pavimneto flexible

1. Ing. CARLOS HUAMANCAYO QUIQUIN
Universidad Alas Peruanas
Filial Ayacucho
INGENIERIA CIVIL
DISEÑO AVANZADO DE
PAVIMENTOS

2. DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

3. ECUACIÓN DE LA GUIAAASHTO 1993
W18 : número de aplicaciones de carga de 18 kips
ZR : área bajo la curva de distribución estandarizada para una confiabilidad R
So : desviación estándar de las variables
SN : número estructural
ΔPSI : pérdida de la serviciabilidad prevista en el diseño
MR : módulo resiliente de la subrasante
07
.
8
log
32
.
2
)
1
(
1094
40
.
0
5
.
1
2
.
4
log
20
.
0
)
1
log(
36
.
9
log
19
.
5
18 









 R
o
R M
SN
PSI
SN
S
Z
W

4. DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES
• Variables de diseño:
• Variables de tiempo
• Tránsito
• Serviciabilidad
• Confiabilidad
• Propiedades de los materiales
• Drenaje
• Subrasantes expansivas o sometidas a expansión por congelamiento

5. Variables de tiempo
• Periodo de diseño o de vida útil
Tiempo entre la construcción del pavimento y el momento en que éste
alcanza la serviciabilidad mínima
• Periodo de análisis
Tiempo total que cada estrategia de diseño debe cubrir. Puede
comprender varios periodos de vida útil

6. Periodos de análisis recomendados
Volumen de tránsito Periodo de análisis
Gran volumen de tránsito urbano
Gran volumen de tránsito rural
Bajo volumen en vía pavimentada
30 – 50 años
20 – 50 años
15 – 25 años

7. Tránsito
• Estudios de Capacidad vial y Nivel de Servicio:
• Análisis operacional
• Análisis de proyecto
• Indispensable para definir características geométricas
• Crecimiento del tránsito futuro

8. Tránsito
• Definición de carril de diseño
• Estudio de tránsito para evaluar la posibilidad que camiones
cargados viajen en una dirección y descargados en la otra
• En ausencia de datos:
Carriles en dos
direcciones
% de camiones en
el carril de diseño
2
4
6 ó más
50
45 (35 – 48)
40 (25 – 48)

9. Tránsito
• Número de repeticiones de ejes equivalente
• Configuración de ejes de la Norma Peruana:
Ejes Tn Kips
Simple
Simple
Doble
Triple
7
11
18
25
16
25
40
56

10. Tránsito
• Ejemplo.
• Carretera de cuatro carriles, dos en cada dirección, separadas por una
mediana, diseñada para un periodo de diseño de 20 años.
• El TMDA es de 8,000 vehículos por día.
• De la clasificación vehicular, Se ha determinado que 4 % del volumen son
camiones, compuesto de la siguiente manera: 20 % son C2, 30 % son
T2S2, 30 % son T3S2 y 20 % son C3R3.
• Se estima que el porcentaje de camiones en el carril de diseño es de 40 %.
• Se ha estimado una tasa de crecimiento total de 2.5 %.

11. Serviciabilidad
• Elegir serviciabilidad inicial ( ρo ) y final ( ρt )
• ρo es función del diseño del pavimento y de la calidad de la
construcción
• ρt es función de la categoría del camino y adoptada con
criterio por el proyectista
• Analizar pérdida de serviciabilidad por subrasantes expansivas

12. Serviciabilidad
• Valores recomendados
Serviciabilidad inicial:
ρo = 4.5 para pavimentos rígidos
ρo = 4.2 para pavimentos flexibles
Serviciabilidad final:
ρt = 2.5 para caminos muy importantes
ρt = 2.0 para caminos de menor tránsito

13. Confiabilidad
• Definir nivel de confiabilidad
• Si la construcción es por etapas:
vida útil < periodo de análisis
Descomponer confiabilidad de cada etapa para tener
la confiabilidad en todo el periodo de diseño
Retapa = ( Rtotal )1/n
n : número de etapas previstas

14. NIVELES DE CONFIABILIDAD RECOMENDADOS POR AASHTO
Tipo de camino Confiabilidad recomendada
Zona urbana Zona rural
Rutas interestatales y
autopistas
85 – 99.99 80 – 99.9
Arterias principales 80 – 99 75 –99
Colectoras 80 – 95 75 – 95
Locales 50 – 80 50 – 80

15. Propiedades de los materiales: Subrasante
• MR del suelo y materiales de base para obtener coeficientes
estructurales
• Se utilizan ensayos individuales
• Se selecciona de acuerdo a las características del tránsito:
Límites de diseño de la subrasante
Nivel de tránsito EAL Valor percentil de diseño
1e4 ó menos
Entre 1e4 y 1e6
Más de 1e6
60
75
87.5

17. Propiedades de los materiales: Bases
• La base es una capa de alta densidad y estabilidad
• Distribuye los esfuerzos creados por las cargas de tránsito
• Se especifica su granulometría y otros parámetros
• Especificaciones EG 2000
• DEFINIR COEFICIENTES DE CAPA, ai

18. Propiedades de los materiales: Subbases
• La resistencia no es tan importante como en la base
• Está a mayor profundidad y por tanto, la influencia de las cargas es menos
• La mezcla de materiales no debe ser necesariamente densa
• Sin embargo, se debe evitar capas de gradación abierta que pueda
contaminarse por intrusión de finos
• Se esepecifican requerimientos de permeabilidad y erosión interna:
D15 Subbase / D15 Subrasante > 5 D15 Subbase / D85 Subrasante < 4

19. Propiedades de los materiales: Asfalto
Propiedades de la mezcla asfáltica:
• ESTABILIDAD. Capacidad para resistir desplazamiento y
deformación
• DURABILIDAD: Habilidad para resistir acción del tránsito y
del clima (polimerización, oxidación o desintegración)
• IMPERMEABILIDAD. Resistencia al paso del aire y agua

20. Propiedades de los materiales: Asfalto
• TRABAJABILIDAD. Facilidad para colocar y compactar la
mezcla
• FLEXIBILIDAD. Capacidad de deformarse sin agrietarse
• RESISTENCIA A LA FATIGA. Resistencia a carga repetida
• RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO. Calidad superficial

21. Drenaje
• Determinar la calidad del drenaje
• Tiempo en que las capas granulares están sometidas a niveles
de humedad próximos a la saturación
• Selección de coeficientes mi

22. Determinación de espesores
• Usando ábacos
• Usando Software
• Primero se obtiene el número estructural requerido, SNreq
• Luego:
SN = a1 D1 + a2 m2 D2 + a3 m3 D3 SN ≥ SNreq
ai : coeficiente de capa en pulg-1
mi : coeficiente de drenaje
Di : espesor de capa en pulgadas
• No hay solución única