Trabajo-pavi.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

PAVIMENTOS

E.A.P INGENIERIA CIVIL

Docente: Ing. José Cayllahua Castro

PLANO ARQUITECTONICO DE CENTRO COMERCIAL

PAVIMENTOS

A: Ing. José Cayllahua Castro DE:  Antícona Guillen, Ronaldo  Damián Ramos, Adolfo  Echabaudis Espinoza, Félix  Flores Lizana, Stephane  Matamoros Condori, Macario  Mallcco Irrazabal, Luz Carolina  Pariona Escobar, Marcelino

 Quispe de la Cruz, Angela Fabiola  Quispe Sanes, Gabriel  Ramos Yachi, Yordan  Solis Boza, Samier Brayan  Soto Quinte, Thania  Vásquez Mendoza, Jhoshy

ASUNTO: INFORME DE VERIFICACION DE DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDO EN LA AV. LOS CHANCAS. ___________________________________________________________________________ Tenemos el agrado de dirigirnos a Usted para saludarle cordialmente, así mismo remitir el Informe realizado en Av. Los Chancas - Hvca de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil – Huancavelica.

Huancavelica, 20 de diciembre de 2018

VERIFICAFICACION DE DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDO EN LA AV. LOS CHANCAS OBJETIVOS I.

Objetivo Principal: 

Este presente trabajo de diseño tiene como objetivo principal, definir la verificación de diseño de pavimento rígido existente utilizando la metodología del AASHTO 93 de la Av. Los Chancas - Cercado Hvca.

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II.

1

Objetivos Secundario:  Obtener el valor de Esal considerando el estudio vehicular por 2 días x 24 horas.

 Recopilar la base teórica existente en la Av. Chancas sobre las variables utilizado en el diseño del pavimento existente.

 Comparar el resultado del diseño de pavimento rígido existente con el calculado en el presente trabajo.

UBICACIÓN DEPARTAMENTO: Huancavelica PROVINCIA: Huancavelica LUGAR DE VERFICACION: Av. Los Chancas ESTACION DE CONTROL: Cruce Av. Los Chancas – Av. Augusto B. Leguía.



Latitud: 12° 47’ 18’’



Longitud: 74° 58’ 13’’

Imagen N° 1: ubicación de lugar de control

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COORDENADAS UTM:

2

MARCO TEORICO A. ESTUDIO DE TRAFICO: El estudio de tráfico vehicular tiene por objeto, cuantificar, clasificar y conocer el volumen de los vehículos que se movilizan por la carretera Huancavelica – Lircay, específicamente en el tramo urbano comprendido entre km 0+000 (Intersección Av. Los Chancas – Av. Augusto B. Leguía) – km 1+550 (Av. Los Chancas). Las acciones de conteo de tráfico se han realizado durante 2 días consecutivos a las 24 hora del día comenzando el día sábado 15 de

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diciembre a las 0:00 horas y culminado el trabajo el día lunes 17 diciembre

3

a las 0:00 horas del 2018. B. METODOLOGÍA: El estudio del tráfico, está orientado a proporcionar la información básica para determinar los indicadores de tráfico (composición y volumen vehicular) de la carretera “Huancavelica -Lircay”. El tráfico se define como el desplazamiento de bienes y/o personas en los medios de transporte; mientras que el tránsito viene a ser el flujo de vehículos que circulan por la carretera, pero que usualmente se denomina tráfico vehicular. En el desarrollo del Estudio de Tráfico, se contemplan tres etapas claramente definidas: 

Recopilación de la información



Tabulación de la Información



Análisis de la información y obtención de resultados.

a) Recopilación de la Información: La información básica para la elaboración del estudio de tráfico procede de datos tomados directamente de campo con la realización de conteo por

cada 2 horas, en modo de aspectos académicos con el propósito de contar la información primaria y verificar el diseño del pavimento rígido. El tráfico es factor más importante para el diseño de pavimentos, la consideración de tráficos podría incluirse.

b) Alcances: El estudio de tráfico se realiza considerando lo siguiente:



Identificación de la demanda.



Se efectuarán conteos de tráfico durante 2 días en el cruce de la y Av. Los Chancas – Av. Augusto B. Leguía durante 24 horas.



Para los conteos de tráfico se aplicará el formato proporcionado por el docente a cargo del curso de pavimentos. Los conteos serán volúmenes y clasificados por tipo de vehículo y sentido. Durante 2 días continuos.



Con los correspondientes factores de corrección estacional, se obtendrá el índice medio diario anual (IMDA) de tráfico que corresponda a punto elegido. Por tipo de vehículo y total.

c) Estación de control: La estación de control se determinó con las consideraciones de que la intersección Av. Los Chancas – Av. Augusto B. Leguía que es el punto de aforo donde todos los vehículos provenientes del distrito de Lircay tienen su estación final así mismo lo vehículos que salen de Huancavelica. ESTACION Salida Lircay

TAREA Conteo vehicular.

d) Responsables: NOMBRE

HORA

OBSERVACIONES

ANTICONA GUILLEN, Ronaldo ECHABAUDIS ESPINOZA, Félix QUISPE SANES, Gabriel

0:00 - 2:00

Ninguna

2:00 - 4:00

Ninguna

4:00 - 6:00

Ninguna

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

4

MALLCCO IRRAAZABAL, Carolina QUISPE DE LA CRUZ, Fabiola FLORES LIZANA, Stephane VASQUEZ MENDOZA, Jhoshy SOTO QUINTE, Thania

6:00 - 8:00

Ninguna

8:00 - 10:00

Ninguna

10:00 - 12:00

Ninguna

12:00 - 14:00

Ninguna

14:00 – 16:00

Ninguna

ROMOS YACHI, Fabio SOLIS BOZA, Samier

16:00 – 18:00 18:00 – 20:00

Ninguna Ninguna

DAMIAN RAMOS, Alfonso

20:00 – 22:00

Ninguna

PARIONA Marcelino

22:00 – 24:00

Ninguna

ESCOBAR,

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C. METODOLOGIA PARA HALLAR EL PROMEDIO ANUAL (IMD)

5

La metodología para hallar el índice Medio Diario anual (IMD), corresponde a la siguiente formula: 𝐼𝑀𝐷 = 𝐼𝑀𝐷𝑠 ∗ 𝐹𝐶 𝑚

𝐼𝑀𝐷𝑠 = [

∑(𝑉𝐼 + 𝑉𝑠 + 𝑉𝑑 ] 7

Donde: 

IMDs = Volumen clasificado promedio de la semana.



VI = volumen clasificado día laboral (lunes, martes, miércoles, jueves, viernes).



Vn = Volumen clasificado días no laborables (día sabado (vs), domingo (Vd)).



FCm = Factor de corrección según el mes que se efectuó el aforo.

Obtención de los factores de corrección mensual

𝐹𝐶 𝑚 =

𝐼𝑀𝐷 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝐼𝑀𝐷 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠 𝐸𝑠𝑡𝑢𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑈𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑃𝑒𝑎𝑗𝑒

Donde:  FC m = factor de corrección mensual clasificado por cada tipo de vehículo.  IMD = Volumen Promedio diario Anual clasificado de la U. Peaje.  IMD mes del estudio = Volumen Promedio Diario, del mes en U. Peaje. D. CALCULO DE LOS VALORES DE EJES EQUIVALENTES DE CARGAEAL Para el cálculo del EAL se emplea la formula dada por el AASHTO. 𝑛

𝐸𝐴𝐿 = ∑( 𝐼𝑀𝐷0 )𝑖 (𝐹𝐸𝐶𝑉)(𝐺)(𝐷)(𝐿)(350)(𝑁)

Donde: 

(𝐼𝑀𝐷𝐼 ) = Números de vehículos Inicial de tipo t.



N = Periodo de diseño o vida útil del pavimento.



D = factor direccional, se asume 0.5 para carreteras de una calzada y dos sentidos de circulación



L = Factores de distribución del tránsito por carril, se asume 1.



G = factores de ejes equivalentes ( 𝑓𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑜 𝑓𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑋𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎𝑠 , por vehículo (FECV).

El factor de crecimiento del tráfico, se calcula aplicando la siguiente formula: [(1 + 𝑟)𝑛 − 𝑟] 𝑟 Donde: 

r = tasa de crecimiento



n = número de años

E. RELACION DE CARGAS POR EJE PARA DETERMINAR EJES EQUILVALENTES EN PAVIMENTOS RIGIDOS: Para el cálculo de los EE, se utilizarán las siguientes relaciones simplificadas, que resultaron de correlacionar los valores de la Guía

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𝑖=1

6

AASHTO 93, para las diferentes configuraciones de ejes de vehículos pesados (buses y camiones).

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TIPO DE EJE

7

EJE EQUIVALENTE (8.2 Ton)

Eje simple de rueda simple (𝐸𝐸𝑆1 )

𝐸𝐸𝑆1 = [𝑃/6.6]4.0

Eje simple de rueda simple (𝐸𝐸𝑆2 )

𝐸𝐸𝑆2 = [𝑃/8.2]4.0

Eje tándem (1 eje de ruedas dobles + 1 eje de rueda simple) (𝐸𝐸𝑇𝐴1 )

𝐸𝐸𝑇𝐴1 = [𝑃/14.8]4.0

Eje tándem (2 ejes ruedas dobles) (𝐸𝐸𝑇𝐴2 )

𝐸𝐸𝑇𝐴2 = [𝑃/15.1]4.0

Eje tridem (2 ejes ruedas dobles+1 eje rueda simple) (𝐸𝐸𝑇𝑅1 )

𝐸𝐸𝑇𝑅1 = [𝑃/20.7]3.9

Eje tridem (3 ejes de ruedas dobles) (𝐸𝐸𝑇𝑅2 )

𝐸𝐸𝑇𝑅2 = [𝑃/21.8]3.9

F. ESTUDIO DE SUELO SEGUN EL EXPEDIENTE: En la Actualidad la Av. Los Chancas se encuentra a nivel de afirmado, con secciones de carretera que varias ente 10 m y 14m de ancho. Este estudio se desarrolla con la finalidad de establecer, los tipos de suelos, que se encuentran bajo el pavimento afirmado actual, así como su posible comportamiento durante el periodo de servicio, involucra también el análisis de las características de los materiales de afirmado y la definición de su idoneidad para su reempleo en el proyecto. Es de percepción general que la exploración necesaria seria aquella que permitiese llegar a un completo conocimiento de las propiedades físicas y mecánicas de la totalidad de suelos involucrados en el tramo de estudio, sin embargo es prácticamente imposible

conocer detalladamente las

citadas propiedades en cada punto de la carretera , ya que ello implicaría contar con una gran logística que permita una labor tan minuciosa con las desventajas económicas y de tiempo que involucraría, en tal ámbito. a) Trabajo de Campo: En el expediente encontrado para determinar las características físico- mecánicas de los materiales del terreno de fundación se

llevaron a cabo investigaciones mediante la ejecución de pozos exploratorios a “cielo abierto” de 1.5 m de profundidad mínima, distanciadas cada 200m uno del otro, las que se distribuyeron alternadamente de tal manera que la información obtenida fuera representativa. Se llevo el registro de los espesores de cada una de las capas del sub- suelo, sus características de gradación y su estado de compacidad. b) Características de los Materiales de Fundación: El punto inicial (primera calicata) “km 0+000” se ubicó en las afueras de la ciudad de Huancavelica, en el cruce de la Línea Férrea y la Av. Huancayo, mientras que el último punto a una distancia de

Una vez definidos, los puntos de estudio en estos lugares se efectuaron perforaciones en la plataforma vial para desarrollar el perfil estratificado y establecer su capacidad de soporte. Estos pozos exploratorios se efectuaron a “cielo abierto” a una profundidad mínima de 1.5 m. Los suelos de fundación de la vía Av. Los Chancas. c) Capacidad Relativa de Soporte de los Suelos: De acuerdo a las características de los puntos, se efectuó la toma selectiva de muestras para ejecutar los ensayos de C.B.R. (ASTM1883) con la finalidad de establecer su capacidad relativa de soporte. Para determinar el valor representativo de la capacidad de soporte del suelo se utilizó un procedimiento estadístico basado en el criterio recomendado en el Manual de Diseño de Pavimentos de la AASHTO. Por lo tanto, los valores de CBR de diseño obtenidos son: 

CBR Promedio SUBSECTOR km0+000-km 1+550

CBR (%) Promedio al 95% de MDS 12.25

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Km 1+500.

8

D. Calculo ESAL:

VEHICULOS

ESQUEMA DE VEHICULO

A-C-C

AUTOS CAMIONETAS COMBIS

BUSES C-2

C-3

C-4

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8X4

9

T2S2

CARGA DE VEHICULO EJE

EJE EQUIVALENTE (E.E. 8.2 TON)

1

103.95

7

0.000527017 0.000527017 1.265366749 2.211793566 1.265366749 0.208426597 1.265366749

15

11.19720493

481.48

7

1.265366749

20.25

21

1.057720453

16.92

7

1.265366749

0.00

16

14.49521032

0.00

Eje simple de ruedas simples

7 10

1.265366749 2.211793566

29.10

Eje simple de ruedas dobles Eje tandem (2 ejes ruedas dobles)

16

0.299286831

6.88

7

1.265366749

10.12

16

1.260585019

10.08

10

2.211793566 1.265366749

17.69

7 16

1.260585019

0.00

16

0.299286831

0.00

7

1.265366749

11.39

16

14.49521032

130.46

21

43.01518246

387.14

7

1.265366749

0.00

16

34.53855695

0.00

10

5.270165551

0.00

16

34.53855695

0.00

7

1.265366749

5.06

16

1.260585019

5.04

16

14.49521032

57.98

16

1.260585019

5.04

DESCRPCIÓN Eje simple de ruedas simples Eje simple de ruedas simples Eje simple de ruedas simples Eje simple de ruedas dobles Eje simple de ruedas simples Eje simple de ruedas dobles Eje simple de ruedas simples Eje tandem (1 eje ruedas dobles + 1 eje ruedas simples ) Eje simple de ruedas simples Eje tridem (2 ejes ruedas dobles + 1 eje rueda simple) Eje tandem (2 eje ruedas simples ) Eje tandem (2 eje ruedas dobles )

T2Se2

Eje simple de ruedas simples Eje tandem (2 ejes ruedas dobles) Eje simple de ruedas dobles

T3S2

Eje simple de ruedas simples Eje tandem (2 ejes ruedas dobles) Eje tandem (2 ejes ruedas dobles)

T3S3

C3R3

C3R4

Eje simple de ruedas simples Eje tandem (2 ejes ruedas dobles) Eje tridem (2 ejes ruedas dobles + 1 eje rueda simple) Eje simple de ruedas simples Eje tandem (2 ejes ruedas dobles) Eje simple de ruedas dobles Eje tandem (2 ejes ruedas dobles) Eje simple de ruedas simples Eje tandem (2 ejes ruedas dobles) Eje tandem (2 ejes ruedas dobles) Eje tandem (2 ejes ruedas dobles) SUMATORIA DE F. IMDA

IMDA

1598 47 112 43

16

1 7 10 7 10

F. IMDA 0.84 0.84 59.47 141.72 23.34 54.41

0

23

8

0

9

0

4

50.87

0.00

1630

DIAS DEL AÑO

365

FACTOR DIRECCIONAL (DD)

1

FACTOR CARRIL (DL) r(% ) PERIODO DE DISEÑO (n) ESAL (EE)

1 3 20 198329

∆𝑃𝑆𝐼 log ( ) 4.5 − 1.5 log(𝑊18 ) = 𝑍𝑟 ∗ 𝑆𝑜 + 7.35 ∗ log(𝐷 + 1) − 0.06 + 1.624 ∗ 107 1+ (𝐷 + 1)8.46 ((𝑆 ′ 𝑐 ∗ 𝐶𝑑 ∗ 𝐷 0.75 ) − 1.132) + (4.22 − 0.32𝑝𝑡 ) ∗ log( ) 18.42 215.63 ∗ 𝐽 ∗ (𝐷 0.75 − 𝐸 ( 𝑐 )0.25 𝑘

Donde :           

W18 : Trafico Zr : Confiabilidad So : Desviación Estandar D : Espesor ∆𝑃𝑆𝐼: Cambio de Serviciabilidad Pt : Serviciabilidad Final 𝑆 ′ 𝑐 : Modulo de rotura 𝐶𝑑 : Coeficiente de drenaje J : Transferencia de Carga 𝐸𝑐 : Modulo de Elasticidad de concreto K : Modulo de Reacción

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E. DISEÑO DE PAVIMENTOS RIGIDOS – ASSHTO 1993:

10

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a) CONFIABILIDAD:

11

L a A v

Los chancas pertenece a la carretera Huancavelica –Lircay, por ende, tiene una clasificación (Arteria Principal) –(Urbana), asumiendo un R = 90%. b) DESVIACION ESTANDAR NORMAL

DESVIACION ESTANDAR NORMAL, VALORES QUE CORRESPONDEN A LOS NIVELES SELECCIONADOS DE CONFIABILIDAD CONFIABILIDAD R (%) (ZR) (So) 50 0.000 0.35 60 -0.253 0.35 70 -0.524 0.34 75 -0.647 0.34 80 -0.841 0.32 85 -1.037 0.32 90 -1.282 0.31 91 -1.340 0.31 92 -1.405 0.30 93 -1.476 0.30

94 95 96 97 98 99 99.9 99.99

-1.555 -1.645 -1.751 -1.881 -2.054 -2.327 -3.090 -3.750

0.30 0.30 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29

Se asumen los datos: - Desviación normal estándar (Zr): -1.282

c) ERROR ESTANDAR COMBINADA “So”: ( So )

Pavimentos Rígidos

0.30 - 0.40

Construcción Nueva

0.35

En Sobre Capas

0.40

- Error estándar (So): 0.35 d) MONOGRAMA PARA DETERMINAR EL MODULO DE REACCION COMPUESTO DE LA SUBRASANTE:

Con los datos: 

Los valores de capa expresados en psi/in o Pci. Debido a que la prueba de placa es costosa, usualmente, el valor de K se estima a partir de pruebas más simples como las del CBR. El resultado es válido ya que no se requiere una determinación exacta del valor K; las variaciones normales a partir de un valor estimado no afectarán apreciablemente el espesor requerido.

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TIPO

12

Entonces de acuerdo a lo registrado el suelo es Arenoso (SW, SP, SM, SC); por lo tanto, el Módulo resiliente de la Sub rasante es 15 MPa. 

Sub-Rasante: CBR (%) =12.25



Sub-Base:

CBR (%) =24

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Sabiendo que: Mr=2555*CBR^0.64 (psi)

13



Sub-Rasante: (Mr) =12 699.833 psi



Sub-Base:



Espesor (Sub-base) = D_sb = 8 ”= 200 mm

(Mr) =19 531.07 psi

De acuerdo al abaco, el módulo Compuesto de Reacción de la Sub-Rasante K=620 Rangos tipicos de los factores de perdida de soporte (LS) para diferentes tipos de materiales.

Entonces el módulo de reacción efectiva es: K=50 e) PERDIDA DE SERVICIABILIDAD:

INDICE DE SERVICIABILIDAD INICIAL Po = 4.5 para pavimentos rígidos

INDICE DE SERVICIABILIDAD FINAL Pt = 2.5 o más para caminos muy importantes

Po = 4.2 para pavimentos flexibles

Pt = 2.0 para caminos de transito menor

Asumimos:  

Po=4.5 Pt=2.5

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Por lo tanto, LS=2

14

f) DRENAJE:

CALIDAD DEL DRENAJE Excelente Bueno Mediano Malo Muy malo

Porcentaje del tiempo en que la estructura del pavimento esta

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Calidad del drenaje

15

TIEMPO QUE TARDA EL AGUA EN SER EVACUADA 2 horas 1 día 1 semana 1 mes el agua no evacua

expuesta a niveles de humedad próximos a la saturación Menos de 1%

1%-5%

5 % - 25 %

más del 25%

Excelente

1.25 - 1.20

1.20 - 1.15

1.15 - 1.10

1.10

Bueno

1.20 - 1.15

1.15 - 1.10

1.10 - 1.00

1.00

Mediano

1.15 - 1.10

1.10 - 1.00

1.00 - 0.90

0.90

Malo

1.10 - 1.00

1.00 - 0.90

0.90 - 0.80

0.80

Muy malo

1.00 - 0.90

0.90 - 0.80

0.80 - 0.70

0.70

Asumimos: 

Cd=1

g) COEFICIENTE DE TRANSMISION DE CARGA:

Valores de coeficiente de transmisión de carga. Hombro Elemento de transmisión de carga Con. Asfáltico

Con. Hidráulico

Tipo de Pavimento

SI

NO

SI

NO

No reforzado o Reforzado con Juntas

3.2

3.8 - 4.4

2.5 - 3.1

3.6 - 4.2

2.9 - 3.2

----

2.3 - 2.9

----

Reforzado Continuo

Siendo un pavimento reforzado con juntas de concreto hidráulico: 

J= 2.8

h) MODULO DE ROTURA DEL CONCRETO:



S'c = 8 - 10



(f'c)^0.5

Donde: f'c (psi) Entonces: f'c=210 kg/cm2 =2986.2 S'c =9*(2986.2) ^0.5 = 491.82 psi

j)

MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO:



Ec = 15100 ( f'c )^0.5 (kg/cm2)



Ec = 15100 ( 210)^0.5 = 218819.79 kg/cm2 =3111617.397

ESAL (W18):

W18 = 198329

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i)

16

17

VERIFICAFICACION DE DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDO EN LA AV. LOS CHANCAS | PAVIMENTOS

CONCLUSIONES 

Se obtenió un W18 igual a 198329 ya que solo se tomó una estación de

control

para

el

conteo

vehicular.

Este

resultado

es

significativamente inferior al consignado en el E.T, ya que este tuvo múltiples estaciones de conteo implementadas con encuestas origen – destino, trafico desviado, etc. Con cálculos realizados se obtuvo un espesor de losa de 15cm y el factor fundamental de este resultado es el W18, mientras que el consignado en el E.T es de 20cm. (en ambos casos se trabajo con una base de 8’’).

Caso Expediente Técnico

Análisis Av. Los Chancas



R = 90%



R = 90%



Zr = -1.282



Zr = -1.282



So = 0.35



So = 0.35



K = 45



K = 50



Pt = 4.5



Pt = 4.5



Po = 2.5



Po = 2.5



Cd = 1.1



Cd = 1



J = 2.7



J = 2.8



S’c = 631 psi



S’c = 491.82 psi



F’c = 280



F’c = 210



Ec = 3597100



Ec = 3111617.397



W18 = 3.6 E+06



W18 = 198329



D (pulg) = 8’’



D (pulg) = 5.9’’

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

18

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ANEXOS

 De las 00 horas hasta las 2:00 am.

19  De las 4:00 am hasta las 6:00 am.

 De las 02:00 pm hasta las 4:00 pm

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 De las 12:00 pm hasta las 02:00 pm.

20

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 De las 4:00 pm hasta las 06:00 pm.

21  Formato del Conteo de Trafico.