PAV. RIGIDOMEMORIA DE CALCULO DEL ESPESOR ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO RIGIDOProyecto :MEJORAMIENTO DE PISTAS Y VEREDAS DE LA AV. SAN AGUSTIN Y FRANCISCA DE LA CALLE, TRAMO: AV. SAN CARLOS PROLG. TRUJILLO; DISTRITOS DE HUANCAYO Y EL TAMBO, PROVINCIA DE HUANCAYO JUNIN

Fecha :Mar-13

METODO AASTHO -93Es uno de los metodos mas utilizados y de mayor satisfaccion a nivel internacional para el diseo depavimentos rgidos. Dado que es desarrollado en funcin a un mtodo experimental, con una profunda investigacin de la autopista AASHTO en diferentes circuitos.FORMULACIN DE DISEO.

La ecuacin bsica de diseo a la que lleg AASHTO para el diseo de pavimentos rgidos para un desarrollo analtico, se encuentra plasmada tambin en nomogramas de clculo, esta esencialmente basada en los resultados obtenidos de la prueba experimental de la carretera AASHTO. La ecuacin dediseo para pavimentos rgidos modificada para la versin actual es la que a continuacin se presentaFORMULA GENERAL AASTHO

Donde:D= Espesor de la losa del pavimento en (in)W18= Trfico (Nmero de ESALs)Zr = Desviacin Estndar NormalSo= Error Estndar Combinado de la prediccin del TrficoPSI= Diferencia de Serviciabilidad (Po-Pt)Po= Serviciabilidad InicialPt= Serviciabilidad FinalS'c= Mdulo de Rotura del concreto en (psi).Cd= Coeficiente de DrenajeJ= Coeficiente de Transferencia de CargaEc= Mdulo de Elasticidad de concretoK= Mdulo de Reaccin de la Sub Rasante en (psi).

VARIABLES DEL DISEOESPESOR (D).El espesor de losa de concreto, es la variable D que pretendemos determinar al realizar un diseo de pavimento rgido. El resultado del espesor se ve afectado por todas las dems variables que interviene en los clculos. Es importante especificar lo que se disea, ya que a partir de espesores regulares una pequea variacin puede significar una variacin importante en la vida til.

TRAFICO (W18).El mtodo AASTHO disea los pavimentos de concreto por fatiga. La fatiga se entiende como el nmero de repeticiones ciclos de carga que actan sobre un elemento determinado. Al establecer una vida til de diseo, en realidad lo que se esta haciendo es tratar de estimar, en un periodo de tiempo, el nmero de repeticiones de carga a las que estar sometido el pavimento. La vida til mnima con la que se debe disear un pavimento rgido es de 20 aos, en la que adems se contempla el crecimiento del trfico durante su vida til, que depende del desarrollo socio-econmico de la zona.

TRAFICO ESAL's

Donde:ESAL`s=Numero estimado de ejes equivalentes de 8.2 toneladasTPD=Transito promedio diario inicialA=Porcentaje estimado de vehiculos Pesados (buses camiones)B=Porcentaje de vehiculos pesados que emplean el carril de diseor=Tasa anual de crecimiento de transiton=Periodo de diseoFC=Factor camion

VALOR (B)TPD=1338.7415794286NUMERO DE CARRILESPORCENTAJE DE VEHICULOS PESADOS EN EL CARRIL DE DISEOA=34%B=50%r=3%250n=10 aos445FC=1.0948766 a mas40

ESAL`s =1,050,423.34ESAL`s =1.18E+06

FACTOR DE CRECIMIENTO DEL TRFICO (r).El factor de crecimiento del trfico es un parmetro que considera en el diseo de pavimentos, los aos de periodo de diseo ms un nmero de aos adicionales debidos al crecimiento propio de la va. CASOTASA DE CRECIMIENTOCrecimiento Normal1% al 3%Vias complet. saturadas0% al 1%Con trafico inducido4% al 5%Alto crecimientomayor al 5%

r =3%PERODO DE DISEO (Pd).El presente trabajo considera un perodo de diseo de 20 aos. (Recomendable)

Pd =10.00

FACTOR DE SENTIDO (Fs).Del total del trfico que se estima para el diseo del pavimento deber determinarse el correspondiente a cada sentido de circulacin

CIRCULACIONFACTORUn sentido1.0Doble sentido0.5

Fs =0.50

FACTOR CARRIL (Fc).Es un coeficiente que permite estimar que tanto el trfico circula por el carril de diseo.No CARRILFACTOR CARRIL11.0020.80a1.0030.60a0.8040.50a0.75

Fc =1.00

FACTOR DE EQUIVALENCIA DE TRFICO.Formulas que permiten convertir el nmero de pesos normales a ejes equivalentes los que dependen del espesor del pavimento, de la carga del eje, del tipo del eje y de la serviciabilidad final que se pretende para el pavimento.

CONFIABILIDAD:Se denomina confiabilidad (R%) a la probabilidad de que un pavimento desarrolle su funcin durante su vida til en condiciones adecuadas para su operacin. Tambin se puede entender a la confiabilidad como un factor de seguridad, de ah que su uso se debe al mejor de los criterios.

DESVIACIO ESTANDAR (Zr)Confiabilidad R (%)Desviac. Estan. (Zr)500.00060-0.25370-0.52475-0.67480-0.841TIPO DE PAVIMENTOCONFIABILID.85-1.037Autopistas90%90-1.282Carreteras75%91-1.340Rurales65%92-1.405Zonas industriales 60%93-1.476Urbanas principales55%94-1.555Urbanas secundarias50%95-1.64596-1.75197-1.88198-2.05499-2.32799.9-3.09099.99-3.750

R (%) =55.000DESVIACIN ESTANDAR( Zr). Es funcin de los niveles seleccionados de confiabilidad.

Zr =-0.127

ERROR ESTNDAR COMBINADO (So):AASHTO propuso los siguientes valores para seleccionar la Variabilidad o Error Estndar Combinado So, cuyo valor recomendado es:

Para pavimentos rgidos0.30 0.40En construccin nueva0.35En sobre capas0.4

So =0.35

SERVICIABILIDAD ( PSI):La serviciabilidad se define como la habilidad del pavimento de servir al tipo de trfico (autos y camiones) que circulan en la va. La medida primaria de la serviciabilidad es el ndice de Serviciabilidad Presente. El procedimiento de diseo AASHTO predice el porcentaje de perdida de seviciabilidad ( PSI) para varios niveles de trfico y cargas de ejes. Como el ndice de serviciabilidad final de un pavimento es el valor ms bajo de deterioro a que puede llegar el mismo, se sugiere que para carreteras de primer orden (de mayor trnsito) este valor sea de 2.5 y para vas menos importantes sea de 2.0; para el valor del ndice de serviciabilidad inicial la AASTHO lleg a un valor de 4.5 para pavimentos de concreto y 4.2 para pavimentos de asfalto.

INDICE DE SERVICIOCALIFICACION5ExcelenteEntonces:4Muy bueno3BuenoPo =4.52RegularPt =2.01Malo0Intransitable PSI =Po - Pt

PSI =2.50

MDULO DE RUPTURA (MR)Es una propiedad del concreto que influye notablemente en el diseo de pavimentos rgidos de concreto. Debido a que los pavimentos de concreto trabajan principalmente a flexin, es recomendable que su especificacin de resistencia sea acorde con ello, por eso el diseo considera la resistencia del concreto trabajando a flexin, que se le conoce como resistencia a la flexin por tensin (Sc) mdulo de ruptura (MR) normalmente especificada a los 28 das

Concreto a UtilizarF`c = 210Kg/cm2S'c = 32(F'c)1/2

TIPO DE PAVIMENTOS`c RECOMENDADOPsiAutopistas682.70Carretera682.70Zonas Industriales640.10Urbanos principales640.10Urbanos Secundarios597.40

S`c = 463.7240558781PsiDRENAJE (Cd)

Calidad de Drenaje% de tiempo del ao en que el pavimento est expuesto a niveles de saturacinMenor a 1%1% a 5%5% a 25%Mayor a 25%Excelente1.25 1.201.20 1.151.15 1.101.10Bueno1.20 1.151.15 1.101.10 1.001.00Regular1.15 1.101.10 1.001.00 0.900.90Pobre1.10 1.001.00 0.900.90 0.800.80Muy pobre1.00 0.900.90 0.800.80 0.700.70

Para el caso los materiales a ser usados tiene una calidad regular de drenaje y esta expuesto en un 30% durante un ao normal de precipitaciones.Cd = 0.90

COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CARGA (J).

Es la capacidad que tiene la losa de transmitir fuerzas cortantes a las losas adyacentes, lo que repercute en minimizar las deformaciones y los esfuerzos en las estructuras del pavimento, mientras mejor sea la transferencia de carga mejor ser el comportamiento de las losas.

Este concepto depende de los siguientes factores:Cantidad de Trfico.Utilizacin de pasajuntas.Soporte lateral de las Losas.La AASTHO recomienda un valor de 3.1 para pavimentos rgidos

J = 3.1

MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO (Ec).Se denomina Mdulo de elasticidad del concreto a la traccin, a la capacidad que obedece la ley de Hooke, es decir, la relacin de la tensin unitaria a la deformacin unitaria. Se determina por la Norma ASTM C469. Sin embargo en caso de no disponer de los ensayos experimentales para su clculo existen varios criterios con los que pueda estimarse ya sea a partir del Mdulo de Ruptura, o de la resistencia a la compresin a la que ser diseada la mezcla del concreto.Las relaciones de mayor uso para su determinacin son:

Fc = Resistencia a la compresin del concreto (Kg/cm2) = 210 Kg/cm2Ec = 5500 x (fc)1/2 (En MPa)Ec = 17000 x (fc)1/2 (En Kg/cm2)

Ec = 17000 x ( 210 )^1/2Ec = 246,353.40Kg/cm2

Ec = 3,503,968.23Psi

MODULO DE REACCION DE LA SUB RASANTE (K)Se han propuestos algunas correlaciones de K a partir de datos de datos de CBR de diseo de la Sub Rasante, siendo una de las ms aceptadas por ASSHTO las expresiones siguientes:

K = 2.55 + 52.5(Log CBR)Mpa/mCBR 10K = 46.0 + 9.08(Log CBR) 4.34 Mpa/mCBR > 10

CBR sub rasante=7.5RESULTADO ENSAYO DE LABORATORIO DE CBR Segn estudio realizado Laboratorio de Mecanica de suelo de la MPE

K =48.49

ESPESOR DEL PAVIMENTOSegn la formula General AASHTO:

Haciendo tanteos de espesor hasta que (Ec. I) Sea aproximadamente Igual a ( Ec. II):D =7.770inINGRESAR ESTE DATO PARA HACER LOS TANTEOS6.13.. Ec. I6.13.. Ec. IIEspesor de la Losa de ConcretoD =19.74CmEspesor de la Losa de ConcretoD =20.00CmASUMIDO

&"ISOCPEUR,Normal"JCHT 2007&"ISOCPEUR,Normal"Pag: &P

MEMORIA RIGDISEO DE ESPESOR DE PAVIMENTO RIGIDOMETODO AASHTO-93PROYECTO:MEJORAMIENTO DE PISTAS Y VEREDAS DE LA AV. SAN AGUSTIN Y FRANCISCA DE LA CALLE, TRAMO: AV. SAN CARLOS PROLG. TRUJILLO; DISTRITOS DE HUANCAYO Y EL TAMBO, PROVINCIA DE HUANCAYO JUNIN

FECHA:Mar-13DATOS DEL PROYECTO

PERIODO DE DISEO10.00aos

TASA DE CRECIMIENTO0.03%

FACTOR DE SENTIDO0.50----

FACTOR CARRIL1.00----

SUELO DE FUNDACION: CBR DE DISEO:7.50%

DATOS DE DISEO

TRAFICO (ESAL's)1.18E+06----

INDICE DE SERVICIALIDAD INICIAL ( Po)4.50----

INDICE DE SERVICIALIDAD INICIAL ( Pt)2.00----

MODULO DE ROPTURA (Sc) 463.72Psi

MODULO DE ELASTICIDAD (Ec)3,503,968.23Psi

RESISTENCIA DE LA SUBRASANTE (K)48.49Mpa/m

COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CARGA (J)3.10----

COEFICIENTE DE DRENAJE (Cd)0.90----

NIVEL DE CONFIABILIDAD (R)55.00----

DESVIACION ESTANDAR NORMAL (Zr)-0.127----

ERROR ESTANDAR COMBINADO (So)0.35----

19.74 cmDISEO DE ESPESORES

SUB BASE GRANULAR20.00cm

LOSA DE CONCRETO20.00cm

Hoja18712.4313.30%9012.8613.76%16723.8625.54%8912.7113.61%22131.5733.79%93.43