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


Pavimentos EspecialesPavimentos Especiales

AASHTO 1993AASHTO 1993Flexible Pavement Design EquationFlexible Pavement Design Equation


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


¿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.


1.0 Introducción1.0 Introducción


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


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.


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.


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.


AASHO Road Test (4)AASHO Road Test (4)1958 - 1961

AASHO Road Test

Picture from: Highway Research Board Special Report 61A-G


TrucksTrucks

AASHO Road Test


Desarrollo Desarrollo Histórico (6)Histórico (6)



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)


¿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


¿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.


¿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


¿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


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)


Estado del conocimiento y de la practica en diseño de pavimentos


Sección Típica de PavimentoSección Típica de Pavimento


Secciones TípicasSecciones Típicas


Tipos dePavimentos


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)


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)


Tipos de Pavimentos Tipos de Pavimentos compuestoscompuestos

White topping

Black topping


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


Comportamiento de la Comportamiento de la estructuraestructura


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


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


¿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


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


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


AASHO Road TestAASHO Road Test


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: fć= 3500 psi (245 Kg/cmResistencia a los 14 días: fć= 3500 psi (245 Kg/cm22) y ) y

Sć: 550 (39 Kg/cmSć: 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


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


• 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


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)


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


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


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


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


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


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


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


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


2da sesión: 2da sesión: Modelos Matemáticos e Modelos Matemáticos e

Idealización del Idealización del ComportamientoComportamiento


SylaboSylabo 1.1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN


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


2.0 Revisión del Método 2.0 Revisión del Método Mecanístico CalibradoMecanístico Calibrado


2.1 Modelos matemáticos e 2.1 Modelos matemáticos e

idealización del comportamientoidealización del comportamiento

Modelos de Idealizacion delComportamientoDe los materiales


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


2.1.1 Pavimentos 2.1.1 Pavimentos FlexiblesFlexibles



Distribución de esfuerzos por la acción de la carga de los neumáticos


Sistema de una capaSistema de una capa

Método de BoussinesqMétodo de Boussinesq


Sistema de una capa (cont.)Sistema de una capa (cont.)

Soluciones gráficas de la ecuación de Boussinesq


Comparación boussinesq-Comparación boussinesq-comportamiento realcomportamiento real


Simulación mediante elementos Simulación mediante elementos finitosfinitos


Distribución de esfuerzo mediante Distribución de esfuerzo mediante elementos finitoselementos finitos


Metodos aproximadosMetodos aproximados

Distribución de esfuerzosReal en placas rígidas

División en capas con Propiedades determinadasMediante las ecuaciones constitutivas


Sistema de dos capasSistema de dos capas


Sistema de dos capas (cont)Sistema de dos capas (cont)


Conversión eje tandem a eje Conversión eje tandem a eje simplesimple


Sistema de tres capasSistema de tres capas


Sistema de tres capas (cont.)Sistema de tres capas (cont.)


Ecuaciones constitutivasEcuaciones constitutivas

Suelos granulares Suelos finos


Modulo de resilencia de sub Modulo de resilencia de sub rasante y base granularrasante y base granular


Modelos viscoelasticosModelos viscoelasticos


Modelos viscoelasticos (cont)Modelos viscoelasticos (cont)


Fatiga en mezcla asfálticaFatiga en mezcla asfáltica


2.1.2 Pavimentos 2.1.2 Pavimentos RígidosRígidos


Esfuerzos por gradiente térmicoEsfuerzos por gradiente térmico


Esfuerzos por fricciónEsfuerzos por fricción


Modelo de winklerModelo de winkler


Esfuerzos en esquinaEsfuerzos en esquina


Método para transformar ruedas Método para transformar ruedas tanden en simplestanden en simples


Carga dentro de la losaCarga dentro de la losa


COMPORTAMIENTO ESTRUCTURALCOMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL


COMPORTAMIENTO FUNCIONAL


44tata sesión: sesión: Programas de cómputo Programas de cómputo

KENLAYER y KENSLABSKENLAYER y KENSLABS


2.2.1 Pavimentos Flexibles2.2.1 Pavimentos Flexibles


Sistema Elástico MulticapasSistema Elástico Multicapas


Ejes tandem y tridemEjes tandem y tridem

TANDEM TRIDEM


Puntos de análisisPuntos de análisis


Suelos finos no linealesSuelos finos no lineales


Ejemplo Nº1 (lay1)Ejemplo Nº1 (lay1)


2.2.2. Pavimentos Rígidos2.2.2. Pavimentos Rígidos


Numeración de losasNumeración de losas


Simetria de cargasSimetria de cargas


Ejemplo Nº1 (slab1)Ejemplo Nº1 (slab1)


Ejemplo Nº2 (slab2)Ejemplo Nº2 (slab2)


33rara sesión: sesión: Aplicación del método Aplicación del método

mecanístico en el diseño de mecanístico en el diseño de pavimentospavimentos


2.2.1 Pavimentos Flexibles2.2.1 Pavimentos Flexibles


TráficoTráfico


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


fisuramiento por Fatigafisuramiento por Fatiga


Influencia de la carga (Maryland Test)Influencia de la carga (Maryland Test)


AhuellamientoAhuellamiento


Modelo de análisis por temperaturaModelo de análisis por temperatura


Fatiga TermicaFatiga Termica

Módulo de rigidez de la mezcla


Fatiga TermicaFatiga Termica

Resistencia de lamezcla a la

tensión


2.2.2. Pavimentos Rígidos2.2.2. Pavimentos Rígidos



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


Distresswidth

Transv.Joint

longitudinales



Transv.Joint

TrafficSlab

Shoulder


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



Traffic

Shoulder


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


DescensoDescenso


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


% 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


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

.


Fatiga térmicaFatiga térmica

Positive Gradient

Negative Gradient

Tsup > T inf

Tsup < Tinf


Fatiga TérmicaFatiga Térmica

2

T**E*C Tpcccurl

coshsinh

tan*coshsinh22sin

coshcos21C

=Jtspace

8[Sexagesimal degrees]


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


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

/*


Evaluación del Evaluación del comportamiento comportamiento de un pavimento de un pavimento

rígidorígido


66tata sesión: sesión: Estabilización de suelos y Estabilización de suelos y

geosintéticosgeosintéticos





33 MATERIALES Y ENSAYOSMATERIALES Y ENSAYOS• a).a).Ensayos EspecialesEnsayos Especiales• b).b).Estabilización Estabilización • c).c). GeosintéticosGeosintéticos • d).d).Asfaltos modificadosAsfaltos modificados



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


PRINCIPALES PROBLEMASPRINCIPALES PROBLEMAS

¡ AGUA !¡ AGUA !


¡ AGUA !¡ AGUA !


CAMINOS NO CAMINOS NO PAVIMENTADOSPAVIMENTADOS

! AHUELLAMIENTOS, BACHES Y ENCALAMINADOS !

! AHUELLAMIENTOS, BACHES Y ENCALAMINADOS !

! POLVAREDA Y PERDIDA DE AGREGADOS !! POLVAREDA Y PERDIDA DE AGREGADOS !


Tipo de estabilizaciónTipo de estabilización


Estabilización por tipo de sueloEstabilización por tipo de suelo


Estabilización mecánicaEstabilización mecánica


Selección del tipo de estabilizadorSelección del tipo de estabilizador


Estabilizacion con calEstabilizacion con cal


Estabilización con cal (2)Estabilización con cal (2)


Estabilización Estabilización con cal (3)con cal (3)


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:


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


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


Estabilización con cemento (1)Estabilización con cemento (1)


Estabilización con cemento (2Estabilización con cemento (2


Estabilización con asfalto (1)Estabilización con asfalto (1)


Estabilización Estabilización con asfalto con asfalto

(4)(4)


VISTAS DEL PROCESO CONSTRUCTIVOVISTAS DEL PROCESO CONSTRUCTIVO


CONTROL DE CALIDAD EN OBRACONTROL DE CALIDAD EN OBRA


VISTAS DEL TRAMO ESTABILIZADOVISTAS DEL TRAMO ESTABILIZADO


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.


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.


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


Estabilización con PolimerosEstabilización con Polimeros


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


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


77mama sesión: sesión: GeosintéticosGeosintéticos





33 MATERIALES Y ENSAYOSMATERIALES Y ENSAYOS• a).a).Ensayos EspecialesEnsayos Especiales• b).b).EstabilizaciónEstabilización • c).c). GeosintéticosGeosintéticos • d).d).Asfaltos modificadosAsfaltos modificados



Aplicaciones de los geosintéticosAplicaciones de los geosintéticos


Empleo de Empleo de geosintéticosgeosintéticos


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


RefuerzoRefuerzo


RefuerzoRefuerzo

Confinamiento


Refuerzo de capas de bases granulares Refuerzo de capas de bases granulares en vías pavimentadasen vías pavimentadas

Mecanismos de refuerzoMecanismos de refuerzo

Confinamiento


Restricción lateralRestricción lateral


SeparaciónSeparación


FUNCIONES: Separación y Estabilización

Geotextil Estabilizador

Subrasante


SeparaciónSeparación


Barrera Barrera


Refuerzo de bases de pavimentos apoyados Refuerzo de bases de pavimentos apoyados sobre suelos blandossobre suelos blandos

(CBR < 5%)(CBR < 5%)


1010mama Sesión: Sesión:Pavimentos de AlturaPavimentos de Altura


Procedimiento de análisisProcedimiento de análisis


Esfuerzos por temperaturaEsfuerzos por temperatura


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)


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..


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.


Temperatura de fallaTemperatura de falla


Esfuerzos críticosEsfuerzos críticos


Esfuerzos por temperaturaEsfuerzos por temperatura


Patrón de fallasPatrón de fallas


Agrietamiento transversal parcial


Agrietamiento transversal a medio carril


Agrietamiento transversal múltiple


Agrietamiento en bloque


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



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


Módulo de rigidez del asfaltoMódulo de rigidez del asfalto


Resistencia a la tensión de la Resistencia a la tensión de la mezcla asfálticamezcla asfáltica


Esfuerzo de rotura función de la Esfuerzo de rotura función de la rigidez de la mezclarigidez de la mezcla



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


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]


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


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




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


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


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




-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


-202468

101214

0 2 4 6 8 10 12 14

Tiempo en años

Esf

uerz

os K

g/cm

2


Tramo: San Mateo - Morococha

Tramo: Huayre - Chicrin

Tramo: Morococha - La Oroya


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


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


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


Pronóstico de agrietamiento por fatiga, criterio de deformaciones constantes Shell 02


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


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


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.


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.


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


.

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


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.


1111mama Sesión: Sesión:Pavimentos RecicladosPavimentos Reciclados


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


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


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.


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


- Si presenta anchos uniformes.

- Si carece de Bermas.

- Si presenta Ahuellamientos.

- Comportamiento Estructural

EVALUACIÓN DE LA VIA

Establecer :


- 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


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.


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


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.


• 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.


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.


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 %


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)


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. -


EQUIPOS Y PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

Diversidad de Equipos

Disponibilidad de Equipos

Equipos en nuestro Medio

Material Bituminosos (Emulsiones)

Procedimientos Constructivos.-

• En Caliente .-

• En Frío.-


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


RECICLADO EN FRÍO EN EL LUGARRECICLADO EN FRÍO EN EL LUGARPavimentos antes y después del recicladoPavimentos antes y después del reciclado


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


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


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.


MUCHAS GRACIAS

pavimentos 3ra clase

Documents

pavimento ing

ensayo en pavimentos

titulacion capitulo

introduccin ing

pavimento rgido ing

transportes ing

deslizamiento ing

aire ing