View
2.222
Download
34
Category
Preview:
Citation preview
ISCYC
ANTECEDENTESANTECEDENTES
INFORMACIONES Y DATOS OBTENIDOS EN EL
ENSAYO VIAL AASHO
AASHO ROAD TEST (1959-61)
MÉTODO AASHTO/93MÉTODO AASHTO/93
ISCYC
DATOS DEL EXPERIMENTO VIAL AASHODATOS DEL EXPERIMENTO VIAL AASHO
EL COSTO FUE DE $ 27,OOO,OOO SE EXPERIMENTARON 836 SECCIONES
DE PRUEBA CON 200 COMBINACIONES DIFERENTES DE SUPERFICIES; BASES Y SUB-BASES
SE ENSAYARON 16 PUENTES SE DETERMINARON EFECTOS DEL
CLIMA
ISCYC
CONCLUSIONES DEL EXPERIMENTO VIAL AASHOCONCLUSIONES DEL EXPERIMENTO VIAL AASHO
UN INCREMENTO DE UNA PULGADA EN EL ESPESOR DE LAS LOSAS DE CONCRETO, AUMENTÓ SU RESISTENCIA HASTA LLEGAR A ABSORBER EL DOBLE DE LAS APLICACIONES DE CARGA.
ISCYC
CONCLUSIONES DEL EXPERIMENTO VIAL AASHOCONCLUSIONES DEL EXPERIMENTO VIAL AASHO
Originalmente se pronosticó que el 68% de los pavimentos de Concreto fallaría después de 1,000,000 de aplicaciones de Carga. El experimento demostró que solo fallaron el 29% y que de las secciones que no habían fallado el 70% mantenía un índice de servicio presente por encima de cuatro
ISCYC
log , log ,
log, ,
,
, , log,
,,
,
,
,
,
10 18 0 10
10
7
8 46
10
0 75
0 75
0 25
7 35 1 0 064 5 15
11624 10
1
4 22 0 321132
215 6318 42
W z S D
PSI
D
pS' C D
J DE k
r
t
C d
C d
ECUACIÓN DE DISEÑO (AASHTO/93)ECUACIÓN DE DISEÑO (AASHTO/93)
ISCYC
PARÁMETROSPARÁMETROSNúmero de ejes equivalentes del eje patrón de 18 000 libras (ESALs)
Coeficiente de confiabilidad (R)Desviación estándar (S0 )
Módulo de reacción de la subrasante (kd)
Pérdida de serviciabilidad ( PSI = pi -pf)
Propiedades del concretoCoeficiente de transferencia de carga (J)Coeficiente de drenaje (Cd)
MÉTODO DE DISEÑO AASHTO/93MÉTODO DE DISEÑO AASHTO/93
ISCYC
ESAL´s (Equivalent Single Axis Loads)ESAL´s (Equivalent Single Axis Loads)
NÚMERO DE REPETICIONES DE CARGA EQUIVALENTES A 8.2 TON O 18 KIPS, EN EL CARRIL DE DISEÑO DURANTE LA VIDA ÚTIL DEL PAVIMENTO
ISCYC
80 kN (18 kip)
No. Equivalent of Single Axle Loads80 kN (18
kip)80 kN (18 kip)
CARGAS POR EJE EQUIVALENTECARGAS POR EJE EQUIVALENTE
ISCYC
ESAL´sESAL´s
ESAL´s = (Número de Vehic por Categoría x Factor de Sentido x Factor de Carril x Factor de Crecimiento x Factor de Eje Equivalente)
ISCYC
FACTOR DE SENTIDOFACTOR DE SENTIDO
ESTE FACTOR EXPRESA LA RELACIÓN QUE EXISTE ENTRE EL TRÁFICO Y EL SENTIDO DE CIRCULACIÓN, SU VALOR ES GENERALMENTE DE 0.5, PERO EXPERIENCIAS HAN DEMOSTRADO QUE PUEDE VARIAR DE 0.3 A 0.7
ISCYC
Porcentaje de Camiones que viajan en una direccion
47%
53%
EJEMPLO DE DISTRIBUCION EJEMPLO DE DISTRIBUCION DIRECCIONALDIRECCIONAL
ISCYC
FACTOR DE CARRILFACTOR DE CARRIL
ES LA RELACIÓN QUE EXISTE EN LA DISTRIBUCIÓN DEL TRÁFICO CUANDO DOS O MÁS CARRILES SON USADOS EN UNA SOLA DIRECCIÓN
TPDA 20,000
25% trucks
75% trucks
TPDA 60,000
8% trucks
39% trucks
53% trucks
Diseñar para el caso mas
desfavorable!!
DISTRIBUCION POR CARRILDISTRIBUCION POR CARRIL
ISCYC
FACTOR DE CARRILFACTOR DE CARRIL
Nº de Carriles porSentido
% ESAL en el Carrilde Diseño
1 100
2 80 -100
3 60 -70
4 50 -75
ISCYC
FACTOR DE CRECIMIENTOFACTOR DE CRECIMIENTO
ES EL FACTOR QUE PERMITE OBTENER EL TRAFICO TOTAL ESPERADO, DURANTE EL PERIODO DE ANALISIS Y SE DETERMINA ASIGNANDO UNA TASA DE CRECIMIENTO “r” AL TRAFICO PROMEDIO EN TODA LA VIDA UTIL DEL PROYECTO.
ISCYC
FACTOR DE CRECIMIENTOFACTOR DE CRECIMIENTO
Donde:Fc = Factor de
Crecimientor = Tasa de Crecimienton = Período de Análisis
Fc = (1 + r )n - 1 r
ISCYC
PERÍODO DE ANÁLISISPERÍODO DE ANÁLISIS
CONDICIONES PERÍODO DE ANÁLISIS
Alto Volumen Urbano 30 - 50
Alto Volumen Rural 20 - 50
Pavimentada Bajo Vol. 15 - 25
Sup. Sin pav. Bajo Vol. 10 - 20
ISCYC
FACTOR DE EJE EQUIVALENTEFACTOR DE EJE EQUIVALENTE
Es un factor de carga que convierte los pesos por eje de una determinada distribución vehicular a pesos por ejes normalizados de 8.2 ton o 18 kips. Este factor define el daño causado en un pavimento, por el paso de un eje sencillo en relación con el daño causado por el paso de una carga de un eje estándar.
ISCYC
CARGAS POR EJECARGAS POR EJE
TIPO DE VEHÍCULO
Tipo de eje del tractorTipo de eje del semiremolque
TOTAL TONELADA
S
Eje simple
direccional
Eje de tracción Eje de arrastre
Eje simple
Doble rueda
Triple rueda
Eje simple
Doble rueda
Triple rueda
Automóvil 1.127 1.127 2.254
Pick-Up 1.227 2.822 4.049
C2 5.00 10.00 15.00
C35.00
16.50
21.50
C45.00
20.00
25.00
T2-S1 5.00 9.00 9.00 23.00
ISCYC
CARGAS POR EJECARGAS POR EJE
TIPO DE VEHÍCULO
Tipo de eje del tractorTipo de eje del semiremolque
TOTAL TONELADAS
Eje simple
direccional
Eje de tracción Eje de arrastre
Eje simple
Doble rueda
Triple rueda
Eje simple
Doble rueda
Triple rueda
T2-S25.00 9.00
16.00
30.00
T2-S35.00 9.00
20.00
34.00
T3-S15.00
16.00
9.00 30.00
T3-S25.00
16.00
16.00
37.00
T3-S35.00
16.00
20.00
41.00
OTROS --- --- --- --- --- --- variable
ISCYC
PASOS PARA DETERMINAR FACTORES DE EJE PASOS PARA DETERMINAR FACTORES DE EJE EQUIVALENTEEQUIVALENTE
Se utilizan las tablas del anexo D de la guía para el diseño de estructuras AASHTO/93
Estimar Indice de Serviciabilidad Final (Pt)
Tipo de eje para cada categoría de vehículo
Espesor estimado del pavimento Carga por eje de cada categoría de
vehículo
ISCYC
INDICE DE SERVICIBILIDAD FINALINDICE DE SERVICIBILIDAD FINAL
Se define como el valor que representa el nivel de rechazo del usuario con respecto a la vía, tomando en cuenta principalmente el índice de serviciabilidad, el cual se define como la manera en que un pavimento cumple su función de ser cómoda, fácil, rápida y segura la circulación de los vehículos
ISCYC
INDICE DE SERVICIOINDICE DE SERVICIO
MUY BUENO
BUENO
REGULAR
MALO
MUY MALO
5
4
3
2
1
0
ÍNDICE DE SERVICIO
AASHTO
ISCYC
TIPO DE EJES DE VEHICULOS COMERCIALESTIPO DE EJES DE VEHICULOS COMERCIALES
Eje sencillo, llanta sencilla
Eje sencillo, llanta doble
Eje tandem,
espaciamiento (d) de 1 a 1.2 m
d
ISCYC
EJEMPLO DE CALCULO DE FACTOR DE EJE EJEMPLO DE CALCULO DE FACTOR DE EJE EQUIVALENTEEQUIVALENTE
Factor de eje equivalente para automóviles
Según las tablas del anexo D (D-10 de AASTHO) tenemos:
F1 = 0.0002 y F2 = 0.0002
El factor total será FT = 0.0002 + 0.0002 = 0.0004
El FT = 0.0004 para vehículos livianos tipo automóviles.
Todos los factores para cada categoría de vehículos, se calculan de manera similar a la anterior.
F1= 2 kips
F2= 2 kips
ISCYC
EJEMPLO DE CALCULO DE FACTOR DE EJE EJEMPLO DE CALCULO DE FACTOR DE EJE EQUIVALENTEEQUIVALENTE
Factor de eje equivalente para pick-up
FT = F1 + F2 = 0.00146 + 0.0302
FT = 0.03166
F1 = 3.4 kips
F2 = 7.6 kips
ISCYC
EJEMPLO DE CALCULO DE FACTOR DE EJE EJEMPLO DE CALCULO DE FACTOR DE EJE EQUIVALENTEEQUIVALENTE
Factor de eje equivalente para camión del tipo C2
FT = F1 + F2 = 0.1365 + 1.55
FT = 1.6865
F1 = 11 kips
F2 = 20 kips
ISCYC
EJEMPLO DE CALCULO DE FACTOR DE EJE EJEMPLO DE CALCULO DE FACTOR DE EJE EQUIVALENTEEQUIVALENTE
Factor de eje equivalente para camión del tipo C3
FT = F1 + F2 + F2 = 0.1365 + 0.141 + .141
FT = 0.4185
F1 = 11 kips
F2 = 18 kips
(en cada eje)
d > 1.2 m
d
Nota: “Si d<1.2 considerar una sola carga en la tabla
de tandem”
ISCYC
EJEMPLO DE CALCULO DE FACTOR DE EJE EJEMPLO DE CALCULO DE FACTOR DE EJE EQUIVALENTEEQUIVALENTE
Factor de eje equivalente para camión del tipo T3S2
FT = F1 + F2 + F3 = 0.19 + 1.10 + 1.10
FT = 2.39
F1 = 54 kN F2 = 151 kN
F3 = 151 kN
d < 1.2 m
d
ISCYC
CALCULO DE ESAL´sCALCULO DE ESAL´s
Factor de Carril = 0.7
Factor de Sentido = 0.5
ESAL´S =
138,184,643(0.7)(0.5)
ESAL´S= 48,364,625
ISCYC
CAPACIDAD DE SOPORTE, GUIA CAPACIDAD DE SOPORTE, GUIA SUPLEMENTARIA AASHTO/98SUPLEMENTARIA AASHTO/98
Clasificación AASHTO DescripciónClasificación
Unificada
Densidad
seca (lb/pie3)
CBR (Porcetanje)
Valor K (PSI)
A-1-a, Bien graduado 125 - 140 60 - 80 300 - 450
A-1-a, Pobremente graduada
120 - 130 35 - 60 300 - 400
A-1-b Arena Gruesa SW 110 - 130 20 - 40 200 - 400
A-3 Arena Fina SP 105 - 120 15 - 25 150 - 300
A-2-4, Gravoso Grava limosa
A-2-5, Gravoso Grava arenosa limosa
A-2-4, Arenoso Arena limosa
A-2-5, Arenoso Arena gravosa limosa
A-2-6, Gravoso Grava arcillosa
A-2-7, Gravoso Grava arenosa arcillosa
A-2-6, Arenoso Arena arcillosa
A-2-7, Arenoso Arena gravosa arcillosa
GW, GP
SM
Suelos de grano grueso:
Suelos A-2 (Materiales granulares con bastante finos):
40 - 80 300 - 500GM
20 - 40 200 - 450
150 - 35010 -20
20 - 40 300 - 400
Grava
GC
SC
130 - 145
120 - 135
120 - 140
105 - 130
ISCYC
CAPACIDAD DE SOPORTE, GUIA CAPACIDAD DE SOPORTE, GUIA SUPLEMENTARIA AASHTO/98SUPLEMENTARIA AASHTO/98
Clasificación AASHTO
DescripciónClasificación
UnificadaDensidad
seca (lb/pie3)CBR
(Porcetanje)Valor K
(PSI)
Limo 90 - 105 4 - 8 25 - 165*
Mezcla de limo/arena/grava
100 - 125 5 - 15 40 - 220*
A-5Limo pobremente
graduadoMH 80 - 100 4 - 8 25 - 190*
A-6 Arcilla plástica CL 100 - 125 5 - 15 25 - 255*
A-7-5Arcilla elástica
moderadamente plásticaCL, OL 90 - 125 4 - 15 25 - 215*
A-7-6arcilla elástica
altamente plásticaCH, OH 80 - 110 3 - 5 40 - 220*
* El valor de K en suelos de grano fino es altamente dependiente de el grado de saturación.
Suelos A-2 (Materiales granulares con bastante finos):
A-4 ML, OL
ISCYC
COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CARGACOEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CARGA
Tipo de pavimento
Millones de ejes
equivalentesNo Sí No Sí No Sí
Hasta 0.3 3.32 2.7 3.2 2.8 --- ---
0.3 - 1 3.2 2.7 3.4 3.0 --- ---
1 - 3 3.2 2.7 3.6 3.1 --- ---
3 - 10 3.2 2.7 3.8 3.2 2.9 2.5
10 - 30 3.2 2.7 4.1 3.4 3.0 2.3
Más de 30 3.2 2.7 4.3 3.6 3.1 2.6
Fuente Guía para el Diseño de estructuras de Pavimento AASHTO (1993).
Calles y caminos
vecinales
Caminos principales
y Autopistas
Tabla 4.2.1.6.1 coeficientes de Transferencia de Carga
con refuerzo continuoJuntas sin pasajuntas
(Fricción entre agregados)
Con pasajuntas y reforzada con malla
ISCYC
COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CARGACOEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CARGA
Tabla 2.6 Coeficiente de transferencia de carga recomendada para varios tipos de pavimento y condiciones de diseño
Hombro Asfalto Amarre P.C.C
Dispositivo de transferencia de carga
Sí No Sí No
Tipo de pavimento
1. Juntas Simples y juntas reforzadas 3.2 3.8 - 4.4 2.5 - 3.1 3.6 - 4.2
2. CRCP 2.9 - 3.2 N / A 2.3 - 2.9 N / A
ISCYC
COEFICIENTE DE DRENAJE (Cd)COEFICIENTE DE DRENAJE (Cd)
Calidad del
drenajeMenos que 1% 1 - 5 % 5 - 25% Más de 25%
Excelente 1.25 - 1.20 1.20 - 1.15 1.15 - 1.10 1.10
Bueno 1.20 - 1.15 1.15 - 1.10 1.10 - 1.00 1.00
Regular 1.15 - 1.10 1.10 - 1.00 1.00 - 0.90 0.90
Pobre 1.10 - 1.00 1.00 - 0.90 0.90 - 0.80 0.80
Muy Pobre 1.00 - 0.90 0.90 - 0.80 0.80 - 0.70 0.70
Fuente Guía para el Diseño de estructuras de Pavimento AASHTO (1993).
Porcentaje de tiempo en que la estructura del pavimento está
expuesta a niveles de humedad cercanas a la saturación
ISCYC
MODULO DE ELASTCIDAD Y MODULO DE MODULO DE ELASTCIDAD Y MODULO DE RUPTURARUPTURA
La relación entre el Módulo de Ruptura y el Módulo de Elasticidad puede ser calculado según AASHTO de acuerdo a lo siguiente:
Ec = 6,750 Mr
Módulo de Ruptura Módulo de Elasticidad
500 3,400,000
550 3,700,000
600 4,100,000
650 4,400,000
700 4,700,000
750 5,100,000
800 5,400,000
ISCYC
CONFIABILIDADCONFIABILIDAD
TIPO DECAMINO
ZONASURBANAS
ZONASRURALES
AUTOPISTA 85 – 99.9 80 – 99.9
PRIMARIA 80 - 99 75 - 99
SECUNDARIA 80 - 95 75 - 99
VECINALES 50 - 80 50 - 80
ISCYC
DESVIACION ESTANDARDESVIACION ESTANDAR
Representa la desviación estándar conjunta que engloba por una parte la desviación estándar de la ley de predicción del trafico en el periodo del proyecto, y por otra la desviación estándar de la ley de predicción del comportamiento del pavimento.
AASHTO recomienda valores entre 0.3 y 0.4
ISCYC
PÉRDIDA DEL ÍNDICE DE SERVICIOPÉRDIDA DEL ÍNDICE DE SERVICIO ( (PSI = pi-pf)PSI = pi-pf)
Índice de servicio o serviciabilidad: capacidad que tiene el pavimento para atender el tránsito.
El índice de serviciabilidad varía de 5 (excelente) a 1 (pésimo).
El diseño se hace para que el pavimento llegue al final de su vida útil con el nível de servicio mínimo deseado.
ISCYC
Parámetros según Version AASHTO.Parámetros según Version AASHTO.
Coef. De Drenaje Coef. De Tranferencia de
Carga.
• Coef. Poisson• Módulo de Elasticidad• Coef de Fricción Base• Espaciam. De Juntas• Soporte Lateral• Temp. Media Anual• Precipit. media anual• Veloc. Media anual
1986/1993 1998 Supplement
ISCYC
predicción de fallas promedio en juntas predicción de fallas promedio en juntas JPCP con dovelasJPCP con dovelas
Recommended