Pavimentos AASHTO

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Anel Gonzalez8-828-1146 1

PROBLEMA 1

Se desea disear un pavimento flexible para una carretera de 18 km, a la que se haproyectado un trnsito vehicular de 10,3 millones de ejes equivalentes para un periodo de 20 aos. Los materiales disponibles para este proyecto tienenlas siguientes caractersticas:

Concreto asfltico: EAC = 250 000 psi; B/.105/m3Capa base: CBRBS = 65%; B/.38,50/m3Capa sub-base: CBRSB = 25%; B/.11,25/m3Subgrado: CBRSG = 4%

(a)Asumiendo un 95% de confiabilidad y una prdida de servicialidad aceptable de 2,5 Con qu nmero estructural deber contar dicho pavimento?(b)Si se desea que la carpeta de concreto asfltico sea de 6 in de espesor, Quespesores recomendara usted para la capa base y sub-base?(c)Se le ha solicitado compare el costo/m2 del pavimento propuesto en la seccin(b) con otro diseo con 5 in de espesor de concreto asfltico, pero que cumpla con elmismo nmero estructural calculado en la parte (a). Cul propuesta resulta mseconmica?

DesarrolloPunto a)Concreto asfaltico

Eac= 250000 psiCapa Base

CBR= 65% MR= 25400 psiCapa Sub-Base

CBR= 25% MR= 13800 psiSubgrado

CBR= 4% MR= 6000 psi0.5 1

5.02E+05 0.34w18= 2.51E+05 0.122

t= 20 aos 0.1g= 7%

10300000251247.135156

R= 95% 10300000ZR= -1.645

0.452.5

7.0128372247

18=

S=PSI=

_18 _18 = =[((1 ) 1) ]=+ ^ /

log_10 ()=

_1=_2=

_3=

=_ =_

_2=_3=

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SN (asu)= 5.0620448019

-0.74025 7.1253151665 -0.0675376415 0.6953109009

7.0128384259

SN= 5.0620448019

SN1(asu)= 3.2026300359

-0.74025 5.6361580582 -0.0322857842 2.1492142226

7.0128364966

SN1= 3.20

9.42 in

9.5 in

3.23

SN2(asu)= 3.908707688

-0.74025 6.2674527184 -0.0488847889 1.5345194805

7.01283741

SN2= 3.91

6.954 in

log_10 ()=

_0+9.36 log_10 +1)0.20+log_10 [ /(4.21.5)]/(0.40+1094/_ ( +1)^5.19 )+2.32 log_10 ( 8.07_ =

_1= _1 _1 /=

_0+9.36 log_10 (_ _1+1)0.20+log_10 [ /(4.21.5)]/(0.40+1094/( _1+1)^5.19 )+2.32 log_10 8.07_ =

_1=

_1=_1 _1=

_0+9.36 log_10 (_ _2+1)0.20+log_10 [ /(4.21.5)]/(0.40+1094/( _2+1)^5.19 )+2.32 log_10 8.07_ =

_2=( _2 _1)/ _2 (

_2 )=

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7 in

0.68

Para la sub base

SN3= 5.06

14.417 in

14.5

5.07

9.5 in (0.24 cm)

7 in (0.18 cm)

14.5 in (0.37 cm)

Punto b)

6 in

2.04

SN2= 3.91

19.15 in

19.5 in

1.87

_2=

_2 _2 _1

_2=

_3( _3( _1+ _2))/

_3 _3 )=(

_3=

_1 _1 _2 _2 _2 _3 = + +_3 _3=

_1=

_1=_1 _1=

_2=( _2 _1)/ _2 (

_2 )=_2=

_2 _2 _1 _2=

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SN3= 5.062

14.42

14.5

5.07

6 in (0.15 cm)

19.5 in (0.5 cm)

14.5 in (0.37 cm)

Punto c)

5 in

1.7

SN2= 3.91

22.63 in

23 in

2.21

SN3= 5.062

14.42

14.5

5.07

5 in (0.13 cm)

_2=

_3( _3( _1+ _2))/

_3 _3 )=(

_3=

_1 _1 _2 _2 _2 _3 = + +_3 _3=

_1=

_1=_1 _1=

_2=( _2 _1)/ _2 (

_2 )=_2=

_2 _2 _1 _2=

_3( _3( _1+ _2))/

_3 _3 )=( _3=

_1 _1 _2 _2 _2 _3 = + +_3 _3=

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23 in (0.58 cm)

14.5 in (0.37 cm)

OPCION AESPESOR COSTO

ASFALTO 0.15 105 16.00BASE 0.50 38.5 19.07SUB BASE 0.37 11.25 4.14

39.21

OPCION BESPESOR COSTO

ASFALTO 0.13 105 13.34BASE 0.58 38.5 22.49SUB BASE 0.37 11.25 4.14

39.97

.: --> La opcion A es mas economica

COSTO M

COSTO M

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PROBLEMA 2

Calcule el nmero de ejes equivalentes totales para el carril de diseo de un pavimentoque se colocar sobre una carretera de 4 carriles donde, segn anlisis de trnsito,actualmente transitan 18300 vehculos por da en ambas direcciones conla composicin vehicular mostrada en la tabla adjunta. Sin embargo, tambin se analizque el 60% del trnsito se dirige al norte y 40% al sur. Adems, el 65% del trnsito en cadasentido se ubica sobre el carril de la derecha. Se quiere que este pavimento tenga un periodo de vida til de 20 aos y los estudios muestran que la tasa de crecimientoesperada durante este periodo es de 3%.

Type % Comp. Factor de equivalenciaEje 1 Eje 2 Eje 3

Auto 0.68 0.0002 0.0002Bus 0.12 0.002 0.01C2 0.06 0.004 0.085C3 0.06 0.01 0.481T3-S2 0.08 0.01 0.643 0.643

Ojo! Distingan entre los ejes sencillos y tndem.Nota: Asuma un nmero estructural de 4 en el clculo y un ndice de servicialidad terminalde 2,0Dado:ADT= 18300 vpd g= 0.03DD= 0.6DL= 0.65t= 20 aosType eje de carga %

Auto 0.68 0.0002 12444 2.48880.68 0.0002 12444 2.4888

Autobus 0.12 0.002 2196 4.3920.12 0.01 2196 21.96

C2 0.06 0.004 1098 4.3920.06 0.085 1098 93.33

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C3 0.06 0.01 1098 10.980.06 0.481 1098 528.138

T3-S2 0.08 0.01 1464 14.640.08 0.643 1464 941.3520.08 0.643 1464 941.352

2565.5136

936412.464

365200.86096

21986445.9297

PROBLEMA 3

(a)Determine el espesor de la losa de concreto de un pavimento rgido con MR = 450 psiy sub-base de 10 cm de espesor con las caractersticas definidas en el PROBLEMA No.1

(b)Determine el nmero de pasadas permisibles de vehculos T3-S2 correspondiente al espesor de losa del punto (a).

10300000

Dado para Sub-Base (Tomado del Problema 1)Capa Sub-Base

CBR= 25.00%Dsb= 10 cm 0.2 20000Dsb= 3.94 in 1 40000

De las tablas de valores tipicosEsb= 21250 psi

ConcretoMR= 4500 psi

fc= 4000 psiEc= 3604996.53259 psiSc= 505.964425627

Del grafico Figura 3.3

k= 170 pci

ESAL=

_18= _0 36 =5_18 =_ __18= _18 _18 [((1 ) 1) ]== = + ^ /

_18 _18 = =[((1 ) 1) ]=+ ^ /

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k= 200 pci LS= 1

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k= 70 pci

R= 0.95ZR= -1.645S = 0.37PSI= 2.5 pt= 1.7J= 3.2Cd= 0.9k= 70 pcipt= 1.7D (asumi)= 50 inLog10(Esal): 7.0128372247

0.0848201761 -0.0791812414 3.676 8046.81467119 0.663344949112130.6639667

-0.6496469331

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0.800.80

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ESAL= 5.08E+06 a1= 0.3a2= 0.125

R= 95% a3= 0.103ZR= 0 m2= 0.8

0.45 m3= 0.82.2 Marshall 1000 lb

MR= 2.10E+05 CBR=6.7062593555 MR= 13900 CBR=

MR= 3000 CBR=SN (asu)= 4.7029113291

0 6.8770643545 -0.167724934 -3.08E-03

6.7062607315

SN (asu)= 2.1973997425

0 4.5248993177 -0.029402486 2.21E+00

6.7062607647

7.32466581

S=PSI=

log_10 ()=

60 Ebs= 27000 psi25 Esb= 14000 psi

2

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