Pavi Flexibles

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Método AASHTO/93: Método general (protección de subrasante) y por capas Utilizando los parámetros que sugiere el INVIAS se tiene Subrasante CBR = 5% Periodo de diseño de 20 años Desviación Estándar So=0,4 Confiabilidad R=90% Índice inicial de servicio Po=4,2 Índice final de servicio Pt=2.2 ∆Psi = 4.2-2.2=2 MR = 10*CBR = 10*5% = 50 MPa = 7251 Parámetros ai para las capas de la estructura

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Mtodo AASHTO/93: Mtodo general (proteccin de subrasante) y por capas

Utilizando los parmetros que sugiere el INVIAS se tiene Subrasante CBR = 5% Periodo de diseo de 20 aos Desviacin Estndar So=0,4 Confiabilidad R=90% ndice inicial de servicio Po=4,2 ndice final de servicio Pt=2.2 Psi = 4.2-2.2=2 MR = 10*CBR = 10*5% = 50 MPa = 7251

Parmetros ai para las capas de la estructura

Coeficiente de drenajeClculo SN

Materiales Coeficientes Espesor (cm) Espesor (in) SN

Estructural (ai) Drenaje (mi)

Mezcla densa en caliente (MDC) 0,3 - 155,901,77

Base granular (BG) 0,14 1 35 13,771,92

Sub-base granular (SBG) 0,12 1 45 17,722,13

SN 5,82

Verificacin proteccin de la sub-rasante: Con los datos dados podemos entrar a los nomogramas dados por AASHTO 93 y verificar la proteccin de la subrasante, entramos con el valor del mdulo resiliente de la subrasante.

SN por AASHTO verificacin subrasante

SN= 4,6, Cumple ya que es menor a SN= 5,82

Verificacin de Capa por Capa Ahora procedemos a hacer la verificacin capa por capa de la estructura; entramos al nomograma con el mdulo resiliente de la base granular (proteccin base granular) y comparamos el SN obtenido. 1. Mdulo Resiliente de la Base Granular (BG-2):

Mdulo resiliente de la basa granular.El mdulo resiliente obtenido es 30000 Psi.Datos de entrada al nomograma R=90% So= 0,4 W= 9 millones MR= 30000Psi PSI= 2,2

SN Para proteccin base granularSN = 2,8

2. Mdulo Resiliente de la sub-base granular (SBG-1):

El mdulo resiliente obtenido es de 16000 PsiDatos de entrada al nomograma R=90% So= 0,4 W= 9 millones MR= 16000Psi PSI= 2,2

SN Proteccin de la sub-baseSN= 3,5

Para la proteccin de la subrasante sabemos que el mdulo resiliente es MR= 7251Datos de entrada al nomograma R=90% So= 0,4 W= 9 millones MR= 7251Psi PSI= 2

SN Proteccin de la subrasanteSN= 4,6

PROTECCIN DE LAS CAPAS Proteccin Base Granular (BG-2)

Si cumple.Proteccin de la Sub-base granular (SBG-1)

Si cumpleProteccin de la sub rasante:

Si cumple

Diseo

MTODO SHELL

Caractersticas de la mezcla de concreto asfltico PROPIEDADES DEL CONCRETO ASFALTO

% de finos6

Vol vacos, %6

Vol asfalto, %11

Vol agregado, %83

Penetracin original del Asfalto 80-10088

Penetracin original del Asfalto 60-7068

Penetracin original del Asfalto 40-5045

Frecuencia (Hz)8

Factor de seguridad 1.2

Espesor de CA = 10 a 20cm

15 cm de espesor de la capa Asfltica

Temperatura media ponderada del aire

w-MAAT = 22C

NT3: Nivel de trnsito 3 para el proyecto. Tipo de cemento asfaltico por emplear en mezclas en calienteComo se tiene un espesor de 15 cm de capa asfltica, lo recomendable es dividirlas en dos capas, una capa intermedia de 10 cm y una de rodadura de 5 cm. Entonces segn la ilustracin 17, podemos usar un tipo de asfalto 60-70, para ambas capas.

Tipo de mezcla en funcin del tipo y espesor compacto de la capa

Para la estructura del INVIAS, como subdividimos la capa asfltica en dos, para los espesores dados, se tiene que la mezcla para la capa de rodadura es MDC-2, y la mezcla de la capa intermedia es MDC-1. Para la estimacin del mdulo de elasticidad de la capa asfltica se utiliza la hoja electrnica que est en la referencia del curso, teniendo en cuenta los parmetros dados para la va. Estimacin del mdulo de elasticidad de la capa asflticaTemperatura pavimento al tercio de capa Mp 28,8 C Mdulo de la mezcla 20.430 kg/cm=2043 MPa MODELACIN DE LA ESTRUCTURA Mdulo Subrasante, kg/cm:

Mdulo Granulares, kg/cm: Donde: (vara entre 2 y 4) : es el espesor total de los granulares en mm.

Utilizamos una relacin de Poisson para las capas asflticas de 0,35, igual para las capas granulares, y para la subrasante utilizamos una relacin de 0,4.

Asignacin propiedades a las capas MODELACIN CARGAS (Eje Estndar): Nos dirigimos al Anexo I (Diseo mecanistico de rehabilitacin de los pavimentos) y encontramos los valores estndar para introducir en el programa WESLEA. Eje estndar 80 kN (8,2 T) Carga por eje 80 kN en cuatro ruedas, dos a cada lado Carga por rueda=20 kN Presin de contacto neumtico pavimento=549kPa Radio del rea de carga por rueda=10,77 cm Separacin entre centros de neumticos contiguos =32,30 cmAnlisis bajo la capa asfltica (fatiga)Se escoge el mayor valor entre las deformaciones horizontales negativas, con esto observamos el comportamiento de fatiga de la estructura Es decir 210,7 Deformaciones bajo la capa asfltica en el centro de las llantas (fatiga) = 199,89 Anlisis sobre la subrasante (ahuellamiento)Se escoge la deformacin vertical sobre la subrasante para observar los efectos de ahuellamiento en la estructura. Es decir 182,44

Anlisis de ahuellamiento en el centro de las llantas

Ahora procedemos a calcular las deformaciones admisibles para la estructura a ver si cumple.DEFINICIN DE VALORES ADMISIBLES DE DEFORMACIN Para definir los valores admisibles, o admisibilidades, se emplearn las ecuaciones de fatiga (a veces llamadas funciones de transferencia) de Shell, a saber:

Agrietamiento tipo Piel de Cocodrilo: Este tipo de falla del pavimento por fatiga de la mezcla asfltica se analiza a partir de la deformacin unitaria horizontal por tensin en la base de la carpeta asfltica. La curva de fatiga correspondiente es:

Dnde: t = deformacin horizontal unitaria o especfica por tensin, en la base (cara inferior) de la capa asfltica. Vb = contenido en volumen de asfalto en la mezcla, % Smix = mdulo dinmico (stiffness) del concreto asfltico, N/m2 Nlab = nmero de repeticiones de t para la falla (fatiga), del concreto asfltico, en laboratorio. Ndis = nmero de repeticiones de t para la falla (fatiga), del concreto asfltico, en el pavimento real (valor de diseo). Fdir = factor de calibracin por derivacin de las cargas en el pavimento real (2 tpico, segn Shell). Frec = factor de calibracin por recuperacin (5 tpico, segn Shell). Ahuellamiento: Este tipo de falla del pavimento por fatiga de la subrasante se analiza a partir de la deformacin unitaria vertical por compresin en la parte superior de la subrasante. Las curvas de fatiga correspondientes son: (50% de confiabilidad) (85% de confiabilidad) (95% de confiabilidad)Dnde: v = deformacin vertical unitaria o especfica por compresin, en la parte superior de la subrasante. N = nmero de repeticiones de v para la falla (fatiga) de la subrasante.

DISEO ESTRUCTURA NICA PARA 20 AOS: N = 9496958 Deformacin Admisible en el Concreto Asfltico:

Entonces:

Deformacin Admisible en la Subrasante: para 85% de confiabilidad

Entonces:

Se observa que el admisible es mayor al que est soportando la parte inferior de la capa asfltica. Se puede decir que la falla de la estructura va a estar controlada por fatiga, las deformaciones unitarias de trabajo en fatiga estn cerca de las deformaciones unitarias admisibles.