Informe-pavimentos 416r18

UNIVERSIDAD NACIONAL

“SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”

PAVIMENTOS

DISEÑO DE PAVIMENTOS

DOCENTE: Ing. FREDY, Alva Villacorta. Integrantes:    

AYALA SALAZAR, Flor. ARGANDOÑA GRANADOS, Milagros. BARTOLO CANCHA, Oscar. MENA RUIZ, Leidy.

HUARAZ - 2016

INTRODUCCION

DISEÑO DE PAVIMENTOS

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Se llama pavimento al conjunto de capas de material seleccionado que reciben en forma directa las cargas del tránsito y las transmiten a los estratos inferiores en forma disipada, proporcionando una superficie de rodamiento, la cual debe funcionar eficientemente. Las condiciones necesarias para un adecuado funcionamiento son las siguientes: anchura, trazo horizontal y vertical, resistencia adecuada a las cargas para evitar las fallas y los agrietamientos, además de una adherencia adecuada entre el vehículo y el pavimento aun en condiciones húmedas. Deberá presentar una resistencia adecuada a los esfuerzos destructivos del tránsito, de la intemperie y del agua. Debe tener una adecuada visibilidad y contar con un paisaje agradable para no provocar fatigas. En el presente informe se ha diseñado un pavimento flexible y rígido en la avenida Agustín Gamarra; donde se recopilaron los datos necesarios en los siguientes puntos: ESTACION N°1: Jr. ANTONIO RAYMONDI ESTACION N°2 : Jr. JOSE ANTONIO DE SUCRE Teniéndose en cuenta que los datos se tomaron los días: Sábado 20 de Febrero del 2016 Martes 23 de Febrero del 2016

MARCO TEORICO FIC-UNASAM

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PAVIMENTO: El pavimento forma parte del firme y es la capa constituida por uno o más materiales que se colocan sobre el terreno natural o nivelado, para aumentar su resistencia y servir para la circulación de personas o vehículos. Entre los materiales utilizados en la pavimentación urbana, industrial o vial están los suelos con mayor capacidad de soporte, los materiales rocosos, el hormigón y las mezclas asfálticas. TIPOS DE PAVIMENTO Pavimento flexible. Pavimento semirrígido. Pavimento rígido.

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1. PAVMENTO FLEXIBLE Típicamente el diseño de los pavimentos es mayormente influenciado por dos parámetros básicos: • Las cargas de tráfico vehicular impuestas al pavimento. • Las características de la subrasante sobre la que se asienta el pavimento. Metodología de Diseño Las cargas de tráfico vehicular impuestas al pavimento, están expresadas en ESALs, Equivalent Single Axle Loads 18-kip o 80-kN o 8.2 t, en el que se le denomina Ejes Equivalentes (EE). La sumatorias de ESALs durante el periodo de diseño es referida como (W18) o ESALD, el cual denominaremos Número de Repeticiones de EE de 8.2 t. Método Guía AASHTO 93 de diseño Este procedimiento está basado en modelos que fueron desarrollados en función de la performance del pavimento, las cargas vehiculares y resistencia de la subrasantes para el cálculo de espesores. El propósito del modelo es el cálculo del Número Estructural requerido (SNr), en base al cual se identifican y determinan un conjunto de espesores de cada capa de la estructura del pavimento, que deben ser construidas sobre la subrasante para soportar las cargas vehiculares con aceptable serviciabilidad durante el periodo de diseño establecido en el proyecto. La ecuación básica para el diseño de la estructura de un pavimento flexible es la siguiente:

 W18, es Número Acumulado de Ejes Simples Equivalentes a 18000 lb (80 kN) para el periodo de diseño, corresponde al Número de Repeticiones de EE de 8.2t.  Modulo de Resilencia (MR) FIC-UNASAM

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El Modulo de Resilencia es (MR) es una medida de la rigidez del suelo de subrasante, el cual para su cálculo se empleará la ecuación, que correlaciona con el CBR, recomendada por el MEPDG (Mechanistic Empirical Pavement Design Guide):  Confiabilidad (%R) El método AASHTO incorpora el criterio de la confiabilidad (%R) que representa la probabilidad que una determinada estructura se comporte, durante su periodo de diseño, de acuerdo con lo previsto. Esta probabilidad está en función de la variabilidad de los factores que influyen sobre la estructura del pavimento y su  Coeficiente Estadístico de Desviación Estándar Normal (Zr) El coeficiente estadístico de Desviación Estándar Normal (Zr) representa el valor de la Confiabilidad seleccionada, para un conjunto de datos en una distribución normal.  Desviación Estándar Combinada (So) La Desviación Estándar Combinada (So), es un valor que toma en cuenta la variabilidad esperada de la predicción del tránsito y de los otros factores que afectan el comportamiento del pavimento; como por ejemplo, construcción, medio ambiente, incertidumbre del modelo. La Guía AASHTO recomienda adoptar para los pavimentos flexibles, valores de So comprendidos entre 0.40 y 0.50, en el presente Manual se adopta para los diseños recomendados el valor de 0.45.  Índice de Serviciabilidad Presente (PSI) El Indice de Serviciabilidad Presente es la comodidad de circulación ofrecida al . Su valor varía de 0 a 5. Un valor de 5 refleja la mejor comodidad teórica (difícil de alcanzar) y por el contrario un valor de 0 refleja el peor. Cuando la condición de la vía decrece por deterioro, el PSI también decrece.  Serviciabilidad Inicial (Pi) La Serviciabilidad Inicial (Pi) es la condición de una vía recientemente construida.  Serviciabilidad Final o TerminaI (Pt) FIC-UNASAM

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La Serviciabilidad Terminal (Pt) es la condición de una vía que ha alcanzado la necesidad de algún tipo de rehabilitación o reconstrucción.  Variación de Serviciabilidad (ΔPSI) (Δ PSI) es la diferencia entre la Serviciabilidad Inicial y Terminal asumida para el proyecto en desarrollo.  Número Estructural (SN) Los datos obtenidos y procesados se aplican a la ecuación de diseño AASHTO y se obtiene el Número Estructural, que representa el espesor total del pavimento a colocar y debe ser transformado al espesor efectivo de cada una de las capas que lo constituirán, o sea de la capa de rodadura, de base y de sub base, mediante el uso de los coeficientes estructurales.

Donde: a1, a2, a3 = Coeficientes estructurales de las capas: superficial, base y subbase, respectivamente. d1, d2, d3 = Espesores (en centímetros) de las capas: superficial, base y subbase, respectivamente. m2, m3 = Coeficientes de drenaje para las capas de base y subbase, respectivamente. Los coeficientes y parametro para el diseño se encuentran en las TABLAS del manual. 2. PAVMENTO RIGIDO Un pavimento de concreto o pavimento rígido consiste básicamente en una losa de concreto simple o armado, apoyada directamente sobre una base o subbase.

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La losa, debido a su rigidez y alto módulo de elasticidad, absorbe gran parte de los esfuerzos que se ejercen sobre el pavimento lo que produce una buena distribución de las cargas de rueda, dando como resultado tensiones muy bajas en la subrasante. METODOLOGÍA DE DISEÑO AASHTO 93 El método AASHTO 93 estima que para una construcción nueva el pavimento comienza a dar servicio a un nivel alto. A medida que transcurre el tiempo, y con él las repeticiones de carga de tránsito, el nivel de servicio baja. El método impone un nivel de servicio final que se debe mantener al concluir el periodo de diseño. Mediante un proceso iterativo, se asumen espesores de losa de concreto hasta que la ecuación AASHTO 1993 llegue al equilibrio. El espesor de concreto calculado finalmente debe soportar el paso de un número determinado de cargas sin que se produzca un deterioro del nivel de servicio inferior al estimado.

Donde:

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W8.2 = numero previsto de ejes equivalentes de 8.2 toneladas métricas, a lo largo del periodo de diseño ZR = desviación normal estándar SO = Error estándar combinado en la predicción del tránsito y en la variación del comportamiento esperado del pavimento D milímetros

= Espesor de pavimento de concreto, en

ΔPSI = Diferencia entre los índices de servicio inicial y final Pt

= índice de serviciabilidad o servicio final

Mr = Resistencia media del concreto (en Mpa) a flexo tracción a los 28 días (método de carga en los tercios de luz) Cd

= coeficiente de drenaje

J

= coeficiente de transmisión de carga en las juntas

Ec

= módulo de elasticidad del concreto, en Mpa

K = módulo de reacción, dado en Mpa/m de la superficie (base, subbase o subrasante) en la que se apoya el pavimento de concreto.  El tránsito (EE de 8.2 tn)

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El periodo esta ligado a la cantidad de tránsito asociada en ese periodo para el carril de diseño. El periodo de diseño mínimo recomendado es de 20 años.  Serviciabilidad Este parámetro sintetiza el criterio de diseño AASHTO: Servicio, o serviciabilidad. AASHTO 93 caracteriza el servicio con dos parámetros: índice de servicio inicial (Pi) e índice de servicio final o Terminal (Pt). En la ecuación se ingresa la diferencia entre los valores de servicialidad inicial y final, determinándose una variación o diferencial entre ambos índices (Δ PSI).  La confiabilidad “R” y la Desviación Estandar (So) El concepto de confiabilidad ha sido incorporado con el propósito de cuantificar la variabilidad propia de los materiales, procesos constructivos y de supervisión que hacen que pavimentos construidos de la “misma forma” presenten comportamientos de deterioro diferentes. La confiabilidad es en cierta manera un factor de seguridad, que equivale a incrementar en una proporción el tránsito previsto a lo largo del periodo de diseño, siguiendo conceptos estadísticos que consideran una distribución normal de las variables involucradas. El rango típico sugerido por AASHTO esta comprendido entre 0.30 < So < 0.40, en el presente Manual se recomienda un So = 0.35.  El suelo y el efecto de las capas de apoyo (Kc) El parámetro que caracteriza al tipo de subrasante es el módulo de reacción de la subrasante (K). Adicionalmente se contempla una mejora en el nivel de soporte de la subrasante con la colocación de capas intermedias granulares o tratadas, efecto que mejora las condiciones de apoyo y puede llegar a reducir el espesor calculado de concreto. Esta mejora se introduce con el módulo de reacción combinado (Kc).  Resistencia a flexotracción del concreto (MR)

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Debido a que los pavimentos de concreto trabajan principalmente a flexión es que se introduce este parámetro en la ecuación AASHTO 93. El módulo de rotura (MR) está normalizado por ASTM C – 78. En el ensayo el concreto es muestreado en vigas. A los 28 días las vigas deberán ser ensayadas aplicando cargas en los tercios, y forzando la falla en el tercio central de la viga.

DISEÑO DE PAVIMENTO DE LA AVENIDA GAMARRA En el presente informe se ha diseñado un pavimento Flexible y Rígido en la avenida Agustín Gamarra; donde se recopilaron los datos necesarios en los siguientes puntos: ESTACION N°1: Jr. ANTONIO RAYMONDI ESTACION N°2: Jr. JOSE ANTONIO DE SUCRE Teniéndose en cuenta que los datos se tomaron los días: Sábado 20 de Febrero del 2016 Martes 23 de Febrero del 2016 Conteo total de vehículos en el día: FIC-UNASAM

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MARTES

SABADO

TOTAL PAVIMENTO FLEXIBLE Poner los resultados

PAVIMENTO FLEXIBLE Poner los resultados

FOTOGRAFICO

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CONCLUCION

Poner según los resultados y cuadro de comparacion

PAVIMENTO FLEXIBLE

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PAVIMENTO RIGIDO

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