1 DISE DISEÑO O MODERNO MODERNO DE DE PAVIMENTOS PAVIMENTOS ASFALTICOS ASFALTICOS Ing. ABEL ORDO Ing. ABEL ORDOÑEZ HUAMAN EZ HUAMAN UNI UNI Maestr Maestrí a en Ingenier a en Ingenierí a Civil a Civil Doctorado en Ingenier Doctorado en Ingenierí a Geot a Geoté cnica cnica III CONGRESO INTERNACIONAL DE LA CONSTRUCCION III CONGRESO INTERNACIONAL DE LA CONSTRUCCION Lima 7 Lima 7- 9 de Diciembre 2006 9 de Diciembre 2006 Ing. SILENE MINAYA GONZ Ing. SILENE MINAYA GONZÁLEZ LEZ URP URP – UAP UAP Maestr Maestrí a en Ing. de Transportes a en Ing. de Transportes Maestr Maestrí a en Ing. Geot a en Ing. Geoté cnica cnica Terreno de fundación Compactado Carpeta asf Carpeta asfáltica ltica Sub Sub base base Base rasante rasante subrasante subrasante Terreno de fundación sin compactar ESTRUCTURA TIPICA DE PAVIMENTOS ASFALTICOS ESTRUCTURA TIPICA DE PAVIMENTOS ASFALTICOS
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1
DISEDISEÑÑO O MODERNO MODERNO DEDE PAVIMENTOSPAVIMENTOSASFALTICOSASFALTICOS
Ing. ABEL ORDOIng. ABEL ORDOÑÑEZ HUAMANEZ HUAMANUNIUNI
MaestrMaestríía en Ingeniera en Ingenieríía Civila CivilDoctorado en IngenierDoctorado en Ingenieríía Geota Geotéécnicacnica
III CONGRESO INTERNACIONAL DE LA CONSTRUCCION III CONGRESO INTERNACIONAL DE LA CONSTRUCCION Lima 7Lima 7--9 de Diciembre 2006 9 de Diciembre 2006
Ing. SILENE MINAYA GONZIng. SILENE MINAYA GONZÁÁLEZLEZURP URP –– UAPUAP
MaestrMaestríía en Ing. de Transportesa en Ing. de TransportesMaestrMaestríía en Ing. Geota en Ing. Geotéécnicacnica
Terreno de fundación Compactado
Carpeta asfCarpeta asfáálticaltica
SubSub basebaseBase
rasanterasante
subrasantesubrasante
Terreno de fundación sin compactar
ESTRUCTURA TIPICA DE PAVIMENTOS ASFALTICOSESTRUCTURA TIPICA DE PAVIMENTOS ASFALTICOS
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PROBLEMPROBLEMÁÁTICA DE PAVIMENTOS ASFALTICOSTICA DE PAVIMENTOS ASFALTICOS
1.1. COMPORTAMIENTO DE FUNDACIONCOMPORTAMIENTO DE FUNDACION
2.2. CAMBIOS VOLUMETRICOS Y EFECTO CAMBIOS VOLUMETRICOS Y EFECTO CAPILAR EN CLIMAS FRIOSCAPILAR EN CLIMAS FRIOS
3. COMPORTAMIENTO DE CARPETAS 3. COMPORTAMIENTO DE CARPETAS ASFALTICAS A TEMPERATURAS ASFALTICAS A TEMPERATURAS EXTREMASEXTREMAS
4. MEZCLAS ASFALTICAS DE ALTA 4. MEZCLAS ASFALTICAS DE ALTA RESISTENCIA ASOCIADO AL INDICE RESISTENCIA ASOCIADO AL INDICE DE PARTICULA (GRANULOMETRIA)DE PARTICULA (GRANULOMETRIA)
5. CONTRIBUCION DE CADA CAPA EN LA 5. CONTRIBUCION DE CADA CAPA EN LA DEFORMACION PERMANENTEDEFORMACION PERMANENTE
Curva Densidad SecaCurva Densidad Seca--HumedadHumedadAv. La Paz Cdra.10 San MiguelAv. La Paz Cdra.10 San Miguel--LimaLima
11.7
1.971
(20.1,1.62)
Proctor Modificado
Condición Natural
5
2.2.-- CARPETA ASFALTICACARPETA ASFALTICA
ESFUERZOS EN PAVIMENTOS TIPICOSESFUERZOS EN PAVIMENTOS TIPICOS
Carpeta
Base granular
(+)(-)
σv
σH
Sub base granular
Suelo compactadoFundación
Distribución de Esfuerzos en Pavimentos Típicos
6
Ensayo Ensayo de Traccide Traccióón Indirecta n Indirecta para determinar Mpara determinar MóódulosdulosResilienteResiliente de Mezclas Asfde Mezclas Asfáálticaslticas
Y
P
PY
Tracción
Compresión
X
dtP
y 6
πσ −
=
P
dtP
x 2π
σ =
P
ESTRUCTURAS SEMIRIGIDASESTRUCTURAS SEMIRIGIDAS
Carpeta
Base Estabilizada
Sub base Estabilizada
Fundación
(+)
(-) σv
σH Distribución de Esfuerzos en
Pavimentos con Base y/o Sub Base Estabilizada.
7
Ensayo Ensayo TriaxialTriaxial CCííclico clico para determinar Mpara determinar MóódulosdulosDinDináámicosmicos de Mezclas Asfde Mezclas Asfáálticaslticas
Universidad de Arizona,Universidad de Arizona, 20002000
EcuaciEcuacióón de n de WitczakWitczak -- MMóódulo Dindulo Dináámicomico( ) a4
E* Módulo dinámico de mezclas asfálticas, psiη Viscosidad de ligante en 106 poise (cualquier Tº y envejecimiento)f Frecuencia de carga en Hz.Va % de vacíos de aire en la mezcla, por volumen.Vbeff contenido de asfalto efectivo, porcentaje por volumenP34 % ret. acum. en tamiz ¾”, por peso total de agregadoP38 % ret. acum. en tamiz 3/8”, por peso total de agregadoP4 % ret. acum. en tamiz Nº4, por peso total de agregadoP200 % que pasa el tamiz Nº200, por peso total de agregado
η
8
Modelo de Mirza, 1995Modelo de Mirza, 1995
2Pen003890Pen 26012501210 )log(.)log(..log +−=η
η Viscosidad de ligante, poisesPen Penetración del asfalto a 25ºC (penetración de 3 a 300dmm)
Viscosidad del Asfalto OriginalViscosidad del Asfalto Original
AASHTO 2002AASHTO 2002
RTVTSA log log log +=η
η Viscosidad de ligante, centipoises cPTR Temperatura en RankineA y VTS Parámetros de regresión
3.3.-- ANALISIS DEFORMACIONAL DE LA ANALISIS DEFORMACIONAL DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTOESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
12
La deflexión admisible puede ser calculada con alguna de las siguientes ecuaciones empíricas:
Instituto del Asfalto:
CONREVIAL:
Criterio de California, CA de 5”:
N es el número de ejes equivalentes usado en el diseño. Aplicando las ecuaciones a 0.8x106 ejes equivalentes se tiene: 101, 109 y 66 (1/100 mm) de deformación admisible, respectivamente.
3.1 DEFLEXION ADMISIBLE3.1 DEFLEXION ADMISIBLE
2383.064.25 −= NDadm
( ) 25.0/15.1 NDadm =
165.0237.6 −= NDadm
ModelamientoModelamiento de Estructuras Tde Estructuras Tíípicaspicas
Variable
20 cm
25 cm
15 cm
Fundación
Suelo compactado
Sub base granular
Base granular
Carpeta asfálticaCAPA DE PAVIMENTO CARACTERÍSTICAS
CARPETA ASFALTICA: 2,4 Y 6”
Mr=450,000 psiν=0.35 (ref. 2)
BASE GRANULAR, CBR=100%
Mr= 30,000 psiν=0.35 (ref. 2)
SUB BASE GRANULAR CBR=40%
Mr= 17,500 psiν=0.35 (ref. 2)
SUELO COMPACTADOCBR=20%
Mr= 12,000 psiν=0.45 (ref. 2)
FUNDACIONCBR=4%
Mr=6,000 psiν=0.45 (ref. 2)
TIPO DE EJE SIMPLE STANDARD
RADIO DE CONTACTO 4.52 PULG
PRESION DE CONTACTO 5 kg/cm2
13
6”
2”4”
Base granular
Sub base granular
Suelo compactadoFundación
Carpeta
σv
Esfuerzos Verticales o de CompresiEsfuerzos Verticales o de Compresióónn Estructura Estructura TTíípicapica
εV (subrasante) : 3.75%
Deflexiones:Carp. Asfáltica Dinámica Estática
2 pulg. 0.83 mm 8.3 mm4 pulg. 0.65 mm 6.5 mm6 pulg. 0.54 mm 5.4 mm
Deformaciones por TracciDeformaciones por Traccióón en Esn en Estructuratructura TTíípicapica
Carpeta
Base granular
Sub base granular
Suelo compactadoFundación
εt
6”2”
4”
14
ModelamientoModelamiento de Estructuras de Estructuras SemirigidasSemirigidas
1”
20 cm
20 cm
65 cm
Fundación natural de arcilla
arcilla+arena
Sub base : suelo+cal
Base:Suelo+cemento
Carpeta asfálticaCAPA DE PAVIMENTO CARACTERÍSTICAS