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DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE – METODO AASHTO

Curso: Diseño Moderno Pavimentos

EJEMPLO DE DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES AASTHO

Se efectúa el diseño de un pavimento flexible nuevo para un periodo de diseño de 20 años, se estima que el agua drenara aproximadamente en un día y la estructura de pavimento que se aproxima a las saturación 25% del tiempo, considerando un nivel de serviciabilidad inicial de 4.2 y final de 2.El CBR de la sub rasante es de 35%, el trafico acumulable proyectado es de 1.72x10ˆ6 ESAL en el carril de diseño.

La vía es una autopista interestatal, adopte los parámetros necesario que crea convenientemente para la solución.

Modulo Elástico del concreto asfaltico : E:350000.00PSI

Base granular con CBR de 80%

Subbase granular con CBR de 30%

Datos:Periodo de diseño (n) = 20 añosESAL = 8.62x10 vehículos/año20%*ESAL = 1.72x10 vehículos/añoÍndice de servicio inicial (po) y final (pt) = 4.20 y 2.00Modulo Elastico del Concreto asfaltico = E: 350000.00 PSIBase granular con CBR mínimo de 80%Subbase granular con CBR mínimo de 30%Coeficiente de confiabilidad ( R ) = 95%Desviación estándar (Zr) = -1.645Error estándar (S o) = 0.45

1.-Calculo de la Desviación Estándar Normal(Zr).-

El cual está en función de la Confiabilidad ( R ) el cual es 95%,Con este valor de confiabilidad ( R ) se ingresa a la tabla de desviación estándar (Zr), encontrando el valor de -1.645.

Cálculo de Error Estándar (So).-

Según AASHTO para pavimentos flexibles se recomienda utilizar valores entre 0.40 - 0.50 En nuestro caso utilizamos el valor de 0.45.

Cálculo de Pérdida de Serviciabilidad (ΔPSI) .-

Serviciabilidad inicial : Po= 4

Serviciabilidad final : Pt= 2

Reemplazando ΔPSI = Po - Pt

ΔPSI = 2

5.- Cálculo del Módulo Resilente de la Subrasante(Mr) .-Calcular el Mr de la subrasante, Base (B), Subbase (SB).

Mr =2555*(37.50) ^0.64

Mr = 25,987.9 psi

Mr =2555*(80.00) ^0.64

Mr (B) = 42,205.4 psi

Mr =2555*(30.00) ^0.64

Mr (SB) =22,529.3 psi

Figura 5.20 – Gráfica para hallar a1

Calculo de Diseño de Espesores

CÁLCULO DE a1 : a1= Coeficiente estructural de capa para concreto asfáltico superficial. DATOS.- Módulo de elasticidad de la carpeta asfáltica E = 350,000.00 PSI

Si Ec= 350,000.00 PSI a1=0.40

Figura 5.21 – Variación de coeficiente a2 con diferentes parámetros de resistencia de la base.

DATOS:

Base granular CBR= 80% (asumiendo

el

valor del CBR)

Si CBR= 100% a2 =0.14

E-Base=30000 psi

CÁLCULO DE a2 :

Figura 5.22 – Variación de coeficiente a3 con diferentes parámetros de resistencia de la subbase.

DATOS:

Sub Base granular CBR= 30%

(asumiendo el valor del CBR)

Si CBR= 30% a3 =0.11

E-Sub Base=14500 psi

CÁLCULO DE a3 :

1. Calculo del D1

SN = 2.15

Reemplazando valores:

5.38”

2. Calculo del D2

SN = 2.5

Coeficientes de Drenaje:

Calidad de Drenaje

% de tiempo que la estructura del pavimento esta Expuesta a Niveles de Humedad cercanos

a la Saturación

< 1 1 – 5 5 – 25 > 25

Excelente

Bueno

Regular

Pobre

Muy pobre

1.40 – 1.35

1.35 – 1.25

1.25 – 1.15

1.15 – 1.05

1.05 – 0.95

1.35 – 1.30

1.25 – 1.25

1.15 – 1.05

1.05 – 0.80

0.95 – 0.75

1.30 – 1.20

1.15 – 1.00

1.05 – 0.80

0.80 – 0.60

0.75 – 0.40

1.20

1.00

0.80

0.60

0.40

m2 = 1.15

a2 = 0.14

*

3. Calculo del D3

Calidad de Drenaje

% de tiempo que la estructura del pavimento esta Expuesta a Niveles de

Humedad cercanos a la Saturación

< 1 1 – 5 5 – 25 > 25

Excelente

Bueno

Regular

Pobre

Muy pobre

1.40 – 1.35

1.35 – 1.25

1.25 – 1.15

1.15 – 1.05

1.05 – 0.95

1.35 – 1.30

1.25 – 1.25

1.15 – 1.05

1.05 – 0.80

0.95 – 0.75

1.30 – 1.20

1.15 – 1.00

1.05 – 0.80

0.80 – 0.60

0.75 – 0.40

1.20

1.00

0.80

0.60

0.40

m3 = 1.15

a3 = 0.11

Asfáltico

Base

Sub Base

Sub Rasante

D1=6.00 pulg

D2=6.00 pulg

D3=4.00 pulg

SN3 = a3 × m3 × D3=0.11x1.15x4.00=0.51

Con los datos: coeficiente de confiabilidad, desviación estándar, estimación detotal de tráfico y módulo resilente de la subrasante, índice de serviciabilidad seingresa al nomograma y se obtiene el número estructural total del pavimento.Entonces:

Mr = 25,987.9 psi SN = 2.8…………. (Ver nomograma 5.23)

Figura 5.23 – Carta de diseño para pavimentos flexibles basado en el uso de las variables de entrada.

Figura 5.23 – Carta de diseño para pavimentos flexibles basado en el uso de las variables de entrada.

se calcula el número estructural de cada capa del pavimento.

Estimación del D 1 Mr -BASE SN = 2.15……. (Ver nomograma 5.23)

D 1 = = 5.36 pulg.

Figura 5.23 – Carta de diseño para pavimentos flexibles basado en el uso de las variables de entrada.

se calcula el número estructural de cada capa del pavimento.

Estimación del D2

Mr - SUBBASE SN = 2.50……. (Ver nomograma 5.23) SN2´ = SN2 − SN1* = 2.50 - 2.40=0.10

se calcula el número estructural de cada capa del pavimento.

Estimación del D3

SN 3*= 2.80-(2.40+0.10)=0.30

SN 3 *= a3 D3 * D3 = = =2.37 pulg

Asfáltico

Base

Sub Base

Sub Rasante

D1=6.00 pulg

D2=6.00 pulg

D3=4.00 pulg