Pavimentos 3ra Clase
-
Upload
charles-s-a -
Category
Documents
-
view
138 -
download
3
Transcript of Pavimentos 3ra Clase
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Universidad Universidad Peruana Peruana
“Los Andes”“Los Andes”Facultad de Ingeniería Facultad de Ingeniería
Especialidad Ingeniería CivilEspecialidad Ingeniería Civil
Curso de Titulacion Curso de Titulacion
Capitulo:Capitulo:
TransportesTransportes
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Pavimentos EspecialesPavimentos Especiales
AASHTO 1993AASHTO 1993Flexible Pavement Design EquationFlexible Pavement Design Equation
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
SylaboSylabo 1. 1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
• a).a).Conceptos generalesConceptos generales• b).b).Tipos de pavimentosTipos de pavimentos• c).c). Evolución de los métodos de diseñoEvolución de los métodos de diseño
2 2 REVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADOREVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADO• a).a).Modelos matemáticos e idealización del comportamientoModelos matemáticos e idealización del comportamiento• b).b).Aplicación en el análisis de pavimentosAplicación en el análisis de pavimentos• c).c). Programas de cómputoProgramas de cómputo
3 3 MATERIALES Y ENSAYOSMATERIALES Y ENSAYOS• a).a).Ensayos EspecialesEnsayos Especiales• b).b).Estabilización Estabilización • c).c). Geosintéticos Geosintéticos • d).d).Asfaltos modificadosAsfaltos modificados
4 4 PAVIMENTOS ESPECIALESPAVIMENTOS ESPECIALES• a).a).Cargas extraordinariasCargas extraordinarias• b).b).Pavimentos de alturaPavimentos de altura• c).c). Pavimentos recicladosPavimentos reciclados
5 DISEÑO DE ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO5 DISEÑO DE ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
¿Cuál es objetivo del curso de ¿Cuál es objetivo del curso de
pavimentos especiales?pavimentos especiales? Reforzar los conocimientos sobre los métodos Reforzar los conocimientos sobre los métodos
mecanísticos-empíricos, dar a conocer los mecanísticos-empíricos, dar a conocer los materiales especiales que se emplean en la materiales especiales que se emplean en la construcción de pavimentos, y mostrar los construcción de pavimentos, y mostrar los métodos y procedimientos de ensayo en métodos y procedimientos de ensayo en pavimentos de condiciones especiales como pavimentos de condiciones especiales como zonas de altura, cargas especiales, pavimentos zonas de altura, cargas especiales, pavimentos reciclados.reciclados.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
1.0 Introducción1.0 Introducción
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Desarrollo Histórico (1)Desarrollo Histórico (1) Los romanos construyeron 84,000 km de vías empedradas Los romanos construyeron 84,000 km de vías empedradas
elevadas del nivel de rasante apoyadas en una estructura de elevadas del nivel de rasante apoyadas en una estructura de piedras grandespiedras grandes
En Francia en el siglo XVII se construyeron vías de poco ancho con En Francia en el siglo XVII se construyeron vías de poco ancho con superficie de rodadura formada por piedras pequeñas, y arenasuperficie de rodadura formada por piedras pequeñas, y arena
En EEUU e Inglaterra en 1830 se emplea el asfalto y arena como En EEUU e Inglaterra en 1830 se emplea el asfalto y arena como protección de la carreteraprotección de la carretera
En Austria en 1850 se emplea por primera vez el pavimento rígidoEn Austria en 1850 se emplea por primera vez el pavimento rígido
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Desarrollo Histórico (2)Desarrollo Histórico (2) En 1900 aparecen los vehículos a motor con neumáticosEn 1900 aparecen los vehículos a motor con neumáticos
Pierre Trasaguet finales del siglo XVII, introduce el Pierre Trasaguet finales del siglo XVII, introduce el concepto de que el pavimento debe contar con un buen concepto de que el pavimento debe contar con un buen drenaje y que requiere un mantenimiento continuo.drenaje y que requiere un mantenimiento continuo.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Desarrollo Histórico (2)Desarrollo Histórico (2) John McAdam (1756-1836), la subrasante con drenaje y John McAdam (1756-1836), la subrasante con drenaje y
adecuadamente compactada debe soportar la carga adecuadamente compactada debe soportar la carga mientras que la superficie de rodadura está conformada mientras que la superficie de rodadura está conformada por piedra chancada de diferentes tamaños que actúa por piedra chancada de diferentes tamaños que actúa también como una capa de protección.también como una capa de protección.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Desarrollo Histórico (3)Desarrollo Histórico (3)
En 1941 en EEUU se efectúa el ensayo en pista de En 1941 en EEUU se efectúa el ensayo en pista de prueba de Maryland , donde se analiza el efecto de 4 prueba de Maryland , donde se analiza el efecto de 4 configuraciones diferentes de pavimentos de concreto.configuraciones diferentes de pavimentos de concreto.
En 1955 en EEUU se lleva a cabo el ensayo en pista de En 1955 en EEUU se lleva a cabo el ensayo en pista de prueba AASHO, donde se analiza el efecto de 4 prueba AASHO, donde se analiza el efecto de 4 configuraciones de ejes de carga en pavimentos configuraciones de ejes de carga en pavimentos flexibles.flexibles.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
AASHO Road Test (4)AASHO Road Test (4)1958 - 1961
AASHO Road Test
Picture from: Highway Research Board Special Report 61A-G
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Desarrollo Histórico (5)Desarrollo Histórico (5)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
TrucksTrucks
AASHO Road Test
Picture from: Highway Research Board Special Report 61A-G
Desarrollo Desarrollo Histórico (6)Histórico (6)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Desarrollo Histórico (7)Desarrollo Histórico (7)
En 1962 se realiza en EEUU el ensayo en pista de En 1962 se realiza en EEUU el ensayo en pista de prueba AASHTO, en Ottawa Illinois, donde se desarrolla prueba AASHTO, en Ottawa Illinois, donde se desarrolla la relación entre el número de repeticiones de un la relación entre el número de repeticiones de un determinado eje de carga de diferente magnitud y determinado eje de carga de diferente magnitud y configuración y el comportamiento de diferentes configuración y el comportamiento de diferentes secciones de pavimentos rígidos y flexibles.secciones de pavimentos rígidos y flexibles.
En 1997 se inicia en EEUU SHRP (Strategic Highway En 1997 se inicia en EEUU SHRP (Strategic Highway Research Program)Research Program)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
¿Cuáles son las funciones de la ¿Cuáles son las funciones de la estructura de pavimento?estructura de pavimento?
Reducir y distribuir la carga de tráfico para que Reducir y distribuir la carga de tráfico para que esta no dañe la subrasanteesta no dañe la subrasante
Proporcionar a los vehículos acceso entre dos Proporcionar a los vehículos acceso entre dos puntos bajo cualquier condición de clima.puntos bajo cualquier condición de clima.
Proporcionar a los usuarios circulación segura, Proporcionar a los usuarios circulación segura, cómoda y confortable sin demoras excesivas cómoda y confortable sin demoras excesivas
Cumplir requerimientos medio ambientales y Cumplir requerimientos medio ambientales y estéticosestéticos
Limitar el ruido y la contaminación del aireLimitar el ruido y la contaminación del aire
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
¿Qué es el diseño de ¿Qué es el diseño de pavimentos?pavimentos?
Es el proceso por el cual los componentes estructurales Es el proceso por el cual los componentes estructurales de un segmento de carretera son determinados tomando de un segmento de carretera son determinados tomando en consideración la naturaleza de la sub-rasante, las en consideración la naturaleza de la sub-rasante, las consideraciones ambientales, densidad y composición consideraciones ambientales, densidad y composición del tráfico.del tráfico.
Considerando que el pavimento es la parte superior de Considerando que el pavimento es la parte superior de una carretera, aeropuerto o zona de parqueo e incluye una carretera, aeropuerto o zona de parqueo e incluye todas las capas que se apoyan en el suelo natural, todas las capas que se apoyan en el suelo natural, incluidas las bermas.incluidas las bermas.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
¿Cuáles son las fases del diseño de ¿Cuáles son las fases del diseño de
pavimentos?pavimentos? El diseño estructural del pavimento El diseño estructural del pavimento
consta de tres fases:consta de tres fases:• Selección de los materiales (tipos de Selección de los materiales (tipos de
pavimentos)pavimentos)
• Proporcionamiento de los materialesProporcionamiento de los materiales
• Diseño de los espesores de cada capaDiseño de los espesores de cada capa
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
¿Qué requisitos debe cumplir una ¿Qué requisitos debe cumplir una
estructura de pavimento?estructura de pavimento? 1.1. Suficiente espesor para que la intensidad de las cargas y Suficiente espesor para que la intensidad de las cargas y
presiones sea tolerable por la subrasantepresiones sea tolerable por la subrasante
2.2. Resistencia suficiente para asumir los esfuerzos Resistencia suficiente para asumir los esfuerzos impuestos por las cargas del tráfico.impuestos por las cargas del tráfico.
3.3. Suficiente espesor para prevenir el efecto del Suficiente espesor para prevenir el efecto del congelamiento en subrasantes.congelamiento en subrasantes.
4.4. El material del pavimento debe ser impermeable a la El material del pavimento debe ser impermeable a la penetración del agua superficial que pudiera debilitar la penetración del agua superficial que pudiera debilitar la subrasante y consecuentemente el pavimento.subrasante y consecuentemente el pavimento.
5.5. El soporte del pavimento no debe ser susceptible al El soporte del pavimento no debe ser susceptible al congelamientocongelamiento
6.6. La superficie del pavimento debe ser resistente al La superficie del pavimento debe ser resistente al deslizamientodeslizamiento
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Métodos de Diseño de PavimentosMétodos de Diseño de Pavimentos
Reglas prácticasReglas prácticas Empírico (CBR, Kansas, etc)Empírico (CBR, Kansas, etc) Esfuezo cortante límiteEsfuezo cortante límite Deflexión límiteDeflexión límite Regresión basada en el comportamientoRegresión basada en el comportamiento Mecanístico-empíricoMecanístico-empírico Soluciones analíticas (Watergaad, etc)Soluciones analíticas (Watergaad, etc) Soluciones numéricas (elementos finitos, probabilística, Soluciones numéricas (elementos finitos, probabilística,
etc)etc)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estado del conocimiento y de la practica en diseño de pavimentos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Sección Típica de PavimentoSección Típica de Pavimento
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Sección Típica de PavimentoSección Típica de Pavimento
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Sección Típica de PavimentoSección Típica de Pavimento
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Secciones TípicasSecciones Típicas
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Tipos dePavimentos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Tipos de Pavimentos FlexiblesTipos de Pavimentos Flexibles
Parcial (partial depth)Parcial (partial depth) Completo (full depth)Completo (full depth) Losa continua de Asfalto-piedra Losa continua de Asfalto-piedra
(continuous rock asphalt mat-CRAM)(continuous rock asphalt mat-CRAM)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Tipos de Pavimentos RigidosTipos de Pavimentos Rigidos JPCP (losas con juntas )JPCP (losas con juntas ) JRCP (losas con refuerzo)JRCP (losas con refuerzo) CRCP (losas continuas con refuerzo)CRCP (losas continuas con refuerzo) PCP (losas pre-esforzadas)PCP (losas pre-esforzadas)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Tipos de Pavimentos Tipos de Pavimentos compuestoscompuestos
White topping
Black topping
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Cloud Cover
Sun
Humidity
Wind
Air
Tem
per
atu
re
100%
Concrete Temperature andMoisture Monitoring
Sawin
g
Curing Methods
Plastic ShrinkageCrackingTh
erm
al
Shock
Horizontal Cracking Early Opening Traffic
NDT Testing
Cylinder andBeam Breaks
Time
Factores de DiseñoFactores de Diseño
Mixing
Transporting/ Placement
Environmental Aggregate
Cements /mineral Admixtures
Chemical Admixture
Construction
Materials And Mixings
Project Requirements
0%
75%25%50%
Humidity
150°F30°F
120°F60°F90°F
Temperature
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Comportamiento de la Comportamiento de la estructuraestructura
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Condiciones optimas del pavimento
Condiciones criticas del
ligante
Perdida de finos
Desprendimientos
Inicio de fisuras
Agrietamiento extensivo
Falla estructural
Inicio de falla total
Falla total estructural
Histografia del Rendimiento de Pavimentos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Tipos de fallaTipos de falla
Estructurales: rotura de uno o mas Estructurales: rotura de uno o mas componentes del pavimentocomponentes del pavimento
Funcional: la carretera no es capas Funcional: la carretera no es capas de cumplir su funci[on por problemas de cumplir su funci[on por problemas de confort, seguridad o rugosidadde confort, seguridad o rugosidad
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
¿QUE OTROS FACTORES INTERVIENEN EN ¿QUE OTROS FACTORES INTERVIENEN EN LA PERFORMANCE DE LOS PAVIMENTOS LA PERFORMANCE DE LOS PAVIMENTOS
ASFALTICOS ? ASFALTICOS ? ClimateClimate TrafficTraffic
TIEMPO DE CARGATIEMPO DE CARGA
MaterialMaterialPropertiesProperties
Pavement Pavement StructureStructure
Pavement Pavement conditioncondition
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Tipos de fallasTipos de fallas
Criterio de FallaCriterio de Falla• Pavimentos flexiblesPavimentos flexibles• Fisuramiento por fatigaFisuramiento por fatiga• AhuellamientoAhuellamiento• Fisuramiento por temperaturaFisuramiento por temperatura
Pavimentos rígidosPavimentos rígidos• Fisuramiento por fatigaFisuramiento por fatiga• Bombeo o erosionBombeo o erosion• Otros: descenso, juntas deterioradas, etcOtros: descenso, juntas deterioradas, etc
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Comparación entre pavimento rígido Comparación entre pavimento rígido y pavimento flexibley pavimento flexible
FLEXIBLEFLEXIBLE RIGIDORIGIDO
•Area menor de distr. de esf.• Contribuye en el comportamiento todo el paquete estructural•Menor periodo de vida•Mayores costos de mantenimiento
•Mayor area de dist. de esfuerzos•La losa de concreto es el elemento que más contribuye•La variacion de la rsistencia de la subrasante influye poco en la capacidad estructural
ANTECEDENTES DEL DISEÑO DE PAVIMENTOSANTECEDENTES DEL DISEÑO DE PAVIMENTOS
TIPOS DE PAVIMENTOSTIPOS DE PAVIMENTOS
RígidosRígidos““Las cargas se distribuyen uniformemente debido Las cargas se distribuyen uniformemente debido a la rigidez del concreto, dando como resultado a la rigidez del concreto, dando como resultado tensiones muy bajas en la subrasante”tensiones muy bajas en la subrasante”
Flexibles Flexibles ““Sistema multicapa, las capas de mejor calidad Sistema multicapa, las capas de mejor calidad cerca de la superficie donde las tensiones son cerca de la superficie donde las tensiones son mayores. Al tener menor rigidez, se deforma más mayores. Al tener menor rigidez, se deforma más que el concreto y se producen tensiones mayores que el concreto y se producen tensiones mayores en la subrasante”en la subrasante”
Losa de concretoLosa de concreto
Pavimento rígido Pavimento rígido
Pavimento flexiblePavimento flexible
MÉTODOS EMPÍRICOS PREVIOS A ENSAYOS MÉTODOS EMPÍRICOS PREVIOS A ENSAYOS
ROAD TESTROAD TEST
• Primeros métodos en base a la experiencia y Primeros métodos en base a la experiencia y sentido común (antes de 1920): difícil extrapolarsentido común (antes de 1920): difícil extrapolar
• Métodos basados en la mecánica de suelos: Métodos basados en la mecánica de suelos: proteger la subrasante de tensiones excesivasproteger la subrasante de tensiones excesivas
• Método del índice de grupo: mayor índice de Método del índice de grupo: mayor índice de grupo, mayor espesor de pavimento grupo, mayor espesor de pavimento
MÉTODOS EMPÍRICOS PREVIOS A ENSAYOS ROAD MÉTODOS EMPÍRICOS PREVIOS A ENSAYOS ROAD TESTTEST
• Métodos edafológicos: Según la formación del Métodos edafológicos: Según la formación del suelo suelo
• Método del valor soporte CBR (1929)Método del valor soporte CBR (1929)
• Métodos basados en ensayos carga – Métodos basados en ensayos carga – deformación: correlación del ensayo de plato de deformación: correlación del ensayo de plato de carga y el comportamiento del pavimento carga y el comportamiento del pavimento
MÉTODOS BASADOS EN ENSAYOS ROAD TESTMÉTODOS BASADOS EN ENSAYOS ROAD TEST
• Road Test de Bates (1922 – 1923)Road Test de Bates (1922 – 1923)• Se reconoce la importancia de las cargas del tránsito y su Se reconoce la importancia de las cargas del tránsito y su
distribución por ejes en el diseño de pavimentosdistribución por ejes en el diseño de pavimentos• Se ensayaron pavimentos de ladrillo, asfalto y concretoSe ensayaron pavimentos de ladrillo, asfalto y concreto
• Road Test de Maryland (1950)Road Test de Maryland (1950)• Estudio de fisuras y deformaciones sólo en pavimento rígidoEstudio de fisuras y deformaciones sólo en pavimento rígido• Se observa el bombeo en cierto tipo de subrasantes. Se observa el bombeo en cierto tipo de subrasantes.
• Road Test de WASHO (1953 – 1954)Road Test de WASHO (1953 – 1954)• Sólo se ensayaron pavimentos de asfaltoSólo se ensayaron pavimentos de asfalto• Se valoró el daño en el pavimento según la carga aplicadaSe valoró el daño en el pavimento según la carga aplicada• Se determinaron primeras equivalencias de ejes según el Se determinaron primeras equivalencias de ejes según el
daño producidodaño producido
INTRODUCCIÓN Y DESARROLLO INTRODUCCIÓN Y DESARROLLO DEL METODO AASHTODEL METODO AASHTO
ROAD TEST DE ASSHO (1958 – 1960)ROAD TEST DE ASSHO (1958 – 1960)
• Último gran ensayo Último gran ensayo realizado en EEUUrealizado en EEUU
• Introdujo el concepto Introdujo el concepto de de serviciabilidadserviciabilidad como medida de como medida de calidad de servicio al calidad de servicio al usuariousuario
• Se estudiaron Se estudiaron pavimentos rígidos y pavimentos rígidos y flexiblesflexibles
• Se dedujeron Se dedujeron ecuaciones en base a ecuaciones en base a relaciones empíricas relaciones empíricas de estados de de estados de solicitaciónsolicitación
ESQUEMA DE PISTAS DE PRUEBAESQUEMA DE PISTAS DE PRUEBAAASHO ROAD TESTAASHO ROAD TEST
Picture from: Highway Research Board Special Report 61A-G
AASHO Road TestAASHO Road Test
Picture from: Highway Research Board Special Report 61A-G
OBJETIVOS DEL ROAD TEST DE AASHOOBJETIVOS DEL ROAD TEST DE AASHO
• Determinar relaciones entre Determinar relaciones entre repeticiones de repeticiones de cargacarga y espesores requeridos y espesores requeridos
• Determinar el efecto del peso de los vehículos en Determinar el efecto del peso de los vehículos en puentespuentes
• Estudio de bases granulares y estabilizadasEstudio de bases granulares y estabilizadas
• Mantener la sección de estudio en buenas Mantener la sección de estudio en buenas condiciones lo máximo posiblecondiciones lo máximo posible
• Desarrollar instrumentos, procedimientos de Desarrollar instrumentos, procedimientos de ensayo, datos, tablas, gráficos y fórmulasensayo, datos, tablas, gráficos y fórmulas
CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES EN RL ROAD CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES EN RL ROAD TEST AASHOTEST AASHO
• Pavimentos flexibles:Pavimentos flexibles:• Subrasante A-6 (limo/arcilla), CBR entre 2 y 4 %Subrasante A-6 (limo/arcilla), CBR entre 2 y 4 %• Subbase, mezcla arena y grava, CBR ente 28 y 51 %Subbase, mezcla arena y grava, CBR ente 28 y 51 %• Base, piedra chancada, CBR 107.7 % en promedioBase, piedra chancada, CBR 107.7 % en promedio• Carpeta, HMA mezcla densa, asfalto PEN 85 - 100 Carpeta, HMA mezcla densa, asfalto PEN 85 - 100
• Pavimentos Rígidos:Pavimentos Rígidos:• Cemento Tipo ICemento Tipo I• Resistencia a los 14 días: f´c= 3500 psi (245 Kg/cmResistencia a los 14 días: f´c= 3500 psi (245 Kg/cm22) y ) y
S´c: 550 (39 Kg/cmS´c: 550 (39 Kg/cm22))• Tamaño máximo: 1.5 – 2.5 pulgadasTamaño máximo: 1.5 – 2.5 pulgadas
SECCIONES TÍPICAS EN EL ROAD TEST AASHOSECCIONES TÍPICAS EN EL ROAD TEST AASHO
• Pavimentos flexibles:Pavimentos flexibles:• Carpeta, entre 1 – 6 pulgadasCarpeta, entre 1 – 6 pulgadas• Subbase, entre 0 y 16 pulgadasSubbase, entre 0 y 16 pulgadas• Base, entre 0 y 9 pulgadas Base, entre 0 y 9 pulgadas
• Rígidos:Rígidos:• Espesor de losa: entre 2.5 y 12.5 pulgadasEspesor de losa: entre 2.5 y 12.5 pulgadas• Subbase, entre 0 y 9 pulgadasSubbase, entre 0 y 9 pulgadas• Todas las secciones contaban con barras de Todas las secciones contaban con barras de
transferencia de carga (dowels) de tamaños variadostransferencia de carga (dowels) de tamaños variados
CARGAS DE TRÁFICOCARGAS DE TRÁFICO EN EL ROAD TEST ASSHO EN EL ROAD TEST ASSHO
• Inicio en Nov. 1958Inicio en Nov. 1958• Loops 3-6:Loops 3-6:
• 6 veh/carril6 veh/carril• 10 veh/carril (Ene 1960)10 veh/carril (Ene 1960)
• Operación:Operación:• 18 hr. 40 min.18 hr. 40 min.• 6 días/semana6 días/semana
• Total CargaTotal Carga• 1,114,000 Aplicaciones1,114,000 Aplicaciones• EAL Promedio: 6.2 EAL Promedio: 6.2
millonesmillones• Máximo EAL: 10 millones Máximo EAL: 10 millones
(Flexible)(Flexible)
TrucksTrucks
AASHO Road Test
Picture from: Highway Research Board Special Report 61A-G
TRAFICO EN EL ROAD TEST AASHOTRAFICO EN EL ROAD TEST AASHO
Eje simple máximo
Eje Tandem máximo
EXTENSIONES DEL ROAD TEST DE AASHOEXTENSIONES DEL ROAD TEST DE AASHO
• Ensayo más completo en su tiempo Ensayo más completo en su tiempo
• Limitaciones:Limitaciones:• Ubicación geográfica específicaUbicación geográfica específica• Tipo de vehículos en la épocaTipo de vehículos en la época• No considera procedimientos de rehabilitaciónNo considera procedimientos de rehabilitación• Corta duración de pruebas experimentalesCorta duración de pruebas experimentales
• Componente que requerían verificación:Componente que requerían verificación:• Factor regional (clima)Factor regional (clima)• Valor soporte de distintas subrasantesValor soporte de distintas subrasantes• Coeficiente estructural para distintas capasCoeficiente estructural para distintas capas• Estudios complementarios en otras regiones de EEUUEstudios complementarios en otras regiones de EEUU
LIMITACIONES QUE QUEDARON PARA EL LIMITACIONES QUE QUEDARON PARA EL MÉTODO AASHTOMÉTODO AASHTO
• Verificación o validación de resultadosVerificación o validación de resultados
• Alimentar la base de datos estadísticosAlimentar la base de datos estadísticos
• Definición más aproximada de fallas Definición más aproximada de fallas
EVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTOEVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTO
Pavimentos flexiblesPavimentos flexibles
• El resultado de los ensayos fueron relaciones El resultado de los ensayos fueron relaciones empíricas entre:empíricas entre:
• El espesor de la carpetaEl espesor de la carpeta
• Magnitud de cargaMagnitud de carga
• Tipo de ejesTipo de ejes
• Número de aplicaciones de cargaNúmero de aplicaciones de carga
• Pérdidas de serviciabilidadPérdidas de serviciabilidad
ESTRUCTURALESTRUCTURAL
FUNCIONALFUNCIONAL
EVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTOEVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTO
• Se dedujo la siguiente ecuación de diseño:Se dedujo la siguiente ecuación de diseño:
Donde:Donde:
logW: logaritmo del número esperado de aplicaciones para llegar a la logW: logaritmo del número esperado de aplicaciones para llegar a la serviciabilidad final serviciabilidad final
log log ρρ: Función de diseño y variables de carga que tienen en cuenta el : Función de diseño y variables de carga que tienen en cuenta el número de aplicaciones de carga para llevar la calzada a una número de aplicaciones de carga para llevar la calzada a una serviciabilidad de 1.5serviciabilidad de 1.5
G: Relación logarítmica entre la pérdida de serviciabilidad en un tiempo t G: Relación logarítmica entre la pérdida de serviciabilidad en un tiempo t y la pérdida potencial a una serviciabilidad de 1.5y la pérdida potencial a una serviciabilidad de 1.5
ββ: función de diseño y variables de carga que tienen influencia en la forma : función de diseño y variables de carga que tienen influencia en la forma de la curva de serviciabilidad.de la curva de serviciabilidad.
G
W loglog
xxx LLLSN 22 log33.4)log(79.4)1(36.993.5log
EVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTOEVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTO
SN : Número estructural.SN : Número estructural.
Número abstracto que expresa la capacidad estructural requerida Número abstracto que expresa la capacidad estructural requerida por el pavimento para condiciones dadas de calidad de suelo, por el pavimento para condiciones dadas de calidad de suelo, condiciones de tráfico, variación de serviciabilidad durante la vida condiciones de tráfico, variación de serviciabilidad durante la vida útil del pavimento y condiciones ambientales.útil del pavimento y condiciones ambientales.
Lx : Eje de carga a ser evaluado (kips)Lx : Eje de carga a ser evaluado (kips)L2x : Código de configuración de eje evaluado (1: eje simple)L2x : Código de configuración de eje evaluado (1: eje simple)
EVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTOEVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTO
G : Relación logarítmica entre la pérdida de serviciabilidad en un G : Relación logarítmica entre la pérdida de serviciabilidad en un tiempo t y la pérdida potencial a una serviciabilidad de 1.5tiempo t y la pérdida potencial a una serviciabilidad de 1.5
ββ : Función de la diseño y variables de carga que tienen influencia : Función de la diseño y variables de carga que tienen influencia en la forma de la curva de serviciabilidad.en la forma de la curva de serviciabilidad.
5.12.4
2.4log tG
23.32
19.5
23.32
)1(
081.04.0
X
XX
LSN
LL
EVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTOEVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTO
ECUACIÓN DE LA GUÍA AASHTO 1972ECUACIÓN DE LA GUÍA AASHTO 1972
WW1818 : Número de aplicaciones de carga de 18 kips esperadas : Número de aplicaciones de carga de 18 kips esperadas en el periodo de en el periodo de diseño diseño
SN : Número estructural SN : Número estructural
19.2
18
)1(1094
40.020.0)1log(36.9log
SN
GSNW
EVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTOEVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTO
INNOVACIONES INTRODUCIDAS EN 1986INNOVACIONES INTRODUCIDAS EN 1986
• Concepto de confiabilidadConcepto de confiabilidad
• Se introduce en Módulo Resiliente en lugar del CBRSe introduce en Módulo Resiliente en lugar del CBR
• Se introducen coeficientes de drenaje Se introducen coeficientes de drenaje mmii en lugar en lugar factores regionalesfactores regionales
• Se tienen en cuenta las subrasantes expansivas o Se tienen en cuenta las subrasantes expansivas o sometidas a congelamientosometidas a congelamiento
ECUACIÓN DE LA GUIA AASHTO 1993ECUACIÓN DE LA GUIA AASHTO 1993
WW1818 : Número de aplicaciones de carga de 18 kips : Número de aplicaciones de carga de 18 kips
ZZRR : Área bajo la curva de distribución estandarizada para una : Área bajo la curva de distribución estandarizada para una confiabilidad Rconfiabilidad R
SSoo : Desviación estándar de las variables : Desviación estándar de las variables
SN : Número EstructuralSN : Número Estructural
ΔΔPSI : Pérdida de la serviciabilidad prevista en el diseñoPSI : Pérdida de la serviciabilidad prevista en el diseño
MMRR : Módulo resiliente de la subrasante : Módulo resiliente de la subrasante
07.8log321.2
)1(1094
40.0
5.12.4log
20.0)1log(36.9log
19.2
18
RoR M
SN
PSI
SNSZW
ECUACIÓN DE LA GUIA AASHTO 1993ECUACIÓN DE LA GUIA AASHTO 1993
El número estructural se convierte a una combinación El número estructural se convierte a una combinación de espesores de capa, combinando coeficientes que de espesores de capa, combinando coeficientes que representan la capacidad estructural relativa del representan la capacidad estructural relativa del material de cada capamaterial de cada capa
aaii : Coeficiente de capa i : Coeficiente de capa i
mmii : Coeficiente de drenaje i : Coeficiente de drenaje i
DDii : Espesor de capa i : Espesor de capa i
NO HAY SOLUCIÓN ÚNICA!!NO HAY SOLUCIÓN ÚNICA!!
33322211 DmaDmaDaSN
EVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTOEVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTO
Pavimentos rígidosPavimentos rígidos
• El resultado de los ensayos fueron relaciones El resultado de los ensayos fueron relaciones empíricas entre:empíricas entre:
• El espesor de la losa de concretoEl espesor de la losa de concreto
• Magnitud de cargaMagnitud de carga
• Tipo de ejesTipo de ejes
• Número de aplicaciones de cargaNúmero de aplicaciones de carga
• Pérdidas de serviciabilidadPérdidas de serviciabilidad
ECUACIÓN DE LA GUIA AASHTO 1972ECUACIÓN DE LA GUIA AASHTO 1972
WW1818 : Número de aplicaciones de carga de 18 kips : Número de aplicaciones de carga de 18 kips
D : Espesor de la losa en pulgadasD : Espesor de la losa en pulgadas
pptt : Serviciabilidad final : Serviciabilidad final
S`c : Módulo de rotura del concreto (tracción por flexión)S`c : Módulo de rotura del concreto (tracción por flexión)
JJ : Coeficiente de transferencia de carga : Coeficiente de transferencia de carga
Ec : Módulo de elasticidad del concretoEc : Módulo de elasticidad del concreto
k : Módulo de reacción de la subrasantek : Módulo de reacción de la subrasante
25.075.0
75.0
46.8
718
)/(
42.18(63.215
)132.1(`log)32.022.4(
)1(
10625.11
5.15.4
5.4log
06.0)1log(35.7log
kEDJ
DS
D
DW
c
ct
EVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTOEVOLUCIÓN DEL PROCEDIMIENTO AASHTO
INNOVACIONES INTRODUCIDAS EN 1986INNOVACIONES INTRODUCIDAS EN 1986
• 1981: Factores de seguridad para bajar S`c1981: Factores de seguridad para bajar S`c
• 1986: Concepto de confiabilidad1986: Concepto de confiabilidad
• Se introduce conceptos de drenaje, CSe introduce conceptos de drenaje, Cdd
• Factores de pérdida de soporte LS, que reducen Factores de pérdida de soporte LS, que reducen el valor efectivo de kel valor efectivo de k
ECUACIÓN DE LA GUIA AASHTO 1993ECUACIÓN DE LA GUIA AASHTO 1993
WW1818 : número de aplicaciones de carga de 18 kips : número de aplicaciones de carga de 18 kips
ZZRR : área bajo la curva de distribución estandarizada para una : área bajo la curva de distribución estandarizada para una confiabilidad Rconfiabilidad R
SSoo : desviación estándar de las variables : desviación estándar de las variables
ΔΔPSI : pérdida de la serviciabilidad prevista en el diseñoPSI : pérdida de la serviciabilidad prevista en el diseño
D : espesor de la losa en pulgadasD : espesor de la losa en pulgadas
S`c : módulo de rotura del concretoS`c : módulo de rotura del concreto
Cd : coeficiente de drenajeCd : coeficiente de drenaje
JJ : Coeficiente de transferencia de carga : Coeficiente de transferencia de carga
Ec : módulo de elasticidad del concretoEc : módulo de elasticidad del concreto
k : módulo de reacción de la subrasantek : módulo de reacción de la subrasante
25.075.0
75.0
46.8
718
)/(42.18
(63.215
)132.1(`log)32.022.4(
)1(10625.1
1
5.15.4log
06.0)1log(35.7log
kEDJ
DcS
D
PSI
DSZW
c
dctoR
OTROS MÉTODOS DE DISEÑOOTROS MÉTODOS DE DISEÑO
• Métodos que limitan falla por corte. Principales Métodos que limitan falla por corte. Principales propiedades: cohesión y ángulo de fricción propiedades: cohesión y ángulo de fricción internainterna
• Yoder (1959): uso de fórmulas de TersaghiYoder (1959): uso de fórmulas de Tersaghi• Yoder (1975): ActualizaciónYoder (1975): Actualización
• Métodos que limitan las deflexiones:Métodos que limitan las deflexiones:
• Kansas (1947): 2.54 mmKansas (1947): 2.54 mm• US NAVY (1953): 6.35 mmUS NAVY (1953): 6.35 mm
OTROS MÉTODOS DE DISEÑOOTROS MÉTODOS DE DISEÑO
• Métodos empirico- mecanísticos: métodos Métodos empirico- mecanísticos: métodos racionales basados en consideraciones teóricas racionales basados en consideraciones teóricas sobre distribución de esfuerzos y deformaciones.sobre distribución de esfuerzos y deformaciones.
• Método Chevron (1963)Método Chevron (1963)• Método Shell International Petroleum (1977)Método Shell International Petroleum (1977)• Método del Instituto del Asfalto (1981)Método del Instituto del Asfalto (1981)• Diseño mecanístico de pavimentos NCHRP 1-37A (2002)Diseño mecanístico de pavimentos NCHRP 1-37A (2002)
DISEÑO MECANÍSTICO DISEÑO MECANÍSTICO NCHRP 1 – 37ANCHRP 1 – 37A
• Propuesta de nueva guía de diseño AASHTO Propuesta de nueva guía de diseño AASHTO 2002, para estructuras nuevas y rehabilitación de 2002, para estructuras nuevas y rehabilitación de pavimentos basado en principios mecanisistas – pavimentos basado en principios mecanisistas – empíricosempíricos
• Introduce el concepto de carga de diseño Introduce el concepto de carga de diseño (Número de pasadas) en lugar de la conversión a (Número de pasadas) en lugar de la conversión a ejes equivalente (EAL)ejes equivalente (EAL)
• Reemplaza el índice de servicio por indicadores Reemplaza el índice de servicio por indicadores de deterioro, funcional y estructuralde deterioro, funcional y estructural
DISEÑO MECANÍSTICO DISEÑO MECANÍSTICO NCHRP 1 – 37ANCHRP 1 – 37A
• Investigaciones del TxDOT en 2003 Investigaciones del TxDOT en 2003
• Objetivos:Objetivos:• Análisis de sensibilidad de parámetros de entradaAnálisis de sensibilidad de parámetros de entrada• Comparación de resultados con otros métodosComparación de resultados con otros métodos• Revisión de protocolos de ensayos de materialesRevisión de protocolos de ensayos de materiales• Valores iniciales de caracterización de materialesValores iniciales de caracterización de materiales• Establecer criterios de diseñoEstablecer criterios de diseño• Encontrar coeficientes iniciales de calibraciónEncontrar coeficientes iniciales de calibración
• El método requiere un diseño previoEl método requiere un diseño previo
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
2da sesión: 2da sesión: Modelos Matemáticos e Modelos Matemáticos e
Idealización del Idealización del ComportamientoComportamiento
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
SylaboSylabo 1.1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
• a).a).Conceptos generalesConceptos generales• b).b).Tipos de pavimentosTipos de pavimentos• c).c). Evolución de los métodos de diseñoEvolución de los métodos de diseño
22 REVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADOREVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADO• a).a).Modelos matemáticos e idealización del comportamientoModelos matemáticos e idealización del comportamiento• b).b).Aplicación en el análisis de pavimentosAplicación en el análisis de pavimentos• c).c). Programas de cómputoProgramas de cómputo
33 MATERIALES Y ENSAYOSMATERIALES Y ENSAYOS• a).a).Ensayos EspecialesEnsayos Especiales• b).b).Estabilización Estabilización • c).c). Geosintéticos Geosintéticos • d).d).Asfaltos modificadosAsfaltos modificados
44 PAVIMENTOS ESPECIALESPAVIMENTOS ESPECIALES• a).a).Cargas extraordinariasCargas extraordinarias• b).b).Pavimentos de alturaPavimentos de altura• c).c). Pavimentos recicladosPavimentos reciclados• d).Aeropuertosd).Aeropuertos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
2.0 Revisión del Método 2.0 Revisión del Método Mecanístico CalibradoMecanístico Calibrado
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
2.1 Modelos matemáticos e 2.1 Modelos matemáticos e
idealización del comportamientoidealización del comportamiento
Modelos de Idealizacion delComportamientoDe los materiales
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Carga de tráficoCarga de tráfico
F H W A V E H I C L E C L A S S I F I C A T I O N S
M o t o r c y c l e s P a s s e n g e r C a r s T w o A x l e , 4 T i r e S i n g l e U n i t s B u s e s
T w o A x l e , 6 T i r e S i n g l e U n i t s T h r e e A x l e S i n g l e U n i t s F o u r o r M o r e A x l e S i n g l e U n i t s F o u r o r L e s s A x l e S i n g l e T r a i l e r s
F i v e A x l e S i n g l e T r a i l e r s S i x o r M o r e A x l e S i n g l e T r a i l e r s F i v e o r L e s s A x l e M u l t i - T r a i l e r s
S i x A x l e M u l t i - T r a i l e r s S e v e n o r M o r e A x l e M u l t i - T r a i l e r s
1 2 3 4
5 6 7 8
9 1 0 1 1
1 2 1 3
B - 1
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
2.1.1 Pavimentos 2.1.1 Pavimentos FlexiblesFlexibles
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Comportamiento de la Comportamiento de la estructuraestructura
Distribución de esfuerzos por la acción de la carga de los neumáticos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Sistema de una capaSistema de una capa
Método de BoussinesqMétodo de Boussinesq
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Sistema de una capa (cont.)Sistema de una capa (cont.)
Soluciones gráficas de la ecuación de Boussinesq
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Comparación boussinesq-Comparación boussinesq-comportamiento realcomportamiento real
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Simulación mediante elementos Simulación mediante elementos finitosfinitos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Distribución de esfuerzo mediante Distribución de esfuerzo mediante elementos finitoselementos finitos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Metodos aproximadosMetodos aproximados
Distribución de esfuerzosReal en placas rígidas
División en capas con Propiedades determinadasMediante las ecuaciones constitutivas
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Sistema de dos capasSistema de dos capas
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Sistema de dos capas (cont)Sistema de dos capas (cont)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Conversión eje tandem a eje Conversión eje tandem a eje simplesimple
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Sistema de tres capasSistema de tres capas
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Sistema de tres capas (cont.)Sistema de tres capas (cont.)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Ecuaciones constitutivasEcuaciones constitutivas
Suelos granulares Suelos finos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Modulo de resilencia de sub Modulo de resilencia de sub rasante y base granularrasante y base granular
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Modelos viscoelasticosModelos viscoelasticos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Modelos viscoelasticos (cont)Modelos viscoelasticos (cont)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Fatiga en mezcla asfálticaFatiga en mezcla asfáltica
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
2.1.2 Pavimentos 2.1.2 Pavimentos RígidosRígidos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Esfuerzos por gradiente térmicoEsfuerzos por gradiente térmico
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Esfuerzos por fricciónEsfuerzos por fricción
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Modelo de winklerModelo de winkler
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Esfuerzos en esquinaEsfuerzos en esquina
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Método para transformar ruedas Método para transformar ruedas tanden en simplestanden en simples
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Carga dentro de la losaCarga dentro de la losa
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
COMPORTAMIENTO ESTRUCTURALCOMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
COMPORTAMIENTO FUNCIONAL
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
44tata sesión: sesión: Programas de cómputo Programas de cómputo
KENLAYER y KENSLABSKENLAYER y KENSLABS
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
SylaboSylabo 1.1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
• a).a).Conceptos generalesConceptos generales• b).b).Tipos de pavimentosTipos de pavimentos• c).c). Evolución de los métodos de diseñoEvolución de los métodos de diseño
22 REVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADOREVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADO• a).a).Modelos matemáticos e idealización del comportamientoModelos matemáticos e idealización del comportamiento• b).b).Aplicación en el análisis de pavimentosAplicación en el análisis de pavimentos• c).c). Programas de cómputoProgramas de cómputo
33 MATERIALES Y ENSAYOSMATERIALES Y ENSAYOS• a).a).Ensayos EspecialesEnsayos Especiales• b).b).Estabilización Estabilización • c).c). Geosintéticos Geosintéticos • d).d).Asfaltos modificadosAsfaltos modificados
44 PAVIMENTOS ESPECIALESPAVIMENTOS ESPECIALES• a).a).Cargas extraordinariasCargas extraordinarias• b).b).Pavimentos de alturaPavimentos de altura• c).c). Pavimentos recicladosPavimentos reciclados• d).Aeropuertosd).Aeropuertos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
2.2.1 Pavimentos Flexibles2.2.1 Pavimentos Flexibles
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Sistema Elástico MulticapasSistema Elástico Multicapas
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Ejes tandem y tridemEjes tandem y tridem
TANDEM TRIDEM
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Puntos de análisisPuntos de análisis
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Puntos de análisisPuntos de análisis
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Suelos finos no linealesSuelos finos no lineales
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Ejemplo Nº1 (lay1)Ejemplo Nº1 (lay1)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Ejemplo Nº2 (lay2)Ejemplo Nº2 (lay2)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Ejemplo Nº3 (lay3)Ejemplo Nº3 (lay3)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Ejemplo Nº4 (lay4)Ejemplo Nº4 (lay4)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Ejemplo Nº5 (lay5)Ejemplo Nº5 (lay5)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
2.2.2. Pavimentos Rígidos2.2.2. Pavimentos Rígidos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Comportamiento de la Comportamiento de la estructuraestructura
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Numeración de losasNumeración de losas
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Simetria de cargasSimetria de cargas
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Ejemplo Nº1 (slab1)Ejemplo Nº1 (slab1)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Ejemplo Nº2 (slab2)Ejemplo Nº2 (slab2)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
33rara sesión: sesión: Aplicación del método Aplicación del método
mecanístico en el diseño de mecanístico en el diseño de pavimentospavimentos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
SylaboSylabo 1.1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
• a).a).Conceptos generalesConceptos generales• b).b).Tipos de pavimentosTipos de pavimentos• c).c). Evolución de los métodos de diseñoEvolución de los métodos de diseño
22 REVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADOREVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADO• a).a).Modelos matemáticos e idealización del comportamientoModelos matemáticos e idealización del comportamiento• b).b).Aplicación en el análisis de pavimentosAplicación en el análisis de pavimentos• c).c). Programas de cómputoProgramas de cómputo
33 MATERIALES Y ENSAYOSMATERIALES Y ENSAYOS• a).a).Ensayos EspecialesEnsayos Especiales• b).b).Estabilización Estabilización • c).c). Geosintéticos Geosintéticos • d).d).Asfaltos modificadosAsfaltos modificados
44 PAVIMENTOS ESPECIALESPAVIMENTOS ESPECIALES• a).a).Cargas extraordinariasCargas extraordinarias• b).b).Pavimentos de alturaPavimentos de altura• c).c). Pavimentos recicladosPavimentos reciclados• d).Aeropuertosd).Aeropuertos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
2.2.1 Pavimentos Flexibles2.2.1 Pavimentos Flexibles
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
TráficoTráfico
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Metodo simplificado para el calculo de Metodo simplificado para el calculo de esfuerzos en sistemas multicapa (Odemark)esfuerzos en sistemas multicapa (Odemark)
1ra capa
Ultima capa
Espesores equivalentes
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
fisuramiento por Fatigafisuramiento por Fatiga
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Influencia de la carga (Maryland Test)Influencia de la carga (Maryland Test)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
AhuellamientoAhuellamiento
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Modelo de análisis por temperaturaModelo de análisis por temperatura
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Fatiga TermicaFatiga Termica
Módulo de rigidez de la mezcla
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Fatiga TermicaFatiga Termica
Resistencia de lamezcla a la
tensión
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
2.2.2. Pavimentos Rígidos2.2.2. Pavimentos Rígidos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Tipos de fallasTipos de fallas
C DTransv.
Joint
Traffic
A B C D
Distresswidth
Distresswidth
Slab
Shoulder
CLLongitudinal Joint
Transv.Joint
A B
Fisuras transversales
A
B
C
D
Transv.Joint
Traffic
A B C D
Distresswidth
Slab
Shoulder
CLLongitudinal Joint
Distresswidth
Transv.Joint
longitudinales
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Tipos de fallasTipos de fallas
Transv.Joint
TrafficSlab
Shoulder
CLLongitudinal Joint
Transv.Joint
45ºMid-half Slab
Shoulder
Slab 1 Slab 2 Slab 3 Slab 4
Traffic
Transv.Joint
12 m2
High
10 m2
Moderated
3 m2
LowWell developed, with
material loss
Well defined,without
materiall loss
Tight pattern, nomissing material
Transv.Joint
durabilidadesquina
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Tipos de fallasTipos de fallas
Traffic
Shoulder
CLLongitudinal Joint
1 2 3
1
2
3
A single punchout
“Y” crack with spalling and/or faulting
3 punchouts
Fisuras en bloques
JuntaTransv.
TránsitoLosa
Berma
CLJunta Longitudinal
JuntaTransv.
A B
A B
levantamiento
Shoulder
Traffic
Transv.Joint
Low Sev.:1,8 m
High Sev.:1,5 m
Low Sev.:2 m Moder. Sev.:
2,5 m
A B
C D
A B
Distresswidth
Joint
C D
< 0,6 m
JointCrack
Transv.Joint
Transv.Joint
desportillamiento
Dowels
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
DescensoDescenso
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Modelos de deterioroModelos de deterioro
Levantamiento en losas con pasadores (dowels)Levantamiento en losas con pasadores (dowels) FAULTFAULT == ESALESAL0.25 0.25 [0.0628 (1 - Cd) + 0.3673 E-8 [0.0628 (1 - Cd) + 0.3673 E-8
BSTRESSBSTRESS2 2 + 0.4116 E-5 AVJSPACE+ 0.4116 E-5 AVJSPACE2 2 + 0.7466 E-9 FI+ 0.7466 E-9 FI2 2 (PRECIP)(PRECIP)0.50.5 - 0.009503 BASE - 0.01917 WIDENED + 0.0009217 - 0.009503 BASE - 0.01917 WIDENED + 0.0009217
AGE]AGE] Where:Where: FAULTFAULT == Average transverse joint faulting, in/mi.Average transverse joint faulting, in/mi. ESALESAL == Accumulated ESALS since construction, 18-kip axle, millionsAccumulated ESALS since construction, 18-kip axle, millions CdCd == Modified AASHTO drainage coefficient, Table 4.1.Modified AASHTO drainage coefficient, Table 4.1. BSTRESS=BSTRESS= Maximum dowel/concrete bearing stress, psi.Maximum dowel/concrete bearing stress, psi. AVJSPACE=AVJSPACE= Average transverse Joint Spacing, ft.Average transverse Joint Spacing, ft. FIFI == Freezing Index, ºF-daysFreezing Index, ºF-days PRECIP=PRECIP= Year average precipitation, inYear average precipitation, in BASEBASE == Base typeBase type 0, if not stabilized 1, if stabilized0, if not stabilized 1, if stabilized WIDENED=WIDENED= Widened lane0, if not widened 1, if widened0.5, if concrete shouldersWidened lane0, if not widened 1, if widened0.5, if concrete shoulders AGEAGE == Age since construction, yearsAge since construction, years
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
% de losas % de losas agrietadasagrietadas
Cumulative trafficin year i, CESAL i
Distribution ofTemperatureGradients,
(f, T)j
Distribute traffic according to each temperature gradient frequency,
nj = (fj* CESALi)/ p/cj
Calculate pass to coverage asp/cj = 418.9 - 1148.6 SRj + 1259.9 SRj
2 - 491.55 SRj3
Apply corrective factorto each Temperature
Gradient , T - Ts
Calculation of equivalentradius of contact for a
simple axle, aeq
Calculation of stress due tocharge P = 9000 lb, of a double
wheel simple axle, load
Calculate stress due tocurling for each Temperature
Gradient corrected, curl
Calculate adjustment factor for lateral support, fes
Calculate adjustment factor for widening, f wlCalculate adjustment factor por base type, fSB
j j
Calculate Critical Stress as j fSB (curl R+ fwl fSB load)and ratio of stresses as SR = MR
From fatigue model, calculatemaximum number of passes ,
log Nj = 2.13 SRj-1.2
Calculate regression coefficient, R
Calculate cumulated fatigue in year i using
Miner´s law, FD i = nj/Nj
Calculate number of cracked slabs in year i as,% cracked slabs = 100/(1 + 1.41*FDi
-1.66)
Calculate cumulative equivalentaxles of the next year,
CESALi+1
FICEM - HDM4
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Esfuerzos por carga en el bordeEsfuerzos por carga en el borde
loadESWLe ff **
a
2118.12
134
84.1ka100
thick*Eln
thick3P13
4
3slabpcc
2slab
e
fLTEES
100
100
32
WL Da
053891.0Da
24565.0Da
386201.0D
013211.0454147.0f
= Ethick
kpcc slab
3
2
025
121
.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Fatiga térmicaFatiga térmica
Positive Gradient
Negative Gradient
Tsup > T inf
Tsup < Tinf
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Fatiga TérmicaFatiga Térmica
2
T**E*C Tpcccurl
coshsinh
tan*coshsinh22sin
coshcos21C
=Jtspace
8[Sexagesimal degrees]
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Esfuerzos combinadosEsfuerzos combinados
)*R(f curlloadSBcomb
fthick x
thickSBslab
e
2( )
21
slabslab
basebase2base
2slabe thickE
thickEthickthickthick
Jtspace*01.0dT00816396.0
Jtspace*01.097.86
dT000034351.0dTJtspace
*01.07487.1kJtspace
*01.0dTE10*84.1
kdTJtspace
*01.0E10*051.1kdTE10*81.1dTkE10*17.1
Jtspace*01.0dT387317.0
Jtspace*01.0068.1k0000876.0dT015757.0062.1
R
23
32
2pcc
11
2
pcc92
pcc12
pcc11
dT=**T105
basepcc
baseslab
baseslabbase
pcc
base2slab
thickEE
thick
2thick
thickthickEE
2thick
x
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Daño por fatigaDaño por fatiga
FDn
N
2.1SR*13.2LogN SR=comb
Mr
p c SR SR SR/ . . . . 418 9 1148 6 1259 9 491 552 3
nTotal Traffic
p cFreqq
/*
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Evaluación del Evaluación del comportamiento comportamiento de un pavimento de un pavimento
rígidorígido
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
66tata sesión: sesión: Estabilización de suelos y Estabilización de suelos y
geosintéticosgeosintéticos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
SylaboSylabo 1.1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
• a).a).Conceptos generalesConceptos generales• b).b).Tipos de pavimentosTipos de pavimentos• c).c). Evolución de los métodos de diseñoEvolución de los métodos de diseño
22 REVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADOREVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADO• a).a).Modelos matemáticos e idealización del comportamientoModelos matemáticos e idealización del comportamiento• b).b).Aplicación en el análisis de pavimentosAplicación en el análisis de pavimentos• c).c). Programas de cómputoProgramas de cómputo
33 MATERIALES Y ENSAYOSMATERIALES Y ENSAYOS• a).a).Ensayos EspecialesEnsayos Especiales• b).b).Estabilización Estabilización • c).c). GeosintéticosGeosintéticos • d).d).Asfaltos modificadosAsfaltos modificados
44 PAVIMENTOS ESPECIALESPAVIMENTOS ESPECIALES• a).a).Cargas extraordinariasCargas extraordinarias• b).b).Pavimentos de alturaPavimentos de altura• c).c). Pavimentos recicladosPavimentos reciclados• d).Aeropuertosd).Aeropuertos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
3.2 Estabilización de suelos3.2 Estabilización de suelos Propiedades que interesa mejorar:Propiedades que interesa mejorar:
• Estabilidad volumétricaEstabilidad volumétrica• Resistencia mecánicaResistencia mecánica• PermeabilidadPermeabilidad• DurabilidadDurabilidad• CompresibilidadCompresibilidad
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
PRINCIPALES PROBLEMASPRINCIPALES PROBLEMAS
¡ AGUA !¡ AGUA !
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
¡ AGUA !¡ AGUA !
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
CAMINOS NO CAMINOS NO PAVIMENTADOSPAVIMENTADOS
! AHUELLAMIENTOS, BACHES Y ENCALAMINADOS !
! AHUELLAMIENTOS, BACHES Y ENCALAMINADOS !
! POLVAREDA Y PERDIDA DE AGREGADOS !! POLVAREDA Y PERDIDA DE AGREGADOS !
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Tipo de estabilizaciónTipo de estabilización
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización por tipo de sueloEstabilización por tipo de suelo
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización mecánicaEstabilización mecánica
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Selección del tipo de estabilizadorSelección del tipo de estabilizador
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilizacion con calEstabilizacion con cal
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con cal (2)Estabilización con cal (2)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización Estabilización con cal (3)con cal (3)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Afirmado Estabilizado
Afirmado No Estabilizado
FORMULACION Y PRODUCCION DE FORMULACION Y PRODUCCION DE ESTABILIZADORES QUIMICOS PARA ESTABILIZADORES QUIMICOS PARA SUELOS FINOS (LIMOS Y ARCILLAS)SUELOS FINOS (LIMOS Y ARCILLAS)
Resultado:
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
FORMULACION Y PRODUCCION DE FORMULACION Y PRODUCCION DE ESTABILIZADORES QUIMICOS PARA ESTABILIZADORES QUIMICOS PARA SUELOS FINOS (LIMOS Y ARCILLAS)SUELOS FINOS (LIMOS Y ARCILLAS)
Resultado:
Afirmado Estabilizado
Afirmado No Estabilizado
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ESTABILIZACION DE SUBRASANTESESTABILIZACION DE SUBRASANTES
50 6040302015108654321.5
1 2 3 4 5 10 15 20 40 60 80 100
1008060403020151054321
Poor Medium Good ExcellentSubgrade Soil Category
Unified SoilClassification
AASHTO SoilClassification
Mr (ksi)
CBR (%)
R- Value
A-1-b
A-2-7A-3
A-4A-5
A-6
A-7-6
CHMH
CLML
SW
GMGC
GP - GMGP - GC
GW - GM
GW - GCGP
GW
SMSC
SP - SM
SP - SC
SW - SM
SW - SCSP
A-1-a
A-7-5
A-2-5A-2-4
A-2-6
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con cemento (1)Estabilización con cemento (1)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con cemento (2Estabilización con cemento (2
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con cemento (3)Estabilización con cemento (3)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con cemento (4)Estabilización con cemento (4)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con cemento (4)Estabilización con cemento (4)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con cemento (5)Estabilización con cemento (5)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con asfalto (1)Estabilización con asfalto (1)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con asfalto (2)Estabilización con asfalto (2)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con asfalto (3)Estabilización con asfalto (3)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización Estabilización con asfalto con asfalto
(4)(4)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con asfalto (5)Estabilización con asfalto (5)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con asfalto (6)Estabilización con asfalto (6)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con asfalto (7)Estabilización con asfalto (7)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
VISTAS DEL PROCESO CONSTRUCTIVOVISTAS DEL PROCESO CONSTRUCTIVO
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
CONTROL DE CALIDAD EN OBRACONTROL DE CALIDAD EN OBRA
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
VISTAS DEL TRAMO ESTABILIZADOVISTAS DEL TRAMO ESTABILIZADO
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Foto Nº 2Foto Nº 2
Alto efecto abrasivo en la superficie de Alto efecto abrasivo en la superficie de rodadura ocasionado por los vehículos en el rodadura ocasionado por los vehículos en el sector aledaño (afuera) del Tramo de sector aledaño (afuera) del Tramo de Prueba.Prueba.
Foto Nº 3Foto Nº 3
El mismo vehículo circulando por el afirmado El mismo vehículo circulando por el afirmado estabilizado (subtramo II). Nótese la escasa estabilizado (subtramo II). Nótese la escasa cantidad de polvo levantado.cantidad de polvo levantado.
Foto Nº 4Foto Nº 4
El vehículo circula ahora por el afirmado sin El vehículo circula ahora por el afirmado sin estabilizar (subtramo I). Nuevamente se estabilizar (subtramo I). Nuevamente se observa alto desprendimiento de polvo.observa alto desprendimiento de polvo.
Estabilización con Cloruro de CalcioEstabilización con Cloruro de Calcio
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con PolimerosEstabilización con Polimeros
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con PolimerosEstabilización con Polimeros
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con PolimerosEstabilización con Polimeros
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con PolimerosEstabilización con Polimeros
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Estabilización con PolimerosEstabilización con Polimeros
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
CORRELACION Mr & SUCSCORRELACION Mr & SUCSUSCS Symbol Typical
CBR Range MR Range
(ksi) MR Default
(ksi) CH 1 – 5 2.5 – 7 4 MH 2 – 8 4 – 9.5 6 CL 5 – 15 7 – 14 9 ML 8 – 16 9 – 15 11 SW 20 – 40 17 – 28 21 SP 15 – 30 14 – 22 17
SW-SC 10 – 25 12 – 20 15 SW-SM 15 – 30 14 – 22 17 SP-SC 10 – 25 12 – 20 15 SP-SM 15 – 30 14 – 22 17
SC 10 – 20 12 – 17 14 SM 20 – 40 17 – 28 21 GW 60 – 80 35 – 42 38 GP 35 – 60 25 – 35 29
GW-GC 20 – 60 17 – 35 24 GW-GM 35 – 70 25 – 38 30 GP-GC 20 – 50 17 – 32 23 GP-GM 25 – 60 20 – 35 26
GC 15 – 40 14 – 28 20 GM 30 – 80 22 – 42 30
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
CORRELACION Mr & CORRELACION Mr & CLASIFICACION AASHTOCLASIFICACION AASHTO
AAHSTO Symbol
Typical CBR Range
MR Range (ksi)
MR Default (ksi)
A-7-6 1 – 5 2.5 – 7 4 A-7-5 2 – 8 4 – 9.5 6 A-6 5 – 15 7 – 14 9 A-5 8 – 16 9 – 15 11 A-4 10 – 20 12 – 18 14 A-3 15 – 35 14 – 25 18
A-2-7 10 – 20 12 – 17 14 A-2-6 10 – 25 12 – 20 15 A-2-5 15 – 30 14 – 22 17 A-2-4 20 – 40 17 – 28 21 A-1-b 35 – 60 25 – 35 29 A-1-a 60 – 80 30 – 42 38
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
77mama sesión: sesión: GeosintéticosGeosintéticos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
SylaboSylabo 1.1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
• a).a).Conceptos generalesConceptos generales• b).b).Tipos de pavimentosTipos de pavimentos• c).c). Evolución de los métodos de diseñoEvolución de los métodos de diseño
22 REVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADOREVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADO• a).a).Modelos matemáticos e idealización del comportamientoModelos matemáticos e idealización del comportamiento• b).b).Aplicación en el análisis de pavimentosAplicación en el análisis de pavimentos• c).c). Programas de cómputoProgramas de cómputo
33 MATERIALES Y ENSAYOSMATERIALES Y ENSAYOS• a).a).Ensayos EspecialesEnsayos Especiales• b).b).EstabilizaciónEstabilización • c).c). GeosintéticosGeosintéticos • d).d).Asfaltos modificadosAsfaltos modificados
44 PAVIMENTOS ESPECIALESPAVIMENTOS ESPECIALES• a).a).Cargas extraordinariasCargas extraordinarias• b).b).Pavimentos de alturaPavimentos de altura• c).c). Pavimentos recicladosPavimentos reciclados• d).Aeropuertosd).Aeropuertos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Aplicaciones de los geosintéticosAplicaciones de los geosintéticos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Empleo de Empleo de geosintéticosgeosintéticos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
3.3 3.3 Funciones de los geosinteticos Funciones de los geosinteticos en las carreterasen las carreteras
RefuerzoRefuerzo Restricción lateral de la baseRestricción lateral de la base SeparaciónSeparación FiltraciónFiltración DrenajeDrenaje
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
RefuerzoRefuerzo
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
RefuerzoRefuerzo
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
RefuerzoRefuerzo
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
RefuerzoRefuerzo
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
RefuerzoRefuerzo
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
RefuerzoRefuerzo
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
RefuerzoRefuerzo
Confinamiento
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Refuerzo de capas de bases granulares Refuerzo de capas de bases granulares en vías pavimentadasen vías pavimentadas
Mecanismos de refuerzoMecanismos de refuerzo
Confinamiento
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Restricción lateralRestricción lateral
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
SeparaciónSeparación
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
FUNCIONES: Separación y Estabilización
Geotextil Estabilizador
Subrasante
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
SeparaciónSeparación
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Barrera Barrera
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Refuerzo de bases de pavimentos apoyados Refuerzo de bases de pavimentos apoyados sobre suelos blandossobre suelos blandos
(CBR < 5%)(CBR < 5%)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
1010mama Sesión: Sesión:Pavimentos de AlturaPavimentos de Altura
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
SylaboSylabo 1.1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
• a).a).Conceptos generalesConceptos generales• b).b).Tipos de pavimentosTipos de pavimentos• c).c). Evolución de los métodos de diseñoEvolución de los métodos de diseño
22 REVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADOREVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADO• a).a).Modelos matemáticos e idealización del comportamientoModelos matemáticos e idealización del comportamiento• b).b).Aplicación en el análisis de pavimentosAplicación en el análisis de pavimentos• c).c). Programas de cómputoProgramas de cómputo
33 MATERIALES Y ENSAYOSMATERIALES Y ENSAYOS• a).a).Ensayos EspecialesEnsayos Especiales• b).b).Estabilización Estabilización • c).c). Geosintéticos Geosintéticos • d).d).Asfaltos modificadosAsfaltos modificados
44 PAVIMENTOS ESPECIALESPAVIMENTOS ESPECIALES• a).a).Cargas extraordinariasCargas extraordinarias• b).b).Pavimentos de alturaPavimentos de altura• c).c). Pavimentos recicladosPavimentos reciclados• d).Aeropuertosd).Aeropuertos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Procedimiento de análisisProcedimiento de análisis
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Esfuerzos por temperaturaEsfuerzos por temperatura
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Marco TeóricoMarco TeóricoS(t,T) = S(t,T) = // (Rigidez)(Rigidez)
TfTf
(T’) = (T’) = S(t,T). S(t,T).T T (Hills y Brien)(Hills y Brien) ToTo
Carpeta asfáltica
Base granular
Subrasante
CargaTemperatura del aire °C
Tensión por carga
Tensión térmica
T(máx)
Esfuerzo inducido por el gradiente térmico. Sí T(máx) resistencia, ocurre la grieta
Enfriamiento
Gradiente térmico
Compresión
Nf = 1(t)-2(Es)-3 (Miner)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
IntroducciónIntroducción
El asfalto como material aglomerante con su capacidad El asfalto como material aglomerante con su capacidad de adhesión, estabilidad propiedades reológicas y bajos de adhesión, estabilidad propiedades reológicas y bajos costos, pero su evolución en servicio son difíciles de costos, pero su evolución en servicio son difíciles de preverprever
Situación de la investigación y la generación de Situación de la investigación y la generación de información confiable para el entendimiento de la información confiable para el entendimiento de la influencia de la temperatura en zonas de alturainfluencia de la temperatura en zonas de altura..
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
IntroducciónIntroducción
Primera experiencia Nacional en la construcción de Primera experiencia Nacional en la construcción de pavimentos de altura (década de los ‘80). 200 Km. en la pavimentos de altura (década de los ‘80). 200 Km. en la Carretera Central.Carretera Central.
Incorporación de nuevos tramos considerados de altura Incorporación de nuevos tramos considerados de altura (década de los ‘90). 2000 Km., porción importante de la red (década de los ‘90). 2000 Km., porción importante de la red vial Nacional.vial Nacional.
El diseño de pavimentos y la capacidad de respuesta para un El diseño de pavimentos y la capacidad de respuesta para un período de análisis. Rperíodo de análisis. Respuesta capaz de absorber espuesta capaz de absorber esfuerzos y esfuerzos y deformaciones generadas por cargas de tráfico y origen deformaciones generadas por cargas de tráfico y origen térmico.térmico.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Temperatura de fallaTemperatura de falla
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Esfuerzos críticosEsfuerzos críticos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Esfuerzos por temperaturaEsfuerzos por temperatura
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Patrón de fallasPatrón de fallas
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Agrietamiento transversal parcial
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Agrietamiento transversal a medio carril
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Agrietamiento transversal múltiple
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Agrietamiento en bloque
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Enfoque del ProblemaEnfoque del Problema
. Control de especificaciones.
. Control y procesos constructivos.
. Se relacionó módulos de subrasante con grietas.
. Los cambios de temperatura causaban cambios en la rigidez de las capas asfálticas(IP).
. Grietas si IP> 0.9; rigideces (ECPD) > 4000 Kg/cm2 y < agrietamiento a rigideces (ECPD)>3000 Kg/cm2.
García, Herrera y Greenstein MTC - Carretera Central: San Mateo - La Oroya - Cerro de Pasco (‘81 - ‘83)
Pavimento de altura Referencia altimétrica 3,500 msnm
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Enfoque del ProblemaEnfoque del Problema
MTC-Carretera Central
. ‘86 - ‘88, Morococha - La Oroya. ‘91 - ‘92, San Mateo - Morococha. ‘95 - ‘96, Morococha - La Oroya. ‘97, La Oroya - Huayre. ‘98 - ‘99, La Oroya - Huayre. ‘95 - ‘97, Huayre - Chicrin
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Módulo de rigidez del asfaltoMódulo de rigidez del asfalto
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Resistencia a la tensión de la Resistencia a la tensión de la mezcla asfálticamezcla asfáltica
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Esfuerzo de rotura función de la Esfuerzo de rotura función de la rigidez de la mezclarigidez de la mezcla
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Enfoque del ProblemaEnfoque del Problema
Instituto del Asfalto, MS-1/91Instituto del Asfalto, MS-1/91 Efecto Efecto T°media anual de T°media anual de heladahelada representativa representativa SiSi < 7°C < 7°C PosiblePosible 15.5°C 15.5°C NoNo >24°C >24°C
Guía AASHTO-93Guía AASHTO-93La consecuencia de los factores La consecuencia de los factores ambientales se traducen términos de ambientales se traducen términos de pérdida de serviciabilidadpérdida de serviciabilidad
• Consideraciones de medio ambiente adoptados por los métodos de diseño.
T
empe
r atu
r a °
C
Meses
Okhotsk
Meses
T
empe
ratu
ra °
C
Cusco
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Modelo de Agrietamiento Térmico Modelo de Agrietamiento Térmico (Shahin y McCullough,1972)(Shahin y McCullough,1972)
Datos de Clima- Gradiente Térmico
Propiedades del Asfalto-Punto de Ablandamiento f(tiempo)-Indice de Penetración f(tiempo)
Características de la Mezcla-% Volumen de asfalto -% Volumen de agregados-% Vacíos en la carpetat: Coeficiente de contracción térmica
Régimen Térmico de la Carpeta
- Relación de Transferencia de calor.
Esfuerzo Térmico (t,T)(T’) = tSm(t,T)T
Acumulación de DañoNf=f1(t)-f2(Sm)-f3
t=H/Sm
Proporción de Daño = (a+b)
Rigidez (Sm)
Temperatura
Smi
Resistencia (H)
Temperatura
i
Predicción de Agrietamiento por baja Temperatura (a)
Prob.[falla]=Prob.[(t,T)- H >0]
Predicción de Agrietamiento por Fatiga Térmica (b)
-Proporción Daño/Acum. C=(1/Ni)-Prob.[falla]=Prob.[logC 0]
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Desarrollo de la InvestigaciónDesarrollo de la Investigación
Calibración del ModeloCalibración del Modelo
Tramo EvaluadoProporción
de DañoAño de Servicio
San Mateo - MorocochaMorococha - La OroyaHuayre- Chicrin
0.101800.029300.00096
080403
Proporción de daño medido en campo
Tramo EvaluadoCriterio
Shell - 01Criterio
Shell - 02
San Mateo - MorocochaMorococha - La OroyaHuayre- Chicrin
13.02118,53515,762
32.826.931.4
CriterioInst. Asfalto
107.0112.0 98.9
Factores de calibración en el modelo
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Evaluación de ResultadosEvaluación de Resultados
Agrietamiento por baja temperaturaAgrietamiento por baja temperatura
Temperatura °C
EsfuerzoTérmico
Resistencia a la tensión
Carretera de prueba de Santa AnaMezcla LVA 150/200
Razón de enfriamiento 10°C/hr.Temp. de predicc. de fractura –35°C
Esf
uerz
os k
g/cm
2
Mecanismo de falla por baja Temperatura(McLeod 1970)
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
100
-6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14Temperatura °C
Esfu
erzo
s Kg/c
m2
Esfuerzo-Año 01 Resistencia-Año 01
Tramo: San Mateo - Morococha; desarrollo de Esfuerzos / Resistencia, máximo gradiente térmico = 17.6 °C
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Evaluación de ResultadosEvaluación de Resultados
Agrietamiento por baja temperaturaAgrietamiento por baja temperatura
0.000010.00010.0010.010.1
110
100
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Temperatura °C
Esfu
erzo
s Kg/c
m2
Esfuerzo-Año 01 Resistencia-Año 01
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
100
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16
Temperatura °CEs
fuerzo
s Kg/c
m2
Esfuerzo-Año 01 Resistencia-Año 01
Tramo: Morococha - La Oroya; desarrollo de Esfuerzos / Resistencia
Máximo gradiente térmico = 28.5°C
Tramo: Huayre - Chicrin; desarrollo de Esfuerzos / Resistencia
Máximo gradiente térmico = 20.9°C
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Evaluación de ResultadosEvaluación de Resultados
Agrietamiento por baja temperaturaAgrietamiento por baja temperatura
-20
24
68
10
0 2 4 6 8 10 12 14
Tiempo en años
Esf
uerz
os K
g/cm
2
Esfuerzo Resistencia
-202468
10121416
0 2 4 6 8 10 12 14Tiempo en años
Esf
uerz
os K
g/cm
2
Esfuerzo Resistencia
-202468
101214
0 2 4 6 8 10 12 14
Tiempo en años
Esf
uerz
os K
g/cm
2
Esfuerzo Resistencia
Tramo: San Mateo - Morococha
Tramo: Huayre - Chicrin
Tramo: Morococha - La Oroya
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Evaluación de ResultadosEvaluación de ResultadosAgrietamiento por baja temperaturaAgrietamiento por baja temperatura
R
esist
encia
ala
o e
sfue
rzo,
psi
Temperatura °F
Area considerada para bajas temperaturas
Area considerada para fatiga térmica
Sector sin esfuerzos térmicos
20°F
A 70°F generalmente se inicia la acumulación de daño térmicamente inducido
Temperaturas asociadas a los tipos de agrietamiento térmico (Carpenter,1983)
Promedio anual(°C)
Promedio mes más frío(°C)
Máxima y mínima observados(°C)Estación
Máxima Mínima Máxima Mínima Máxima MínimaMarcapomacochaLa OroyaCerro de Pasco
11.620.412.3
-1.5-0.3-1.4
12.020.413.1
-4.5-4.8-4.4
12.921.514.3
-4.7-7.1-6.6
Máximas y mínimas temperaturas representativas, procesadas a partir de datos proporcionados por el SENAMHI
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Evaluación de ResultadosEvaluación de ResultadosAgrietamiento por fatiga térmicaAgrietamiento por fatiga térmica
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0 2 4 6 8 10 12 14
Tiempo en Años
Pro
babi
lidad
de
Fal
la
San Mateo-Morococha Morococha-La Oroy a Huay re-Chicrin
Pronóstico de agrietamiento por fatiga, criterio de esfuerzos constantes Shell 01
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0 2 4 6 8 10 12 14Tiempo en Años
Pro
babili
dad d
e F
alla
San Mateo-Morococha Morococha-La Oroy a Huay re-Chicrin
Pronóstico de agrietamiento por fatiga, criterio de esfuerzos constantes Inst. Asfalto
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0 2 4 6 8 10 12 14Tiempo en Años
Pro
babili
dad d
e F
alla
San Mateo-Morococha Morococha-La Oroy a Huay re-Chicrin
Pronóstico de agrietamiento por fatiga, criterio de deformaciones constantes Shell 02
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Validación de HipótesisValidación de Hipótesis
Primera HipótesisPrimera HipótesisPredicción a partir de modelos mecanísticos, considerando Predicción a partir de modelos mecanísticos, considerando niveles de gradiente térmico y propiedades de los asfaltos y niveles de gradiente térmico y propiedades de los asfaltos y características de las mezclascaracterísticas de las mezclas..
Año San Mateo–Morococha Morococha–La Oroya Huayre - Chicrin
123456789101112
0.00000.00000.00110.00800.02390.04750.07490.10200.12710.15150.17110.1894
0.00000.00030.00730.02940.05820.08690.11310.13570.15620.17360.18940.2033
0.00000.00000.00100.00800.02500.04850.07350.09850.12100.14010.15870.1736
Probabilidad de ocurrencia de agrietamiento por fatiga térmica
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Validación de HipótesisValidación de Hipótesis
Segunda HipótesisSegunda HipótesisUso de la Guía AASHTO, basado en el concepto de Uso de la Guía AASHTO, basado en el concepto de ServiciabilidadServiciabilidad
PSIPSITOTALTOTAL = = PSIPSITRAFICOTRAFICO + + PSIPSIMEDIOMEDIO AMBIENTEAMBIENTE
PSIPSIAGRIETAMIENTOAGRIETAMIENTO POR FATIGA TÉRMICAPOR FATIGA TÉRMICA
PSIAFT = PAFT x PSITOTAL
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Conclusiones Conclusiones
Se ratifica que la variable más influyente es el gradiente térmico, se considera también como importantes, el proporcionamiento de las mezclas bituminosas y propiedades del asfalto.
El modelo implementado representa el comportamiento del pavimento ante la acción del gradiente térmico en un determinado período de tiempo, expresado como Proporción de Daño. Los resultados, han sido contrastados con mediciones reales de campo.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Conclusiones Conclusiones
De acuerdo con el modelo ensayado, el mecanismo de agrietamiento por baja temperatura tiene poca probabilidad de ocurrencia. Por lo tanto el mecanismo de agrietamiento por fatiga térmica se considera como el responsable más importante en el deterioro de los pavimentos construidos en zonas de altura.
El criterio de falla que se ajusta en forma más adecuada a efectos de pronosticar el ciclo de vida de pavimentos asfálticos sometidos a problemas de fatiga térmica, es el desarrollado por Shell (Bonnaure et. al., 1980), para pruebas de esfuerzos constantes.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
De acuerdo con la teoría estadística, las Proporciones de Daño encontrados en los tramos de estudio expresan la probabilidad que la falla ocurra en un período dado, para lo tanto si la distribución de la población es de tipo normal, la Proporción de Daño puede considerarse como una probabilidad de deterioro por efecto térmico en el rendimiento de una carpeta asfáltica.
Si los resultados del modelo de deterioro expresan la probabilidad que se desarrolle agrietamiento por fatiga térmica sobre una superficie de concreto asfáltico, la pérdida de Serviciabilidad deseada al final del período de análisis de acuerdo a la filosofía de diseño AASHTO, quedará afectada por la proporción de daño estimada por el modelo.
ConclusionesConclusiones
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
.
Finalmente se debe aclarar que la presente investigación solo ha desarrollado un acercamiento al efecto de deterioro por efecto térmico, el cual puede ser complementado mediante el uso de modelos de análisis multicapa e introducir el efecto de cargas de tráfico; este sumado al análisis de deterioro estudiado en el presente trabajo, permitirá una aproximación completa del comportamiento de nuestros pavimentos.
ConclusionesConclusiones
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
RecomendacionesRecomendacionesSe recomienda, como una alternativa que contempla los efectos de altura en nuestro medio, el proceso de diseño de la Guía AASTHO-93, considerando la incorporación del efecto de deterioro por fatiga térmica, en términos de Pérdida de Serviciabilidad.
El modelo recomendado para este fin, es el propuesto por la Universidad de Texas(Shahin y McCullough, 1972). Para el efecto el modelo se apoya en cálculos y estimaciones Teóricas - Experimentales.
La investigación desarrollada toma información climática, composición de mezcla y propiedades de asfaltos usados en la fase constructiva y puesta en servicio. Ello ha conllevado suponer un tipo de comportamiento especialmente del asfalto, sin embargo es recomendable a efectos de lograr un mayor acercamiento sobre la influencia de la temperatura, evaluaciones periódicas a fin de posibilitar mayores puntos de calibración.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
1111mama Sesión: Sesión:Pavimentos RecicladosPavimentos Reciclados
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
SylaboSylabo 1.1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
• a).a).Conceptos generalesConceptos generales• b).b).Tipos de pavimentosTipos de pavimentos• c).c). Evolución de los métodos de diseñoEvolución de los métodos de diseño
22 REVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADOREVISIÓN DEL METODO MECANISTICO CALIBRADO• a).a).Modelos matemáticos e idealización del comportamientoModelos matemáticos e idealización del comportamiento• b).b).Aplicación en el análisis de pavimentosAplicación en el análisis de pavimentos• c).c). Programas de cómputoProgramas de cómputo
33 MATERIALES Y ENSAYOSMATERIALES Y ENSAYOS• a).a).Ensayos EspecialesEnsayos Especiales• b).b).Estabilización Estabilización • c).c). Geosintéticos Geosintéticos • d).d).Asfaltos modificadosAsfaltos modificados
44 PAVIMENTOS ESPECIALESPAVIMENTOS ESPECIALES• a).a).Cargas extraordinariasCargas extraordinarias• b).b).Pavimentos de alturaPavimentos de altura• c).c). Pavimentos recicladosPavimentos reciclados• d).Aeropuertosd).Aeropuertos
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
1.0 RECICLADO DEPAVIMENTOS .-
1.1 TIPOS DE RECICLADO.-
Procedimiento de Ingeniería mediante el cual se emplea
parte ó la totalidad, de una estructura de pavimento
bituminoso en la fabricación de una mezcla asfáltica de
calidad superior a la existente ó en la estabilización de sus
capas granulares.
La asociación de Reciclado y Recuperación de Asfalto
(Asphalt Recycling and Reclaiming Association, ARRA),
reconoce los cinco (05) tipos de Reciclado de Pavimentos
que se indican a continuación :
RECICLADO DE PAVIMENTOS
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
1.1.1 Fresado en Frío .- (Cold Planning) .-
1.2 VENTAJAS DEL RECICLADO.-
Permite la reutilización de los agregados
Disminuye las Distancias de Transporte.
No contribuye a la degradación del Medio Ambiente
Permite el Ahorro de Energía (Reciclado en Frío)
Permite mantener niveles originales de Proyecto.
1.1.2 Reciclado en Caliente –.
1.1.3 Reciclado Caliente In-situ.-.
1.1.4 Reciclado en Frío.-
1.15 Recuperación Ful-Depth
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
1.3 ESTUDIOS BASICOS PARA SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS DE RECICLADO
Los estudios requeridos son los estudios convencionales
Es decir se debe efectuar la Evaluación Integral del
Pavimento, lo que nos permitirá establecer :
a) Si es posible el Reciclado del Pavimento en una
vía determinada.
b) Definir el tipo de Reciclado a efectuar.
c) Establecer los procesos constructivos adecuados a
las condiciones particulares de la zona.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
EVALUACIÓN DEL PAVIMENTO
ANÁLISIS DEANTECEDENTES
RECONOCIMIENTOPRELIMINAR
CALIDAD DEMATERIALES
ACTUALIZACIÓN DEPARÁMETROS
OTROSASPECTOS
CONDICIÓNESTRUCTURAL
CONDICIÓNFUNCIONAL
Relevamiento de Fallas Viga Benkelman Normas Internacionales
Medición de Rugosidad
ESTADO REAL DELPAVIMENTO
MEDIDAS DEREHABILITACIÓN
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
- Si presenta anchos uniformes.
- Si carece de Bermas.
- Si presenta Ahuellamientos.
- Comportamiento Estructural
EVALUACIÓN DE LA VIA
Establecer :
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
- Verificar su la vía presenta
elevado % de áreas fisuradas,
en bloque de magnitud severa,
tipo 8S y la mezcla asfáltica
signos evidentes de oxidación
y fatiga.
- Establecer de acuerdo a lo
anterior, si una solución
convencional contemplará
necesariamente la eliminación
Pavimento.
EVALUACIÓN DE LA VIA
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
TRABAJOS EN LABORATORIO
A) CALIDAD DE MATERIALES Y AGREGADOS.
B) CARACTERIZACIÓN DE MEZCLAS ASFALTICAS.
b.1) Mezclas Recicladas en Caliente.
b.2) Mezclas Recicladas en Frío.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
CALIDAD DE MATERIALES Y AGREGADOS
Normas :
- A.S.T.M.
- AASHTO
* Unidad de Suelos,
* Unidad de Agregados
* Unidad de CBR
* Unidad de Química
* Unidad de Asfaltos
* Unidad de M. Asfálticas
* Geología y D
Análisis de Resultados.
Calificación de Materiales
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Caracterización de Mezclas Asfálticas
a) Reciclado en Caliente - Método Marshall.-
-Materiales Vírgenes
-Materiales Existentes.
-Norma ASTM D-1559.
-Adición de Materiales Vírgenes y Cemento Asfáltico a fin de conseguir una mezcla convencional.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
• Características de la Mezcla de acuerdo a requerimientos de la zona
• La Mezcla Asfáltica reciclada puede ser empleada también en la capa de Superficie a colocar.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Reciclado en Frío - Método de Illinois
- El método está elaborado para mezclas agregados - emulsión.
- Equipos semejantes a los empleados para efectuar el Marshall ASTM D-1559.
- Variación de Temperaturas de Aplicación de materiales y agregados.
- Parámetros de la Mezcla.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
CARACTERIZACIÓN DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN FRÍO
MEZCLA DE AGREGADOS(Proporción en Peso) Carpeta Asfáltica (existente) ........................ 50%Base Granular (existente) ............................ 50%Piedra ................ 40%Arena ................ 60%
LIGANTE BITUMINOSO Emulsión Asfáltica ............................... CSS-1hPorcentaje Optimo .............................. 7.8 1.0%
CARACTERÍSTICAS ILLINOIS
N° de Golpes .................................. .. 75
% de C. Asfáltico Residual ............... 5.1
Estabilidad Seca lb) .......................... 2473.0
Estabilidad Sumergida (lb) ................ 1424.0
Vacíos Totales (%) ............................. 6.5
Temperatura de la Mezcla .................. 25°C
Revestimiento ...................................... 100%
Revestimiento y Desprendimiento ....... +95
y = 136,55x2 - 2158,9x + 9932
y = -177,29x2 + 2188,1x - 5124,41150
1350
1550
1750
1950
2150
2350
2550
2750
4,9 5,6 6,2 6,9 7,5% C.ASF. RESIDUAL
ES
TAB
ILID
AD
(Lib
)
ESTB. SUMERG
ESTB. SECA
y = 0,0805x2 - 1,1667x + 4,3008
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
4,9 5,6 6,2 6,9 7,5
% C.ASF. RESIDUAL
CA
MB
IO E
STA
BIL
DA
D (
%)
y = 0,1206x2 - 1,7373x + 6,8394
0,00,20,40,60,81,01,21,41,61,82,0
4,9 5,6 6,2 6,9 7,5
% C.ASF. RESIDUAL
HU
ME
DA
D A
BS
OR
VID
A
%
y = -34,945x2 + 221,12x + 1157,5
1250
1300
1350
1400
1450
1500
1550
1600
1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
CONT. HUMEDAD COMPACTACIÓN %
ES
TAB
ILID
AD
SE
CA
(Li
b)
y = -0,0113x2 + 0,145x + 1,4598
1,8701,8801,8901,9001,9101,9201,9301,9401,950
4,9 5,6 6,2 6,9 7,5
% C.ASF. RESIDUAL
DE
NS
IDA
D-B
ULK
g/c
c.
y = 0,1625x2 - 3,198x + 18,633
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
4,9 5,6 6,2 6,9 7,5% C.ASF. RESIDUAL
VAC
IOS
TO
TALE
S %
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
MEZCLA DE AGREGADOS(Proporción en Peso) Carpeta Asfáltica (existente) ........................ 30%Agregados Cantera Uchumayo .................... 70%Piedra ................ 40%Arena ................ 60%
LIGANTE BITUMINOSO Tipo de Asfalto ................................... PEN 85-100Porcentaje Optimo ............................... 5.6 0.2
CARACTERÍSTICAS MARSHALL
N° de Golpes .................................. .. 75
% de C. Asfáltico ................................ 5.6 0.2
Peso Especifico ................................. 2.233
Estabilidad ( lb) ................................. 2423.0
Flujo (0.01”) ........................................ 16.3
Vacíos (%) .......................................... 3.7
Temperatura de la Mezcla .................. 135°
Revestimiento ...................................... 100%
Revestimiento y Desprendimiento ....... +95
CARACTERIZACIÓN DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE
MEZCLA AGREGADOS: CANTERA UCHUMAYO 70.0% - AGREGADO CARPETA 30.0%
y = -0,0062x2 + 0,0942x + 1,90052,1702,1802,1902,2002,2102,2202,2302,2402,2502,260
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5
% C. ASFALTICO
P. E
SP
EC
IFIC
O g
/cc:
y = 1,0429x2 - 13,944x + 48,97
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
11,0
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5
% C. ASFALTICO
% V
AC
IOS
y = 1,0214x2 - 11,536x + 40,935
8,0
9,0
10,0
11,0
12,0
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5
% C. ASFALTICO
V.M
.A.
y = 5,6429x2 - 42,45x + 119,55
35,0
45,0
55,0
65,0
75,0
85,0
95,0
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5
% C. ASFALTICO
% V
. LL
EN
O C
.A.
y = 0,5286x2 - 2,9614x + 16,21
12,0
13,0
14,0
15,0
16,0
17,0
18,0
19,0
20,0
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5
% C. ASFALTICO
FL
UJO
(1/
10")
y = -127,86x2 + 1499,9x - 1966,51990
2090
2190
2290
2390
2490
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5
% C. ASFALTICO
ES
TAB
ILID
AD
(L
b)
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
Al ser el Reciclado de Pavimentos una alternativa adicional de Rehabilitación, se debe efectuar la Evaluación Integral del Pavimento a fin de establecer en base a los resultados la factibilidad de la aplicación de esta de solución.
Los Métodos de Diseño utilizados requierene sólo el empleo de los equipos disponibles en el medio, es decir se han empleado para el Reciclado en Caliente el Método Marshall y para el Reciclado en Frío el Método de Illinois.
En laboratorio para el Reciclado en Caliente se logró emplear un máximo de 30% de la Carpeta Asfáltica existente.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. -
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
EQUIPOS Y PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO
Diversidad de Equipos
Disponibilidad de Equipos
Equipos en nuestro Medio
Material Bituminosos (Emulsiones)
Procedimientos Constructivos.-
• En Caliente .-
• En Frío.-
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
VENTAJAS DEL RECICLADO EN CALIENTE EN VENTAJAS DEL RECICLADO EN CALIENTE EN PLANTAPLANTA
Presenta igual o mejor desempeño comparada con Presenta igual o mejor desempeño comparada con una mezcla asfáltica en caliente tradicional y una mezcla asfáltica en caliente tradicional y capacidad para corregir defectos superficiales, capacidad para corregir defectos superficiales, deformaciones y agrietamientosdeformaciones y agrietamientos
Ingreso de Ingreso de material material recuperado del recuperado del pavimento pavimento asfáltico en una asfáltico en una
planta tamborplanta tambor
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
RECICLADO EN FRÍO EN EL LUGARRECICLADO EN FRÍO EN EL LUGARPavimentos antes y después del recicladoPavimentos antes y después del reciclado
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
RECICLADO EN FRÍO EN EL LUGARRECICLADO EN FRÍO EN EL LUGARPavimentos antes y después del recicladoPavimentos antes y después del reciclado
Maquina para fresado (molido en Maquina para fresado (molido en frío) frío)
Superficie Superficie resultanteresultante
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
RECICLADO RECICLADO A PROFUNDIDAD TOTAL A PROFUNDIDAD TOTAL Pavimentos antes y después del recicladoPavimentos antes y después del reciclado
ANTES DEL RECICLADOANTES DEL RECICLADO DESPUÉS DEL DESPUÉS DEL RECICLADO FDRRECICLADO FDR
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS RECICLADAS EN FRÍO DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS RECICLADAS EN FRÍO (MÉTODO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO)(MÉTODO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO)
Gradación del agregado y determinación del contenido de asfalto en la mezcla recuperada.
Gradación del material recuperado de la base granular y cantidad de agregado nuevo, de ser necesario.
1.Calcular la combinación de agregados en la mezcla reciclada.
2. Elegir el tipo y grado del asfalto nuevo.
3. Determinar la cantidad de asfalto necesario para la combinación de agregados.
4.Estimar el porcentaje de asfalto nuevo que requiere la mezcla.
5. Ajustar el contenido de asfalto mediante pruebas de campo.
Diagrama de flujo para el diseño de mezclas asfálticas recicladas en frío.
ING. E. CASTROING. E. CASTRO CURSO TITULACION "UPLA"CURSO TITULACION "UPLA"
MUCHAS GRACIAS