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UNIVERSIDAD VERACRUZANA

Facultad de Ingeniera Civil Poza Rica Tuxpan

Diseo geomtrico y de pavimento flexible en tramo carretero Arroyo Blanco-Entronque carretero Nueva

Suriana-Zapote Bueno, Martnez de la Torre, Veracruz.

MEMORIA

PARA ACREDITAR LA EXPERIENCIA EDUCATIVA DE:

METODOLOGA DE LA INVESTIGACIN

PRESENTA:

Garca Serafn Guillermo

Pablo Lorenzana Jenny Celene

Hernndez Nez Juan

Abril 2015

CATEDRTICO:

Mtro. Garca Gonzlez Alyda

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Contenido INTRODUCCIN ................................................................................................................................... 3

ANTECEDENTES ................................................................................................................................... 4

JUSTIFICACIN .................................................................................................................................... 5

OBJETIVO ............................................................................................................................................. 5

OBJETIVO ESPECIFICO ......................................................................................................................... 6

HIPOTESIS ............................................................................................................................................ 6

Metodologa: ....................................................................................................................................... 7

Capitulo II Pavimento Flexible ............................................................................................................. 7

II.1 Funciones y caractersticas de un pavimento flexible ............................................................... 7

II.1.1 Resistencia estructural ....................................................................................................... 7

II.1.2 Deformabilidad ................................................................................................................... 8

II.1.3 Durabilidad ......................................................................................................................... 8

II.1.4 Costo ................................................................................................................................... 8

II.1.5 Requerimientos de conservacin ....................................................................................... 9

II.1.6 Comodidad. ........................................................................................................................ 9

II.2 Elementos de un pavimento flexible, su funcin y caractersticas ........................................... 9

II.2.1 Carpeta ............................................................................................................................. 11

II.2.2 Base .................................................................................................................................. 11

II.2.3 Sub-Base ........................................................................................................................... 12

II.2.4 La Subrasante ................................................................................................................... 13

II.2.5 Cuerpo del terrapln ........................................................................................................ 14

II.3 Mtodos de diseo de pavimentos ......................................................................................... 14

II.4 Mtodo del Instituto de Ingeniera de la UNAM ..................................................................... 15

II.4.1 variables de diseo ........................................................................................................... 16

II.5 Caractersticas del Software (DISPAV 5) .............................................................................. 24

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INTRODUCCIN

Desde los principios de la existencia el ser humano se ha encontrado en la

necesidad de comunicarse, por lo que a lo largo de la historia ha desarrollado

diferentes mtodos para la construccin de caminos desde las primeras vas a base

de piedra y aglomerantes hasta la actualidad perfeccionados con la ayuda de la

ingeniera nos conducen a grandes autopistas de pavimento flexible o rgido.

La ingeniera de caminos es una ciencia y un arte desarrollada por los ingenieros

puesto que una carretera debe estar bien proyectada ya que los automovilistas

deben tener una visin clara del paisaje y principalmente transitar en forma segura

y expedita. La geometra del camino es la parte ms importante del proyecto

estableciendo en base a las condiciones y configuraciones topogrficas del terreno,

estos trabajos demandan algo semejante a la visin e imaginacin de un artista que

puede visualizar aspectos tridimensionales de las curvas horizontales y verticales,

de cortes y taludes que se encuentran acordes con el terreno.

Debido a los avances en cuanto a vas de comunicacin terrestres es de gran

importancia que las carreteras de nuestro pas se encuentren en buenas

condiciones para el trnsito vehicular. Es por esto que se ha abordado a la

necesidad de desarrollar el diseo geomtrico y la propuesta de pavimento flexible

para el tramo carretero Arroyo Blanco- Entronque Nueva Suriana- Zapote Bueno,

Municipio de Martnez de La Torre, Veracruz. Esto debido a que las condiciones

actuales de dicho camino no son las ms adecuadas para el trnsito de los

vehculos. Dicho documento contara con las caractersticas y especificaciones

necesarias para poder cumplir con los requisitos de la secretaria de comunicaciones

y transportes.

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ANTECEDENTES

Se encuentra ubicado en las Coordenadas Entre los paralelos 19 58 y 20 17 de

latitud norte; los meridianos 96 56 y 97 10de longitud oeste; altitud entre 10 y

400 m.

Colinda al norte con los municipios de Papantla, Tecolutla y San Rafael; al este

con los municipios de San Rafael y Misantla; al sur con los municipios de

Misantla, Atzalan y Tlapacoyan; al oeste con el municipio de Tlapacoyan, el estado

de Puebla y el municipio de Papantla.

EXTENSION

Tiene una superficie de 524 km2, Ocupa el 0.56% de la superficie del estado.

Cuenta con 268 localidades y una poblacin total de 97 768 habitantes.

OROGRAFIA

Su suelo es variado con algunas alturas en los lmites de Misantla, como son cerros

redondos y narciso.

RECURSOS NATURALES

La zona de Martnez de la Torre es la nmero uno en la produccin de limn persa,

la citricultura martinense es la ms importante de la entidad veracruzana pues es

aqu en donde se concentra un nmero importante de las setenta y dos

exportadoras y ms de cincuenta mil hectreas de limn que existen en el estado

de Veracruz.

PRINCIPALES LOCALIDADES

Las comunidades ms importantes, atendiendo a su poblacin son:

Martnez dela Torre

Independencia

Felipe Carrillo Puerto

Mara de la Torre

La palma.

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JUSTIFICACIN

Los habitantes de la comunidad de arroyo blanco en su mayora las fuentes de

empleo son el comercio y la siembra de frutas ctricas como limn y naranja, se ha

abordado a la necesidad de construir un va de comunicacin la cual permita que

los habitantes de la comunidad puedan trasladarse a las ciudades ms cercanas a

realizar sus compras. En la actualidad la comunidad solo cuenta con una va en

condiciones de trnsito, debido a esto se busc la manera de solucionar este

problema proponiendo una va alterna la cual unir la comunidad de arroyo blanco

con el entronque nueva suriana-sapote bueno, esta va beneficiara directamente a

la comunidad ahorrando tiempo para trasladarse a las ciudades, por consecuente

reduciendo gastos de operacin, adems considerando que esta ayudara a los

productores de ctricos a tener acceso a sus huerto y en tiempo de cosechas

generar mayores ganancias debido a que actualmente los productores usan un

camino en malas condiciones para el transito generando as altos gastos de

operacin de sus vehculos.

OBJETIVO

El objetivo fundamental de este proyecto es obtener el diseo geomtrico del

camino as como la propuesta para la estructura del pavimento para satisfacer al

mximo los objetivos primordiales de los caminos, es decir, la funcionalidad, la

seguridad, la comodidad, la integracin ambiental en su entorno, la armona o

esttica, y economa del usuario.

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OBJETIVO ESPECIFICO

o Identificar los criterios y las normas establecidas por la SCT en el Manual de

Diseo Geomtrico de Carreteras y las normas para el diseo de pavimento.

o Determinar los valores de las pendientes constantes para el tramo carretero,

adems obtener la humedad ptima y el grado de CBR para el diseo de

pavimento.

o Determinar la alineacin vertical y horizontal del tramo carretero.

o Establecer los volmenes para los movimientos de tierra de las secciones

tpicas especficas.

HIPOTESIS

Con este proyecto se pretende beneficiar a los habitantes de las comunidades de

Arroyo Blanco, La Nueva Suriana, Zapote Bueno y Pozo de Oro, de la zona norte

del municipio de Martnez de la Torre, con el fin de estar ms comunicados con la

cabecera municipal y poder comercializar su produccin de ctricos.

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Metodologa:

Capitulo II Pavimento Flexible

II.1 Funciones y caractersticas de un pavimento flexible

Los pavimentos flexibles son una estructura de rodamiento formada por material

asfaltico y granular, esta debe proporcionar una superficie uniforme, resistente a las

acciones de los vehculos, intemperismo y a otros agentes perjudiciales, as como

transmitir a las terraceras los esfuerzos por las cargas de transito sin ocasionar

daos a la estructura. Las capas que forman el pavimento son: carpeta asfltica,

base, sub-base y subrasante la cual tiene la funcin de cimentacin en la estructura.

Como toda estructura el pavimento flexible debe ser seguro, funcional, y econmico,

entre las caractersticas principales para cumplir estos requisitos se encuentran las

siguientes:

Resistencia estructural.

Deformabilidad.

Durabilidad.

Costo.

Requerimientos de conservacin.

Comodidad.

II.1.1 Resistencia estructural

Debe soportar las cargas impuestas por el transito que producen esfuerzos

normales y cortantes en la estructura. En los pavimentos flexibles se consideran los

esfuerzos cortantes como la principal causa de falla desde el punto de vista

estructural. Adems de los esfuerzos cortantes tambin se tienen los producidos

por la aceleracin, frenaje de vehculos y esfuerzos de tensin en los niveles

superiores de la estructura (Rico del Castillo).

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II.1.2 Deformabilidad

Debido a la naturaleza de los materiales que forman las capas del pavimento dicha

deformavilidad aumenta a mayor profundidad es as como la Subrasante es ms

deformable que las capas superiores. Debido a esto la deformabilidad nos interesa

analizarla a niveles relativamente profundos, es ms fcil que las capas superiores

tengan niveles de deformacin aun para los altos esfuerzos que en ella acten.

En la ingeniera la deformacin de los pavimentos nos interesan desde dos puntos

de vista. Por un lado porque las deformaciones excesivas nos producen una falla, y

por otro lado porque un pavimento deformado deja de cumplir sus funciones,

independientemente que la deformacin no haya conducido a un colapso

estructural.

II.1.3 Durabilidad

La durabilidad del pavimento est directamente ligada a factores econmicos y

sociales. Muchas veces esta depende de la importancia del camino, hay veces es

ms fcil hacer reconstrucciones para no tener que gastar tanto en un pavimento.

II.1.4 Costo

Como toda estructura ingenieril debe haber un balance entre los requisitos

estructurales y de estabilidad de un pavimento y por otro lado el costo del mismo.

Para lograr este equilibrio pueden seguirse diferentes lneas de conducta. Y de aqu

surge uno de los aspectos de diseo ms inciertos y de los que demandan mayor

criterio.

Uno de los principales problemas con los que se encuentra el ingeniero es el tipo

de pavimento que va a emplear en cada caso; pavimentos rgidos, flexibles o semi-

rgidos tienen ventajas o inconvenientes depende el caso, en cuanto a pavimentos

rgidos demandan poco gasto de conservacin y se deterioran poco, pero su costo

de construccin es alto. Los pavimentos flexibles requieren menor inversin inicial,

pero una conservacin ms costosa.

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II.1.5 Requerimientos de conservacin

Existe una gran cantidad de incertidumbres en los pavimentos gran parte de estas

tiene que ver con su conservacin.

La intensidad del trnsito influye de gran manera en la vida de un pavimento debido

a que se debe tomar en cuenta el crecimiento que pueda tener a futuro. Otro de los

factores es el clima puesto que el pavimento puede sufrir daos debido la exposicin

que tiene a la intemperie y a la falta de conservacin sistemtica.

La degradacin de los materiales por cargas repartidas es otro de los requisitos de

conservacin del pavimento.

Usualmente los pavimentos sufren falta de conservacin, con lo que su vida se

acorta impredeciblemente provocando que en consecuencia deje de cumplir con

sus funciones. Esto sucede principalmente debido a la escasez de recursos o

impostergables necesidades sociales para la construccin de obras nuevas.

II.1.6 Comodidad.

Para grandes autopistas, los mtodos de diseo se ven afectados por la comodidad

que el usuario requiere para transitar a la velocidad de proyecto. Para estas vas de

gran impacto la seguridad y la esttica son de gran impacto.

II.2 Elementos de un pavimento flexible, su funcin y caractersticas

Existe un sistema con que tpicamente se estructuran la mayor parte de los

pavimentos flexibles que se construyen actualmente. Cada capa tiene una funcin

especfica en el pavimento, para que en conjunto cumplan con un objetivo en

general, que es el de formar una estructura capaz de cumplir con cada una de sus

funciones.

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Fig 2.1 Seccin transversal tpica de pavimento flexible

Un pavimento est formado por diversas capas de mejor calidad y mayor costo

cuanto ms cercanas se encuentran a la superficie de rodamiento. Esto debido a la

mayor intensidad de los esfuerzos en estas capas.

El nombre de estas capas se menciona a continuacin en forma descendente de

acuerdo al grado de calidad.

Carpeta

Base

Sub-base

La cimentacin del pavimento est constituida por la Subrasante la cual se

encuentra apoyada en otras dos capas subyacentes y cuerpo de terrapln en el

orden siguiente:

Subrasante

subyacente

cuerpo de terrapln

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II.2.1 Carpeta

Es la capa que soporta directamente la carga del trnsito y las transmite a las capas

que yacen bajo de ella. Debe proporcionar una superficie de rodamiento adecuada

con textura y color convenientes y resistir los efectos del trnsito; adems debe

impedir hasta cierta medida el paso del agua a las capas inferiores.

Existen 2 tipos de carpetas la mezclas asflticas (en frio) norma N-CTR-CAR-1-04-

007/00, o concreto asfaltico (en caliente) norma N-CTR-CAR-1-04-006-09. La

carpeta puede ser modificada para mejorar algunas de sus caractersticas de

acuerdo a las condiciones del lugar donde se construya.

Los materiales ptreos a utilizar en las mezclas asflticas para la construccin de

carpetas, pueden ser naturales seleccionados o sujetos a tratamientos de

disgregacin, cribado, trituracin o lavado, esto de acurdo con la norma N-CTM-4-

04.

II.2.2 Base

Esta capa se construye bajo la carpeta y su funcin principal es resistir los esfuerzos

verticales, adems de transmitirlos en forma uniforme a la sub-base, permite reducir

el espesor de la carpeta haciendo ms econmica la estructura al ser la capa ms

costosa. La base debe drenar el agua que se introduzca a travs de la carpeta o por

acotamientos del pavimento.

La base es una composicin de materiales granulares como gravas y arenas, de

acuerdo a la norma N-CMT-4-02-002/11 dichos materiales se clasifican de acuerdo

al tratamiento que hayan recibido.

Materiales cribados.

Materiales parcialmente triturados.

Materiales totalmente triturados.

Materiales mezclados.

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Los materiales utilizados para bases deben cumplir con una serie de requisitos que

estipula la norma, se indican en la siguiente tabla:

Caractersticas Valor %

Limite liquido [1], mximo 25

ndice plstico [1], mximo 6

Equivalente de arena, mnimo [1] 40

Valor Soporte de California (CBR), mnimo [1,2] 80

Desgaste Los ngeles, mximo [1] 35

Partculas alargadas y lajeadas, mximo 40

Grado de compactacin [1,3], mnimo 100

Tabla 2.1 Requisitos de los materiales empleados para la construccin de bases.

II.2.3 Sub-Base

Es la capa construida bajo la base y sobre la Subrasante, esta capa puede ser no

construida dependiendo de la capacidad de soporte de la Subrasante. Una de las

principales funciones de esta capa en un pavimento flexible es de carcter

economico.se trata de formar el espesor requerido del pavimento con el material

ms barato posible. Debe proporcionar una cimentacin uniforme, para la correcta

colocacin y compactacin de la base; otra funcin es actuar como dren para

desalojar el agua que se infiltra a travs de las capas superiores, he impedir la

ascensin capilar hacia la base, de agua procedente de la terracera.

En cuanto a la granulometra y caractersticas que deben cumplir los materiales

utilizados para la construccin de sub-bases es la que se indica en la siguiente tabla:

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Caractersticas Valor %

106 L > 106

Limite lquido, mximo 30 25

ndice plstico, mximo 10 6

Equivalente de arena, mnimo 30 40

Valor Soporte de California (CBR), mnimo [1,2] 50 60

Desgaste Los ngeles, mximo 50 40

Grado de compactacin, mnimo 100 100

Tabla 2.2 Requisitos de los materiales empleados para la construccin de Sub-bases.

II.2.4 La Subrasante

Esta capa es construida bajo la sub-base, su funcin principal es la de recibir las

cargas del pavimento y transmitirlas en forma uniforme al cuerpo del terrapln, as

como evitar que los materiales finos plsticos entren en contacto con el cuerpo del

terrapln haciendo que este quede contaminado.

Si esta capa es de buena calidad, el espesor del pavimento ser menor, con lo cual

existir un ahorro econmico, sin perder la calidad en el pavimento.

Est conformada por suelos naturales, seleccionados y cribados, producto de la

extraccin de bancos.

Las caractersticas de calidad que deben cumplir los materiales para esta capa, de

acuerdo a la norma de la SCTN-CMT-1-03 son las siguientes:

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Caractersticas Valor %

Tamao mximo; mm 76

Limite liquido; %, mximo 40

ndice plstico; %, mximo 12

Valor Soporte de California (CBR); %, mnimo 20

Expansin mxima; % 2

Grado de compactacin; % 1002

Tabla 2.3 Requisitos de los materiales empleados para la construccin de Subrasante

II.2.5 Cuerpo del terrapln

Su funcin es alcanzar el nivel de desplante para la construccin de la Subrasante.

Esta capa se construye con suelos y fragmentos de roca, producto de cortes o de

la extraccin de bancos, y en ningn caso deben ocuparse materiales altamente

orgnicos o productos de despalme.

La calidad que deben cumplir los materiales a ser empleados en la construccin de

esta capa de acuerdo a la norma SCTN-CTM-1-01, es la siguiente

Caractersticas Valor %

Tamao mximo; mm 76

Limite liquido; %, mximo 40

ndice plstico; %, mximo 12

Valor Soporte de California (CBR); %, mnimo 20

Expansin mxima; % 2

Grado de compactacin; % 100 2

Tabla 2.4 Requisitos de los materiales empleados para la construccin de terrapln

II.3 Mtodos de diseo de pavimentos

La mayor parte de los mtodos de diseo de espesores tiene como base una prueba

de laboratorio o un conjunto de pruebas, que sirven como ndice para representar

el comportamiento real de los pavimentos por medio de algunas correlaciones o

pg. 15

conjunto de correlaciones ms o menos razonables y seguras, que deben existir

entre el comportamiento de los materiales en el laboratorio y en la estructura.

El usar como base una prueba de laboratorio y sus correlaciones con el

comportamiento estructural presenta limitaciones y defectos, estas juegan un papel

muy importante para el diseo de la estructura, es por eso que entre ms acertadas

sean las pruebas ndice ms exacto ser el diseo del pavimento.

Es razonable que ningn mtodo de diseo de espesores tenga la confianza

absoluta o sincera debido a la complejidad que requiere relacionar el

comportamiento estructural con las pruebas de laboratorio.

Algunos mtodos existentes tienen base en la experiencia propia debido a las

extraordinarias complejidades que implican el diseo as como en teoras empricas

y semi-empiricas. (Rico del Castillo, ao ).

Actualmente existen diferentes tipos de mtodos diseo para estructuras de

pavimento entre los principales se encuentran los siguientes:

Mtodo del instituto de ingeniera de la UNAM (DisPav 5)

Mtodo del instituto norteamericano del asfalto

Mtodo ASSTHO

II.4 Mtodo del Instituto de Ingeniera de la UNAM

Este mtodo se desarroll a partir de una investigacin terica experimental

realizando prototipos de laboratorio y a nivel escala natural considerados de la red

nacional de carreteras, se public por el instituto de ingeniera de la UNAM en su

artculo no. 444 en 1981; dicho artculo presenta la metodologa de trabajo respecto

a la utilizacin de grficos monogramas y ecuaciones de diseo, el mtodo se

fundamenta en la siguiente hiptesis:

Supone que la estructura de la carretera corresponde a un slido de capas mltiples

y resistencia relativa uniforme y que la carretera ms econmica es aquella que

pg. 16

llega a la falla funcional cuando ha soportado el nmero acumulado de aplicaciones

de carga equivalente Ln, especificadas por la vida de proyecto del camino. Si la

resistencia relativa no es uniforme en las diferentes capas de la estructura, se

supone que la capa de resistencia determina la vida de servicio de una carretera.

Con el fin de facilitar los clculos de diseo, el instituto de ingeniera de la UNAM,

elaboro graficas las cuales estn limitadas al caso tpico de los pavimentos

empleados en Mxico, donde el espesor de la carpeta asfltica rara vez excede de

7.5 cm y las dems capas son conformadas por materiales granulares o suelos finos

estabilizados mecnicamente a travs de pruebas de laboratorio. La prueba para

determinar la resistencia de los materiales es la del valor relativo soporte (VRS).

(CORRO ,1981).

II.4.1 variables de diseo

Para disear un pavimento existen numerosas variables que interactan entre s;

es por eso que un proyecto de calidad debe considerar todos los factores que

pueden intervenir entre los ms importantes se encuentran los siguientes

Estructurales

carga

Clima y condiciones regionales

conservacin

comportamiento

Estructurales

Se refiere a las caractersticas de los materiales que constituyen la estructura de

pavimento como espesores resistencia y deformabilidad.

Este mtodo nos proporciona una estimacin de valor relativo soporte ( )

crtico para distintas condiciones de suelo. Los valores mostrados son

exclusivamente para materiales de Subrasante dependiendo del tipo de material del

ndice plstico y la profundidad del nivel fretico.

pg. 17

Profundidad del nivel fretico con

relacin al nivel de la capa

considerada**, en m

VR , en porcentaje, mnimo probable***

Arena no plstica

Arcilla arenosa IP=10

Arcilla arenosa IP=20

Arcilla Limosa IP=30

Arcilla activa Limo

0.60 8-10 5-6 4-5 3-4 2-3 1

1.00 25 6-8 5-6 4-5 3-4

1.50 25 8-10 6-8 5-6 3-4

2.00 25 8-10 7-9 5-6 3-4

2.50 25 8-10 8-10 6-8 4-5

3.00 25 25 8-10 7-9 4-5 se requieren pruebas

de laboratorio

3.50 25 25 8-10 8-10 4-5

5.00 25 25 8-10 8-10 5-6

7.00 25 25 8-10 8-10 7-9

* Adaptacion de la tabla 2 de "Road Note 31", tercera edicion, Transport and Road Research Laboratory.

Her Majestys Stationeru Office, Londres, 1977 (ref 8). ** De acuerdo con la variacin estacional debe elegirse el nivel fretico ms alto.

***Esta tabla se incluye nicamente con carcter cualitativo, y se refiere a mnimos. En todos los casos se deben de realizar pruebas de campo y ensayes de laboratorio para estimar el valor de diseo. El mnimo probable corresponde al caso de Subrasante colocadas bajo pavimentos impermeables.

Es necesario realizar adicionalmente las pruebas de laboratorio a los materiales

para mejorar la calidad del diseo, cada material propuesto se someter a tres

diferentes energas de compactacin; esto es bajo (ASSTHO estndar),

compactacin intermedia y alta energa (ASSTHO modificada).

Para un porcentaje de compactacin especificado en el proyecto, se encuentra la

humedad ptima y el correspondiente peso volumtrico seco.

As mismo en el laboratorio se determinan los valores de resistencia, en VRS, para

cada uno de los materiales a utilizar.

Obtenida esta informacin se establece grficamente la zona que refleje las

condiciones esperadas en campo para la Subrasante, encontrndose el valor crtico

pg. 18

de VRS de diseo en funcin de la humedad crtica esperada. En la figura 2.2 se

ilustra el anterior proceso.

Para obtener el crtico de las capas, sub-base y base, el mtodo emplea la

ecuacin, = )84.11(* vVRS , en donde interviene un coeficiente de variacin

(v) estimado entre 0.2 y 0.3, debido a cambios posibles del material, procedimiento

constructivos. Lo anterior, siempre tender a disminuir el VRS de campo promedio,

que como ya se dijo cubrir incertidumbres tanto de la prueba de valor relativo de

soporte como de los materiales, redundando en lo que se conoce como factor de

seguridad.

El crtico se debe revisar en relacin con los valores mximos y mnimos

permisibles para cada capa.

Si el crtico es mayor a los especificados en la tabla anterior se toma el VRSMAX

como valor de proyecto para efectos de diseo por deformacin permanente

acumulada.

En el caso de la terracera, un crtico muy bajo implica la necesidad de estudios

geotcnicos especiales como estabilizacin para disear la seccin estructural del

pavimento, lo cual evita problemas posteriores de mal comportamiento del

pavimento.

De carga

Se refiere a los efectos producidos por el transito mezclado (TM) al circular por la

carretera.

El mtodo contina con la obtencin y procesamiento de la informacin del trnsito

vehicular (TDPA inicial, tasa de crecimiento, composicin vehicular detallada, y

porcentaje de pesados cargados y vacos).

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Proporcin

Tipo de vehculo Composicin Cargados Vacos

Automviles

Camiones ligeros (A2)

Autobuses (B2)

Camiones de dos ejes (C2)

Camiones de tres ejes (C3)

Tractores con semirremolque (T2-S1)

Tractores con semirremolque (T2-S2)

Tabla II.6. Ejemplo de composicin vehicular con porcentajes de cargados y vacos.

Siguiendo este razonamiento y para el anlisis del trnsito equivalente acumulado

(L), el mtodo inicia el clculo de los coeficientes de dao a diferentes

profundidades de la estructura del pavimento, lo cual podr procesarse con el

empleo de las tablas o con la ecuacin que aparece a continuacin. Se deber

calcular el coeficiente de dao de cada vehculo tanto en condiciones de carga

(reglamentada) y vacos, para profundidades de Z = 0 cm para obtener los ejes

equivalentes en carpeta y base, y Z = 30 cm. para el resto de la seccin.

A

FpF

Ad

zizeqziz

ilog

)8.5log()log(

log

logloglog

)()()(

, donde:

di = Coeficiente de dao equivalente en la capa i

z = Esfuerzo a la profundidad z, en Kg/cm2

p = Peso del eje, en Kg

Fz = Coeficiente de influencia de Boussinesq a la profundidad z

A = Constante experimental

z = Profundidad en cm

5.8 = Presin de contacto de la llanta en Kg/cm2

pg. 20

Al obtenerse los coeficientes de dao para todos y cada uno de los vehculos vacos

y cargados a las profundidades Z = 0 y Z = 30, el proyectista deber multiplicar stos

por la composicin del trnsito en porcentaje. Con ello se obtendr el Nmero de

ejes equivalentes para cada vehculo y para cada profundidad. Al efectuar la

sumatoria de tales valores en el carril de proyecto por el coeficiente de acumulacin

del trnsito CT (ver siguiente ecuacin) y por el valor de TDPA inicial, se obtendr

el trnsito equivalente acumulado L para las capas de carpeta y base, y sub-base

y terraceras respectivamente.

r

rrC

njn

j

T

113651365

1

1

; en donde:

CT = Coeficiente de acumulacin del trnsito

n = Aos de servicio

r = Tasa de crecimiento anual

Finalmente el mtodo presenta un procedimiento sencillo para obtener los

espesores equivalentes de diseo de la seccin estructural del pavimento,

procedimiento que incluye varios nomogramas que estn en funcin del nivel de

confianza Qu que se elija, el Valor Relativo de Soporte Crtico de cada capa y el

trnsito equivalente acumulado en ejes sencillos de 8.2 ton en el carril de proyecto

pg. 21

Figura II.2 Grfica para el diseo estructural de carreteras con pavimento flexible para un nivel de confianza de 70%.

pg. 22

Figura II.3: que expone la grfica para el diseo estructural de carreteras con pavimento flexible

para un nivel de confianza de 90%.

pg. 23

Con los nomogramas anteriores, el proyectista podr obtener los espesores

equivalentes para cada capa a las profundidades ZN, tomando en cuenta

coeficientes de resistencia estructural recomendados ai, que considera 1 cm de

asfalto equivalente a 2 cm de grava.

a1D1 = carpeta, D1 espesor en cm, a1 coeficiente equivalencia

a2D2 = base, D2 espesor en cm, a2 coeficiente equivalencia

anDn = capa n, Dn espesor en cm, an coeficiente equivalencia

pg. 24

II.5 Caractersticas del Software (DISPAV 5)

El DISPAV-5 es un programa de tipo interactivo que permite calcular tanto

carreteras de altas especificaciones como carreteras normales. Su fundamento es

terico-experimental, y para su aplicacin se emplean conceptos y mtodos de

clculo mecanicistas.

El programa utiliza el planteamiento terico-experimental propuesto en los informes

nmeros 325 y 444 del Instituto de Ingeniera, UNAM, complementado con los

resultados de las numerosas investigaciones realizadas desde 1964 a 1988 y la

informacin existente en el mbito internacional.

Entre las adiciones incluidas, respecto al mtodo original, publicado en 1974, est

la de incorporar de manera explcita un modelo mecanicista para determinar las

deformaciones unitarias de fatiga, basado en los estudios experimentales realizados

en el Instituto de Ingeniera, UNAM, sobre mezclas asflticas tpicas durante los

aos 1985 a la fecha.

Tambin se agrega un nuevo modelo desarrollado para disear estructuras de

carreteras de altas especificaciones tomando en cuenta tanto la deformacin

permanente acumulada (rodera) como el agrietamiento a fatiga en las capas ligadas

con asfalto. El modelo original para caminos normales, no sufri cambios

adicionales y tambin est incorporado al DISPAV-5.