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DISEO DE PAVIMENTO FLEXIBLES MEDIANTE USO DEL METODO AASTHO 93Diseo Nueva calzada Cra 4ta (Rodadero-Gaira)-Sta. Marta
Luis Fernando Vanegas Meja Cd. 2008215071
Universidad Del Magdalena
Santa Marta, [email protected]
RESUMEN
Cuando se desea emprender un proyecto para
la pavimentacin de una va, se deben
considerar los parmetros de diseo de
nuestro pavimento como la importancia de la
va, climatologa y tipo de pavimento a
emplear segn su uso, adems tenemos
factores relevantes como los permisos que se
deben obtener por los impactos ambientales
generados durante y despus de la obra;
analizar el transito existente, atrado y
generado por la nueva va, para as finalmente
realizar el diseo del pavimento que se desea
implementar y por ende obtener la estructura
de pavimento ptima a nuestro alcance de
proyecto.
Por otra parte existe diversidad de mtodos
para Realizar estos estudios; en este aparte
nos centraremos en el Mtodo AASTHO para
el diseo de pavimentos flexibles en la Cra 4ta
Rodadero-Sta Marta.
ABSTRAC
When you want to undertake a project to pave
a road , consider the design parameters of our
pavement as the importance of the road,
weather and type of pavement to be used
according to use, but we also have relevant
factors such as the permissions They must be
obtained by the environmental impacts during
and after the work , analyzing existing traffic
drawn and generated by the new route , thus
finally making pavement design to be
implemented and thus obtain the structure
optimum pavement our project scope .
Furthermore there are various methods of
performing these studies; we will focus on
this apart Method AASTHO for flexible
pavement design in the Cra 4ta Rodadero-Sta
Marta.
INTRODUCCION
Una de las principales tendencias que se vive
hoy en da en Colombia ha sido el afn por el
desarrollo urbanstico de las ciudades lo cual
ha trado consigo la necesidad de
construcciones de nuevas vas que se adaptena las necesidades de la poblacin, a medida
que crecen las ciudades su poblacin lo hace
de igual forma, logrando de esta manera que
el parque automotor aumente de manera
similar.
Si bien es cierto nuestro pas se ha
caracterizado por una economa concebida del
campo y turismo, esto ha originado que el
nmero de vehculos pesado sean ms
constantes provocando un gran deterioro
acelerado en las vas. Es por ello que se ha
visto la necesidad de implementar diferentes
mtodos del diseo para pavimentos para
prevenir o disminuir estas afecciones.
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El turismo como fuente fuerte de ingreso del
pas, se ha visto beneficiada dado a que ha
generado expansin tanto en el mbito
comercial como el cultural, entre las regiones
ms visitadas del pas tenemos: Medelln,
Manizales, Eje cafetero, Cali, Bogot,Barranquilla, Cartagena y Sta. Marta, siendo
esta ultima la que en los ltimos aos se ha
mantenido en los primeros puestos por su
diversidad de playas siendo La del Rodadero
la ms visitada. En este trabajo se estudiara la
Cra 4ta del Rodadero, Sta. Marta. Dado que se
ha visto un desgaste de la calzada existente y
su capacidad vehicular se ha visto reducida
por el aumento del flujo vehicular.
ANTECEDENTES
La carrera 4ta fue construida en el ao 1954
por el Gobernador militar General Rafael
Hernndez y fue nombrada Avenida
Hernndez Pardo, desde entonces esta va se
ha venido ampliando debido a la alta demanda
vehicular que transita por ella.
El 21 de Noviembre del 2006 la Concesin
Ruta del Sol II S.A y la gobernacin delmagdalena suscribieron el contrato de
concesin No. 229 con el fin de llevar a cabo
la primera fase de la concesin del Plan vial
del Norte del Magdalena, que considero en su
momento la rehabilitacin de la calzada
existente, la construccin de la segunda
calzada, mantenimiento operacin y
rehabilitacin de las mismas, al igual que en
la clusula 2 el contrato como alcance
progresivo en el que queda establecida
estudios y diseos definitivos, gestin predial,
construccin, operacin, mantenimiento y
conservacin, y gestin ambiental y social de
la primera calzada del Ramal Ye de Gaira-
Rodadero-Manzanares (Programa de
Adaptacin a la gua de manejo Ambiental,
pg.9-10, Diana Carolina Riatiga, Ruta del
Sol II S.A, febrero 4 del 2016).
Segn el decreto 2041 del 2014 que derogo
los decretos 2810 del 2010, 1220 del 2005 y
500 del 2006 entendidos como carreteraslistas por su presumible deterioro de los
recursos naturales y modificaciones
importantes al paisaje. Sin embargo se debe
tener en cuenta el artculo 12 de la ley 1682
del 2013, el cual establece como
mejoramiento a cualquier cambio a una
infraestructura de transporte en la cual se
mejoren las especificaciones tcnicas
iniciales de ella. As mismo dicho proyecto
se acoge a el artculo 44 de la presente ley
1682 del 2013 consagr que: El Gobierno
Nacional, que para estos efectos se entiende
conformado por los Ministerios de Transporte
y Ambiente, en coordinacin con la Autoridad
Nacional de Licencia Ambientales,
reglamentar en un trmino mximo de
noventa (90) das calendario, a partir de la
fecha de expedicin de esta ley, el listado de
actividades de mejoramiento en proyectos de
infraestructura de transporte. En
consecuencia, el Ministerio de MedioAmbiente y Desarrollo Sostenible expidi el
Decreto 769 del 22 de abril de 2014, por
medio del cual y conforme a lo establecido en
el Decreto 2820 de 2010 o aquel que lo
modifique o sustituya establece que lasactividades de mejoramiento en proyectosde infraestructura de transporte enlistadasen el mencionado decreto y que se desarrollen
en infraestructura existente no requerirn delicencia ambiental, incluyendo laconstruccin de un carril adicional a las
calzadas existentes y dems obras asociadas a
esta actividad, siempre y cuando no implique
la materializacin de un segundo eje y se
mantenga dentro del derecho de va
correspondiente a la categorial vial,
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incluyendo la construccin de separadores
centrales.
JUSTIFICACION
Este documento busca resaltar los factoresrelevantes para el diseo de pavimentos
flexibles por el mtodo AASTHO en el
proyecto de Ampliacin de la Cra 4ta con
fines acadmicos. En este se incluirn ciertos
factores considerados de gran importancia por
el autor del mismo para este tipo de Diseos.
Adems se obtendrn los datos aproximados
de la demanda del parque automotor actual de
la zona a estudiar, se tendrn en cuenta las
afectaciones medioambientales, y se
analizaran los espesores de las capas que
conformaran la estructura de pavimentos con
el fin de obtener cual ser la ms rentable para
dicho proyecto.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Disear un Pavimento flexible por el mtodo
AASTHO 93 en la Cra 4ta Rodadero.
OBJETIVO ESPECIFICO
Realizar la Evaluacin de Impacto
ambiental e identificar sus
afectaciones directas e indirectas en el
proyecto.
Estudiar la influencia del Trnsito en
las decisiones del Diseo de
pavimento por el mtodo AASTHO.
Determinar el Numero Estructural por
el Mtodo AASTHO con el cual se
Diseara la estructura de pavimento
flexible segn las condiciones dadas.
MARCO CONCEPTUAL
Base: Material granular estabilizado o sinestabilizar, esta se encuentra debajo de la
carpeta asfltica, recibe las cargas
directamente y las transmite a las
siguientes capas con menor intensidad.
Capas: Conforman a la estructura depavimento, y constan de 3 a 4 siendo las
primeras en recibir la mayor carga e ir
disminuyndola a medida que desciende
hasta la ltima.
Corredor vial: una amplia franjageogrfica que sigue un flujo direccional
general o que conecta generadores
importantes de viaje.
Estructura de Pavimento: conformadopor capas que brindan el soporte al
pavimento, capaces de disipar las cargas
generadas por el trnsito.
Pavimento Flexible: Estructura depavimento capaz de deflactar o flexionar
ante las cargas impuestas.
Sub-base: Es la ltima capa de laestructura de pavimento, por lo tanto
recibe menos cargas, no requieren ser de
buena calidad, sin embargo se deben tratar
si las condiciones de obra lo ameritan.
Trafico: Movimiento de personas omercanca.
Transito: Movimiento de VehculosCarreteros.
Transito Normal: Es el transito existentepor la red vial que se intervendra y es
obtenido mediante aforos.
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Transito Atrado: Es el transito que seorigina por beneficios o ventajas de la va
nueva.
Transito Generado: Es el transito nuevo
que por mejores condiciones circulara porla nueva va.
Figura 1 Estructura de pavimento flexible,
tomada dehttp://www.taringa.net/post/ecologia/13268079/Pavimentos-flexibles.html.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La Cra 4ta es uno de los corredores viales
importantes para la ciudad de santa marta,
debido a que se encuentra en el sector turstico
del rodadero y una de las vas que conectan la
troncal del caribe con el centro de la ciudad a
travs del cerro ziruma, provocando as que
un alto ndice vehicular circule por esta zona,
a su vez ya se han notado las diversas
afecciones debido a la reduccin de su
capacidad para el trnsito en horas picos, y un
desgaste progresivo en la carpeta asfltica
actual como se ve en la figura.
Figura 2 tomado de Google mapas,Desgaste carpeta asfltica.
Figura 3 Tomada de Google mapas,Aglomeracin del Trnsito en horas picos.
En la figura se pueden apreciar la variedad de
plantaciones presentes en los alrededores de la
va, lo cual son unos de los principales
obstculos para poder desarrollar este
proyecto, pero para ello se realiz un Estudio
de Evaluacin de Impacto Ambiental, para
determinar cules sern las afectaciones
directas e indirectas de la zona a intervenir
antes, durante y despus de Intervenir la va.
http://www.taringa.net/post/ecologia/13268079/Pavimentos-flexibles.htmlhttp://www.taringa.net/post/ecologia/13268079/Pavimentos-flexibles.htmlhttp://www.taringa.net/post/ecologia/13268079/Pavimentos-flexibles.htmlhttp://www.taringa.net/post/ecologia/13268079/Pavimentos-flexibles.htmlhttp://www.taringa.net/post/ecologia/13268079/Pavimentos-flexibles.html7/26/2019 METODO AASTHO PAVIMENTOS FLEXIBLES
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LOCALIZACION DEL PROYECTO
Figura 4 Localizacin geogrfica SantaMarta, Magdalena, Colombia.
Figura 5 Ruta a Intervenir Av. HernndezPardo, Sector Ramal Ye de Gaira Rodadero - Santa Marta, ElaboracinPropia.
El departamento del magdalena ubicado al
norte de Colombia, presenta una gran
variedad de paisajes por sus bahas y Ros
presentes, una de las principales costas a
Nivel nacional por su alto ndice atractivo
turstico, estas bahas se encuentran al norte
del departamento y se encuentran en la ciudad
de Santa Marta, Sector Rodadero, Este zona
se ve presenciado por el comercio y el
Turismo, es por ello que Santa Marta D.T.C.H
se ven en la necesidad de una constante
mejora en toda la malla vial que la
comprende pues de esta depende que sus
atractivos tursticos sea cada da ms
llamativos.
CARACTERISTICAS DEL PROYECTO
Se construir una calzada de 7m de ancho y
con una distancia de 2.1 km iniciando desde la
Calle 24 hasta la calle 9, se empleara
pavimento asfaltico, cada corredor constara de
dos carriles a 3,5m, contara con bermas, obras
de urbanismo y de sealizacin. La principal
funcin es brindar un acondicionamiento y
mejora en el transitar por la va y satisfacer lademanda de viaje y disminuir los retardos de
viaje tanto del transporte pblico como el
privado, para ello se debe garantizar un buen
diseo de la mezcla debido al crecimiento
anual del parque automotor en la zona.
EVALUACION DEL IMPACTOAMBIENTA
Este estudio consiste en recopilar todos los
datos en campo que pueden ser afectados
antes, durante y despus de ejecutada la obra
al medio o sociedad, y se hace mediante un
chequeo simple. Para ello clasificamos cada
una de las afectaciones segn el cronograma
de obra a desarrollar del proyecto.
Actividades Preliminares
Instalacin y operacin de
campamentos.
Constitucin derecho de va y
Adquisicin de Predios
Contratacin Mano de Obra y
establecimiento de parques de
maquinaria.
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Actividades en etapa de Construccin
Desmonte y Descapote
Excavaciones y rellenos
Desmonte y Armado estructura.
Conformacin de terraplenes. Abastecimiento de agua.
Instalacin de capas granulares Base y
Subbase.
Imprimante asfaltico
Conformacin de la calzada nueva y
existente.
Colocacin de la carpeta asfltica.
Construccin de Obras de Arte
(Puentes y Boxculvert)
Acarreo de material
Obras Hidrulicas.
Obras de Urbanismo.
Actividades de Desalojo y Abandono
Arborizacin
Desmantelamiento de campamento.
Mantenimiento
Ya teniendo claro las actividades a desarrollar
durante la obra, pasaremos a clasificarlas
segn el impacto causado a los diferentes
medios ambientales, para ello emplearemos el
mtodo cualitativo en la matriz actividad vs
impacto.Esta matriz tiene en el eje horizontal
las acciones que causan impacto ambiental; y
en el eje vertical las condiciones ambientales
existentes que puedan verse afectadas por esas
acciones. Este formato provee un examen
amplio de las interacciones entre acciones
propuestas y factores ambientales.
Factores Ambientales
Dado que para la ejecucin del proyecto se
tiene en cuenta tanto la etapa preliminar, las
de ejecucin y las de Desalojo hay que
determinar cules son los factores ambientales
que influyen.
Los principales factores ambientales a
considerar son:
MEDIO FISICO
COMPONENTE
AGUASuperficiales
Subterrneas
ATMOSFERA
Calidad del aire
Olores
Nivel Sonoro
SUELOCaract. Fisico-Quimicas
Erosin
MEDIO BIOLOGICO
COMPONENTE
FLORA
Incremento de
demanda derecursos naturales
FAUNAAhuyentamientode la fauna
MEDIO PERCEPTIVO
COMPONENTE
PAISAJEAlteracin en laestructura
Paisajstica
MEDIO SOCIO ECONOMICO
COMPONENTE
CULTURAAfectacin a la
Movilidad
Cotidianidad
INFRAESTRUCTURA
Infraestructura
existente
Serviciospblicos
POBLACION
Generacin deExpectativas
ActividadesEconmicas
Tabla 1 Factores Medio Ambientales,Elaboracin Propia.
Ya teniendo definido cuales son los factores
se establece Cual es la importancia del
impacto ambiental generado por las acciones
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desarrollada antes, durante y despus de
ejecutado el proyecto, para ello se determina
el IA (Importancia Impacto Ambiental), el
cual mediante una ecuacin que considera
ciertos parmetros obtiene la severidad del
impacto de forma cuantitativa.
La ecuacin a emplear fue la desarrollada por
(Conesa, 1997)
Tabla 2 parmetros de Importancia deImpacto Ambiental (Conesa, 1997).
Se debe realizar un anlisis a cada
componente por medio y de esta manera se
organizara de mayor a menor los valores, los
cuales indican la importancia de las
afecciones generadas por las acciones
ambientales desarrolladas por la obra, siendo
los mayores los ms relevantes.
Ya habiendo identificados las actividades que
necesitan mayor control para el proyecto se
pueden desarrollar los planes de manejo
ambiental para el tratamiento de los mismos,
los cuales consisten en un monitoreo y
seguimiento a cada una de estas actividades y
corroborar que se desarrollen estos planes de
manejo Ambiental.
Figura 6 Actividades Afectadas, Flora,Socioeconmico, Fauna, Paisajes. Fuente:Google Earth 2015.
Uno de las principales actividades
desarrolladas en esta localidad es el turismo
por ende la presencia del alto ndice vehicular
es parte fundamental de este estudio pues la
principal causa de este trabajo es mejorar la
movilidad de la zona para ello se realizaran
Aforos vehiculares para determinar qu tan
influyente es el parque automotor, y que tan
necesaria es la ampliacin de la Cra 4ta. Estos
aforos fueron desarrollados por la ConcesinRuta del Sol II S.A durante 7 das a 24horas, los das del 23-30 de Noviembre.
Para ello se deben considerar el tipo de
vehculos circundantes, Nmero de Ejes,
Direccin o sentido que toman.
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Tabla 3 Transito promedio Diario Semanal,(Jos Gregorio Snchez, 2016) .
Figura 7 Tipo de Vehculos segn su Clasey Nmero de Ejes, Tomado de Diseo yconservacin Pavimentos Rgidos,
Universidad autnoma de Mxico Pg. 7-9
Luego de determinar el tipo de vehculos
segn su nmero de ejes se clasifican por su
clase, y se toma el Transito promedio diario
de acuerdo a los aforos realizados.
=7
Como se realiz conteo en una semana se
tomara de referencia el Transito promedio
diario semanal.
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Tabla 4 Transito Promedio Diario, Rutadel sol II S.A
Para el diseo de pavimentos el nmero de
vehculos livianos aun siendo este el de mayor
presencia no es de gran utilidad para los
caculos, pues solo son tenidos en cuenta los
vehculos con nmero mayor a 2 ejes.
Para determinar el TPDS, se sacan el VHMD
(Volumen horario mxima demanda)
=1 2 3 4 5 6 77
=++++++
=
Se debern tener en cuenta los factores
influyentes cuando se da el mejoramiento o
adicin de una va nueva para ello se deben
tener en cuenta el transito Normal, el
generado por la nueva calzada, y el atrado,
para poder en si definir cul es el transito
futuro para el cual se diseara el pavimentonuevo es decir de este parmetro constara para
que periodo de vida til el pavimento
diseado no requerir de ninguna intervencin
de reparacin o rehabilitacin.
Primeramente se deben contemplar cual es el
comportamiento del trnsito diario, a partir de
los datos obtenidos veremos en qu das se
registra la mayor presencia de vehculos
circundantes por la calzada existente.
Figura 8 Comportamiento del Trnsito pordas, Elaboracin Propia, con datos deRuta del sol II S.A
Como se puede observar los das ms
concurridos son los Sbados y Domingos, y es
debido a que en estos das el turismo ejerce
gran influencia en el parque automotor, pero
como se mencion anteriormente el tipo de
vehculos de importancia para el diseo son
los de tipo comercial para lo cual tambin se
obtuvo en el aforo segn el tipo de vehculos
que circulan por la calzada existente.
Figura 9 Porcentaje de Vehculos por suclase, Elaboracin Propia con Datos deRuta del Sol II S.A
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
A
B2-B3
C2
C3
T2-S1-S2
T3-S2
T3-S3
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El tipo de vehculo predominante es el A que
pertenece a los vehculos y microbuses que
son de categora del trnsito liviano por ello
no se tienen en cuenta en el diseo,
seguidamente siguen los tracto camiones los
cuales por ser un rea comercial circulanmucho por la zona.
Ya teniendo claro cuales es el ndice de
incidencia vehicular por su clase procedeos a
estimar el transito generado y atrado para los
dos primeros aos para lo cual se propondr
un 20%de incremento.
= 20%
= 7456
20%
= 1491,2
TASA DE CRECIMIENTO DELTRANSITO
Para determinar la tasa de crecimiento del
trnsito se obtendr del Manual de Diseo de
Pavimentos en Vas con medios y Altos
Volmenes de Transito, Bogot Colombia,
1997. Por lo que usaremos la siguiente tabla.
Tabla 5 INVIAS, Tasa de Crecimiento delTransito Comercial.
De acuerdo a la tabla se estima una Tasa de
crecimiento del 4%para los vehculoscomerciales.
FACTOR CARRIL Y DIRECCION
El factor de distribucin direccional (Fd), enColombia generalmente se considera que el
50% de los vehculos comerciales viajan en
condicin cargada y el otro 50% de losvehculos regresan en la misma condicin.
En el caso que ocupa el presente estudio losporcentajes del factor direccional oscilaron
entre 45 y 55% que se obtuvieron en losaforos para los sentidos Santa Marta-Cinaga
y Cinaga-Santa Marta por lo que elFd=50%=0,5.
Para el Factor Carril (Fca) se debe tener encuenta el nmero de carriles por sentido,
basndonos en la metodologa AASTHO, paraello debemos determinar el nmero de carriles
por sentido que lo obtendremos de la siguientetabla.
NUMERO TOTALDE CARRILES EN
CADA DIRECCION
FACTOR DEDISTRIBUCION
PARA EL CARRILDE DISEO (Fca)
1 1.0
2 0.90
3 0.75
Tabla 6 Tomado de Manual de PavimentosAsfalticos en Vas Con Medios y AltosVolmenes de Transito.
Debido a que se plantea una calzada con doscarriles en dos direcciones, se toma como
Fca=1.0
PERIODO Y ANALISIS DE DISEO
Es el tiempo en que se estima que elpavimento diseado no requerir ninguna
intervencin para reconstruccin, para ello sedebe considerar el transito futuro que circulara
por la va.
A continuacin se clasifican las vas segn sutipo y uso.
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Tabla 7, Clasificacin de La va segn suuso, Tomado de Manual de PavimentosAsfalticos en Vas Con Medios y AltosVolmenes de Transito.
Debido a que la Cra 4ta es un colector
Interurbano por el cual circula una gran parte
de los vehculos que se dirigen al centro de
santa marta, al igual que los que circulan
dentro del permetro urbano del sectorRodadero podemos considerar que la calzada
para el proyecto es de Categora II.
Ya habiendo seleccionado la categora de la
va nueva se determinara el periodo de diseo
y los rangos manejados segn el tipo de va.
CATEGORIADE LA VIA
Periodo de Diseo en aos
Rango Recomendado
I 10--30 20
II 10--20 15
III 10--20 10
Especiales 7--20 10--15
Tabla 8 Periodo de Diseo segn categora,Tomado de Manual de PavimentosAsfalticos en Vas Con Medios y AltosVolmenes de Transito.
Para este proyecto se determin un periodo de
diseo de 15 aospara lo cual se proceder aobtener el nmero de ejes equivalentes que
generara el trnsito en estos 15 aos y poder
determinar cul ser el Numero estructural
ptimo para este proyecto.
PORCENTAJE DE VEHICULOSCOMERCIALES
Para poder determinar el nmero de ejes
equivalente se debe determinar cul es el
porcentaje de vehculos comerciales que
circulan por la va existente, el cual se obtuvo
del conteo de vehculos realizados.
Para ello clasificaremos en 3 categoras los
vehculos que circulan por la va actualmente.
CLASIFICACIONVEHICULOS
PORCENTAJEVEHICULOS
LIVIANOS 44,9
BUSES 12,5
COMERCIALES 42,6Tabla 9 Porcentaje Vehculos por suclasificacin, Elaboracin Propia.
Se procede a la determinacin del porcentajede vehculos comerciales que se tendrn en
cuenta para el estudio
= %%
= 12,5%42,6%
= 55,1 %
Como vemos este valor es bastante grandedebido a la movilidad que se da en el sector
por el mbito comercial y turstico, al igualque es una de las vas que conecta la troncal
del caribe en el ramal Ye de Gaira con elcentro de la ciudad.
FACTOR EQUIVALENTE DE CARGA
Los Factores de Equivalencia de Carga decada vehculo comercial, fueron tomados de la
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tabla 3.5 del Manual de diseo de pavimentos
para bajos, medios y altos volmenes detrnsito.
Tabla 10 Factor equivalente de carga,fuente Manual de diseo de pavimentospara bajos, medios y altos volmenes detrnsito.
Para ello se deben considerar cada uno de los
tipos de vehculos comerciales tenidos en
cuenta para el estudio.
El factor equivalente para los camiones viene
dado por la siguiente ecuacin:
= 1.1462143.7642544.4030414.7268033.42190422216
= 3,37
El Factor equivalente para los buses viene
dado por:
=1.0 6543
6543
= 1,0
El factor equivalente de Carga global viene
dado por:
=12,5% 1 42,6% 3,37
55,1%
= 2,83
NUMERO DE EJES EQUIVALENTES
En Colombia se ha establecido comoreferencia 8,2 Ton para la determinacin del
nmero de ejes equivalentes es por ello quehacemos uso de esta medida patrn dado que
el nmero de ejes equivalentes totales estcompuesto por las contribuciones del trnsitonormal a lo largo de todo el periodo de diseo
y las del trnsito atrado y generado durantelos dos primeros aos del proyecto.
Para el transito existente tenemos:
,= 365 (+)
(+)
,= 7456 365 1 0,5 0,551 (+,)
(+,) 2,83
,=
Para el atrado ms el generado sucede lo
mismo:
,= 365 (+)
(+)
,= 1491,2 365 0,5 1 0,551 (+,)
(+,) 2,83
,=
,= .
Ahora el existente ms el atrado y generado
,+ =
,+ =
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DISEO DEL PAVIMENTO FLEXIBLEAASTHO 93
Se disearan mediante el sistema tricapas depavimentos flexibles empleando lametodologa AASTHO del 93, para lo cual
debemos definir todas las variables que serequieren para poder llevar a cabo el diseo.
La confi abil idad (R)
La confiabilidad del diseo tiene que ver conel grado de certidumbre que garantiza que la
solucin del paquete estructural escogidopueda responder adecuadamente a las cargasrecibidas durante el periodo de diseo.
Este valor se determina a partir del tipo de va
que se va a disear, en este casoemplearemos:
Tabla 11 Nivel de Confiabilidad segn tipo de Va,Tomado de Tabla 2.2 de la Gua diseo estructuras de
Pavimentos AASTHO 93.
Como esta va sirve de colector se tomara un
valor entre el rango 75-95 con el cual
disearemos nuestro sistema tricapa, para este
caso Tomaremos un Nivel de confiabilidad
(R) del 90%, ya habiendo definido estoseleccionaremos el valor desviador
correspondiente a este nivel de confiabilidad
para ello emplearemos la tabla:
El valor del numero desviador Zr para nuestro
diseo ser Zr= -1,282.
Desviacin estndar (So)
La desviacin normal del error estndar seasume con un efecto que combina el error en
las predicciones del trnsito y el error en elcomportamiento del pavimento con un valor
de S0=0.45
Prdida de Serviciabilidad (PSI)
Es una estimacin del servicio prestado por la
va, donde los valores cercanos a 0 son paravas intransitables, y los valores cercanos a 5vas en perfecto estado.
Para nuestro proyecto emplearemos:
= 4,5= 2
Dnde:
Po: Serviciabilidad inicialPt: Serviciabilidad final
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Mdulos dinmicos
Para llevar a cabo el diseo se debieron
extraer ciertos datos como lo son lacaracterizacin del suelo y su capacidad desoporte, estos datos fueron suministrados por
INGEOESTUDIOS a GW soluciones en 6apiques realizados cada 300 m, estos apiques
fueron llevados a cabo para el estudio yDiseo de la Cra 4ta por parte de laConcesin Ruta del Sol II S.A, los datosobtenidos fueron:
Figura 10 Fuente Diseo Pavimento GW SOLUCIONES,
RUTA DEL SOL II S.A, INGEOESTUDIOS.
Coef ici ente de Dr enaje
El coeficiente de drenaje viene dado por el
nivel de humedad alcanzado por el material
prximo a la saturacin para este caso, se
considera una condicin de drenaje excelente
en donde la base su nivel de humedad
prximo a saturacin se encuentra entre los 5-
25% mientras que la subbase >25%, de la
siguiente tabla tomaremos el coeficiente de
drenaje adecuado tanto para base y subbase.
Para el diseo los coeficientes a implementarson de 1,3 base y 1,2 subbase.
Tabla 12 Coeficiente de Drenaje, tomado de
http://ingenieriareal.com/metodo-aashto-para-
pavimento-flexible/.
Numero estructural
Para determinar los espesores de cada una de
las capas que comprenden mi estructura de
pavimento, debemos determinar los
coeficientes estructurales de cada capa, para
ello usaremos los bacos y finalmente
emplearemos el software de AASTHO93 para
determinar el nmero estructural
correspondiente a las condiciones dadas.
COEFICIENTEESTRUCTURAL PORCENTAJE
VEHICULOS
CARPETA A1 0,22
BASE A2 0,13
SUBBASE A3 0,11
Tabla 13 Coeficiente Estructural, Elaboracin Propia
Ver Anexos.
Para la carpeta asfltica se emple un
mdulo de 874 Mpa, este dato fue
suministrado por PAVIMENTO UNIVERSAL
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S.A, los dems valores fueron obtenidos de
los bacos a partir del mdulo resiliente.
TABLASESPESORES
OPTIMOS
SN A1 A2 A3 D1 D2 D3SN
DISEO
5,43 0,22 0,13 0,11 5 10 20 5,43
5,43 0,22 0,13 0,11 6 10 17 5,441
5,43 0,22 0,13 0,11 7 9 17 5,492
Tabla 14 Espesores a Considerar en el diseo
Mediante el software de Ecuacin AASTHO
93, desarrollado por el Ingeniero Luis Ricardo
Vsquez Varela, Manizales 2004, se pudo
obtener el nmero estructural requerido para
el diseo, como ya se tena previsto los
valores de los coeficientes estructurales para
cada capa, para ser un poco conservador se
tom la ecuacin y se busc un Numero
estructural efectivo de acuerdo a unosespesores establecidos. Entre los cuales
encontramos los del SN diseo 5.492 que en
comparacin con los dems arroja un espesor
de la estructura completa un poco menor.
A partir de la siguiente ecuacin se iteraron
los datos de los espesores hasta obtener un
valor de SN efectivo mayo al requerido 5.43.
Los coeficientes de drenajes seleccionados:
M2=1,3
M3=1,2
= 1 1 2 2 2 3 3 3
5,43 = 0,22 1 0,13 1,3 2 0,11 1,2 3
Se debe satisfacer la igualdad de manera que
se podrn iterar los datos hasta obtener un
espesor adecuado para el diseo para nuestrocaso emplearemos el del sombreado amarillo
correspondiente al SN=5,492
Espesores IN IN CM CM
CARPETA 6 7 15 17,5
BASE 10 9 25 22,5
SUBBASE 17 17 42,5 42,5
82,5 82,5
CONCLUSION
El diseo establecido en este informe,corresponde a las condiciones particulares del
proyecto de la doble calzada de la carrera
cuarta entre calles 9 y 27 en el Rodadero,jurisdiccin de la ciudad de Santa Marta.Es una estructura que obedece a lascaractersticas de los suelos que van a hacer
parte de la subrasante, materiales granulares yaglutinantes que conformarn el paqueteestructural propuesto para el pavimento.
El diseo se llev a cabo para determinar lanueva estructura de pavimento a construir en
la carrera cuarta del Rodadero, en donde se
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ANEXOS
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