Pavimentos

III CONGRESO INTERNACIONAL DE LA CONSTRUCCION Lima 7-9 de Diciembre 2006

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS ASFALTICOS
Ing. ABEL ORDOÑEZ HUAMAN ORDOÑ UNI Maestría en Ingeniería Civil Maestrí Ingenierí Doctorado en Ingeniería Geotécnica Ingenierí Geoté Ing. SILENE MINAYA GONZÁLEZ GONZÁ URP – UAP Maestría en Ing. de Transportes Maestrí Maestría en Ing. Geotécnica Maestrí Geoté

ESTRUCTURA TIPICA DEPAVIMENTOS ASFALTICOS

rasante Carpeta asfáltica asfá Base Sub base Terreno de fundación Compactado subrasante

Terreno de fundación sin compactar

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PROBLEMÁTICA DE PAVIMENTOS ASFALTICOS PROBLEMÁ

1. COMPORTAMIENTO DE FUNDACION

CBR natural

2. CAMBIOS VOLUMETRICOS Y EFECTO Por investigar CAPILAR EN CLIMAS FRIOS (flujo en suelos no saturados) 3. COMPORTAMIENTO DE CARPETASASFALTICAS A TEMPERATURAS EXTREMAS 4. MEZCLAS ASFALTICAS DE ALTA RESISTENCIA ASOCIADO AL INDICE DE PARTICULA (GRANULOMETRIA) 5. CONTRIBUCION DE CADA CAPA EN LA DEFORMACION PERMANENTE

SUPERPAVE S.M.A.
“STONE MASTIC ASPHALT” ASPHALT”

Análisis Deformacional Aná AASHTO 2002

1.- Suelo de Fundación

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PARAMETROS DE DEFORMABILIDAD MODULOS ELASTICOS EN MECANICA DE SUELOS
COMPRESION TRIAXIAL ASTMD 4767 C.B.R. ASTM D 1883

COMPRESION EDOMETRICA ASTM D 2435

σd

p

PLACA DE CARGA ASTM D 1194

p

p

σc
ev=∆h/ho

σc

ρ

ρ

Ecbr = 9.83CBR (kg/cm2)

E.edo = p/ev

σd

E = π(1-ν2)pr/2ρ
A. ORDOÑEZ, 2001 A. ORDOÑEZ, 2001

E.t = σd./ev

MODULO RESILIENTE y COEFICIENTE DE BALASTRO
TRIAXIAL CICLICO ASTM D 5311 carga, p (kg/cm2) PLACA DE CARGA ASTM D 1194 carga, p(kg/cm2)

p D

p

σc

σc
k = p/s (kg/cm3)

asentamiento, s (cm)

Mr = p/εe

εp εtotal

εe

deformación vertical, ev

k = 1.4E/D

A. ORDOÑEZ, 2001

3

carga, p (kg/cm2)

carga, p (kg/cm2)

deformación vertival, εv εp εe εp εe

deformación vertival, εv

Comportamiento de Suelos Granulares y Limo-arcillosos

Curva Densidad Seca-Humedad SecaAv. La Paz Cdra.10 SanMiguel-Lima Miguel2,050 2,000

1.971 Proctor Modificado

Densidad Seca (gr/cm )

3

1,950 1,900 1,850 1,800 1,750 1,700 1,650 1,600 1,550 1,500 1,450 4,0 6,0

Condición Natural

(20.1,1.62) 11.7
8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0

Humedad (%)

4

2.- CARPETA ASFALTICA

ESFUERZOS EN PAVIMENTOS TIPICOS

Carpeta (-) Base granular σH

(+) σv

Sub base granularDistribución de Esfuerzos en Pavimentos Típicos

Suelo compactado Fundación

5

Ensayo de Tracción Indirecta para determinar Módulos Tracció Mó Resiliente de Mezclas Asfálticas Asfá

Y P

Tracción

σx =
σy =
− 6P

2P

πtd

π td
X

Compresión

P Y

P

P

ESTRUCTURAS SEMIRIGIDAS

Carpeta σH (-)

(+) Base Estabilizada

σv

Sub base Estabilizada

Distribución deEsfuerzos en Pavimentos con Base y/o Sub Base Estabilizada.

Fundación

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Ensayo Triaxial Cíclico para determinar Módulos Mó Dinámicos de Mezclas Asfálticas á á Din Asf

Universidad de Arizona, 2000

η

Ecuación de Witczak - Módulo Dinámico
log E* = 3.750063 + 0.029232 × p 200 − 0.001767 × (p 200 )2 − 0.002841× p 4 − 0.058097 × Va
− 0.802208 × Vb eff 3.871977 − 0.0021.p 4 +0.003958.p 38 − 0.000017.(p 38 )2 + 0.005470.p 34 + (Vb eff + Va ) 1 + e (−0.603313−0.313351. log (f )−0.393532.log (η))

E* η f Va Vbeff P34 P38 P4 P200

Módulo dinámico de mezclas asfálticas, psi Viscosidad de ligante en 106 poise (cualquier Tº y envejecimiento) Frecuencia de carga en Hz. % de vacíos de aire en la mezcla, por volumen. contenido de asfalto efectivo, porcentaje por volumen % ret.acum. en tamiz ¾”, por peso total de agregado % ret. acum. en tamiz 3/8”, por peso total de agregado % ret. acum. en tamiz Nº4, por peso total de agregado % que pasa el tamiz Nº200, por peso total de agregado

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Viscosidad del Asfalto Original
Modelo de Mirza, 1995
log η = 10.5012 − 2.2601 log( Pen ) + 0.00389 log( Pen ) 2
η Pen Viscosidad de ligante, poises Penetración del asfalto a 25ºC...