Proyecto final: diseño de estructuras de pavimentos

Ingeniería en Sistemas de Transporte Urbano

Ingeniería en Pavimentos

Estudiantes: Romero Díaz Jesús Uriel

                       PROFESOR: RAÚL SOTO PEREDO

Proyecto final: diseño de estructuras de pavimentos

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ÍNDICE

1. Objetivo General y objetivo particular        3
2. Introducción        3
3. Desarrollo        4

                III.1     Planteamiento del problema        5

                III.2    Metodología a emplear para el desarrollo        5                PARTE A Diseño de un pavimento flexible para el Método del Instituto de Ingeniería UNAM        5

1. Parte B Diseño de una estructura de pavimento rígido por el Método de la AASHTO        16
2. Conclusiones y recomendaciones        26
3. Bibliografía         28

1. OBJETIVO GENERAL Y OBJETIVOS PARTICULARES

Objetivo General: Diseñar una vía terrestre aplicando metodologías estudiadas durante el curso de ingeniería de pavimentos. El diseño debe de ser eficiente para garantizar el tránsito de los vehículos en la vialidad durante la vida útil de la vialidad.

Objetivos Particulares: Aplicar lo métodos estudiados a lo largo del curso para el diseño de pavimentos flexibles (método del instituto de ingeniería – UNAM) y para pavimentos rígidos (método de la AASTHO, (American Association of State Highways and Transportation Officials), estas metodologías se detallan en el cuerpo del trabajo.

1. INTRODUCCIÓN

Se define como pavimento al conjunto de capas de materiales seleccionados que reciben en forma directa las cargas del tránsito y las transmiten adecuadamente distribuidas a las capas inferiores; proporcionan la superficie de rodamiento en donde se debe tener una operación rápida y cómoda, dependiendo principalmente del tipo de camino que se trate.

PAVIMENTOS FLEXIBLES: En estos la superficie de rodamiento es proporcionada por una carpeta asfáltica, la distribución de las cargas de los vehículos se hace por medio de las características de fricción y cohesión de las partículas de los materiales hacia las capas inferiores, la carpeta asfáltica se pliega a pequeñas deformaciones de las capas inferiores, sin que se rompa su estructura. Las capas que forman un pavimento flexible son: carpeta de rodamiento, base y sub-base, Subrasante y cuerpo del terraplén.

PAVIMENTOS RÍGIDOS: En los pavimentos rígidos, la superficie de rodamiento es de losas de concreto hidráulico que distribuyen las cargas de los vehículos en forma conjunta (el conjunto de las losas funciona como una sola losa). Este tipo de pavimento no puede sufrir deformaciones de las capas inferiores sin que se presente la falla estructural.

Los pavimentos de las vías se construyen ya sea de asfalto o de concreto y finalmente descansan sobre el suelo natural. El ingeniero debe familiarizarse con las propiedades y las características  estructurales de los materiales  que se van a usar para la construcción o rehabilitación de un tramo de camino. El ingeniero también debe familiarizarse con los métodos y las teorías para el diseño de pavimentos de asfalto y de concreto de servicio pesado, así como las diferentes estrategias de tratamiento para los caminos de bajo volumen.

1. DESARROLLO

III.1 PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO DE ESTUDIO.

Primera parte: Considere que se está llevando a cabo el diseño de una vía terrestre completamente nueva de 4 carriles, dentro de la cual, mediante diferentes estudios de campo, se ha determinado que el TDPA en el primer año será de 5163 vehículos en total en tránsito no equilibrado, con una tasa de crecimiento de 0.9%, con un horizonte de proyecto de 10 años. Como parte del diseño del pavimento fexible se considera, obligatoriamente, la construcción de una carpeta con concreto asfaltico o con una mezcla en el lugar. De acuerdo con la SCT, el terreno.

     TABLA1

Prueba de valor relativo de soporte critico aportando los siguientes resultados:

Terraplén: 4.1, 7.6, 4.5, 8, 6.7, 10.7, 6.9, 7.5, 6.3, 6.8, 4.6, 6.1, 6.8, 9.9 y 7.5

Subrasante: 5, 8.5, 6.9, 10.5, 8.4, 7, 22.9, 14.8, 6.9, 8.8, 10.3, y 11.2.

Sub-base: 15, 16, 17, 19, 19, 15, 13, 12, 20, 20, 17, 15, 16, 16, y 20

Base: 117,122, 107, 135, 126, 77, 79, 98, 131, 83, 88, 117, 78, 89 y 98

III.2 METODOLOGÍAS PARA LA ELABORACIÓN DEL PROYECTO.

III.2.1 Método del Instituto de Ingeniería de la UNAM^[1]

Este método partió del análisis de datos experimentales en tramos de prueba, en carreteras en servicio, de investigación teórica y de experimentación en laboratorio en la pista circular de pruebas, que influyó más recientemente en sucesivos perfeccionamientos

Este método considera como datos de entrada básicos el tipo de carretera, el número de carriles, la vida de proyecto, el tránsito diario promedio anual (TDPA), tasa de crecimiento y variables adicionales sobre características del terreno y materiales, así como de climas, nivel freático y precipitación pluvial.

Parte A Diseño de una estructura de pavimento flexible por el Método del II-UNAM

Para la estructuración de la sección transversal de un pavimento flexible:

1. Calculo del  TPDA en el carril de diseño

Con base en la tabla I-2, para el caso particular de estudio se utilizará un factor del 0.50, debido a que se trata de una vialidad tipo ET y a las condiciones iniciales del proyecto indican que se trata de un tránsito desequilibrado en una vialidad de 4 carriles, se tomará el límite superior debido a que con esto consideramos un mayor número de vehículos que transitan por el carril de diseño, y al momento de realizar los cálculos para el diseño se protegerá la infraestructura considerando que transita la mayor cantidad de vehículos en el carril de diseño.

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