Diseño de pavimento Flexible Camino Paso María Hernández-Tamarindo de San Miguel, Municipio de Soledad De

Doblado, Veracruz.

INTRODUCCIÓNBeneficios de buenas vías de

comunicación terrestreImpulsan la economíaPermiten la integración social y culturalPosibilitan el desarrollo de la agricultura, del comercio, de la industria, del turismo y de la educaciónFacilitan el acceso a los servicios de saludMejoran la calidad de vida en las poblaciones que unen

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

CAMINO EXISTENTE CONSTRUÍDO HASTA EL NIVEL DE REVESTIMIENTO

SE PROYECTA PAVIMENTARLO CON ASFALTO

ETAPAS PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTO

Realización de Estudios Geotécnicos Definición de la Estructura del Pavimento:

Diseño del Pavimento por el Método de la UNAM.

Diseño del Pavimento por el Método de la ASSHTOConclusiones y Recomendaciones

Estudios Geotécnicos

Exploración a cielo abierto

Pruebas de laboratorio

Exploración a cielo abierto

Tipo de sondeo considerado como el más satisfactorio para conocer las

condiciones del subsuelo.

Exploración PCA-1 Exploración PCA-2

Pruebas de laboratorio realizadas

Humedad NaturalPeso volumétrico seco sueltoPeso volumétrico seco máximo y humedad óptimaGranulometríaLímites de AttembergDensidad y absorciónValor Relativo de Soporte Expansión

Resultados de las pruebas de laboratorio

Características del terreno natural

Tipo de suelo: arenas y arenas arcillosas (Sp y SC)Límite líquido: 28.6%Índice Plástico : 9.1%Valor Relativo Soporte:19.4 a 27.1%Expansión : 0.0 a 1.4%

Características del revestimiento

Tipo de suelo: arenas limosas (SP-SM)Límite líquido: 22 a 24 %Índice Plástico: 5.7%Valor Relativo Soporte: 62 a 74%Expansión: 0.0%

DISEÑO DEL PAVIMENTO POR EL MÉTODO DE LA UNAM

PARÁMETROS CONSIDERADOS

Tipo de camino: “C”No. De carriles: 2Vida del proyecto: 15 añosTránsito diario promedio: 700 vehículos por díaTasa de crecimiento anual: 3%Composición vehicular:

automóviles (A2): 30%camionetas pick up ligera con

carga(A2´): 35%camionetas de 2 ejes (C2): 25%camiones de 3 ejes (C3): 10%

Cálculo de los ejes equivalentes para el final

del período de diseño

COM POSICION VEHICULAR EN PORCENTAJE

COEFICIENTE DE

DISTRIBUCION DE VEHICULOS CARGADOS / VACIOS

COM POSICION DEL TRANSITO

COEFICIENTES DE DAÑO No. DE EJES SENCILLOS EQUIVALENTES DE 8.2 TON.

Carpe-ta y Base

Carpe-ta y Base

Sub-base y Terr.

Sub-base y Terr.

Carpeta y Base

Carpeta y Base

Sub-base y Terr.

Sub-base y Terr.

CARGADOS / VACIOS

z = 0 cm

z = 15 cm

z = 30 cm

z = 60 cm z = 0 cm z = 15 cm z = 30 cm z = 60 cm

A2 30.00 Cargados. 1.0 0.300 0.0040 0.0020 0.0000 0.0000 0.0012 0.0006 0.0000 0.0000 Vacíos. 0.0 0.000 0.0040 0.0020 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

A'2 35.00 Cargados. 1.0 0.350 0.5360 0.2795 0.0230 0.0150 0.1876 0.0978 0.0081 0.0053 Vacíos. 0.0 0.000 0.5360 0.2680 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

C2 25.00 Cargados. 0.9 0.225 2.4440 2.7235 3.0030 3.5910 0.5499 0.6128 0.6757 0.8080 Vacíos. 0.1 0.025 2.0000 1.0390 0.0780 0.0140 0.0500 0.0260 0.0020 0.0004

C3 10.00 Cargados 0.8 0.080 3.5000 3.1835 2.8670 3.4300 0.2800 0.2547 0.2294 0.2744 Vacíos 0.2 0.020 3.0000 1.5195 0.0390 0.0230 0.0600 0.0304 0.0008 0.0005

SUM A = 100 Coeficiente de Distribución = 0.50

1.000 Ejes equivalentes para tránsito unitario = 1.1287 1.0223 0.9158 1.0884

TDPA = 700 TASA (%) = 3 TDPA Inicial en el carril de Proyecto = 350 350 350 350

PERIODO DE DISEÑO

10 CT =

4,184 4,184 4,184 4,184 L∑ = 1,652.993 1,497,107 1,341,221 1,594,025 15 6,789 6,789 6,789 6,789 2,681,804 2,428,895 2,175,987 2,586,134

Cálculo de los espesores de las capas equivalentes de

pavimento CÁLCULO DE ESPESORES EN G RAVA EQUIVALENTE

(10 AÑOS) CÁLCULO DE ESPESORES EN

G RAVA EQUIVALENTE (15 AÑOS)

VR S C R ÍT IC O DE : Qu = 0.8 z =, en cm

E S PES OR S OBR E

(cm):

E S PE S OR DE

(cm):

E S PE S OR S OBR E

(cm)

E S PES OR DE

(cm):

BAS E 100 S /BA S E Y TER R . 0 BAS E 7.7 7.7 CARPE TA 7.7 10.0 10.0 CARPE TA 10.0

S UBBAS E 100 3.88 30 y 60 S UBBAS E 21.0 22.0 BAS E 14.3 21.0 22.0 BAS E 12.0

S UBR ASANTE 20.0 BAS E 30 y 60 S UBR AS A NTE 22.3 22.8 S UBBAS E 1.8 23.8 24.3 S UBBAS E 2.3

TE R R AC E R ÍAS 20.0 8.89 30 y 60 TE R R AC E -R ÍAS 22.3 22.8 S UBRAS ANTE 0.0 23.8 24.3 S UBRAS ANTE 0.0

Cálculo del espesor real de las capas del pavimento

Se utiliza la fórmula:Zn= ∑ aiDi

Z= 24.3 = a1D1 + a2D2 + a3D3

Donde:D1 Espesor de la carpeta asfáltica, cm.D2 Espesor de la base, cm.D3 Espesor de la sub-rasante, cm.a1, a2 y a3 Coeficientes de equivalencia de espesor

real a grava equivalente.a1 = 2 Para concreto asfáltico.a2 y a3= 1 Para base hidráulica y sub-rasante.

Resultados del cálculo de los espesores reales de las capas

del pavimentoD1= 5.0 cmD2= 12.0 cmD3= 2.3 cm

Pero por razones de especificación y de constructión las capas del pavimento deberán ser:

carpeta: 5 cmbase: 15 cm

subrasante: 20 cm

DISEÑO DEL PAVIMENTO POR EL MÉTODO DE LA AASHTO

Parámetros considerados

Tránsito en ejes equivalentes (W18)2.58 x106 Confiabilidad (R) 95% Desviación normal estándar (ZR) - 1.645 Desviación estándar global (So) 0.45 Modulo de resiliencia de la sub-rasante o terracería (Mr) 16,646.65 psi Índice de servicio inicial (Po) 4.2 Índice de servicio final (Pf) 2.0

Cálculo de los valores del número estructural SN

SN sobre la sub-rasante SN sobre la sub-base

SN sobre la base

Cálculo del espesor admisible

Se utiliza la ecuación:SN= a1D1 + a2m2D2 + a3m3D3

Donde:D1= Espesor de la carpeta asfáltica, pulg.D2= Espesor de la base, pulg.D3= Espesor de la sub-base, pulg.a1 = 0.44 Para concreto asfaltico.a2= 0.14 Para base hidráulica.a3= 0.12 Para sub-base.m2 y m3= 1.2 Para una calidad de drenaje de base y sub-base buena expuestas a niveles de humedad próxima a la saturación.

Resultados del cálculo de los espesores de capa admisibles

D1= 6.9 = 7” D2= 1.01 = 2” D3= 5.2 =6”

Por recomendaciones del método, el espesor mínimo de la capa de sub-base

debe ser de 6” por lo que los espesores finales deberán ser:

Carpeta : 7” Base: 6”

Sub-rasante: 6”

Estructura del pavimento de acuerdo a los métodos de la

UNAM y de la AASHTOC apa del

pavimento E spesor (cm) C aracterísticas UNAM AAS HTO

Carpeta asfáltica 5.0 18.0

C oncreto asfáltico de granulometría densa, fabricado en caliente y compactado al 95% Marshall.

Base hidráulica 15.0 15.0

Material del tipo inerte y bien graduado que cumpla con las características físicas y mecánicas para tal fin; compactado al 100% de su P.V .S .M. AAS HTO Mod.

Sub-rasante 20.0 15.0 C apa existente de 20.0 cm.

Espesor total 40.0 48.0

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

De los Estudios Geotécnicos

Las terracerías en general son de buena calidad.El material del revestimiento cumple con la calidad adecuada para capa de sub-rasante y sub-base hidráulica, por lo que no habrá necesidad de que el cuerpo estructural contenga sub-base.

Del Diseño de La Estructura del Pavimento

Debido a que la calidad de los materiales con que está construída la capa existente de revestimiento, cumple con las normas vigentes para ser considerada como material de sub-rasante e inclusive de sub-base y además se considera que durante la construcción del camino se emplearán materiales de construcción de buena calidad y un proceso constructivo de acuerdo a las normas vigentes:Se recomienda utilizar la estructura del pavimento definida por el método de la UNAM a pesar de que la calculada por el método de la AASHTO es un poco mayor.

Del proceso Constructivo

Sobre la sub-rasante nivelada y compactada, se colocará una capa de material con calidad de base hidráulica.

La carpeta de rodamiento será construída con concreto asfáltico cuyo tamaño máximo será de 19 mm (3/4”)Los lineamientos de elaboración y construcción, así como los requisitos de calidad de los materiales serán los correspondientes a las Normas vigentes de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes.

Sección propuesta para el pavimento del camino Paso

María-Tamarindo

TERRENO NATURAL

Carpeta

Base

Sub - rasante

5.0 cm.

15.0 cm.

20.0 cm.

Pendiente transversal (bombeo) 2% min.

Compactada al 95% Marshall

Compactada al 100% AASHTO Mod.

Material de revestimiento existente + recargue

Gracias por su atención

Elaboró y PresentóAlicia Chi Yau

Boca del Río , Ver.Septiembre del 2014