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UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA
FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE CIVIL-HUANCAVELICA
PAVIMENTOS 1
DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDO
PROYECTO: "MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE TRANSITABILIDAD VEHICULAR Y
PEATONAL DE VÍAS DE LA URBANIZACIÓN SAN FABIÁN, DEL BARRIO DE YANANACO,
DISTRITO DE HUANCAVELICA, PROVINCIA DE HUANCAVELICA - HUANCAVELICA"
INTRODUCCION
El presente trabajo consta de hacer una comparación de diseño de un expediente
técnico los criterios y métodos para determinar el tráfico que soporta una via durante
su periodo de vida y el carril de diseño:
DEFINICIONES
Definiciones y conceptos de ingeniería de transito
Eje sencillo
Eje tándem
Eje tridem
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PAVIMENTOS 2
VOLUMEN DE TRANSITO
Se define como el número de vehículos que pasan por un punto o un carril durante
una unidad de tiempo.
INDICE MEDIO DIARIO (IMD)
Es el promedio del número de vehículos que pasan por un punto durante un periodo
de tiempo. Según el periodo de análisis para medir el volumen, podrá ser índice medio
diario anual (IMDA), índice medio diario mensual (IMDM) e índice medio diario
semanal (IMDS).
CALCULO DE MODULO RESILENTE
De los datos de CBR del proyecto: "MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE
TRANSITABILIDAD VEHICULAR Y PEATONAL DE VÍAS DE LA URBANIZACIÓN SAN
FABIÁN, DEL BARRIO DE YANANACO, DISTRITO DE HUANCAVELICA, PROVINCIA DE
HUANCAVELICA - HUANCAVELICA" se realizara los cálculos de Modulo de Resilencia.
POR ASSTHO
CALLE CBR AL 100% CBR - PROMEDIO CBR (%) ORDENADO
Jr. Colonial - Prog. 0+030 22.50 27.50
Jr. Colonial - Prog. 0+130 11.90 22.50
Jr. Ricardo Palma - Prog. 0+030 11.10 11.90
Jr. Ricardo Palma - Prog. 0+130 27.50 11.20
Jr. Jose Olaya 11.05 11.10
Jr. Maria P. Bellido 11.20 11.05
15.88
CBR de material de Prestamo 59.4
𝑀𝑟 = 2555𝑥𝐶𝐵𝑅0.64
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PAVIMENTOS 3
CBR (%) ORDENADO
Mr
27.50 21309.03725 22.50 18740.78231 11.90 12466.39719 11.20 11991.96739 11.10 11923.33129 11.05 11888.92979
N° CBR (%) N°DE CBR
REPETIDOS
N° DE VALORES >
A MR PORCENTAJE
MÓDULO RESILENTE
1 27.50 1 1 16.667 21309.037
2 22.50 1 2 33.333 18740.782
3 11.90 1 3 50.000 12466.397
4 11.20 1 4 66.667 11991.967
5 11.10 1 5 83.333 11923.331
6 11.05 1 6 100.000 11888.930
MR(%)
PROMEDIO= 14720.0742
VALOR PERCENTIL A NIVEL DE TRÁFICO
NIVEL DE TRÁNSITO PERCENTIL DE DISEÑO %()
104 o menos 60
Entre 104 y 106 75
106 o más 87.5
MR DE DISEÑO PARA EL PERCENTIL DE 60 %:
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PAVIMENTOS 4
MR DE DISEÑO PARA EL PERCENTIL DE 75 %:
MR DE DISEÑO PARA EL PERCENTIL DE 87.5%:
𝑀𝑟(60%) = 11801.62
𝑀𝑟(75%) = 11889.015
𝑀𝑟(75%) = 11863.64
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PAVIMENTOS 5
CALCULO DE LOS EJES EQUIVALENTES
FACTORES DE EQUIVALENCIA DE CARGA LEGAL POR EJE Y VEHICULO
PROYECTO: MEJORAMIENTO DE LA AV. LOS LIBERTADORES CASTROVIRREYNA - HUANCAVELICA FECHA: feb-13
SIMBOLO DIAGRAMA DESCRIPCION EJE
DELANTERO
EJE POSTERIOR
TOTAL 1er. EJE
2do. EJE
3er. EJE
4to. EJE
B2
CARGA (TON) 7 11 18
F.EE. 1.2654 3.2383 4.50365
B3
CARGA (TON) 7 18 25
F.EE. 1.2654 2.0192 3.28458
C2
CARGA (TON) 7 11 18
F.EE. 1.2654 3.2383 4.50365
C3
CARGA (TON) 7 18 25
F.EE. 1.2654 2.0192 3.28458
C4
CARGA (TON) 7 25 32
F.EE. 1.2654 1.42042 2.68579
2S1
CARGA (TON) 7 11 11 29
F.EE. 1.2654 3.2383 3.2383 7.74194
2S2
CARGA (TON) 7 11 18 36
F.EE. 1.2654 3.2383 2.0192 6.52287
2S3
CARGA (TON) 7 11 25 43
F.EE. 1.2654 3.2383 1.42042 5.92408
3S1
CARGA (TON) 7 18 11 36
F.EE. 1.2654 2.0192 3.2383 6.52287
3S2
CARGA (TON) 7 18 18 43
F.EE. 1.2654 2.0192 2.0192 5.30379
3S3
CARGA (TON) 7 18 25 50
F.EE. 1.2654 2.0192 1.42042 4.70500
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PAVIMENTOS 6
2T2
CARGA (TON) 7 11 11 11 40
F.EE. 1.2654 3.2383 3.2383 3.2383 10.98023
2T3
CARGA (TON) 7 11 11 18 47
F.EE. 1.2654 3.2383 3.2383 2.0192 9.76115
3T2
CARGA (TON) 7 18 11 11 47
F.EE. 1.2654 2.0192 3.2383 3.2383 9.76115
3T3
CARGA (TON) 7 18 11 18 54
F.EE. 1.2654 2.0192 3.2383 2.0192 8.54208
DETERMINACION DE TRANSITO ACTUAL
I) RESUMIR LOS CONTEOS DE TRÁNSITO A NIVEL DEL DÍA Y TIPO DE VEHÍCULO
La metodología del trabajo de campo desarrollada en el presente estudio, se basó
en las observaciones realizadas en la zona de trabajo durante el desarrollo de los
trabajos de ingeniería básica y las recomendaciones del “Manual para Estudio de
Tráfico”, dichos trabajos consistieron en conteos de tránsito vehicular.
Dentro de las actividades que han tenido que llevarse a cabo, para el desarrollo
normal del estudio:
• Etapa de planificación
• Etapa de Organización Etapa Ejecución
• Etapa de Procesamiento.
Para el desarrollo de los conteos, que permitan conocer el volumen de tránsito que
soporta la vía así como su composición, se procedió a ubicar la estación de control
en la Av. Augusto B. Leguía. Las labores de Conteo y clasificación en el campo se
desarrollaron de forma continua, las 24 horas del día durante 7 días de la semana,
iniciándose el día martes 11 de setiembre y concluyendo el día lunes 17 de marzo
del 2013.
El estudio de tráfico está orientado a proporcionar la información básica para
determinar los indicadores de tráfico para utilizar en la evaluación Esal del diseño.
Las características principales de transito que se relacionan con el diseño de
pavimentos rígidos son el número de pasadas de ejes y la importancia de las cargas.
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PAVIMENTOS 7
Las cargas más pesadas por eje que se esperan durante el periodo de diseño, son
las que definen los esfuerzos a los que van a estar sometidos dicho pavimento.
Los valores de tránsito a obtener se clasifican así:
TPD: Transito promedio diario en ambas direcciones
TPD-C: Transito promedio diario de vehículos pesados en ambas direcciones
Cargas por eje de los vehículos pesados.
El dato necesario para obtener el tránsito de diseño, consiste en asumir tasas de
crecimiento anual que relacionen factores de proyección de acuerdo a la vida útil
del pavimento rígido, el cual generalmente oscila entre 20 y 40 años, siendo el
recomendable de 20 años.
En el presente proyecto se ha realizado el conteo de los vehículos ligeros y pesados,
cuyo cuadro resumen es el siguiente:
Resultados de los conteo de tráfico: Mes: 11/03/2013
Tipo de Vehículo Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo
Automovil 45 50 48 53 41 12 17
Camioneta 30 36 20 20 22 22 22
Micro 5 2 3 4 2 3 5
Bus Grande 2E 0 0 0 0 0 0 0
Camión 2E 4 3 1 2 3 1 2
Camión 3E 2 1 0 1 2 0 2
Articulado 3S3 0 0 0 0 0 0 0
TOTAL 86 92 72 80 70 38 48
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PAVIMENTOS 8
II) DETERMINAR LOS FACTORES DE CORRECCIÓN PROMEDIO DE UNA ESTACIÓN DE
PEAJE CERCANO AL CAMINO
F.C.E. Vehículos ligeros: 1.313437
F.C.E. Vehículos pesados: 1.162753
III) APLICAR LA SIGUIENTE FÓRMULA, PARA UN CONTEO DE 7 DÍAS
Donde:
IMDS = Índice Medio Diario Semanal de la Muestra Vehícular Tomada
IMDa = Índice Medio Anual
Vi = Volumen Vehícular diario de cada uno de los días de conteo
FC = Factores de Corrección Estacional
Tipo de Vehículo
Tráfico Vehícular en dos Sentidos por Día
Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo
Automóvil 45 50 48 53 41 12 17
Camioneta 30 36 20 20 22 22 22
Micro 5 2 3 4 2 3 5
Bus Grande 2E 0 0 0 0 0 0 0
Camión 2E 4 3 1 2 3 1 2
Camión 3E 2 1 0 1 2 0 2
Articulado 3S3 0 0 0 0 0 0 0
TOTAL 86 92 72 80 70 38 48
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PAVIMENTOS 9
TOTAL IMDS FC IMDa
SEMANA
266 38 1.3134370 50
172 25 1.3134370 32
24 3 1.3134370 5
0 0 1.1627530 0
16 2 1.1627530 3
8 1 1.1627530 1
0 0 1.1627530 0
486 69 91
Tráfico Actual por Tipo de Vehículo
Tipo de Vehículo IMD Distribución
(%) IMD para
diseño
Automovil 50 54.95
Camioneta 32 35.16
Micro 5 5.49
Bus Grande 2E 0 0.00 0
Camión 2E 3 3.30 3
Camión 3E 1 1.10 1
Articulado 3S3 0 0.00 0
IMD 91 100.00 4
CALCULO DE LOS EJES EQUIVALENTES POR EL MÉTODO AASHTO
Se sabe que la fórmula de carga de eje equivalente (ESAL)
𝐸𝑆𝐴𝐿 =∑𝐹𝑖 ∗ 𝑛𝑖
𝑚
𝑖=1
𝑛𝑖 = (𝑛)𝑖𝑥𝐺𝑥𝐷𝑥𝐿𝑥365𝑥𝑌
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PAVIMENTOS 10
Factor de eje equivalente para pavimento rígido
log (𝑊𝑡𝑥
𝑤𝑡) = 4.62 log(18 + 1) − 4.62 log(𝐿𝑥 + 𝐿2) + 3.28 log(𝐿2) +
𝐺𝑡
𝛽𝑥−
𝐺𝑡
𝛽18
𝐺𝑡 = log(4.5 − 𝑃𝑡
4.5 − 1.5)
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52
D=espesor de la loza
CALCULO DE EJES EQUIVALENTES
DATOS
Y=20 años
Pt=2
D=5.7
Hallando Gt
𝐺𝑡 = log(4.5 − 2
4.5 − 1.5)
𝐺𝑡 = −0.0792)
Hallando 𝜷𝟏𝟖 con un Lx=18kip
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = 4.62 log(18 + 1) − 4.62 log(𝐿𝑥 + 𝐿2) + 3.28 log(𝐿2) +
𝐺𝑡
𝛽𝑥−
𝐺𝑡
𝛽18
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PAVIMENTOS 11
Eje n° 01:
Lx=11kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.151
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = 4.62 log(18 + 1) − 4.62 log(𝐿𝑥 + 𝐿2) + 3.28 log(𝐿2) +
𝐺𝑡
𝛽𝑥−
𝐺𝑡
𝛽18
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = 0.8831
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 7.64
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.13
Eje n° 02:
Lx=15.4kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = 0.28
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 1.905
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52
Eje n° 03:
Lx=24.2kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 8.16
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = −0.55
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 0.28
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.57
Eje n° 04:
Lx=15.4kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767
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PAVIMENTOS 12
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = 0.28
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 1.905
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52
Eje n° 05:
Lx=39.7kips L2=2 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 9.57
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = −0.57
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 0.27
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.7
Eje n° 06:
Lx=15.4kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = 0.28
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 1.905
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52
Eje n° 07:
Lx=24.2kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 8.16
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = −0.55
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PAVIMENTOS 13
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 0.28
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.57
Eje n° 08:
Lx=15.4kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = 0.28
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 1.905
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52
Eje n° 09:
Lx=39.7kips L2=2 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 9.57
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = −0.57
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 0.27
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.70
Eje n° 10:
Lx=15.4kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = 0.28
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 1.905
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52
Eje n° 11:
Lx=24.2kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 8.16
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PAVIMENTOS 14
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = −0.55
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 0.28
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.57
Eje n° 12:
Lx=24.2kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 8.16
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = −0.55
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 0.28
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.57
Eje n° 13:
Lx=15.4kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = −0.55
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 1.905
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52
Eje n° 14:
Lx=24.2kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 8.16
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = 0.28
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 1.905
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52
Eje n° 15:
Lx=39.7kips L2=2 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 9.57
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PAVIMENTOS 15
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = −0.57
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 0.27
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.7
Eje n° 16:
Lx=15.4kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = 0.28
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 1.905
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52
Eje n° 17:
Lx=24.2kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 8.16
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = −0.55
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 0.28
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.57
Eje n° 18:
Lx=55.1kips L2=3 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = −0.73
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 0.18
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 5.56
Eje n° 19:
Lx=15.4kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 1.767
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PAVIMENTOS 16
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = 0.28
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 1.905
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 0.52
Eje n° 20:
Lx=39.7kips L2=2 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 9.57
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = −0.57
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 0.27
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.7
Eje n° 21:
Lx=24.2kips L2=1 D=5.7
𝛽𝑥 = 1 +3.6(Lx + L2)5.2
(𝐷 + 1)8.46𝐿23.52= 8.16
log (𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡) = −0.55
𝑊𝑡𝑥
𝑊𝑡= 0.28
𝑊𝑡
𝑊𝑡𝑥= 𝐹𝑖 = 3.57
Hallando (G)*(Y)
Para y=20
𝐺 ∗ 𝑌 =(1 + 𝑅)𝑌 − 1
𝑅
AUTOS Y CAMIONES
𝐺 ∗ 𝑌 =(1 + 0.9%)20 − 1
0.9%= 21.81
MICRO
𝐺 ∗ 𝑌 =(1 + 0.9%)20 − 1
0.9%= 21.81
BUS GRANDE 2E
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PAVIMENTOS 17
𝐺 ∗ 𝑌 =(1 + 0.9%)20 − 1
0.9%= 21.81
CAMION 2E
𝐺 ∗ 𝑌 =(1 + 3.6%)20 − 1
3.6%= 28.57
ARTICULADO 3S3
𝐺 ∗ 𝑌 =(1 + 3.6%)20 − 1
3.6%= 28.57
CALCULO DE ESAL
Para el cálculo de ESAL utilizaremos la siguiente formula:
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 𝐹𝑖 ∗ (𝐼𝑀𝐷) ∗ (𝐺) ∗ (𝑌) ∗ (𝐿) ∗ 365 ∗ (𝐷)
Donde:
Fi=daño sobre el pavimento por cada eje
L=factor de distribución por carril=1
D=factor de distribución direccional=0.5
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟏
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.13 ∗ (50) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 25872.1125
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟐
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.52 ∗ (50) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 103488.45
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟑
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.57 ∗ (50) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 710488.0125
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟒
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.52 ∗ (32) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 66232.608
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟓
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.7 ∗ (32) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 471270.48
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟔
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PAVIMENTOS 18
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.52 ∗ (32) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 66232.608
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟕
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.57 ∗ (5) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 71048.8013
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟖
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.52 ∗ (5) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 10348.845
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟎𝟗
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.7 ∗ (5) ∗ 21.81 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 73636.013
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟎
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.52 ∗ (0) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 0
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟏
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.57 ∗ (0) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 0
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟐
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.57 ∗ (3) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 55842.2077
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟑
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.52 ∗ (3) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 8133.879
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟒
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.57 ∗ (3) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 55842.207
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟓
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.7 ∗ (1) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 19291.89
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟔
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 0.52 ∗ (1) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 2711.293
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟕
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 3.57 ∗ (1) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 18614.069
𝑬𝑺𝑨𝑳𝑫𝑬𝑳𝑬𝑱𝑬𝑵°𝟏𝟖
𝐸𝑆𝐴𝐿 = 5.56 ∗ (1) ∗ 28.57 ∗ (1) ∗ 365 ∗ (0.5) = 28989.979
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PAVIMENTOS 19
EL ESAL TOTAL PARA 20 AÑOS ES LA SUMATORIA
𝑬𝑺𝑨𝑳 = 𝟏. 𝟕𝟗 ∗ 𝟏𝟎𝟔
DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDO
SEGÚN EL PROYECTO : "MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE TRANSITABILIDAD
VEHICULAR Y PEATONAL DE VÍAS DE LA URBANIZACIÓN SAN FABIÁN, DEL BARRIO DE
YANANACO, DISTRITO DE HUANCAVELICA, PROVINCIA DE HUANCAVELICA -
HUANCAVELICA" . Para el diseño de un pavimento rígido, se tiene los siguientes datos:
FACTORES PARA HALLAR ESPESOR DEL PAVIMENTO
1. ZR = Desviación Estándar Normal.
NIVEL DE CONFIABILIDAD (R), RECOMENDADO
Clasificación Funcional Urbana Rural
Interestatales y vías rápidas 85 - 99.9 80 - 99.9
Arterias principales 80 - 99 75 - 95
Colectoras 80 - 95 75 - 95
Locales 50 - 80 50 - 80
R = 90 %
DESVIACION ESTANDAR NORMAL (ZR)
Zr = -1.282
2. So = Desviación Normal del Error Estándar combinado en la estimación de los
parámetros de diseño y el comportamiento del pavimento (Modelo deterioro)
DESVIACION ESTANDAR (So)
PAVIMENTO FLEXIBLE PAVIMENTO RIGIDO
0.44 - 0.49 0.34 - 0.39
variación en la predicción del comportamiento del
pavimento sin errores - con errores en el tránsito
variación en la predicción del comportamiento del pavimento sin errores -
con errores en el tránsito
So = 0.35
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PAVIMENTOS 20
3. ΔPSI = Diferencia entre el índice de serviciabilidad inicial, Po y el índice de
serviciabilidad terminal de diseño (Pt).
PERDIDA DE SERVICIABILIDAD
El cambio de pérdida en la calidad de servicio que la carretera proporciona al usuraio, se defiene en el metodo con la siguiente ecuación:
PSI = Indice de Servicio Presente
ΔPSI = Diferencia entre los indicies de servicio
inicial u orginal y el final o terminal.
Po = indice de servicio final (4,5 para pavimentos ridigdo y 4.2 para flexibles)
Pt = Indice de servicio termina, para el cual aashto maneja en su vesion 1993 valores de 3.0, 2.5 y 2.0, recomendando 2.5 ó 3.0 para caminos principales y 2.0 para secundarios.
Po = 4.50 Pt = 2.50
ΔPSI = Po - Pt
REEMPLAZANDO VALORES
ΔPSI = 2.00
4. S'c = Módulo de ruptura, en libras por pulgadas cuadradas (psi), para el
concreto de cemento Portland.
f´c = 210 kg/cm2
f'c = 2940
lb/pulg2 S'c = 542 psi
5. J = Coeficiente de transferencia de carga
cfacS '108'
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PAVIMENTOS 21
Hombros Asfalto Concreto
Dispositivo de transferencia Si No Si No
Pavimentos con juntas simples y juntas
reforzadas 3.2
3.8 - 4.4 2.5 - 3.4 3.6 - 4.2
J = 2.70
6. J = Coeficiente de transferencia de carga
CALIDAD DEL DRENAJE
P = % del tiempo que el pavimento está expuesto a
niveles de humedad cercanos a la saturación
< 1% 1% - 5% 5% - 25% >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 - 0.09 0.90 - 0.80 0.80
Muy Pobre 1.00 - 0.90 0.90 - 0.80 0.80 - 0.70 0.70
CALIDAD DE
DRENAJE AGUA ELIMINADA EN
Excelente 2 horas
Bueno 1 día
Regular 1 semana
Pobre 1 mes
Malo Agua no drena
Cd = 0.90
7. Ec = Modulo de Elasticidad, en psi, del concreto de cemento Portland.
f'c = 2940
lb/pulg2 Ec = 3090641 psi
cfEc '57000
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PAVIMENTOS 22
8. k = Módulo de reacción del subgrado
Se empleará una capa granular intermedia como sub base, el cual incrementará el
valor K a través de un valor combinado
9. D = Espesor, en pulgadas, de la losa de concreto
Aunque es la incógnita a determinar, se deberá asumir un valor inicial del
espesor de losa de concreto;
Kcombinado(1+(h/38) 2̂*(Ksb/Ksr) (̂2/3))) 0̂.5*KsrKcombinado = 77.37 Mpa 11,218.55 lb/pulg2
Donde: 11,218.55 pci
Ksr = K de la subrasante (Mpa/m) 70.36
Ksb = K de la sub base (Mpa/m) 109.58
h = espesor de la capa de sub base en cm 15
Pulgadas 6.00 CBR (%) 26.62
CBR combinado
Resultado: (de abaco relación k y CBR)
k = 225 pci
0,0 a 1,0
0,0 a 1,0
0,0 a 1,0
0,0 a 1,0
1,0 a 3,0
1,0 a 3,0
2,0 a 3,0
Estabilizado con cal (E = 20 000 a 70 000 psi)
Materiales granulares no ligados (E = 15 000 a 45 000 psi)Materiales de subgrado naturales o Suelos de grano fino (E = 3
000 a 40 000 psi)
TABLA 2.7 Rangos tipicos de los factores de perdida de soporte (LS) para diferentes tipos de
Tipo de material Pérdida de soporte (LS)
Base granular tratada con cemento (E = 1 000 000 a 2 000 000
Mezclas de agregados con cemento (E = 500 000 a 1 000 000 psi)
Base tratada con asfalto (E = 350 000 a 1 000 000 psi)
Mezclas estabilizadas con bitumen (E = 40 000 a 300 000 psi)
Si CBR < 10%
Ksr = 2.55 + 52.5*Log CBR Ksr = 70.36 Mpa
Sub rasante CBR (%) 18.00
Sub base CBR (%) 36.80
Si CBR > 10% Ksb = 109.58 Mpa
Ksr = 46 + 9.08*(Log CBR) 4̂.34
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DONDE:
SN1=2.514
SN2=3.07
10. W18 =Cantidad pronosticada de repeticiones del eje de carga equivalente de
18 kips para el periodo analizado.
LOSA DE CONCRETO D1
D2
SUB GRADO
CAPA SUB BASE
W18
Zr
So
ΔPSI
S'c
Cd
Ec
k
J
P t
D
1.17E+06
-1.282
0.35
2.00
542
0.90
USO DE FORMULA CON EL PROCEDIMIENTO
3090641
225.00
2.70
2.50
6.73
MR(Psi) a m
base 30000 0.44 1
sub base 14000 0.113 0.7
subrasante 11889
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𝐷1∗ ≥𝑆𝑁1
𝑎1=2.514
0.44= 5.71 ≈ 5.7
𝑆𝑁1∗ = 𝑎1 ∗ 𝐷1∗ ≥ 𝑆𝑁1
𝑆𝑁1∗ = 2.509 ≥ 2.514
𝐷2∗ ≥𝑆𝑁2 − 𝑆𝑁1∗
𝑎2 ∗ 𝑚2
𝐷2∗ ≥3.07 − 2.509
0.133 ∗ 0.7= 6.03 ≈ 6
𝑆𝑁1∗ + 𝑆𝑁2∗ ≥ 𝑆𝑁2
2.509 + 3.07 ≥ 6
2.509 + 3.076 ≈ 6
W18 = 1.17E+06
18 18
1 1W =w
tg
g
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Reemplazando los datos obtenidos en la siguiente ecuación:
ECUACION BASICA DE DISEÑO PARA PAVIMENTO RIGIDO
A B
0.75
C
0.75
0.25
ΔPSIlog
10 4.5 1.5log (W ) Z S 7.35 log (D 1) 0.06 (4.22 0.32 log
10 18 R o 10 101624x101
8.46(D 1)
)7
S' ( 1.132)
18.42215.03
dpt
C D
J DEc
k
DISEÑO TEORICO
16.83 cm
CAPA SUB BASE DSB =6.00 pulg 15.00 cm
cm
15.00 cm
LOSA DE CONCRETO D1 =6.73 pulg
LOSA DE CONCRETO D1 =8.00 pulg
CAPA SUB BASE DSB =6.00 pulg
DIMENSIONES FINALES
SUB GRADO
SUB GRADO
18.00