UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERESEscuela de Post GradoMaestra en Ingeniera CivilMencin: Geotecnia y Transportes

Tema: SOLUCION DE EJERCICIOSDocente:MG. ALFREDO ALARCON ATAHUACHI

Asignatura:DISEO AVANZADO DE PAVIMENTOSEstudiante:FELIX YUCRA MAMANI

Fecha:14 DE SETIEMBRE DEL 2014.

1.- DETERMINAR LOS EE DE ACUERDO A LAS TABLAS DE AFORO ADJUNTAS, donde la via tiene 2 carriles, de 02 sentidos, la presin de neumticos es de 120 lb/plg 2, para un espesor de carpeta de rodadura de 80mm. Considerar el diseo para 15 aos, con r de 5% y con un coeficiente de confiabilidad de 95%

SOLUCIN1- clculo del volumen de transito semanal (TS).

TPDS = T(L-D) Vehic. mixt/sem. Ts = 1081 Vehic. Mixt/sem.

2- clculo del trnsito promedio diario semanal (TPDS)

TPDS =

TPDS =

TPDS = 154.43 Vehic. Mixt/daCUADRO RESUMEN DE AFORO VEHICULAR

3- Determinar el da de la mxima demanda.

Rpta = 259.00 Vehic. Mixtos que corresponde al da mircoles 27 de agosto 2014.4- Determinar la hora de la demanda mxima por cada da.

5- Graficar el volumen diario, tipo de vehculo por da y resumen semanal.

5.1 Graficar el volumen diario.

5.2 Graficar de tipo de vehculo por da.

5.3 Grafico de volumen del resumen semanal.

6- Calculo del factor de crecimiento anual (FCA)

Factor FCA=

Tasa anual de crecimiento r = 0.05

Periodo de diseo n = 15 aos

FCA =

FCA = 21.58%

7- Determinar el ndice medio diario anual (IMDA)

7.1 Calculo de desviacin estndar muestral (S)

S =

S =

S =

S = Vehic. Mixt/da

S = 57.26 Vehic. Mixt/da

7.2 Calculo de desviacin estndar poblacional ()

21.642 (0.9917)

21.46IMDA = TDPSK

K = Numero de desviaciones estndar correspondiente al nivel de confiabilidad deseado.

K= 95%, 1.96

IMDA = 154.4286 (1.96 x 21.464) =112.36 Veh/da

IMDA = 154.4286 + (1.96 x 21.464) = 196.49 Veh/da

Tomemos el mayor8 Calcular el nmero de repeticiones de ejes equivalentes (EE)

Fs = 0.50 02 sentidosFc = 0.80 02 carriles

Fp = 2.32 120 Lb/Plg2

Espesor de 80 mm

Se trabajo con cuadro de resumen vehicular (auto)S =

S=

S = 8.09 Vehic/da (auto)

3.0577 (0.9917)

3.03

IMDA = TDPS K

K = 95% , 1.96

IMDA = 20.143 (1.96 x 3.033) = 14.20

IMDA = 20.143 + (1.96 x 3.033) = 26.09Tomamos el mayor

EE da Carril = IMDpi x FD x FC x FVpi x FPi

EE da carril = 26.09 x 0.5 x 0.8 x 0.0005 x 2.32

EE da carril = 0.0129

Nrep de EE 8.2 Tn = (EE da-carril x Fca x 365)

Nrep de EE 8.2 Tn = (0.0129 x 21.58 x 365)

Nrep de EE 8.2 Tn = 101.70

2.- Realizar el diseo de un pavimento de tipo afirmado donde se tiene el valor de EE de 235450 y los valores de CBR de la sub rasante de los 03 sub tramos son los siguientes:

Km 0 + 000 - 10 + 000 = 12.60%

Km 10 + 000 - 15 + 200 = 24.26%

Km 15 + 200 - 20 + 600 = 9.51%

Solucin

A. ESAL:235450 (Numero de repeticiones)

B. CALCULO DEL CBR DE DISEO:

De acuerdo al manual de suelos y pavimentos los valores de CBR similares se toman el promedio, pero cuando existe variaciones fuertes como es nuestro caso se toma las capacidades de soporte menores.

CBR de diseo Tramo I ser: 12.60%

CBR de diseo Tramo II ser: 24.26%

CBR de diseo Tramo III ser: 9.51%

C. CALCULO DEL ESPESOR DEL AFIRMADO

En el captulo IX del manual de carreteras del MTC versin 2014 la frmula para calcular el espesor de los afirmados es el siguiente, siendo todo el tramo tpico:

C.1.Tramo I:Km 0 + 000 - 10 + 000 = 12.60%

Nrep=

235450

CBR =

12.60%

Asumimos e = 200 mm

Grafico Tramo I

C.2.Tramo II:Km 10 + 000 - 15 + 200 = 24.26%

Nrep=

235450

CBR =

24.26%

Asumimos e = 150 mm Grafico Tramo II

C.3.Tramo III:Km 15 + 200 - 20 + 600 = 9.51%

Nrep=

235450

CBR =

9.51%

Asumimos e = 250 mm

Grafico Tramo III

3. Realizar el diseo de pavimento flexible, para un periodo de diseo de 20 aos, donde el valor de EE es de 8512952 para la ciudad de Juliaca, el CBR de la sub base es de 60% y de la base granular es de 100%. El CBR del suelo de fundacin es de 11%.

Solucin

Se realiza por el clculo del nmero estructural de pavimentos flexibles metodologa AASHTO 1993.

Periodo de diseo de 0 a 20 aos.

3.1 Rigidez del suelo natural (Mr)

11854

11.- CALCULO DE SN (REQUERIDO)

Numero estructural requerido total SN = 4.266

11.1 Solucion formula Log10(W)

= 6.93

11.2. SN (Requerido)

= 7.03512.- CALCULO DE ESPESOR DE PAVIMENTO FLEXIBLE (A)

A) ALTERNATIVA DE CALCULO N 1

12.1.SN1SN1=d1*a11.87

12.2.SN2SN2=d2*a2*m21.35

12.3.SN3SN3=SN-(SN1+SN2)1.05

12.4.CALCULO DE ESPESOR DE SUB BASE

d3d3=SN3/(a3*m3)22.34Cm

Alternativa 1

11 cm

12.5.RESULTADO DE LA25 cm

ESTRUCTURA DEL

PAVIMENTO23 cm

13.- CALCULO DE ESPESOR DE PAVIMENTO FLEXIBLE (B)

B) ALTERNATIVA DE CALCULO N 2d230cm

13.1.SN1SN1=d1*a11.87

13.2.SN2SN2=d2*a2*m21.62

13.3.SN3SN3=SN-(SN1+SN2)0.78

13.4.CALCULO DE ESPESOR DE SUB BASE

d3d3=SN3/(a3*m3)16.56cm

Alternativa 2

11 cm

13.5.RESULTADO DE LA30 cm

ESTRUCTURA DEL

PAVIMENTO17 cm

4.- Efectuar el diseo de pavimento rgido, con los siguientes datos de entrada:

CBR de Subrasante= 12%

CBR de Sub-base

= 55%

Calcular con Kc

fc = 280 Kg/cm2

EE = 19428290

Adems pre dimensionar las juntas longitudinales y transversales.

Nota: Si faltare un dato o variable asumir con criterio tcnico y de acuerdo al manual de carreteras 2014 MTC.

SOLUCION:

4.1 Periodo de diseo

20 aos (una sola etapa)

4.2 W8.2 N de Repeticiones

19428290

Tipo de trfico pesado

Tp12

4.3 Serviciabilidad

PiServiciabilidad Inicial4.5

PtServiciabilidad Final3.0

PSIDiferencia de Serviciabilidad1.5

4.4 La confiabilidad R y la desviacin estndar (So)

So = 0.35 Sugerido por AASHTO

4.5 El suelo y el efecto de las capas de apoyo (Kc)

K0 = 6 Kg/cm3

K1 = 15 Kg/cm3

h = 15 cm (altura de Sub-base)

h = 20 cm (altura de Sub-base)

Se ha multiplicado por una constante de equivalencia, para obtener el resultado en Mpa/m.

4.6 Resistencia a flexo traccin del concreto (Mr)

Se ha multiplicado por una constante de equivalencia, para obtener el resultado en Mpa.

4.7 Modulo elstico del concreto

Se ha multiplicado por una constante de equivalencia, para obtener el resultado en Mpa.

4.8 Coeficiente de drenaje

Se asume

Cd = 0.95

4.9 Coeficiente de transferencia de carga (J)

Se asume

J = 3.2

4.10 Seccin de la estructura del pavimento

4.11 Diseo del espesor del pavimento rigido

Cuadro resumen de los datos

CBRSubrasante12%

W8.2N de Repeticiones ESAL19428290

ZrDesviacin Estndar Normal-1.282

SoDesviacin Estndar Combinada0.35

PiServiciabilidad Inicial4.5

PtServiciabilidad Final3.0

PSIDiferencia de Serviciabilidad1.5

MrResistencia Media del Concreto5.22Mpa

CdCoeficiente de Drenaje0.95

JCoeficiente de Transmisin de Cargas3.2

EcMdulo de Elasticidad6576.17Mpa

KcMdulo de Reaccin del Suelo72.31Mpa/m

66.75Mpa/m

DEspesor de Pavimento248.76Mm

250.93Mm

ALTERNATIVA 01, Calculo del espesor del pavimento con altura de sub-base de 20 cm.

ALTERNATIVA 02, Calculo del espesor del pavimento con altura de sub-base de 15 cm.

Tomamos como la mejor alternativa la alternativa 02

LOSA = 25 cm

SUB BASE = 15 cm

Nota: para el desarrollo de las ecuaciones de AASHTO se ha utilizado la calculadora CASIO FX-CP400.PREDIMESIONAMIENTO DE JUNTAS LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES

JUNTAS LONGITUDINALES

Contraccin

Profundidad de corte (cm):9.88

Ancho de corte (mm)3.00

Transferencia de carga con barras de amarre

Construccin

Transferencia de carga mediante juntas tipo llave o machihembradas

Requiere barras de amarre

Clculo de las barras de amarre

Espesor de losa (mm):251

Tamao de varilla corrugada (cm) Diametro x Longitud:1.59 x 91

Distancia de la junta al extremo libre (cm) 3.6 m@ 91 cm

JUNTAS TRANSVERSALES:

Contraccin

Espaciamiento (m):4.5

Profundidad de corte (cm):9.88

Ancho de corte (mm)3

Construccin4.5

Transferencia de carga mediante dowells

Clculo de los pasadores o dowells

Espesor de la losa (mm):251

Diametro acero liso (mm):32

Longitud del pasador o dowells (mm):460

Separacion entre pasadores (mm):300

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_1471529617.unknown

_1471550522.unknown

_1471550957.unknown

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_1471550922.unknown

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_1471529595.unknown

_1471529345.unknown

Hoja1

VehiculoLunesMartesMiercolesJuevesViernesSabadoDomingoTotalPorcentaje

Auto3713192315161814113.04

Pick Up14122819168101079.90

Micro Bus5420734329282126824.79

Buseta - Micro952486623817.49

B2582671353676.20

B337146822423.89

C21014196845666.11

C3109129745565.18

C454107655423.89

T2 - S13867227353.24

T2 - S26755113282.59

T2 - S37555101242.22

T3 - S110343221252.31

T3 - S27633322262.41

T3 - S33642212201.85

C2 - R24421111141.30

C2 - R34432130171.57

C3 - R23312011111.02

C3 - R32411111111.02

TOTAL196142259159122921111081100.00

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Hoja1

HORA

DiaMayor Cantidad Vehiculos0-1 hras1-2 hras2-3 hras3-4 hras4-5 hras5-6 hras6-7 hras7-8 hras8-9 hras9-10 hras10-11 hras11-12 hras12-13 hras13-14 hras14-15 hras15-16 hras16-17 hras17-18 hras18-19 hras19-20 hras20-21 hras21-22 hras

LUNES151515151515

MARTES1414

MIERCOLES2222

JUEVES1717

VIERNES1414

SABADO1010

DOMINGO101010

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