Diseño De Pavimentos

INTRODUCCION

A través de las investigaciones realizadas patrocinadas desde 1962 por la Secretaría de Asentamientos Humanos y Obras Públicas (SAHOP), El instituto de la ingeniería de la UNAM ha logrado establecer una serie de pasos y formatos de calculo para conocer los espesores de cada una de las capas que contiene un pavimento flexible.
Se busca adecuar la mejor combinación para quesoporte los esfuerzos producidos por el transido durante el tiempo de vida para el cual se planea el proyecto.
Utilizando conceptos de capacidad de carga en suelos cohesivos y la distribución de esfuerzos verticales ( σz) de Boussinesq, se tienen los espesores con ayuda de los datos que paso a paso se van calculando.

1. DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE (METODO DEL INSTITUTO DE INGENIERIA DE LA UNAM,DOCUMENTO 444)

DISEÑAR LOS ESPESORES DEL PAVIMENTO FLEXIBLE Y CAPA SUBRASANTE PARA UNA CARRETERA, DE 2 CARRILES, CUYOS TPDA ES DE 1620 VEHICULOS. LA COMPOSICION DEL TRANSITO Y LAS CARACTERISTICAS DE RESISTENCIA DE LOS MATERIALES SE INDICAN A CONTINUACION.

TIPO DE VEHICULO | | | | | |
A | 56% | T2-S1 | 4% | | VIDA DEL PROYECTO | 9 |
A'2 | 9% |T2-S2 | 4% | | TASA DE CRECIMIENTO ANUAL (%) | 5 |
B2 | 8% | T3-S2 | 2% | | Qu | 0.7 |
C2 | 9% | T3-S3 | 0.60% | | | | | |
C3 | 7% | T3-S2-R4 | 0.40% | | | | | |

Elemento estructural | Tipo de material | V.R.S |
Terreno natural | arcilla baja compresibilidad | 5, 5, 7, 7, 9, 6, 5,7, 6, 8 |
Capa subrasante | arena limosa (SM) | 30, 18, 15, 16, 24, 19, 18 |
Sub-base | gravaimosa(GM) | 67, 65, 66, 64, 65, 53 |
Base | (GP-GM) | 98 112 106 111 110 96 |

Para el cálculo de los espesores de cada capa es necesario obtener primeramente el VRS crítico de cada capa donde las formulas para obtenerlos son las siguientes:

VRScrit = VRSmedio(1 – 0.84 V)

Donde:

VRSmedio = Valor Relativo Soporte medio
V = Coeficiente de variación

De esta forma se realiza paracada una de las capas obteniendo los siguientes resultados:

TERRENO NATURAL (Arcilla baja compresibilidad) |
VRSmedio | 6.5 |
 | 1.284523258 |
COEFICIENTE DE VARIACION (V) | 0.197618963 |
VRScrit | 5.421000463 |
| | | |
| | | |
CAPA SUBRASANTE (Arenalimosa SM) |
VRSmedio | 20 |
 | 4.869731585 |
COEFICIENTE DE VARIACION (V) | 0.243486579 |
VRScrit | 15.90942547 |

SUB-BASE (Grava limosa GM) |
VRSmedio | 63.33333333 |
 | 4.714045208 |
COEFICIENTE DE VARIACION (V) | 0.074432293 |
VRScrit | 59.37353536 |
| | | | | | |BASE (GP - GM) |
VRSmedio | 105.5 |
 | 6.317963807 |
COEFICIENTE DE VARIACION (V) | 0.059885913 |
VRScrit | 100.1929104 |

Después de tener estos datos se prosigue a calcular la variable ΣL o número de aplicaciones de carga estándar previsto al término del plazo de análisis, para esto existe una ecuación y una tabla con las que se puede obtener este valor. En este caso se utilizo latabla presentada a continuación:

A partir de el VRScrit y el número de aplicaciones de carga estándar. Se prosigue a hacer los cálculos de espesores con la grafica 1.1 con el respectivo nivel de confianza que es este caso es Qu = 0.7

De esta manera se tienen los siguientes es espesores de capas:

* CARPETA
VRScrit = 100.1929 y ΣL 3.1x106
Z1 = 7.5 cm dividido entre 2 por norma, setiene un espesor de carpeta de 3.75 cm, y de esta forma al ser menor del mínimo, aumenta a 5 cm esta capa.

* BASE
VRScrit =59.37 y y ΣL 2.5x106
por grafica se obtiene un espesor de Z2 = 27 cm, y al restar los 7.5 cm de Z1, se obtiene 19.5 cm de espesor, redondeando a 20 cm.

* SUB-BASE
VRScrit =15.9 y y ΣL 2.5x106
Por medio de la grafica se calcula un espesor de Z3 = 32 cm, al quitar...