DISEÑO DE PAVIMENTOS ME PDGDISEÑO DE PAVIMENTOS ME-PDG.
Manuel José Meza Soto Ingeniero Civil, M.sc
Company
LOGOUniversidad del Sinú
Facultad de Ingeniería Civil Di ñ A d d P i tDiseño Avanzado de Pavimentos
2009
1. INTRODUCCION ME-PDG
METODOLOGIAS DE DISEÑO
• Experiencia.
• Empírico (ej. AASHO Road Test).- Modelos estadísticos.
• Mecanicista – Empírico.Calcula respuestas en el pavimento (esfuerzos - Calcula respuestas en el pavimento (esfuerzos,
deformaciones y deflexiones).
• Mecanicista.
LOGROS AASHTO Road Test
• Concepto de serviacibilidad – PSI• Concepto de serviacibilidad – PSI.
• Factor daño del tránsito – ESALs.
• Concepto de número estructural – SN.
• Procedimiento empírico.
• Diseño de pavimento simplificado.
LIMITACIONES AASHTO Road Test
TO
AASHO ROAD TEST
L PA
VIME
NTPE
SOR
DEL
Tránsito
< 2 MillonesDiseños con
ES
Diseños con tránsito > 20
Millones
REPETICIONES DE CARGA
SERVICIABILIDAD AASHO Road Test
PSI InicialPSI InicialAV
IMEN
TODA
D DE
L PA
?
RVIC
IABI
LID ?
PSI final
SER
REPETICIONES DE CARGA
DISEÑO MECANICO - EMPIRICO
Clima Materiales Tránsito
Base
EstructuraEstructura
Acumulación de dañosRespuestas del pavimento Deterioros
Daño
s
Tiempo
NIVELES DE JERARQUIA
NIVEL 1 NIVEL 2 NIVEL 3
Medida directamente Medida directamente en el sitio especifico
del proyecto
Correlaciones o modelos regionales Valores por defecto
PROCESO DE DISEÑO/ANALISIS ME-PDG
Tránsito Subrasante Clima Materiales
Cambiar Modelo de prueba
NO
Ca b amodelo
Modelo de prueba
Modelos de análisis
SI
Modelos de predicción de fallas
Acumulación de dañosCumple ?
Alternativa factible
Modelo final
Análisis costo ciclo de vida
Aspectos constructivos
Modelo final
CRITERIOS DE DISEÑO
CUMPLENC
E
NO CUMPLE
SEÑO
PER
FORM
A NO CUMPLE
RIOD
O DE
DIS
RITE
RIO
DE
PERC
TIEMPOTIEMPO
2. MATERIALES
σ K2K2θ ⎞⎛⎞⎛ τ
Nivel 1σ oct 1
PaPaθPa*K1Mr ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ +⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛=
τES
TADO
PL
ASTI
CO
Mrσd
Mr = εr
σd
ESTADO ELASTICO
εr
r
ε
NIVEL 2
PARAMETRO MODELO ENSAYO
CBR Mr=2555(CBR)0.61 (PSI) AASHTO T 493
R - valor Mr=1155+555R (PSI) AASHTO T 190
Coeficiente ai AASHTO 93 Mr=30000 (ai/0.14) (PSI) Guia AASHTO 2002i ( i ) ( )
Gradación y IP CBR=75/(1+0.728 x wIP) AASHTO T 27 y T 90
PDC CBR=292/PDC1.12 ASTM D 6951PDC CBR=292/PDC ASTM D 6951
NIVEL 3
MATERIAL RANGO (Mr) (PSI)
VALOR TIPICO Mr (PSI)(PSI) (PSI)
A-1a 38.500 – 42.000 40.000
A-6 13.500 – 24.000 17.000
A-7-5 8.000 – 17.500 12.000
A-7-6 5.000 – 13.500 8.000
CH 5 000 13 500 8 000CH 5.000 – 13.500 8.000
MH 8.000 – 17.500 11.500
CL 13.500 – 24.000 17.000
SW 28.000 – 37.500 32.000
SP 24.000 – 33.000 28.000
GW 39 500 – 42 000 41 000GW 39.500 – 42.000 41.000
GM 33.000 – 42.000 38.500
REQUERIMIENTO AASHO Road Test
• VOLUMEN DE LOS VEHICULOSDistribución por carril
Distribución por sentidopDistribución tipo de vehiculo
Crecimiento del tránsito
• PESOS DE LOS VEHICULOSPesos por eje
Configuración de los ejes (simples, tandem,…)
REQUERIMIENTO ME-PDG
• VOLUMEN DE LOS VEHICULOSDistribución por carril
Distribución por sentidopDistribución tipo de vehiculo
Crecimiento del tránsito
• PESOS DE LOS VEHICULOSPesos por eje
Configuración de los ejes (simples, tandem,…)Configuración Wander, Velocidad
Configuración Wheelbase
NIVELES DE JERARQUIA
• NIVEL 1En el cual se tiene un buen conocimiento de las características del tránsito En el cual se tiene un buen conocimiento de las características del tránsito. Los datos de volúmenes y pesajes pueden considerarse de cualquier punto dentro del sitio específico.
• NIVEL 2En el cual se tiene un conocimiento moderado de las características del tránsito. Se cuentan con los datos de volúmenes y pesajes de la zona región o Se cuentan con los datos de volúmenes y pesajes de la zona, región o departamento del proyecto.
NIVEL 3• NIVEL 3En el cual hay un pobre conocimiento de las características del tránsito. Requiere que el diseñador recolecte datos de TPD y porcentaje de camiones, se puede usar datos promedios de las regiones o departamento o valores obtenidos puede usar datos promedios de las regiones o departamento, o valores obtenidos de las experiencias locales.
ENTRADAS REQUERIDAS
1) Volumen de tránsito – año base.
2) Factores de ajuste del volumen del tránsito.• Ajuste mensual• Distribución de clase de vehículo• Distribución de clase de vehículo• Distribución horaria de camiones• Factor de crecimiento
3) Factor de distribución de carga por eje.
4) Generales4) Generales.• Número de ejes/camiones• Configuración del eje
Factores de las llantas• Factores de las llantas
NIVELES DE JERARQUIA
NIVEL 2 y 3.
⎤⎡ V
Correlación modelo matemático de Witczak
.+)(.−.+.−.+
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+
.−.−.−)(.−.=)(
342
38384
abeff
beffa4
2200200
005470p0p0000170003958p00021p08719773
VVV802208005809V0002841p0p0017670750063p3ELog
))(.−)(.−.−(++ η393532log0f31335log06033130e1
E = Módulo Dinámico (PSI)η = Viscosidad del ligante (106 Poises)η Viscosidad del ligante (10 Poises)f = Frecuencia de carga (Hz)Va = Contenido de aire (%)Vbeff = Contenido efectivo de ligante (%)p34 = % retenido en ¾”p34 % retenido en ¾p38 = % retenido en 3/8”p4 = % retenido en # 4p200 = % pasa en # 200