ripio espesor EWM 15a.doc

8/19/2019 ripio espesor EWM 15a.doc

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DISEÑO DE ESPESORES EN CARPETAS GRANULARES

EGON WOLF MIRANDA, Ingeniero Civil,Dirección de Vialidad, Región del Bío-Bío, Chile. [email protected]

RESUMEN

El resente tra!a"o corresonde a la roosición de un rocedi#iento de c$lculo ara ladeter#inación de esesores de una careta de riio, %a sea or un ca#!io de est$ndar o ararece!os. &u definición est$ !asada en las relaciones % concetos 'ue entrega el (D)-* % suc$lculo se co#le#enta con la alicación del criterio de falla #ediante la #etodología #ecanicista.

1. INTRODUCCION

De los +./ 0iló#etros 'ue tiene la red vial de nuestro aís, el 123 osee careta granular % un/3 es de tierra. En Chile, co#o en la #a%oría de los aíses, ara el dise4o del esesor de estas

estructuras no se utili5an #6todos roia#ente tales % casi sie#re se asu#en esesores de#anera #$s o #enos ar!itraria.

Esto hace conveniente la e7istencia de un #6todo de dise4o de esesores 'ue er#ita, !as$ndoseen las rinciales varia!les 'ue afecten el co#orta#iento de este tio de ca#inos, esta!lecer losesesores adecuados 'ue aseguren el tr$nsito de los vehículos.

2. PLANTEAMIENTO DEL METODO DE CALCULO

&iguiendo el #odelo utili5ado or el (D), el esesor de dise4o ara una careta de rodadogranular 'uedar$ for#ado or dos esesores8

-9n esesor #íni#o, 'ue asegure la transita!ilidad durante el :lti#o a4o de vida :til o dedise4o ;ho< %

- 9n esesor 'ue se deter#inar$ a artir de la 6rdida de #aterial 'ue sufre la careta en eltie#o, durante el eríodo de dise4o definido ;h)=> 8 esesor !asado en la 6rdida de #aterial en ;c# 8 6rdida de #aterial anual ;##?a4o<n 8 n:#ero de a4os de dise4o.

mailto:[email protected]:[email protected]


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En el caso 'ue ho )=> , entonces ho A )=>

Es necesario se4alar 'ue el valor del esesor #íni#o de la careta ; ho l anali5ar ; 2 < % ; /


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Donde8ho 8 esesor #íni#o de la careta ;c#<CBR 8 ra5ón de &oorte California de la careta de rodado.CBR&R8 ra5ón de &oorte California de la su!rasante.02 8 factor de cali!ración asociado al soorte de la careta de rodado.0/ 8 factor de cali!ración asociado al soorte de la su!rasante.0 8 factor de cali!ración.0* 8 factor de cali!ración asociado al efecto del tr$fico esado.0f 8 factor de cali!ración asociado al efecto de la geo#etría en el esesor #íni#o.

>D( 8 transito #edio diario vehículos esados. >D= 8 transito #edio diario vehículos livianos.

3.3. D!t!r"in#cin d! d#to% r# $# c#$i(r#cin

Fara la cali!ración del #odelo de deter#inación de esesor #íni#o dado or la e7resión ; * < esnecesario contar con las #ediciones en terreno del CBR de la su!rasante % de la careta, deltr$fico circulante, del esesor de la careta % de las características geo#6tricas del ca#ino;endientes, curvatura hori5ontal % longitud de curva


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3.).2. C#r#ct!ri,#cin d! $# c#r&!t# -r#nu$#r

Fara la caa granular, el #ódulo de elasticidad se deter#ina de acuerdo a la #etodología de &hell,donde el #ódulo de la caa deende de la caa su!%acente en este caso la su!rasante.

Ei A 0 EiK2 0 A ,/ hi ,*1 % / 0 *2 con J A ,1 ; <

Ei, EiK2 8 #ódulos de elasticidad de las caas granulareshi 8 esesor de la caa i, en ##

3.).3. L! d! F#ti-#

=a carga a la cual se so#etió la estructura de la careta corresonde a un e"e si#le de rodadodo!le de +,2 ton, % una resión de inflado de 1 0g?c#/ % la le% de fatiga ara el suelo de fundación8

L5 A ,2* 2- M5

-* ;Edwars % Val0ering< ; <

L5 8 n:#ero de ciclos 'ue rovocan la fatiga or falla del suelo de fundación.M5 8 defor#ación unitaria vertical de co#resión en la suerficie de la su!rasante.

1 En rigor esta exigencia no se cumple para espesores bajos como los buscaos, se utili!o por ser la relaci"n

m#s conser$aora isponible%


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3.).). R!%u$t#do% o(t!nido%

El siguiente gr$fico resu#e los resultados o!tenidos utili5ando el rogra#a DEF>V/8

). CALCULO DE LA PERDIDA DE ESPESOR

El )odelo de F6rdida de )aterial del ()D conte#la dentro de sus varia!les rinciales lareciitación #ensual, el volu#en de tr$nsito, la geo#etría del ca#ino % las característicasgeot6cnicas de la careta de grava.

=a relación 'ue entrega el (D)-* ara el c$lculo de la 6rdida de #aterial es la siguiente.

+−+= TMDA KT RF MMP

gl K MLA &

410&&&4',24',3&'5,3& ; + <

Donde

)=> 8 6rdida de #aterial anual ;##?a4o< de la caretaR 8 ro#edio de su!idas % !a"adas ;#?0#< del ca#ino

))F 8 reciitación #edia #ensual ;##?#es 8 tr$nsito #edio diario anual ;veh?día<Ngl 8 factor de cali!ración de 6rdida de grava

El coeficiente de #aterial re#ovido or el tr$nsito inducido ; N < est$ deter#inado or la siguientee7resión8

2 (o)t*are esarrollao por el +nstituto e -as e la .ni$ersia el /auca, 0opa#n, /olombia%

CBRA3

CBRA13CBRA3

CBRA/3CBRA213

CBRA23

CBRA2/3

CBRA23

CBRA+3CBRA3

Or$fico nP 2


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−−−−

−+

+

=4

10&&01,1'

10&&&2,9

'10&075&&42%357300

&9',0022,0

,0&

MMP IP MMP

P MMP C

máxkt

K KT ; <

Donde8

C 8 curvatura hori5ontal ;Q?0#< del ca#inoIF 8 indice de Flasticidad de la caretaF1 8 orcenta"e de #aterial 'ue asa or #alla LQ/ de la caretaN0t 8 factor de cali!ración de #aterial re#ovido or el tr$nsito de la careta

El #odelo conte#la dos factores de cali!ración, Ngl % N0t, los cuales or defecto tienen co#o valor 2, sin e#!argo, son necesarios de esti#ar ara lograr 'ue 6ste reresente las condiciones localesdel lugar donde el #odelo ser$ alicado. En adelante se utili5aran NglA/,1 % N0tA,+/, seg:n loo!tenido en Ref.; 2


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Or$fico nP

Or$fico nP *

))FA

))FA/1


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. EEMPLOS

E!"&$o 1Deter#inar el esesor de una careta granular 'ue se disondr$ en un ca#ino con los siguientesdatos, ara un eríodo de servicio de * a4os8

4"i 4"5 67 "89" C:R ; 9"


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.2. EES EKUI0ALENTES

Fara el c$lculo de los e"es e'uivalentes se uede recurrir al siguiente grafico*8

.3. TIPO DE SUELO C:ROr$fico LP Clasificación &uelos?CBR ;uente8 )anual de Carreteras<

4 uente e7to guía ca#inos B$sicos, Dirección de Vialidad /1. De!e tenerse en consideración 'ue si el ca#ino tiene unancho restringido los valores de!en a#lificarse, hasta or /, %a 'ue este grafico esta construido ara dos istas en lacal5ada.

Or$fico nP

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