Expo diseño de pavimentos ineniero augusto garcia uap

1. FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA
CIVIL
DISEÑO MODERNO DE
PAVIMENTOS
TEMA :
DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE Y
RÍGIDO
DOCENTE : ING. AUGUSTO GARCIA CORZO 1

2. DEFINICION - PAVIMENTOS
Estructura que se diseña y se
forma mediante un conjunto de
capas construidas sobre el suelo
de fundación, con la finalidad de
ser utilizado como una superficie
apta para el libre tránsito de
vehículos de tipo liviano, pesado y
comercial; y donde la circulación se
hace de manera rápida,
confortable, segura y económica.

3. ESQUEMA DEL COMPORTAMIENTO DE
PAVIMENTOS FLEXIBLES Y RÍGIDOS
PAVIMENTO
FLEXIBLE
PAVIMENTO
RÍGIDO
COMPETENCIAS TÉCNICAS EN
ASEGURAMIENTO Y CONTROL DE CALIDAD EN
OBRAS VIALES

4. Se utiliza para determinar el efecto destructivo,
dependiendo de las cargas y tipo de ejes de los
vehículos que circulan por la vía
ESAL’s (Equivalent simple axial load)
Son el número de pasadas de ejes trasformados
en un número de ejes tipo, que de acuerdo a
directivas AASHTO es un eje simple de 18 Kips,
8.2 Tn u 80 kN.
W18 (EJE EQUIVALENTE)

5. FACTOR CAMION
Es la relación que define la cantidad de esals que
posee cada tipo de camion
TF = (N° ESALs totales)/(N° de camiones)

6. IMDA Y FACTORES DE REDUCCIÓN
6
CÁLCULO DE ESAL
TIPO DE VEHICULOS IMDA FC JUNIO AMBOS CARRILES
3043 1.0608 3228
53 0.098086 5
83 0.098086 8
207 0.098086 20
158 0.098086 15
31 0.098086 3
44 0.098086 4
56 0.098086 5
18 0.098086 2
185 0.098086 18
24 0.098086 2
51 0.098086 5
3693 3315.00
1.- IMDA 3315.00
IMDA JUNIO 2652
TOTAL AMBOS CARRILES
2.- CALCULO DEL FACTOR DE DIRECCION
1657.50
3315.00
3.- CALCULO DEL FACTOR DE CARRIL
3310 1
3315.00
Dd = = 0.500
Dd =
VEHICULOS LIGEROS
OMNIBUS B2
OMNIBUS B3
CAMIONES DE C2
CAMIONES DE C3
CAMIONES DE C4
CAMIONES DE T2S2
CAMIONES DE T2S3
CAMIONES DE T3S2
CAMIONES DE T3S3
TRAILER DE 2T2
TRAILER 2T3
TOTAL

7. ESALO – PAVIMENTO FLEXIBLE
7
TIPO DE VEHICULO CÓDIGO IMDA EJE CARGA
CARGAS
KIPS F FLEXIBLE EALF FLEXIBLE
VL 3228 SIMPLE 1 2.204 0.0005 1.70120944
3228 SIMPLE 1 2.204 0.0005 1.70120944
2E 5 SIMPLE 7 15.43 1.2654 6.326833744
5 TANDEM 10 22.04 2.2118 11.05896783
3E 8 SIMPLE 7 15.43 1.2654 10.12293399
8 TANDEM 16 35.26 1.3659 10.92755638
C2E 20 SIMPLE 7 15.43 1.2654 25.30733497
20 SIMPLE 10 22.04 2.2118 44.23587133
C3E 15 SIMPLE 7 15.43 1.2654 18.98050123
15 TANDEM 16 35.26 1.3659 20.48916822
C4E 3 SIMPLE 7 15.43 1.2654 3.796100246
3 TANDEM 23 50.69 1.2324 3.697255725
T2S2 4 SIMPLE 7 15.43 1.2654 5.061466995
4 TANDEM 10 22.04 2.2118 8.847174266
4 TANDEM 16 35.26 1.3659 5.463778192
T2S3 5 SIMPLE 7 15.43 1.2654 6.326833744
5 TANDEM 10 22.04 2.2118 11.05896783
5 TANDEM 23 50.69 1.2324 6.162092875
T3S2 2 SIMPLE 7 15.43 1.2654 2.530733497
2 TANDEM 16 35.26 1.3659 2.731889096
2 TANDEM 16 35.26 1.3659 2.731889096
T3S3 18 SIMPLE 7 15.43 1.2654 22.77660148
18 TANDEM 16 35.26 1.3659 24.58700186
18 TANDEM 23 50.69 1.2324 22.18353435
2T2 2 SIMPLE 7 15.43 1.2654 2.530733497
2 TANDEM 16 35.26 1.3659 2.731889096
2 TANDEM 23 50.69 1.2324 2.46483715
2 TANDEM 23 50.69 1.2324 2.46483715
2T3 5 SIMPLE 7 15.43 1.2654 6.326833744
5 TANDEM 10 22.04 2.2118 11.05896783
5 TANDEM 16 35.26 1.3659 6.82972274
313.21
trailer
BUS
CAMIÓN
SEMI TRAILER
VEHICULOS LIGEROS

8. ESALO– PAVIMENTO RÍGIDO
8
TIPO DE VEHICULO CÓDIGO IMDA EJE CARGA
CARGAS
KIPS
F RÍGIDO
EALF
RIGIDO
VL 3228 SIMPLE 1 2.204 0.0004 1.40865094
3228 SIMPLE 1 2.204 0.0004 1.40865094
2E 5 SIMPLE 7 15.43 1.2728 6.36417089
5 TANDEM 10 22.04 2.2561 11.2806262
3E 8 SIMPLE 7 15.43 1.2728 10.1826734
8 TANDEM 16 35.26 2.1335 17.0682969
C2E 20 SIMPLE 7 15.43 1.2728 25.4566836
20 SIMPLE 10 22.04 2.2561 45.1225049
C3E 15 SIMPLE 7 15.43 1.2728 19.0925127
15 TANDEM 16 35.26 2.1335 32.0030566
C4E 3 SIMPLE 7 15.43 1.2728 3.81850253
3 TANDEM 23 50.69 2.9837 8.95118234
T2S2 4 SIMPLE 7 15.43 1.2728 5.09133671
4 TANDEM 10 22.04 2.2561 9.02450098
4 TANDEM 16 35.26 2.1335 8.53414843
T2S3 5 SIMPLE 7 15.43 1.2728 6.36417089
5 TANDEM 10 22.04 2.2561 11.2806262
5 TANDEM 23 50.69 2.9837 14.9186372
T3S2 2 SIMPLE 7 15.43 1.2728 2.54566836
2 TANDEM 16 35.26 2.1335 4.26707422
2 TANDEM 16 35.26 2.1335 4.26707422
T3S3 18 SIMPLE 7 15.43 1.2728 22.9110152
18 TANDEM 16 35.26 2.1335 38.403668
18 TANDEM 23 50.69 2.9837 53.707094
2T2 2 SIMPLE 7 15.43 1.2728 2.54566836
2 TANDEM 16 35.26 2.1335 4.26707422
2 TANDEM 23 50.69 2.9837 5.96745489
2 TANDEM 23 50.69 2.9837 5.96745489
2T3 5 SIMPLE 7 15.43 1.2728 6.36417089
5 TANDEM 10 22.04 2.2561 11.2806262
5 TANDEM 16 35.26 2.1335 10.6676855
410.53
trailer
BUS
CAMIÓN
SEMI TRAILER
VEHICULOS LIGEROS

9. ESAL
Las cargas de ejes simples equivalente para r =
0.024 y n = 20 fueron calculados con la fórmula:
9

10. CBR (CALIFORNIA BEARING RATIO)
CÁLCULO DE CBR
SEGÚN AASHTO
n° DE CALICATAS 6
CBR
1 4.5
2 7.8
3 7.8
4 33
5 16.8
6 16.8
86.7
CBRDISEÑO 14.45
Percentil 87.5% CBRDISEÑO 14.45
0
5
10
15
20
25
30
35
0 1 2 3 4 5 6 7
Título del gráfico
Mejoramiento
de sub rasante
CBRDISEÑO=
14.45 %
10

11. CBR (CALIFORNIA BEARING RATIO)
CÁLCULO DE CBR
SEGÚN INSTITUO DEL ASFALTO
n° DE CALICATAS 6
CBR percentil % CBR
33 1 16.6667 100.000 4.5
16.8 3 50.0000 83.333 7.8
16.8 3 50.0000 83.333 7.8
7.8 5 83.3333 16.000 33
7.8 5 83.3333 50.000 16.8
4.5 6 100.0000 50.000 16.8
Percentil 87.5% CBRDISEÑO 6.80
Percentil 87.5% = 6.80%
Percentil 75% = 10.20%
Percentil 60% = 13.90%
ORDENADO
0.0000
20.0000
40.0000
60.0000
80.0000
100.0000
120.0000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
CBR DE DISEÑOPERCENTIL
CBR
87.5
6.8%
11

12. CÁLCULO DE Mr, R, ZR, SO
12
MÓDULO DE RESILIENCIA
MODULO DE RESILIENCIA 10200 lb/psi
SERVICIALIDAD
AÑOS 10 15 20
Servicialidad pav/flex 4.20 4.2 4.2
2.00 2.00 2.00
Servicialidad final 2.20 2.20 2.20
CONFIABILIDAD
R = 85%
ZR= -1.037
S 0 = 0.45

13. CÁLCULO DE PAVIMENTO FLEXIBLE
DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE
METODO AASHTO 1993
PROYECTO : MEJORAMIENTO VIAL FECHA :
SECCION 1 : km - km
1. REQUISITOS DEL DISEŇO
a. PERIODO DE DISEÑO (Años) 10
b. NUMERO DE EJES EQUIVALENTES TOTAL (W18) 1.45E+06
c. SERVICIABILIDAD INICIAL (pi) 4.2
d. SERViCIABILIDAD FINAL (pt) 2.0
e. FACTOR DE CONFIABILIDAD (R) 85%
STANDARD NORMAL DEVIATE (Zr) -1.036
OVERALL STANDARD DEVIATION (So) 0.45
2. PROPIEDADES DE MATERIALES
a. MODULO DE RESILIENCIA DE LA BASE GRANULAR (KIP/IN2)
b. MODULO DE RESILIENCIA DE LA SUB-BASE
c MODULO DE RESILIENCIA DE LA SUBRASANTE (Mr, ksi) 10.20
13

14. CÁLCULO DE PAVIMENTO FLEXIBLE
3. CALCULO DEL NUMERO ESTRUCTURAL (Variar SN Requerido hasta que N18 Nominal = N18 Calculo)
SN Requerido Gt N18 NOMINAL N18 CALCULO
3.04 -0.08894 6.16 6.16
3. ESTRUCTURACION DEL PAVIMENTO
a. COEFICIENTES ESTRUCTURALES DE CAPA
Concreto Asfáltico (a1) 0.32
Base granular (a2) 0.14
Subbase (a3) 0.12
b COEFICIENTES DE DRENAJE DE CAPA
Base granular (m2) 0.80
Subbase (m3) 0.80
ALTERNATIVA SNreq SNresul D1(cm) D2(cm) D3(cm)
1 3.04 3.09 5 30 30
2 3.04 0.00
14

15. ERROR ESTANDAR COMBINADO (So)
Capacidad conjuga la desviación estándar de la ley de predicción
del transito en el periodo de diseño con la desviación estándar de
la ley de predicción de comportamiento del pavimento, es decir,
del numero de ejes que puede soportar el pavimento hasta que su
índice descienda por debajo de un determinado valor Pt.
15
Pavimento rígido So 0.30 - 0.40
Pavimento nuevo 0.35
sobrecapa 0.40

16. ERROR ESTANDAR COMBINADO (So)
Capacidad del pavimento de concreto para
transmitir las cargas a través de las juntas
(discontinuidades)
16

17. MÓDULO DE RUPTURA DEL CONCRETO (Mr)
Resistencia a la flexión (tracción) del concreto.
17
Mr = 43.5 𝑥 (
𝐸𝑐
1000000
) + 488.5
MÓDULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO (Ec)
Ec = 5700 𝑥 (𝑓′
𝑐)0.5

18. MÓDULO DE REACCIÓN “ K”
Módulo de reacción combinado “Kc” de la subrasante, se
obtiene conociendo el valor del módulo de resiliencia de la
subrasante, el espesor y el coeficiente de elasticidad de la
subrasante.
18

19. CÁLCULO DE PAVIMENTO RÍGIDO
PROYECTO : Ejemplo FECHA :
SECCION 1 : km - km
1. REQUISITOS DEL DISEŇO
a. PERIODO DE DISEÑO (Años) 20
b. NUMERO DE EJES EQUIVALENTES TOTAL (W18) 1.89E+06
c. SERVICIABILIDAD INICIAL (pi) 4.5
d. SERViCIABILIDAD FINAL (pt) 2.5
e. FACTOR DE CONFIABILIDAD (R) 85%
STANDARD NORMAL DEVIATE (Zr) -1.036
OVERALL STANDARD DEVIATION (So) 0.35
DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDO
METODO AASHTO 1993
19

20. CÁLCULO DE PAVIMENTO RÍGIDO
2. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
a. RESISTENCIA A LA COMPRESION DEL CONCRETO f'c (kg/cm2) 210
RESISTENCIA A LA COMPRESION DEL CONCRETO f'c ( psi ) 2,980.64
b. MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO Ec ( psi ) 3,111,928.14
c. MODULO DE ROTURA S'c ( psi ) 623.87
d. MODULO DE REACCION DE LA SUBRASANTE- K ( pci ) 151.42
e. TRANSFERENCIA DE CARGA ( J ) 2.8
f. COEFICIENTE DE DRENAJE ( Cd ) 1.0
3. CALCULO DEL ESPESOR DE LOSA (Variar D Requerido hasta que N18 Nom
D (pulg) Gt N18 NOMINAL N18 CALCULO
8.000 -0.17609 6.28 6.66
4. ESTRUCTURACION DEL PAVIMENTO
A. ESPESOR DE LOSA REQUERIDO ( Df ), pulgadas 8
B. ESPESOR DE LOSA REQUERIDO ( Df ), centimetros 20
C. ESPESOR DE SUB BASE ( SB ), pulgadas 10
D. ESPESOR DE SUB BASE ( SB ), centimetros 25
20

21. GRACIAS
21