Evaluación De Los Materiales

Evaluación de los materiales. Para el diseño de los espesores de una sección estructural del pavimento flexible, el método actual del Instituto del Asfalto, considera como parámetro fundamental, dentro de la evaluación de los materiales, la obtención del Módulo de Resiliencia (Mr), con recomendaciones del método de prueba descrito en el Manual de Suelos MS-10 del propio Instituto. para un diseño preciso, se recomienda llevar a cabo la prueba del Módulo de Resiliencia para la capa de la subrasante. sólo se aplican a materiales de la capa subrasante, no sirviendo para materiales granulares que se pretendan emplear en las capas de subbase o de la base.

Módulo de Resilencia • La propiedad determinante de la subrasante es el Módulo de Resilencia (Resilient Modulus, Mr). Se describe en el Manual de Suelos (MS-10)del I.A. • Este valor del Mr. De los suelos de subrasante depende de la magnitud del esfuerzo bajo la carga de diseño. El método de ensayo recomienda una presión de confinamiento y un esfuerzo desviador que son razonables para la mayoría de los ensayos . • Parafacilitarelusodelascartasdediseñoconotrosensayosampliamenteus ados, se han establecido correlaciones del Mr con el CBR (T-193 de AASHTO)

Mr (kg/cm2) =

100

CBR

Módulo de Resilencia de diseño El criterio más difundido para la determinación del valor de resistencia de diseño es el propuesto por el Instituto del asfalto, el cual recomienda tomar un valor total, que es el 60, el 75 o el 87. 5% de los valores individuales sea igual o mayor que el, de acuerdo con el tránsito que se espera circulen sobre el pavimento, como se muestra en la tabla

• Con las muestras de material obtenidas en el campo y con los resultados obtenidos en el laboratorio para determinar sus Módulos de Resiliencia, el diseñador deberá calcular el Mr de diseño de la capa subrasante, con los percentiles sugeridos en la Tabla anterior

Para los requerimientos de compactación en las capas de base y subbase, el actual método proporciona las siguientes recomendaciones: Capas de base y subbase formadas con materiales granulares sin tratamiento, esto es, no estabilizadas, deberán compactarse con un contenido de humedad óptimo más menos 1.5 puntos en porcentaje, para alcanzar una densidad mínima del 100% de la densidad máxima de laboratorio, sugiriendo se utilice el Método AASHTO T180 o el ASTM D1557. Así mismo, recomienda los siguientes valores para las diferentes pruebas a realizarse con materiales de bases y subbases:

El Instituto Mexicano del Transporte recomienda los valores siguientes:

MATERIALES PARA LA CONSTRUCCION DE PAVIMENTOS. En cuanto a la rodadura, el método considera la utilización de mezcla asfáltica del tipo concreto asfaltico y en uno de sus casos, tratamiento superficial doble. Las bases pueden ser en concreto asfaltico, estabilizadas con emulsión asfáltica o granulares. Las bases estabilizadas con emulsión asfáltica corresponden a tres tipos de mezcla, según la clase de agregado utilizado.

CONSIDERACIONES AMBIENTALES el método contempla factores de medio ambiente y varios tipos o clases de asfalto según las necesidades particulares de los usuarios. Esto es, tres diferentes temperaturas, según la región donde se pretenda construir el pavimento, climas fríos, templados y calientes, 7ºC, 15.5ºC y 24ºC, respectivamente, empleando cementos asfálticos desde el AC-5 hasta el AC-40, recomendándose la clasificación siguiente:

En cuanto a requerimientos de espesores mínimos, en función del nivel de tránsito en ejes equivalentes, el método recomienda los siguientes valores: A) Para superficies de concreto asfáltico construidas sobre bases emulsificadas:

B) Para superficies de concreto asfáltico construidas sobre bases granulares sin estabilizar:

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO El diseño del pavimento por este método requiere de la ejecución ordenada de los siguientes pasos. a) Estimación esperada del transito durante el periodo de diseño expresado como numero de acumulado de ejes simples equivalentes de 8.2 toneladas en el carril de diseño. b) Determinación de la resistencia de los suelos típicos de la subrasante. Si se emplea el ensayo CBR deberá aplicarse la formula de correlación que le corresponda. c) Elección de los tipos de base y capa de rodadura a utilizar. Para cada tipo de base elegido el método presenta una grafica de diseño que permite determinar los espesores de las diversas capas del pavimento. Ahora bien, siempre que se desea utilizar bases estabilizadas de los tipos II y III deberán cubrirse con concreto asfaltico en espesor no inferior a los que se indican en la siguiente tabla VI-2.

Ejemplo: Diseñar un pavimento para una vía de dos carriles en la que se espera un tránsito promedio diario inicial de 700 vehículos de los cuales un 40% son comerciales. La tasa anual de crecimiento del tránsito se estima en 8%. Se ha previsto un periodo de diseño de 10 años. El factor camión es de 1.5. El suelo de subrasante es una arena arcillosa cuyo CBR es de 9%. Solución. 1. Se calcula el numero acumulado de ejes equivalentes de 8.2 toneladas en el carril de diseño y durante el periodo de diseño (N)

i = tasa anual de crecimiento del tránsito en cifras decimales.

Factor de distribución por dirección Es el factor del total del flujo vehicular censado, en la mayoría de los casos este valor es de 0.5; ya que la mitad de los vehículos va en una dirección y la otra mitad en la otra dirección. Puede darse el caso de ser mayor en una dirección que en la otra, lo cual puede deducirse del conteo de tránsito efectuado.

Factor de distribución por carril. El carril de diseño es aquel que recibe el mayor número de ejes de carga equivalente de 8.2 ton . Para un camino de dos carriles, cualquiera puede ser el carril de diseño, ya que el tránsito por dirección forzosamente se canaliza en ese carril.

𝑁𝐸𝑆𝐸𝑖 = 700 x 0.40 x 0.50 x 1.00 x 1.5 x 365 𝑁𝐸𝑆𝐸𝑖 = 76650

N=76650

1+0.08 10 −1 𝑙𝑛 1+0.08

N=76650 x 15.05859303 N= 1.15 × 106

2.- Se determina el modulo de resiliencia del suelo típico de subrasante a partir del CBR Mr=100(9)= 900 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 3.- determinación de los espesores de diseño en función de los parámetros calculados anteriormente

3.1 alternativa en espesor pleno de concreto asfaltico A partir de los datos básicos y utilizando la figura 5.18, se tiene que el espesor del pavimento, en concreto asfaltico es de 21 cm • Si se utiliza base estabilizada del tipo II el espesor total del pavimento debe ser 26 cm (figura 5.20) como el espesor minimo de concreto asfaltico según la tabla 5.43 debe ser 10 cm, la base estabilizada tendrá 26-10= 16 cm

3.2 alternativa de pavimento con base estabilizada con emulsion asfáltica. Tipo I, II, III • Si se desea utilizar una base estabilizada con emulsion asfáltica, del tipo I su espesor debe ser 22.5 cm (figura 5.19) cubiertos por u tratamiento superficial

• Si se utiliza base estabilizada del tipo II el espesor total del pavimento debe ser 26 cm (figura 5.20) como el espesor minimo de concreto asfaltico según la tabla 5.43 debe ser 10 cm, la base estabilizada tendrá 26-10= 16 cm

𝟏𝟎𝟒

𝟏𝟎𝟑

𝟏𝟎𝟐

• Si se desea construir una base estabilizada del tipo III el espesor necesario del pavimento es de 31 cm (figura 5.21) y por lo tanto la base tendrá 21 cm, si se tiene en cuenta que sobre ella deben colocarse 10 cm, en concreto asfaltico.

3.3 alternativa de pavimentos con capas granulares • Si se desea colocar capas granulares de 10 cm de espesor, se utiliza la figura 5.22, donde se determina que sobre ellas deben colocarse 17.5 cm.

• Si se desea que las capas granulares tengan 10 cm de espesor se utiliza la figura 5.26, donde se obtienen 14 cm en concreto asfaltico. En este caso 15 de los 30 cm de capas granulares podrán construirse con material que presente características de base y el resto con material apto para subbase