Diseño pv rig

“Mejoramiento de Pistas y Veredas de la Av. Aníbal Motto Vivanco Cuadras 12 y 13 en el Distrito de Jauja, Provincia de Jauja -

Donde:

215.63 J (D

Ec

D = Espesor de la losa del pavimento en (in)W18 = Tráfico (Número de ESAL´s)

Zr = Desviación Estándar NormalSo = Error Estándar Combinado de la predicción del Tráfico

∆PSI = Diferencia de Serviciabilidad (Po-Pt)Po = Serviciabilidad InicialPt = Serviciabilidad Final

S'c = Módulo de Rotura del concreto en (psi).Cd = Coeficiente de Drenaje

J = Coeficiente de Transferencia de CargaEc = Módulo de Elasticidad de concretoK = Módulo de Reacción de la Sub Rasante en (psi).

7

(

1

MEMO RIA DE CAL CUL O DEL ESPESO R EST RUCT URAL DEL PAVIMENT O RIG IDO

Proyecto : “CREACIÓN DE PISTAS, VEREDAS Y CUNETAS DE LA COMUNIDAD CAMPESINA DE LA ESPERANZA, DISTRITO DE TANTAMAYO – HUAMALIES – HUÁNUCO”

Ubicación : Comunidad Campesina La Esperanza - TantamayoFecha : Noviembre 2012

1.- GENERALIDADES1.1 M E TOD O AA S TH O - 93

Es uno de los metodos mas utilizados y de mayor satisfaccion a nivel internacional para el diseño de pavimentos rígidos. Dado que la investigación de la autopista AASHTO en diferentes circuitos. es desarrollado en función a un método experimental, con una profunda

1.2 FORMULACI ÓN DE DI SEÑO.

La ecuación básica de diseño a la que llegó AASHTO para el diseño de pavimentos rígidos para un desarrollo analítico, se encuentra plasmada también en nomogramas de cálculo, está esencialmente basada en los resultados obtenidos de la prueba experimental de la carretera AASHTO. La ecuación de diseño para pavimentos rígidos modificada para la versión actual es la que a continuación se presenta

1.3 F ORMU LA G E N E RA L AA S TH O

Log10(

ΔPSI)

Log10(W18) Zr So 7.35 Log10(D 1) 0.06 4.5 1.5

1.624 10(D 1)

8.46

(4.22 0.32 Pt ) Log10[215.63

Sć Cd

0.75 1.132)]

0.75 18.42

0.25)

k

2.- VARIABLES DE DISEÑO2.1 E S P E S O R ( D )

El espesor de losa de concreto, es la variable “D” que pretendemos determinar al realizar un diseño de pavimento rígido. El resultado del espesor se ve afectado por todas las demás variables que interviene en los cálculos. Es importante especificar lo que se diseña, ya que a partir de espesores regulares una pequeña variación puede significar una variación importante en la vida útil.

2.2 T RA F I C O (W 18 ) .El método AASTHO diseña los pavimentos de concreto por fatiga. La fatiga se entiende como el número de repeticiones ó

ciclos de carga que actúan sobre un elemento determinado. Al establecer una vida útil de diseño, en realidad lo que se esta

haciendo es tratar de estimar, en un periodo de tiempo, el número de repeticiones de carga a las que estará sometido el

NUMERO DE CARRILES

PORCENTAJE DE VEHICULOS PESADOS

EN EL CARRIL DE 24

6 a mas

5045

CIRCULACION FACTORUn sentidoDoble sentido

1.00.5

No CARRIL FACTOR CARRIL1234

1.00

0.80 a 1.00

0.60 a


pavimento. La vida útil mínima con la que se debe diseñar un pavimento rígido es de 20 años, en la que además se contempla

el crecimiento del tráfico durante su vida útil, que depende del desarrollo socio-económico de la zona.2.3 T RA F I C O E SA L ' s

ESALs' TDPAB365

Donde:

1rn 1Ln1r

FC

ESAL`s= Numero estimado de ejes equivalentes de 8.2 toneladasTPD= Transito promedio diario inicial

A= Porcentaje estimado de vehiculos Pesados (buses camiones)B= Porcentaje de vehiculos pesados que emplean el carril de diseño r= Tasa anual de crecimiento de transiton= Periodo de diseño

FC= Factor camionVALOR (B)

TPD=A= 29%B= 71%r= 1.30%n= 20 años

FC= 1

ESAL`s = 22,295.84

2.4 F AC T O R D E CR E C I M I E N TO D EL T RÁ F I C O ( r ) El factor de crecimiento del tráfico es un parámetro que considera en el diseño de pavimentos, los años de periodo de diseño

CASO TASA DE CRECIMIENTOCrecimiento NormalVias complet. saturadasCon trafico inducidoAlto crecimiento

1% al 3%0% al 1%4% al 5%mayor al 5%

r = 3.0%

2.5 P ER Í OD O D E D I S EÑ O ( P d ) . El presente trabajo considera un período de diseño de 20 años. (Recomendable)

Pd = 20.00

2.6 F AC T O R D E S EN T I D O ( Fs ) . Del total del tráfico que se estima para el diseño del pavimento deberá determinarse el correspondiente a cada sentido de

Fs = 0.50

2.7 F AC T O R CARR I L ( Fc ) .Es un coeficiente que permite estimar que tanto el tráfico circula por el carril de diseño.

Fc = 1.00

2.8 T RÁ F I C O E SA L ' s MOD I F I CAD O

Confiabilidad R (%) Desviac. Estan. (Zr)50

0.000607075808590919293

-0.253-0.524-0.674-0.841-1.037-1.282-1.340-1.405-1.476-1.555-1.645-1.751-1.881-2.054-2.327-3.090-3.750

INDICE DE SERVICIO CALIFICACION54321

ExcelenteMuy bueno Bueno Regular


Es el Tráfico afectado por el Factor Carril y el Factor de Sentido que da como resultado el Trafico Esal's según las condiciones reales de la vía

ESAL`s = 11,147.92

3.- FACTORES DE EQUIVALENCIA DE TRÁFICOFormulas que permiten convertir el número 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.

Tránsito esperado en el carril de diseño en millones de ejes equivalentes (W18)

Confiabilidad ( R ) Zr So Factor se SeguF.S.

< 5 50 0.000 0.35 1.005 - 15 50 - 60 0.000 - 0.253 0.35 1.00 - 1.2315 - 30 60 - 70 0.253 - 0.524 0.35 1.23 - 1.8330 - 50 70 - 75 0.524 - 0.674 0.34 1.51 - 1.7050 - 70 75 - 80 0.674 - 0.841 0.32 1.64 - 1.8670 - 90 80 - 85 0.841 - 1.037 0.30 1.76 - 2.05

3.1 CON F I AB I L I DAD : Se denomina confiabilidad (R%) a la probabilidad de que un pavimento desarrolle su

DESVIACIO ESTANDAR (Zr)

TIPO DE PAVIMENTO CONFIABILIDADAutopistasCarreterasRuralesZonas industriales Urbanas principales Urbanas secundarias

90%75%65%60%55%50%

R (%) = 50.000

3.2 D E S V I AC I Ó N E S T ANDAR ( Z r) . Es función de los niveles seleccionados de confiabilidad.

Zr = 0.000

3.3 E RRO R E S T ÁNDA R COMB I NAD O ( S o ) : AASHTO propuso los siguientes valores para seleccionar la Variabilidad o Error Estándar Combinado So, cuyo valor recomendado es:

Para pavimentos rígidos En construcción nueva En sobre capas

0.30 – 0.400.350.4

So = 0.35

3.4 S ER VI C I AB I L I DA D ( ∆ P S I) : La serviciabilidad se define como la habilidad del pavimento de servir al tipo de tráfico (autos y camiones) que circulan en la vía. La medida primaria de la serviciabilidad es el Índice de Serviciabilidad Presente. El procedimiento de diseño AASHTO predice el porcentaje de perdida de seviciabilidad (∆ PSI) para varios niveles de tráfico y cargas de ejes.Como el índice de serviciabilidad final de un pavimento es el valor más bajo de deterioro a que puede llegar el mismo, se sugiere que para carreteras de primer orden (de mayor tránsito) este valor sea de 2.5 y para vías menos importantes sea de2.0; para el valor del índice de serviciabilidad inicial la AASTHO llegó a un valor de 4.5 para pavimentos de concreto y 4.2 parapavimentos de asfalto.

Entonces:Po = 4.5Pt = 2.0∆ PSI = Po - Pt

∆ PSI = 2.50

TIPO DE PAVIMENTO S`c RECOMENDADO (Psi)Autopistas 682.70

Carretera 682.70Zonas Industriales 640.10Urbanos principales 640.10Urbanos Secundarios 597.40


0 Intransitable

3.5 MÓDU LO D E RU P TUR A ( MR ) Es una propiedad del concreto que influye notablemente en el diseño de pavimentos rígidos de concreto. Debido a que los

pavimentos de concreto trabajan principalmente a flexión, es recomendable que su especificación de resistencia sea acorde

con ello, por eso el diseño considera la resistencia del concreto trabajando a flexión, que se le conoce como resistencia a la

flexión por tensión (Sć) ó módulo de ruptura (MR) normalmente especificada a los 28 díasConcreto a Utilizar F`c = 210 Kg/cm2 S'c = 32(F'c)

1/2

S`c = 463.724 Psi

3.6 DR E NA JE ( C d) Para el cálculo del Coeficiente de Drenaje se tomará en cuenta el periodo regular lluvioso de la ciudad de Jauja (de Noviembre a Marzo), considerandose 3 dias a la semana con precipitaciones que generan saturación.Se considera 5 días de lluvia al año que podrian producir condiciones de Saturación.La Calidad del drenaje lo consideraremos bueno luego de ejecutarse la Construcción del pavimento Rígido.

Total de dias de Noviembre a Marzo= 151 Total de semanas= 22Dias a la Semana que generan saturación= 3 Dias al año que producen saturación= 5

Total de dias que generan saturación= 71 % de tiempo del pavimento expuesto a Saturación= 19.45%

Calidad deDrenaje

% de tiempo del año en que el pavimento está expuesto a niveles de saturación

Menor a 1% 1% a 5% 5% a 25% Mayor a 25%Excelente 1.25 – 1.20 1.20 – 1.15 1.15 – 1.10 1.10

Bueno 1.20 – 1.15 1.15 – 1.10 1.10 – 1.00 1.00Regular 1.15 – 1.10 1.10 – 1.00 1.00 – 0.90 0.90Pobre 1.10 – 1.00 1.00 – 0.90 0.90 – 0.80 0.80

Muy pobre 1.00 – 0.90 0.90 – 0.80 0.80 – 0.70 0.70Nota: Para el caso los materiales a ser usados tiene una calidad de drenaje buena y esta expuesto en un 19.45% durante un año

Cd = 1.05

3.7 CO E F I C I E N TE D E T RAN S F E R E NC I A D E CARG A ( 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 será el comportamiento de las losas.Este concepto depende de los siguientes factores:

. Cantidad de Tráfico.

. Utilización de pasajuntas.

. Soporte lateral de las Losas.La AASTHO recomienda un valor de 4.2 para pavimentos rígidos J =

3.8 MODULO DE ELASTI CI DAD DEL CONCRETO ( Ec) .

4.2

Se denomina Módulo de elasticidad del concreto a la tracción, a la capacidad que obedece la ley de Hooke, es decir, la

relación de la tensión unitaria a la deformación unitaria. Se determina por la Norma ASTM C469. Sin embargo en caso de no

disponer de los ensayos experimentales para su cálculo existen varios criterios con los que pueda estimarse ya sea a partir del

Módulo de Ruptura, o de la resistencia a la compresión a la que será diseñada la mezcla del concreto.

Las relaciones de mayor uso para su determinación son:Fć = Resistencia a la compresión del concreto (Kg/cm

2) = 210 Kg/cm2

Ec = 4700 x (f’c)1/2

(En MPa)Ec = 15000 x (f’c)

1/2 (En Kg/cm2)

Ec = 1500 x ( 210 )^1/2 Ec = 217,370.65 Kg/cm2 Ec = 3,091,736.68 Psi

3.9 MODU LO D E R E ACC I Ó N D E LA S U B RA S AN TE ( K )

Se han propuestos algunas correlaciones de “ K “ a partir de datos de datos de CBR de diseño de la Sub Rasante, siendo una

7

L

(

(


K = 2.55 + 52.5(Log CBR) Mpa/m →K = 46.0 + 9.08(Log CBR)

4.34 Mpa/m →

CBR ≤ 10CBR > 10

CBR sub rasante= 19.7Según estudio realizado en el Laboratorio de Mecanica de suelo del Ing. Flores Sulca Fidel Gregorio

K = 73.83

4.- ESPESOR DEL PAVIMENTOSegún la formula General AASHTO:

Log10

(PSI )

Log10 (W 18) Zr So 7.35 Log10 ( D 1) 0.06 4 . 5 1 . 5

1.624 101

( D 1)8.46

( 4.22 0.32 Pt ) Log 10 [ 215 .63S ć Cd ( D

0.75 1.132 )]

215 .63 J ( D 0.75

18 . 42 )

0.25Ec

k

Haciendo tanteos de espesor hasta que (Ec.I) Sea aproximadamente Igual a (Ec.II): D = 6.442 in

10(W18) Zr So

0.06

4.107 …….. Ec. I

ΔPSI Log

7.35 Log (D 1) 10

10 4 . 5 1 . 5 1.624x10 7

1 D 18.46

Sć Cd (4.22 0.32 Pt ) Log10[215.63

0.75 1.132)] 5.481 …….. Ec. II

215.63 J 0.75 18.42

0.2 )

Ec 5

k

Espesor de la Losa de Concreto Calculado D = 16.36 Cm

Espesor de la Losa de Concreto Adoptado D = 17.50 Cm

5.- RESUMEN DE ESPECIFICACIONES PARA COLOCACIÓN DE JUNTAS

Espesor deLosa

[1] Espaciamientoentre Juntas (cm)

[2] Profundidad deCorte de Juntas (cm)

[3] Profundidad delMaterial de Sellado (cm)

[4] Ancho del Cortepara la Junta (cm)

15 360 5.00 1.00 0.5016 384 5.33 1.07 0.5317 408 5.67 1.13 0.5718 432 6.00 1.20 0.6019 456 6.33 1.27 0.6320 480 6.67 1.33 0.6721 504 7.00 1.40 0.7022 528 7.33 1.47 0.7323 552 7.67 1.53 0.7724 576 8.00 1.60 0.8025 600 8.33 1.67 0.8326 624 8.67 1.73 0.8727 648 9.00 1.80 0.9028 672 9.33 1.87 0.9329 696 9.67 1.93 0.9730 720 10.00 2.00 1.00

[1] : El Espaciamiento entre juntas es 24 veces el espesor de la Losa en cm[2] : La Profundidad del corte de la junta es 1/3 del espesor de la Losa en cm[3] : La Profundidad del material de sellado es 1/5 de la Profundidad de la junta en cm[4] : El Ancho del corte de la junta es 1/10 de la profundidad de la junta en cm

6.- RESUMEN DE ESPECIFICACIONES PARA COLOCACIÓN DE DOVELAS

Espesor de [1] Diámetro de [2] Largo de Dovelas [3] Diámetro Comercial de [4] Profundidad de [5] Separación


Losa Dovelas cm (plg) (cm) Dovela (plg) Dovelas (cm) entre Dovelas (c15 1.88 (0.74) 28.00 3/4 7.50 30.0016 2.01 (0.79) 29.00 3/4 8.00 30.0017 2.13 (0.84) 31.00 7/8 8.50 30.0018 2.26 (0.89) 32.00 7/8 9.00 30.0019 2.39 (0.94) 34.00 1.00 9.50 30.0020 2.49 (0.98) 35.00 1.00 10.00 30.0021 2.62 (1.03) 37.00 1.00 10.50 30.0022 2.74 (1.08) 38.00 1 1/8 11.00 30.0023 2.87 (1.13) 40.00 1 1/8 11.50 30.0024 3.00 (1.18) 41.00 1 1/8 12.00 30.0025 3.12 (1.23) 43.00 1 1/4 12.50 30.0026 3.25 (1.28) 44.00 1 1/4 13.00 30.0027 3.38 (1.33) 46.00 1 3/8 13.50 30.0028 3.51 (1.38) 47.00 1 3/8 14.00 30.0029 3.63 (1.43) 49.00 1 3/8 14.50 30.0030 3.76 (1.48) 50.00 1 1/2 15.00 30.00

[1] : El Diámetro de la Dovela es de 1/8 del espesor de la losa, en pulgadas. [2] : Largo de Dovelas es igual a 12 veces su diametro mas 5 centimetros. [3] : Diámetro de la Dovela convertido a Diámetro comercial en Pulgadas.[4] : La Profundidad de instalación de la Dovela es 1/2 del espesor de la Losa en cm. [5] : La Separación recomendable entre Dovelas en cm.

7.- MODULACIÓN DE LOSASLa relación entre largo y Ancho de un tablero de losas no deberas estar fuera de estos limites: 0.71 a 1.40

INGRESAR ANCHO DE VIA (2Y)= 7.2 Y= 3.6 CONSIDERAR 2 PAÑOS INGRESAR LONGITUD DE PAÑO (X)= 3

X/Y= 0.833333 ¡OK!

“Mejoramiento de Pistas y Veredas de la Av. Aníbal Motto Vivanco Cuadras 12 y 13 en el Distrito de Jauja, Provincia de

DISEÑO DE ESPESOR DE PAVIMENTO RIGIDO METODO AASHTO-93

PROYECTO: “CREACIÓN DE PISTAS, VEREDAS Y CUNETAS DE LA COMUNIDAD C

FECHA: Noviembre 2012

DATOS DEL PROYECTO

PERIODO DE DISEÑO 20.00 años

TASA DE CRECIMIENTO 1.30

FACTOR DE SENTIDO 0.50

FACTOR CARRIL 1.00

SUELO DE FUNDACION: CBR DE DISEÑO: 19.70

DATOS DE DISEÑO

TRAFICO (ESAL's) 22,295.84

INDICE DE SERVICIALIDAD INICIAL ( Po) 4.50

INDICE DE SERVICIALIDAD INICIAL ( Pt) 2.00

MODULO DE ROPTURA (Sć) 463.72

MODULO DE ELASTICIDAD (Ec) 3,091,736.68

RESISTENCIA DE LA SUBRASANTE (K) 73.83 Mpa

COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CARGA (J) 4.20

COEFICIENTE DE DRENAJE (Cd) 1.05

NIVEL DE CONFIABILIDAD (R) 50.00

DESVIACION ESTANDAR NORMAL (Zr) 0.00

ERROR ESTANDAR COMBINADO (So) 0.35

DISEÑO DE ESPESORES


SUB BASE GRANULAR 17.50 cm

LOSA DE CONCRETO 17.50 cm


AMPESINA DE LA ESPERANZA, DISTRITO DE TANTAMAYO – HUAMALIES – HUÁNUCO”

Documents

Diseño pv rig