Método AASHTO

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el valor de Mr= 20575.28, que se busca únicamente como 20.57, se une el último punto pivote encontrado anteriormente y el valor de Mr en esta línea hasta encontrar la primera línea vertical izquierda del cuadro situado a la extrema derecha.

5) De este punto de intersección, se continúa horizontalmente hasta encontrar la curva que corresponde a un valor de ΔPSI = 1.2 que es “Pérdida de serviciabilidad de diseño o ΔPSI”, de este punto se baja a la línea inferior del cuadro en donde se encuentra el “Número estructural de diseño SN”, que para nuestro caso es de 5.75, que es el número estructural requerido para que nuestro pavimento satisfaga las necesidades antes descritas.

El número estructural SN obtenido del gráfico es de 5.75.

Parámetros AASTHO obtenidos

W18

45400000

R

95%

So

0.45

Mr

20575.28

Δpsi

1.2

SN

5.75

[pic 10]

Determinación de espesores por capas

Una vez que se ha obtenido el SN para la sección estructural del pavimento, se requiere ahora determinar una sección de diferentes capas que trabajen en conjunto para así cada una con sus propiedades soportar las cargas así como la influencia del clima etc, que va a llevar a cabo el pavimento a lo largo de su vida útil.

La siguiente ecuación puede utilizarse para obtener los espesores de cada capa, que son carpeta asfáltica, base y sub base.

SN = a1D1 + a2D2m2 + a3D3m3

Donde:

a1, a2 y a3 = Coeficientes de capa representativos de carpeta, base y sub base respectivamente.

D1, D2 y D3 = Espesor de la carpeta, base y sub base respectivamente, en pulgadas.

m2 y m3 = Coeficientes de drenaje para base y sub base, respectivamente.

Para obtener el valor de a1 es necesario conocer el módulo de elasticidad del concreto asfáltico que se utilizará en la carpeta. Una vez que se tiene este dato se procede al siguiente grafico para obtener este valor.

[pic 11]

El módulo de elasticidad del concreto (Ec) se puede determinar conforme el procedimiento descrito en la norma ASTM C-469 o correlacionarlo con otras características del material como es la resistencia a la compresión (f¨c). Para obtener este módulo se relacionó con la siguiente tabla.

[pic 12]

El f´c del concreto asfáltico que se utilizará es de 300kg/cm2, por lo que Ec es igual a

461844 psi. Se utilizó un agregado sedimentario para la relación con la tabla anterior. Al entrar a la gráfica obtenemos un valor de para a1=0.45.[pic 13]

Para obtener el valor del coeficiente a2, es necesario el valor de CBR de la base, que es de 110, con este valor entramos a la gráfica siguiente. Por lo tanto, a2=0.115.

[pic 14]

El coeficiente a3 no se calculara en esta ocasión, ya que pertenece a la sub base y en el proyecto que se va a llevar a cabo no se diseñará esta capa. Por la misma razón, el coeficiente de drenaje m3 tampoco es necesario conocerlo.

Para la obtener el coeficiente de drenaje m2, correspondiente a las capa de base, el método AASHTO se basa en la capacidad del drenaje para remover la humedad interna del pavimento. En la siguiente tabla se muestra lo anterior descrito.

[pic 15]

La calidad del drenaje del diseño de este pavimento será excelente y el porcentaje de días lluviosos es de 29.93%, por lo que en la Tabla 4.5 se presentan los valores recomendados para m2 y m3 (bases y sub bases granulares sin estabilizar), esto en función de la calidad del drenaje y el porcentaje del tiempo a lo largo de un año, en el cual la estructura del pavimento pueda estar expuesta a niveles de humedad próximos a la saturación ocasionada por el porcentaje de lluvias. El coeficiente de drenaje

m2 obtenido será de 1.2.

[pic 16][pic 17]

Una vez que se obtuvieron todos los datos anteriores, la ecuación quedaría:

5.4 = (0.45) D1 + (0.142)*(1.2) D2

Para el cálculo de los espesores D1 y D2 (en pulgadas), el método sugiere en la siguiente tabla respetar los siguientes valores mínimos, en función del tránsito en ejes equivalentes sencillos acumulados:

[pic 18]

Se empiezan a realizar iteraciones en la ecuación proponiendo valores lógicos que den solución a la ecuación igualando el valor del número estructural, por lo que quedaría:

5.4 = (0.45)*(8) + (0.142)*(1.2)*(11)

5.4 = 5.4744

El espesor de la carpeta sería de a1=8”=20.32cm y el de la base a2=11”= 27.94cm.

Se propone un ancho de carril de 3.5 m. En este caso serán 2 carriles por lo que se tendrá un ancho de corona de 7m. Utilizando un talud 2:1 en los materiales granulares no estabilizados se tiene que:

Sección obtenida con las características anteriores.

[pic 19]

Capa

Espesor (m)

Ancho (m)

Longitud (m)

Volumen (m³)

Carpeta

0.20

8.20

1000

1640

Base

0.28