PAV. RIGIDOMEMORIA DE CALCULO DEL ESPESOR ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO RIGIDOMEMORIA DE CLCULO DEL DISEO DE PAVIMENTO RIGIDOProyecto:MEJORAMIENTO DEL JIRN ARZOBISPO DEL VALLE CUADRAS 8 Y 9, JIRN COLINA CUADRAS 12 Y 13 Y JIRN TARAPAC CUADRAS 13 Y 14, DISTRITO DE JAUJA, PROVINCIA DE JAUJA JUNNUbicacin:JAUJAFecha:Noviembre 2012

1.- GENERALIDADES1.1METODO AASTHO -93

Es uno de los metodos mas utilizados y de mayor satisfaccion a nivel internacional para el diseo de pavimentos rgidos. Dado que la investigacin de la autopista AASHTO en diferentes circuitos. es desarrollado en funcin a un mtodo experimental, con una profunda 1.2FORMULACIN DE DISEO.

La ecuacin bsica de diseo a la que lleg AASHTO para el diseo de pavimentos rgidos para un desarrollo analtico, se encuentra plasmada tambin en nomogramas de clculo, est esencialmente basada en los resultados obtenidos de la prueba experimental de la carretera AASHTO. La ecuacin de diseo para pavimentos rgidos modificada para la versin actual es la que a continuacin se presenta 1.3FORMULA GENERAL AASTHO

Donde:D= Espesor de la losa del pavimento en (in)W18= Trfico (Nmero de ESALs)Zr = Desviacin Estndar NormalSo= Error Estndar Combinado de la prediccin del TrficoPSI= Diferencia de Serviciabilidad (Po-Pt)Po= Serviciabilidad InicialPt= Serviciabilidad FinalS'c= Mdulo de Rotura del concreto en (psi).Cd= Coeficiente de DrenajeJ= Coeficiente de Transferencia de CargaEc= Mdulo de Elasticidad de concretoK= Mdulo de Reaccin de la Sub Rasante en (psi).

2.- VARIABLES DE DISEO2.1ESPESOR (D)El espesor de losa de concreto, es la variable D que pretendemos determinar al realizar un diseo de pavimento rgido. El resultado del espesor se ve afectado por todas las dems variables que interviene en los clculos. Es importante especificar lo que se disea, ya que a partir de espesores regulares una pequea variacin puede significar una variacin importante en la vida til.

2.2TRAFICO (W18).El mtodo AASTHO disea los pavimentos de concreto por fatiga. La fatiga se entiende como el nmero de repeticiones ciclos de carga que actan sobre un elemento determinado. Al establecer una vida til de diseo, en realidad lo que se esta haciendo es tratar de estimar, en un periodo de tiempo, el nmero de repeticiones de carga a las que estar sometido el pavimento. La vida til mnima con la que se debe disear un pavimento rgido es de 20 aos, en la que adems se contempla el crecimiento del trfico durante su vida til, que depende del desarrollo socio-econmico de la zona.

2.3TRAFICO ESAL's

Donde:ESAL`s=Numero estimado de ejes equivalentes de 8.2 toneladasTPD=Transito promedio diario inicialA=Porcentaje estimado de vehiculos Pesados (buses camiones)B=Porcentaje de vehiculos pesados que emplean el carril de diseor=Tasa anual de crecimiento de transiton=Periodo de diseoFC=Factor camionVALOR (B)TPD=65NUMERO DE CARRILESPORCENTAJE DE VEHICULOS PESADOS EN EL CARRIL DE DISEOA=100%B=50%r=3%250n=20aos445FC=1.26 a mas40

ESAL`s =389,887.32

2.4FACTOR DE CRECIMIENTO DEL TRFICO ( r )El factor de crecimiento del trfico es un parmetro que considera en el diseo de pavimentos, los aos de periodo de diseo ms un nmero de aos adicionales debidos al crecimiento propio de la va.

CASOTASA DE CRECIMIENTOCrecimiento Normal1% al 3%Vias complet. saturadas0% al 1%Con trafico inducido4% al 5%Alto crecimientomayor al 5%

r =3.0%

2.5PERODO DE DISEO (Pd).El presente trabajo considera un perodo de diseo de 20 aos. (Recomendable)

Pd =20.00

2.6FACTOR DE SENTIDO (Fs).Del total del trfico que se estima para el diseo del pavimento deber determinarse el correspondiente a cada sentido de circulacinCIRCULACIONFACTORUn sentido1.0Fs =0.50Doble sentido0.5

2.7FACTOR CARRIL (Fc).Es un coeficiente que permite estimar que tanto el trfico circula por el carril de diseo.

No CARRILFACTOR CARRIL11.0020.80a1.00Fc =0.8030.60a0.8040.50a0.75

2.8TRFICO ESAL's MODIFICADOEs el Trfico afectado por el Factor Carril y el Factor de Sentido que da como resultado el Trafico Esal's segn las condiciones reales de la va

ESAL`s =155,954.93

3.- FACTORES DE EQUIVALENCIA DE TRFICOFormulas que permiten convertir el nmero de pesos normales a ejes equivalentes los que dependen del espesor del pavimento, de la carga del eje, del tipo del eje y de la serviciabilidad final que se pretende para el pavimento.

Trnsito esperado en el carril de diseo en millones de ejes equivalentes (W18)Confiabilidad ( R )ZrSoFactor se Seguridad F.S.

< 5500.0000.351.005 - 1550 - 600.000 - 0.2530.351.00 - 1.2315 - 3060 - 700.253 - 0.5240.351.23 - 1.8330 - 5070 - 750.524 - 0.6740.341.51 - 1.7050 - 7075 - 800.674 - 0.8410.321.64 - 1.8670 - 9080 - 850.841 - 1.0370.301.76 - 2.05

3.1CONFIABILIDAD:Se denomina confiabilidad (R%) a la probabilidad de que un pavimento desarrolle su funcin durante su vida til en condiciones adecuadas para su operacin. Tambin se puede entender a la confiabilidad como un factor de seguridad, de ah que su uso se debe al mejor de los criterios.DESVIACIO ESTANDAR (Zr)Confiabilidad R (%)Desviac. Estan. (Zr)TIPO DE PAVIMENTOCONFIABILIDAD500.000Autopistas90%60-0.253Carreteras75%70-0.524Rurales65%75-0.674Zonas industriales 60%80-0.841Urbanas principales55%85-1.037Urbanas secundarias50%90-1.28291-1.340R (%) =50.00092-1.40593-1.4763.2DESVIACIN ESTANDAR( Zr). 94-1.555Es funcin de los niveles seleccionados de confiabilidad.95-1.64596-1.75197-1.881Zr =0.00098-2.05499-2.32799.9-3.09099.99-3.7503.3ERROR ESTNDAR COMBINADO (So):AASHTO propuso los siguientes valores para seleccionar la Variabilidad o Error Estndar Combinado So, cuyo valor recomendado es:

Para pavimentos rgidos0.30 0.40En construccin nueva0.35So =0.35En sobre capas0.4

3.4SERVICIABILIDAD ( PSI):La serviciabilidad se define como la habilidad del pavimento de servir al tipo de trfico (autos y camiones) que circulan en la va. La medida primaria de la serviciabilidad es el ndice de Serviciabilidad Presente. El procedimiento de diseo AASHTO predice el porcentaje de perdida de seviciabilidad ( PSI) para varios niveles de trfico y cargas de ejes.

Como el ndice de serviciabilidad final de un pavimento es el valor ms bajo de deterioro a que puede llegar el mismo, se sugiere que para carreteras de primer orden (de mayor trnsito) este valor sea de 2.5 y para vas menos importantes sea de 2.0; para el valor del ndice de serviciabilidad inicial la AASTHO lleg a un valor de 4.5 para pavimentos de concreto y 4.2 para pavimentos de asfalto.

INDICE DE SERVICIOCALIFICACIONEntonces:5ExcelentePo =4.54Muy buenoPt =2.03Bueno PSI =Po - Pt2Regular1Malo PSI =2.500Intransitable

3.5MDULO DE RUPTURA (MR)Es una propiedad del concreto que influye notablemente en el diseo de pavimentos rgidos de concreto. Debido a que los pavimentos de concreto trabajan principalmente a flexin, es recomendable que su especificacin de resistencia sea acorde con ello, por eso el diseo considera la resistencia del concreto trabajando a flexin, que se le conoce como resistencia a la flexin por tensin (Sc) mdulo de ruptura (MR) normalmente especificada a los 28 dasConcreto a UtilizarF`c = 210Kg/cm2S'c = 32(F'c)1/2

TIPO DE PAVIMENTOS`c RECOMENDADO (Psi)Autopistas682.70Carretera682.70S`c = 463.7240558781PsiZonas Industriales640.10Urbanos principales640.10Urbanos Secundarios597.40

3.6DRENAJE (Cd)Para el clculo del Coeficiente de Drenaje se tomar en cuenta el periodo regular lluvioso de la ciudad de Jauja (de Noviembre a Marzo), considerandose 3 dias a la semana con precipitaciones que generan saturacin.

Se considera 5 das de lluvia al ao que podrian producir condiciones de Saturacin.La Calidad del drenaje lo consideraremos bueno luego de ejecutarse la Construccin del pavimento Rgido.Total de dias de Noviembre a Marzo=151Total de semanas=22Dias a la Semana que generan saturacin=3Dias al ao que producen saturacin=5Total de dias que generan saturacin=71% de tiempo del pavimento expuesto a Saturacin=19.45%

Calidad de Drenaje% de tiempo del ao en que el pavimento est expuesto a niveles de saturacinMenor a 1%1% a 5%5% a 25%Mayor a 25%Excelente1.25 1.201.20 1.151.15 1.101.10Bueno1.20 1.151.15 1.101.10 1.001.00Regular1.15 1.101.10 1.001.00 0.900.90Pobre1.10 1.001.00 0.900.90 0.800.80Muy pobre1.00 0.900.90 0.800.80 0.700.70Nota: Para el caso los materiales a ser usados tiene una calidad de drenaje buena y esta expuesto en un 19.45% durante un ao normal de precipitaciones.Cd = 1.05

3.7COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CARGA (J).Es la capacidad que tiene la losa de transmitir fuerzas cortantes a las losas adyacentes, lo que repercute en minimizar las deformaciones y los esfuerzos en las estructuras del pavimento, mientras mejor sea la transferencia de carga mejor ser el comportamiento de las losas.

Este concepto depende de los siguientes factores:.Cantidad de Trfico..Utilizacin de pasajuntas..Soporte lateral de las Losas.La AASTHO recomienda un valor de 4.2 para pavimentos rgidosJ = 4.2

3.8MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO (Ec).Se denomina Mdulo de elasticidad del concreto a la traccin, a la capacidad que obedece la ley de Hooke, es decir, la relacin de la tensin unitaria a la deformacin unitaria. Se determina por la Norma ASTM C469. Sin embargo en caso de no disponer de los ensayos experimentales para su clculo existen varios criterios con los que pueda estimarse ya sea a partir del Mdulo de Ruptura, o de la resistencia a la compresin a la que ser diseada la mezcla del concreto.

Las relaciones de mayor uso para su determinacin son:Fc = Resistencia a la compresin del concreto (Kg/cm2) = 210 Kg/cm2Ec = 4700 x (fc)1/2 (En MPa)Ec = 15000 x (fc)1/2 (En Kg/cm2)

Ec = 1500 x ( 210 )^1/2Ec = 217,370.65Kg/cm2Ec = 3,091,736.68Psi

3.9MODULO DE REACCIN DE LA SUB RASANTE (K)

Se han propuestos algunas correlaciones de K a partir de datos de datos de CBR de diseo de la Sub Rasante, siendo una de las ms aceptadas por ASSHTO las expresiones siguientes:

K = 2.55 + 52.5(Log CBR)Mpa/mCBR 10K = 46.0 + 9.08(Log CBR) 4.34 Mpa/mCBR > 10

CBR sub rasante=19.7Segn estudio realizado en el Laboratorio de Mecanica de suelo del Ing. Flores Sulca Fidel Gregorio

K =73.83

4.- ESPESOR DEL PAVIMENTOSegn la formula General AASHTO:

Haciendo tanteos de espesor hasta que (Ec.I) Sea aproximadamente Igual a (Ec.II):D =6.442in

5.253.. Ec. I

5.481.. Ec. IIEspesor de la Losa de Concreto CalculadoD =16.36CmEspesor de la Losa de Concreto AdoptadoD =17.50Cm

5.- RESUMEN DE ESPECIFICACIONES PARA COLOCACIN DE JUNTASEspesor de Losa[1] Espaciamiento entre Juntas (cm)[2] Profundidad de Corte de Juntas (cm)[3] Profundidad del Material de Sellado (cm)[4] Ancho del Corte para la Junta (cm)

153605.001.000.50163845.331.070.53174085.671.130.57184326.001.200.60194566.331.270.63204806.671.330.67215047.001.400.70225287.331.470.73235527.671.530.77245768.001.600.80256008.331.670.83266248.671.730.87276489.001.800.90286729.331.870.93296969.671.930.973072010.002.001.00

[1] :El Espaciamiento entre juntas es 24 veces el espesor de la Losa en cm[2] :La Profundidad del corte de la junta es 1/3 del espesor de la Losa en cm[3] :La Profundidad del material de sellado es 1/5 de la Profundidad de la junta en cm[4] :El Ancho del corte de la junta es 1/10 de la profundidad de la junta en cm

6.- RESUMEN DE ESPECIFICACIONES PARA COLOCACIN DE DOVELAS

Espesor de Losa[1] Dimetro de Dovelas cm (plg)[2] Largo de Dovelas (cm)[3] Dimetro Comercial de Dovela (plg)[4] Profundidad de Dovelas (cm)[5] Separacin entre Dovelas (cm)

151.88 (0.74)28.003/47.5030.00162.01 (0.79)29.003/48.0030.00172.13 (0.84)31.007/88.5030.00182.26 (0.89)32.007/89.0030.00192.39 (0.94)34.001.009.5030.00202.49 (0.98)35.001.0010.0030.00212.62 (1.03)37.001.0010.5030.00222.74 (1.08)38.001 1/811.0030.00232.87 (1.13)40.001 1/811.5030.00243.00 (1.18)41.001 1/812.0030.00253.12 (1.23)43.001 1/412.5030.00263.25 (1.28)44.001 1/413.0030.00273.38 (1.33)46.001 3/813.5030.00283.51 (1.38)47.001 3/814.0030.00293.63 (1.43)49.001 3/814.5030.00303.76 (1.48)50.001 1/215.0030.00

[1] :El Dimetro de la Dovela es de 1/8 del espesor de la losa, en pulgadas.[2] :Largo de Dovelas es igual a 12 veces su diametro mas 5 centimetros.[3] :Dimetro de la Dovela convertido a Dimetro comercial en Pulgadas.[4] :La Profundidad de instalacin de la Dovela es 1/2 del espesor de la Losa en cm.[5] :La Separacin recomendable entre Dovelas en cm.

7.- MODULACIN DE LOSASLa relacin entre largo y Ancho de un tablero de losas no deberas estar fuera de estos limites: 0.71 a 1.40

INGRESAR ANCHO DE VIA (2Y)=5Y=2.5CONSIDERAR 2 PAOSINGRESAR LONGITUD DE PAO (X)=3.4X/Y=1.36OK!

&G

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MEMORIA RIGDISEO DE ESPESOR DE PAVIMENTO RIGIDOMETODO AASHTO-93PROYECTO:MEJORAMIENTO DEL JIRN ARZOBISPO DEL VALLE CUADRAS 8 Y 9, JIRN COLINA CUADRAS 12 Y 13 Y JIRN TARAPAC CUADRAS 13 Y 14, DISTRITO DE JAUJA, PROVINCIA DE JAUJA JUNN

FECHA:Noviembre 2012DATOS DEL PROYECTO

PERIODO DE DISEO20.00aos

TASA DE CRECIMIENTO3.04%

FACTOR DE SENTIDO0.50----

FACTOR CARRIL0.80----

SUELO DE FUNDACION: CBR DE DISEO:19.70%

DATOS DE DISEO

TRAFICO (ESAL's)389,887.32----

INDICE DE SERVICIALIDAD INICIAL ( Po)4.50----

INDICE DE SERVICIALIDAD INICIAL ( Pt)2.00----

MODULO DE ROPTURA (Sc) 463.72Psi

MODULO DE ELASTICIDAD (Ec)3,091,736.68Psi

RESISTENCIA DE LA SUBRASANTE (K)73.83Mpa/m

COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CARGA (J)4.20----

COEFICIENTE DE DRENAJE (Cd)1.05----

NIVEL DE CONFIABILIDAD (R)50.00----

DESVIACION ESTANDAR NORMAL (Zr)0.00----

ERROR ESTANDAR COMBINADO (So)0.35----

DISEO DE ESPESORES

SUB BASE GRANULAR17.50cm

LOSA DE CONCRETO17.50cm

&G

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