Metodo racional de diseño de pavimentos

Apraez Portilla Mateo Felipe Cod: 25422486

Arevalo Rivera Juan Pablo Cod: 25422413

Vargas Sepúlveda Edgar Santiago Cod:25452413

Curso de Pavimentos 27/11/2017

TALLER DEL MÉTODO RACIONAL.

Se requiere diseñar un pavimento flexible por medio del método racional, partiendo de los siguientes datos de entrada:

[pic 1]

Para dicho ejercicio se asumió una tasa de crecimiento vehicular del 4.5%, y los ejes equivalentes en que se maneja son de 13 toneladas. El diseño requiere una capara granular de sub-base de 60 cm de espesor. Calcular los esfuerzos admisibles y las deformaciones, suponer los espesores y calcular esfuerzos reales y comparar.

• Determinación del tránsito: se tienen como entrada los siguientes valores:

TPD:7200 Vehículos.

% crecimiento: 4.5%

%VP=51%

Periodo de diseño: 15 años.

CAM: 0.66

Dos calzadas-Dos carriles: 0.5

Por lo tanto:

[pic 2]

[pic 3]

Con este tráfico determinado, se clasifica en la clase de tránsito al cual pertenece, para dicho numero de vehículos comerciales, corresponde a una clase de tránsito T4. Esta clase de tránsito tiene asociada una probabilidad de falla del 10%, tanto para el ligante asfaltico y el hidráulico, y así mismo a dicha probabilidad le corresponde un valor de u=-1.28.

Basándonos en la Ley de la Fatiga, y en los espesores de cada tipo de capa que se desea diseñar, estos tienen una desviación estándar, los cuales determinan factores que ayudan a encontrar esfuerzos y desplazamientos admisibles. Dichos valores se encuentran en las siguientes tablas:

• Desviación estándar, Ley de Fatiga:

[pic 4]

• Desviación estándar de los espesores de capa:

[pic 5]

• Dichos valores anteriormente mencionados determinan un carácter probabilístico, ya que los espesores no son constantes y el comportamiento de los materiales tampoco lo es, porlo que se generan los siguientes datos:

[pic 6]

Donde C es un coeficiente adimensional (C = 0.002) y b es la pendiente de la ley de fatiga del material (b=-0.23). Este valor δ se determina para cada una de las dos capas superficiales.

• Se determina una deformación vertical admisible en la base superior de la sub-rasante. Esta deformación depende del tipo de tráfico que se tenga, para T4 correspondiente a este caso se determina que:

[pic 7]

[pic 8]

• Se debe determinar igualmente el esfuerzo de tensión admisible en la base de las capas asfálticas. Esto se determina de la siguiente manera:

[pic 9]

Cada uno de los factores k significa:

Kt = corrección por temperatura, ya que todos están a 15°C, kt=1.0

Kr corresponde a la probabilidad de falla y se determina de la siguiente manera con valores anteriormente ya determinados:

[pic 10]

Ks = factor que tiene en cuenta la heterogeneidad de la sub-rasante, que depende del módulo de la subrasante.

[pic 11]

Kc = factor que representa la correlación de los ensayos realizados en el laboratorio, tiene un valor de 1,1 si es de rodadura asfáltica MDC3 y un valor de 1.3 si es base asfáltica MDC1.

En la siguiente tabla se muestran los resultados con los espesores estimados de las capas, el proceso para calcular las desviaciones tangenciales es el mismo.

[pic 12]

Dichos desplazamientos deben ser verificados con programas para pavimentos flexibles como DEPAV. Su verificación inicia principalmente con la deformación de la subrasante, si esta sí cumple se miran las otras 2 deformaciones. Si no se cumplen las deformaciones determinadas por el programa se procede a cambiar de espesores o de materiales.

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