1

    C-63 21+616 5.48

    C-71 24+423 8.15

    C-94 31+940 5.78

    C-110 37+316 5.85

    Promedio Total 6.32

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 30

    Zona II - Sector 2

    C-112 38+048 33.18

    C-126 42+940 38.67

    Promedio Total 35.93

    Zona IV - Sector 3

    C-130 44+292 5.50

    C-137 46+473 5.20

    Promedio Total 5.35

    Zona III - Sector 4 Intervencin, con geo malla biaxial a nivel de Subrasante.

    Luego considerando el CBR promedio de la sectorizacin para cada Zona y los trficos deducidos

    para cada tramo se obtiene los siguientes diseos:

    RESULTADOS DE LOS ESPESORES PARA UN TRATAMIENTO BICAPA

    Tramo Sector Sub-base CBR > 40% Cantera Sacra

    familia

    (cm)

    Base CBR 90%

    Piedra Chancada +finos Cantera Sacrafamilia

    (cm)

    Tratamiento Bicapa (cm)

    Espesor Total (cms)

    I 1 27.5 15 2.50 45.0

    2 40.0 15 2.50 57.5

    II 1 27.5 15 2.50 45.0

    2 20.0 15 2.50 37.5

    3 20.0 15 2.50 57.5

    4 37.5 15 2.50 55.0

    1.8 Mtodo Aspahalt Institute, Edicin 1991

    Se ha tomado como temperatura media anual T= 7- 9

    TRFICO

    Tramo I : 1.5 x 105 EAL

    Tramo II : 1.2x 105 EAL

    El manual de diseo del Instituto del Asfalto recomienda tomar un valor total del 60%, 75 y el

    87.5% de los valores individuales que sean iguales o mayores que el trnsito que se espere

    circule sobre el pavimento, como se muestra en la tabla:

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 31

    Tabla V-2 Limites de Diseo para Subrasante

    Nivel de Trfico (EAL) Percentil de Diseo (%)

    104 menos Entre 104 y 106

    106 o mas

    60 75

    87.5

    En nuestro caso, de acuerdo a la tabla, se encuentra entre 104 106 con un percentil de 75%,

    con el cual se selecciona el CBR de Diseo.

    TRAMO I

    Zona IV sector 1

    Calicata N Progresiva (km)

    CBR al 95% de la MDS

    N de resultados iguales o mayores

    % de mayores o iguales que

    C-33 11+500 7.95 1 14.28

    C-10 3+640 7.50 2 28.57

    C-17 5+930 7.35 3 42.86

    C-26 8+930 6.25 4 57.14

    C-21 7+229 6.12 5 71.43

    C-41 14+174 5.30 6 85.71

    C-3 1+036 5.15 7 100.00

    75% percentil 5.90

    Zona II Sector 2 Intervencin con geo malla biaxial a nivel de Subrasante. TRAMO II

    Zona IV Sector 1

    Calicata N Progresiva (km)

    CBR al 95% de la MDS

    N de resultados iguales o mayores

    % de mayores o iguales que

    C-71 24+423 8.15 1 25.00

    C-110 37+316 5.85 2 50.00

    C-94 31+940 5.78 3 75.00

    C-63 21+616 5.48 4 100.00

    75% percentil 5.78

    Zona II Sector 2

    Calicata N Progresiva (km)

    CBR al 95% de la MDS

    N de resultados iguales o mayores

    % de mayores o iguales que

    C-126 42+940 38.67 1 50.00

    C112 38+048 33.18 2 100.00

    75% percentil 5.78

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 32

    Zona IV Sector 3

    Calicata N Progresiva (km)

    CBR al 95% de la MDS

    N de resultados iguales o mayores

    % de mayores o iguales que

    C-130 44+292 5.50 1 50.00

    C-137 46+473 5.20 2 100.00

    75% percentil 5.35

    Zona III Sector 4 Intervencin, con geo malla biaxial a nivel de Subrasante.

    RESUMEN

    Tramo I Zona IV

    Sector 1 con CBR = 5.90 %

    Zona III

    Sector 2 con geo malla biaxial.

    Tramo II

    Zona IV

    Sector 1 con CBR =5.78%

    Zona II

    Sector 2 con CBR = 35.90%

    Zona IV

    Sector 3 con CBR = 5.35%

    Zona III

    Sector 4 con geo malla biaxial.

    MDULO DE RESILENCIA

    Tramo I

    Zona IV

    Sector 1 con Mr. (Kg/cm2) = 620

    Zona III

    Sector 2 con Mr. (Kg/cm2) = 1,134

    Tramo II

    Zona IV

    Sector 1 con Mr. (Kg/cm2) = 607

    Zona II

    Sector 2 con Mr. (Kg/cm2) = 1,102

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 33

    Zona IV

    Sector 3 con Mr. (Kg/cm2) = 562

    Zona III

    Sector 4 con Mr. (Kg/cm2) = 1,134

    Luego con los parmetros de trfico y Modulo de Resilencia en la Fig. 5.18, Diagrama de

    diseo para espesor pleno en concreto asfltico, se obtiene los siguientes espesores de

    concreto asfltico:

    Tramo I

    Zona IV

    Sector 1 : e = 15 cms

    Zona III

    Sector 2 : e = 12.5 cms

    Tramo II

    Zona IV

    Sector 1 : e = 15.0 cms

    Zona II

    Sector 2 : e = 12.5 cms

    Zona IV

    Sector 3 : e = 16.0 cms

    Zona III

    Sector 4 : e = 12.5 cms

    El factor de equivalencia se indica en la tabla V-2 con 0.2 para sub-base o base granular con

    agregado duros con algunos finos plsticos y CBR no menor de 40% y IP

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 34

    Tramo I

    Zona IV

    Sector 1 : SBG BG = 75.0 cm

    Zona II

    Sector 2 : SBG BG = 62.5 cm

    Tramo II

    Zona IV

    Sector 1 : SBG BG = 75.0 cm

    Zona II

    Sector 2 : SBG BG = 62.5 cm

    Zona IV

    Sector 3 : SBG BG = 80.0cm

    Zona III

    Sector 4 : SBG BG = 62.5cm

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 35

    Resultados del Espesor para Tratamiento Bicapa

    Tramo Zona Sector Tratamiento Bicapa (cm)

    Sub-base o base

    granular con CBR >40% y IP

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 36

    1.9 Diseo de Pavimento Usando Geo mallas

    As mismo se ha verificado el diseo de la estructura del pavimento utilizando geo mallas

    biaxiales TENSAR BX 1100 y BX 1200 a nivel de Subrasante para las zonas orgnicas

    turbosas y saturadas, y como reforzamiento de la estructura del pavimento,

    determinndose ahorros en espesor de afirmados comprendidos entre 30% y 50%.

    Ver Salidas Diseo Tensar Eart Techologies Inc.

    1.10 Conclusiones

    Las principales conclusiones a mencionar son las siguientes:

    El procedimiento de diseo AASHTO-93 ha sido adoptado para el presente proyecto debido

    a su compatibilidad con la practica nacional y con la clase de va a proyectar; as mismo se

    ha tomado en cuenta el diseo del Instituto del Asfalto.

    La Subrasante estar constituida en general por los siguientes tipos de suelos:

    Zona I : Rocas sedimentarias tipo caliza, aglomerado y brechas volcnicas, duras con un CBR

    >80%.

    Zona II : Deposito coluvial con fragmentos de 1.00 2.00 m con gravas arcillosas y gravas limosas,

    rocas sueltas del tipo caliza, con CBR entre 22.50 y 50.0 %.

    Zona III : Suelos orgnicos, turba, suelos finos muy saturados con infiltracin de agua a 0.80-1.00

    m (zona de bofedales, manantiales, cochas). El CBR del terreno natural es de 1.25 2.25 % y el

    CBR del material de cantera mayor a 40%.

    Zona IV: Arcillas, limos arenosos, arenas arcillosas y arenas limosas, de baja a mediana

    plasticidad, en estado blando a semirrgido, con un C.B.R. comprendido entre 5.15 7.50%.

    Se ha tomado en cuenta el Trfico de 150,000 EE para el tramo Cerro de Pasco Alcacocha

    y de 120,000 EE para el tramo Alcacocha - Palca.

    De los diseos de pavimento AASTHO Tramo Cerro de Pasco - Alcacocha se concluye con

    las siguientes estructuras con Tratamiento Superficial Bicapa:

  • PAVIMENTOS INFORME DE

    DISEO

    FLEXIBLE

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH 37

    RESULTADOS DE LOS ESPESORES PARA UN TRATAMIENTO BICAPA

    Tramo Sector Sub-base CBR > 40% Cantera Sacra

    familia

    (cm)

    Base CBR 90%

    Piedra Chancada +finos Cantera Sacra famlia

    (cm)

    Tratamiento Bicapa (cm)

    Espesor Total (cms)

    I 1 27.5 15 2.50 45.0

    2 40.0 15 2.50 57.5

    II 1 27.5 15 2.50 45.0

    2 20.0 15 2.50 37.5

    3 20.0 15 2.50 57.5

    4 37.5 15 2.50 55.0