UNIVERSIDAD DEL DESARROLLO

TAREA 1 - TALLER DE DISEO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS (INGENIERA VIAL)

Fecha Entrega: 25 de agosto de 2014, hasta las 5 PM

Alumno: Javier Riveros Ramrez

Profesor: lvaro Gonzlez V.

Introduccin

En el presente informe se presentarn los resultados obtenidos para el estudio de tramificacin de

la subrasante de un proyecto de Ingeniera Vial. Para esto se dispuso de datos de deflectometra (Ensayo

FWD) con los que se pudo calcular el mdulo resiliente de la subrasante en varios puntos del tramo total

del proyecto. Se utilizaron cargas de 30 y 50 kN y los datos del transductor ubicado a 120 cm del centro

del plato de carga, y, los resultados para la tramificacin fueron resueltos segn el mtodo de diferencias

acumuladas (AASHTO). Adems, se asign un valor de mdulo resiliente de diseo para cada tramo y se

dejaron expresados los resultados en trminos de CBR.

Resultados

Calculo del Mdulo Resiliente

Se procedi a calcular el mdulo resiliente de la subrasante para cada punto en el cul se realiz

el ensayo de FWD, para esto, se utiliz la siguiente frmula:

=2,4

( 1)

Donde:

Mr= Mdulo resiliente de la subrasante

P = Carga aplicada por el FWD en kN

d = Deflexin a la distancia 'r' del centro de la carga en cm.

r = Distancia desde el centro del plato al transductor (cm)

Los resultados se pueden observar en las tablas A.1 y A.2 en el Anexo al final de este informe.

Tramificacin

Se realiz la tramificacin de la subrasante para los casos de cargas de 30 y 50 kN utilizando el mtodo de diferencias acumuladas de AASHTO visto en el curso. Para el caso de la carga de 30 kN se observan 8 tramos (Ver figura 1) y para el caso de la carga de 50 kN la tramificacin resulta en 9 tramos (Ver figura 2).

En ambos casos tenemos tramos prcticamente idnticos pero en el caso de la carga de 50 kN observamos al principio una tendencia distinta a la de la figura 1. Elegimos quedarnos con los resultados de la figura 2 ya se prioriza tener mayor cantidad de tramos para asegurarnos de no subdimensionar o sobredimensionar extensiones de la subrasante. Si existe la factibilidad de tener tramos de 1 km de largo entonces esta eleccin es la ms conservadora.

Figura 1: Mtodo de diferencias acumuladas para la carga de 30 kN

Figura 2: Mtodo de diferencias acumuladas para la carga de 50 kN

Los detalles del clculo de la variable Zx y las tablas respectivas se pueden encontrar en el Anexo. (Tablas

A.1 y A.2)

Mdulo Resiliente y CBR de Diseo

Luego de definir cules son los tramos a considerar en nuestro estudio, procedemos a calcular el

mdulo resiliente de diseo para cada tramo. Para esto creamos una tabla en donde definimos el promedio

y la desviacin estndar de Mr para cada tramo, los valores que sean mayores a la media ms 2 veces la

desviacin y los valores menores a la media menos 2 veces la desviacin estndar son marginados para

el clculo del mdulo resiliente de diseo, el cual es el promedio de los Mr del tramo.

Los resultados se expresan en la siguiente tabla:

Tabla 1: Mdulo Resiliente de Diseo para cada tramo

Tramos Media Desv. Estndar Media+2 Media-2 Mdulo Resiliente de Diseo (MPa)

TRAMO 1 143,01 17,68 178,37 107,65 150,72

TRAMO 2 162,81 0,00 162,81 162,81 162,81

TRAMO 3 131,54 44,36 220,26 42,81 131,54

TRAMO 4 160,37 22,82 206,00 114,73 160,37

TRAMO 5 115,17 14,68 144,53 85,81 115,17

TRAMO 6 151,41 18,10 187,61 115,21 151,41

TRAMO 7 121,52 31,10 183,73 59,31 121,52

TRAMO 8 170,06 20,19 210,43 129,68 170,06

TRAMO 9 107,61 28,12 163,86 51,36 107,61

Obtenemos de las presentaciones del curso la correlacin entre Mr y CBR, para valores de Mr entre 86 y 246 MPa, se cumple la condicin de la ecuacin 2, luego procedemos a calcular el valor de CBR de diseo para cada tramo:

=

ln(

22,1)

0,55 ( 2)

Tabla 2: CBR de Diseo para cada tramo

Tramos Mdulo Resiliente de Diseo CBR de Diseo

TRAMO 1 150,72 32,80

TRAMO 2 162,81 37,75

TRAMO 3 131,54 25,61

TRAMO 4 160,37 36,72

TRAMO 5 115,17 20,12

TRAMO 6 151,41 33,08

TRAMO 7 121,52 22,18

TRAMO 8 170,06 40,86

TRAMO 9 107,61 17,78

Se puede encontrar en el Anexo las tablas con los valores de Mr para cada intervalo de los tramos

(Tablas A.1 y A.2) y una tabla anloga a la tabla 1 y 2 pero para la carga de 30 kN (Tabla A.3 y A.4).

Comentarios Finales

Durante el desarrollo de esta tarea se ha logrado tramificar y calcular los valores de diseo para la subrasante utilizando los datos de deflectometra entregados por el profesor. Se debe comprender que para cualquier proyecto de caminos es imprescindible conocer las propiedades de la subrasante para lograr un buen diseo estructural del pavimento. El uso de criterio para establecer los tramos usando el mtodo de diferencias acumuladas tambin adquiere relevancia, por lo que conocer y entender los conceptos utilizados para el diseo estructural de pavimentos es fundamental. Por ltimo, vale la pena destacar que se deben conocer los alcances del proyecto y sus restricciones para poder realizar una adecuada toma de decisiones respecto del diseo final del proyecto.

ANEXO

Tabla A.1: "Datos mtodo de diferencias acumuladas para carga de 30 kN"

D6

120

Kilometraje um

Modulo

Resil iente

(Mpa)

Nro de

Intervalos

Intervalo de

Distancia

Distancia

Acumulada

Promedio del

parmetro en

tramo

Area del

Intervalo

Area

AcumuadaZx Tramos

2,8 22 166,36 1 0 0 166,00 0,00 0,00 0,00 TRAMO 1

2,9 23 160,17 2 0,1 0,1 163,27 16,33 16,33 2,05 TRAMO 1

3 33 111,64 3 0,1 0,2 135,91 13,59 29,92 1,36 TRAMO 1

3,1 25 148,32 4 0,1 0,3 129,98 13,00 42,92 0,08 TRAMO 1

3,2 23 161,74 5 0,1 0,4 155,03 15,50 58,42 1,30 TRAMO 1

3,3 24 153,00 6 0,1 0,5 157,37 15,74 74,16 2,76 TRAMO 1

3,4 27 137,78 7 0,1 0,6 145,39 14,54 88,69 3,02 TRAMO 1

3,5 26 142,15 8 0,1 0,7 139,97 14,00 102,69 2,74 TRAMO 1

3,6 23 160,17 9 0,1 0,8 151,16 15,12 117,81 3,58 TRAMO 1

3,7 23 160,17 10 0,1 0,9 160,17 16,02 133,82 5,32 TRAMO 1

3,8 30 122,80 11 0,1 1 141,49 14,15 147,97 5,19 TRAMO 1

3,9 23 161,74 12 0,1 1,1 142,27 14,23 162,20 5,13 TRAMO 1

4 20 184,20 13 0,1 1,2 172,97 17,30 179,50 8,15 TRAMO 1

4,1 45 81,87 14 0,1 1,3 133,03 13,30 192,80 7,18 TRAMO 2

4,2 22 166,91 15 0,1 1,4 124,39 12,44 205,24 5,34 TRAMO 2

4,3 31 118,84 16 0,1 1,5 142,87 14,29 219,53 5,35 TRAMO 2

4,4 21 176,00 17 0,1 1,6 147,42 14,74 234,27 5,81 TRAMO 3

4,5 20 184,20 18 0,1 1,7 180,10 18,01 252,28 9,54 TRAMO 3

4,6 24 153,50 19 0,1 1,8 168,85 16,88 269,16 12,15 TRAMO 3

4,7 24 153,00 20 0,1 1,9 153,25 15,33 284,49 13,19 TRAMO 3

4,8 25 146,88 21 0,1 2 149,94 14,99 299,48 13,91 TRAMO 3

4,9 28 131,14 22 0,1 2,1 139,01 13,90 313,38 13,53 TRAMO 3

5 18 202,67 23 0,1 2,2 166,90 16,69 330,07 15,94 TRAMO 3

5,1 30 122,80 24 0,1 2,3 162,73 16,27 346,35 17,94 TRAMO 3

5,2 37 100,54 25 0,1 2,4 111,67 11,17 357,51 14,82 TRAMO 4

5,3 37 99,57 26 0,1 2,5 100,05 10,01 367,52 10,55 TRAMO 4

5,4 31 119,23 27 0,1 2,6 109,40 10,94 378,46 7,21 TRAMO 4

5,5 26 141,23 28 0,1 2,7 130,23 13,02 391,48 5,96 TRAMO 4

5,6 32 114,38 29 0,1 2,8 127,80 12,78 404,26 4,46 TRAMO 4

5,7 30 122,00 30 0,1 2,9 118,19 11,82 416,08 2,00 TRAMO 4

5,8 20 183,60 31 0,1 3 152,80 15,28 431,36 3,00 TRAMO 5

5,9 23 160,17 32 0,1 3,1 171,89 17,19 448,55 5,91 TRAMO 5

6 24 155,00 33 0,1 3,2 157,59 15,76 464,31 7,39 TRAMO 5

6,1 27 136,00 34 0,1 3,3 145,50 14,55 478,86 7,66 TRAMO 5

6,2 24 154,50 35 0,1 3,4 145,25 14,53 493,38 7,91 TRAMO 5

6,3 28 132,43 36 0,1 3,5 143,46 14,35 507,73 7,97 TRAMO 5

6,4 23 160,17 37 0,1 3,6 146,30 14,63 522,36 8,33 TRAMO 5

6,5 23 160,70 38 0,1 3,7 160,43 16,04 538,40 10,09 TRAMO 5

6,6 25 147,84 39 0,1 3,8 154,27 15,43 553,83 11,24 TRAMO 5

6,7 38 96,00 40 0,1 3,9 121,92 12,19 566,02 9,15 TRAMO 6

6,8 24 153,00 41 0,1 4 124,50 12,45 578,47 7,32 TRAMO 6

6,901 38 96,00 42 0,101 4,101 124,50 12,57 591,05 5,48 TRAMO 6

7 19 192,00 43 0,099 4,2 144,00 14,26 605,30 5,60 TRAMO 6

7,1 25 147,84 44 0,1 4,3 169,92 16,99 622,30 8,31 TRAMO 7

7,201 23 160,70 45 0,101 4,401 154,27 15,58 637,88 9,47 TRAMO 7

7,3 21 177,14 46 0,099 4,5 168,92 16,72 654,60 12,06 TRAMO 7

7,4 30 123,60 47 0,1 4,6 150,37 15,04 669,64 12,81 TRAMO 7

7,5 27 136,00 48 0,1 4,7 129,80 12,98 682,62 11,52 TRAMO 8

7,6 31 118,06 49 0,1 4,8 127,03 12,70 695,32 9,94 TRAMO 8

7,7 37 97,62 50 0,1 4,9 107,84 10,78 706,10 6,45 TRAMO 8

7,8 63 59,05 51 0,1 5 78,33 7,83 713,94 0,00 TRAMO 8

30 kN

Tabla A.2: " Datos mtodo de diferencias acumuladas para carga de 50 kN"

D6

120

Kilometraje um

Modulo

Resil iente

(Mpa)

Nro de

Intervalos

Intervalo de

Distancia

Distancia

Acumulada

Promedio del

parmetro en

tramo

Area del

Intervalo

Area

AcumuadaZx Tramos

2,8 35 172,11 52 0 0 115,58 0,00 0,00 0,00 TRAMO 1

2,9 37 163,14 53 0,1 0,1 167,62 16,76 16,76 2,71 TRAMO 1

3 55 109,53 54 0,1 0,2 136,33 13,63 30,40 2,30 TRAMO 1

3,1 44 137,45 55 0,1 0,3 123,49 12,35 42,74 0,59 TRAMO 1

3,2 40 151,50 56 0,1 0,4 144,48 14,45 57,19 0,99 TRAMO 1

3,3 41 146,93 57 0,1 0,5 149,21 14,92 72,11 1,86 TRAMO 1

3,4 44 137,18 58 0,1 0,6 142,05 14,21 86,32 2,02 TRAMO 1

3,5 47 128,68 59 0,1 0,7 132,93 13,29 99,61 1,26 TRAMO 1

3,6 40 150,30 60 0,1 0,8 139,49 13,95 113,56 1,16 TRAMO 1

3,7 40 150,30 61 0,1 0,9 150,30 15,03 128,59 2,14 TRAMO 1

3,8 48 126,00 62 0,1 1 138,15 13,81 142,41 1,90 TRAMO 1

3,9 37 162,81 63 0,1 1,1 144,41 14,44 156,85 2,29 TRAMO 2

4 33 182,18 64 0,1 1,2 172,50 17,25 174,10 5,49 TRAMO 3

4,1 75 80,16 65 0,1 1,3 131,17 13,12 187,21 4,56 TRAMO 3

4,2 40 150,60 66 0,1 1,4 115,38 11,54 198,75 2,05 TRAMO 3

4,3 53 113,21 67 0,1 1,5 131,90 13,19 211,94 1,19 TRAMO 3

4,4 34 177,18 68 0,1 1,6 145,19 14,52 226,46 1,66 TRAMO 4

4,5 34 176,82 69 0,1 1,7 177,00 17,70 244,16 5,31 TRAMO 4

4,6 39 154,15 70 0,1 1,8 165,49 16,55 260,71 7,80 TRAMO 4

4,7 40 149,70 71 0,1 1,9 151,93 15,19 275,90 8,95 TRAMO 4

4,8 43 140,09 72 0,1 2 144,90 14,49 290,39 9,39 TRAMO 4

4,9 46 130,70 73 0,1 2,1 135,39 13,54 303,93 8,88 TRAMO 4

5 31 193,94 74 0,1 2,2 162,32 16,23 320,16 11,06 TRAMO 4

5,1 46 129,39 75 0,1 2,3 161,66 16,17 336,33 13,17 TRAMO 5

5,2 57 104,42 76 0,1 2,4 116,91 11,69 348,02 10,81 TRAMO 5

5,3 61 98,36 77 0,1 2,5 101,39 10,14 358,16 6,90 TRAMO 5

5,4 53 113,66 78 0,1 2,6 106,01 10,60 368,76 3,45 TRAMO 5

5,5 44 136,09 79 0,1 2,7 124,88 12,49 381,25 1,89 TRAMO 5

5,6 55 109,09 80 0,1 2,8 122,59 12,26 393,51 0,10 TRAMO 5

5,7 49 122,45 81 0,1 2,9 115,77 11,58 405,08 -2,37 TRAMO 6

5,8 33 180,73 82 0,1 3 151,59 15,16 420,24 -1,27 TRAMO 6

5,9 38 158,53 83 0,1 3,1 169,63 16,96 437,21 1,65 TRAMO 6

6 37 162,81 84 0,1 3,2 160,67 16,07 453,27 3,66 TRAMO 6

6,1 44 136,36 85 0,1 3,3 149,59 14,96 468,23 4,57 TRAMO 6

6,2 39 155,08 86 0,1 3,4 145,72 14,57 482,80 5,09 TRAMO 6

6,3 46 130,96 87 0,1 3,5 143,02 14,30 497,10 5,34 TRAMO 6

6,4 38 157,58 88 0,1 3,6 144,27 14,43 511,53 5,72 TRAMO 6

6,5 38 158,21 89 0,1 3,7 157,89 15,79 527,32 7,46 TRAMO 6

6,6 44 135,82 90 0,1 3,8 147,01 14,70 542,02 8,11 TRAMO 7

6,7 61 98,36 91 0,1 3,9 117,09 11,71 553,73 5,77 TRAMO 7

6,8 38 158,53 92 0,1 4 128,44 12,84 566,58 4,56 TRAMO 7

6,901 64 93,38 93 0,101 4,101 125,95 12,72 579,30 3,09 TRAMO 7

7 31 193,16 94 0,099 4,2 143,27 14,18 593,48 3,37 TRAMO 8

7,1 41 146,63 95 0,1 4,3 169,90 16,99 610,47 6,31 TRAMO 8

7,201 37 161,84 96 0,101 4,401 154,24 15,58 626,05 7,69 TRAMO 8

7,3 34 178,59 97 0,099 4,5 170,21 16,85 642,90 10,64 TRAMO 8

7,4 47 128,43 98 0,1 4,6 153,51 15,35 658,25 11,94 TRAMO 9

7,5 46 130,43 99 0,1 4,7 129,43 12,94 671,19 10,83 TRAMO 9

7,6 51 117,41 100 0,1 4,8 123,92 12,39 683,59 9,17 TRAMO 9

7,7 60 99,40 101 0,1 4,9 108,41 10,84 694,43 5,96 TRAMO 9

7,8 96 62,38 102 0,1 5 80,89 8,09 702,51 0,00 TRAMO 9

50 kN

Tabla A.3: " Mdulo resiliente de diseo para carga de 30 kN"

Tramos Media Desv. Estndar Media+2 Media-2 Mdulo Resiliente de Diseo (MPa)

TRAMO 1 152 19,21 189,97 113,15 155

TRAMO 2 123 42,64 207,82 37,25 123

TRAMO 3 159 27,07 212,92 104,63 159

TRAMO 4 116 26,33 168,82 63,50 116

TRAMO 5 154 15,10 184,69 124,29 154

TRAMO 6 134 46,95 228,15 40,35 134

TRAMO 7 152 22,59 197,50 107,14 152

TRAMO 8 103 33,05 168,78 36,59 103

Tabla A.4: " CBR de diseo para carga de 30 kN"

Tramos Mdulo Resiliente de Diseo (MPa) CBR de Diseo

TRAMO 1 155 34,47

TRAMO 2 123 22,52

TRAMO 3 159 36,06

TRAMO 4 116 20,43

TRAMO 5 154 34,31

TRAMO 6 134 26,58

TRAMO 7 152 33,44

TRAMO 8 103 16,33