INDICE

SUPERVISIN TCNICA Y AMBIENTAL DEL PROYECTO

CONSTRUCCIN DE LA CARRETERA MONTEAGUDO - IPATI,

TRAMO I: MONTEAGUDO - MUYUPAMPA

SUPERVISIN TCNICA Y AMBIENTAL DEL PROYECTO

CONSTRUCCIN DE LA CARRETERA MONTEAGUDO - IPATI,

TRAMO I: MONTEAGUDO - MUYUPAMPA

INDICE

1ANTECEDENTES

21.PAVIMENTO FLEXIBLE

31.1.Periodo de diseo

31.2.Materiales

31.2.1.Capacidad Portante de la subrasante

41.2.2.Capa subbase

41.2.3.Capa base

51.2.4.Superficie de rodamiento

51.2.5.Yacimientos de materiales

61.3.Mdulo resiliente

71.4.Coeficiente de drenaje

71.5.Caractersticas de los materiales

71.5.1.Superficie de rodamiento

71.5.2.Capa base

71.5.3.Capa subbase

71.6.Trfico

81.6.1.Determinacin de Ejes Equivalentes

81.6.2.Factor Equivalente Vehicular

101.6.3.Trfico de diseo

131.6.4.Determinacin de Esals de diseo

131.6.5.Distribucin direccional

131.6.6.Distribucin por carriles

131.7.Confiabilidad y Desviacin Standard

141.8.Evaluacin del ndice de Servicio y su variacin

141.8.1.Serviciabilidad Inicial (po)

141.8.2.Serviciabilidad Final (pt)

141.9.Nmero estructural

151.10.Diseo estructural

162.Conclusiones y Recomendaciones

DISEO DE PAVIMENTOS

ANTECEDENTES

En el presente captulo se realiza la actualizacin del diseo de pavimentos de la segunda fase del Estudio de Factibilidad Tcnico Econmica, Impacto Ambiental y Diseo Final de la Carretera Monteagudo-Muyupampa-Ipati.

El proyecto de mejoramiento y pavimentacin de la Carretera Monteagudo Ipati, del departamento de Chuquisaca se encuentra considerado como prioridad nacional dentro el plan vial de la A.B.C. y en el mbito de las estrategias de desarrollo regional, en consideracin a los siguientes factores:

Necesidades de integracin fsica de Bolivia

Mejorar las condiciones de infraestructura vial para la exportacin

La urgencia de mejorar las condiciones de vida de las comunidades

La carretera Sucre - Tarabuco-Padilla - Monteagudo-Muyupampa-Ipati, se vincula con el corredor de exportacin Trinidad - Santa Cruz - Yacuiba y Ramal Boyuibe - Fortn Villazn.

Este Corredor tiene carcter prioritario debido a que:

Integra los departamentos del Beni, Santa Cruz, Chuquisaca y Tarija a la economa del pas.

Es parte complementaria de corredor Tambo Quemado-Puerto Surez y de la Red Troncal.

Permite el acceso a los puertos de la Repblica Argentina y hacia el Corredor Boyuibe, Fortn Villazn (Asuncin del Paraguay).

El mejoramiento del trazo de la actual carretera Monteagudo - Muyupampa - Ipati, contribuir decisivamente al logro de los anteriores propsitos de integracin y de desarrollo de la zona de influencia del proyecto, la cual en la actualidad tiene deficiencias de comunicacin con otras regiones del pas, frenando su desarrollo econmico y social.

A solicitud de la ABC se actualiza el diseo de pavimentos con concreto asfltico modificado con polmeros.

1. PAVIMENTO FLEXIBLE

El concepto bsico del diseo de pavimento de asfalto (flexible) es proporcionar un espesor de pavimento para prevenir la deformacin permanente del suelo de fundacin y una superficie de concreto asfltico o tratamiento superficial adecuadas o una combinacin de la carpeta de rodado ms una base y/o subbase para prevenir el agrietamiento por fatiga.

El efecto combinado del clima, edad y trnsito produce deterioro en los pavimentos asflticos. La Figura 1 muestra una estructura de pavimento tpica con los puntos crticos que conducen a los deterioros estructurales antes mencionados.

Carga de Rueda

CONCRETO ASFALTICO O TRATAMIENTO SUPERFICIAL

(r

BASE GRANULAR

SUB-BASE GRANULAR

(v

SUELO DE FUNDACION

Figura 1: Pavimento asfltico sobre base y subbase granular.

Donde:

(r:Deformacin radial unitaria por traccin de la capa asfltica.

(v:Deformacin vertical unitaria a nivel del suelo de fundacin.

El agrietamiento por fatiga se produce por deformaciones radiales de traccin excesivas a nivel de la base de la carpeta asfltica por la accin de las cargas de trnsito, mientras que el ahuellamiento se produce por lo general por deformaciones verticales excesivas a nivel de suelo de fundacin (subrasante).

El fenmeno de ahuellamiento puede ser originado por dos causas diferentes:

Concreto asfltico o revestimiento inestable, con lo que el material "fluye" bajo la accin del trnsito.

Estructura de pavimento dbil, con las consiguientes deformaciones verticales por compresin excesiva en las diferentes capas del pavimento especialmente el suelo a nivel de subrasante.1.1. Periodo de diseoSe distinguen dos variables: el periodo de diseo (tambin llamado vida til del pavimento) y el periodo de anlisis. La vida til o periodo de diseo es el tiempo que media entre la construccin y una rehabilitacin importante del pavimento, la que se produce cuando ste alcanza un grado de serviciabilidad mnimo.El periodo de anlisis es el tiempo total que cada estrategia de diseo debe cubrir. Puede ser igual que la vida til, pero en el caso donde se prevn reconstrucciones a lo largo del tiempo, este periodo comprende varios periodos de vida til.

En esta etapa de diseo final se realiza el diseo con concreto asfaltico, para un periodo de anlisis de 20 aos, ejecutado en dos etapas cada una con una vida til de 10 aos.1.2. Materiales

1.2.1. Capacidad Portante de la subrasante

Para la determinacin de la capacidad portante de la subrasante se han utilizado los datos del Estudio de Geologa y Geotcnia, que tiene informacin de pozos o calicatas ejecutados a lo largo de la traza del proyecto. Los resultados de los ensayos y observaciones se volcaron en un perfil geotcnico donde se indican las constantes fsicas (Lmite Lquido, ndice de Plasticidad), porcentaje de finos (Pasa Tamiz N 200), la clasificacin del suelo segn el criterio de la AASHTO, densidades (Proctor T-180), valores de CBR y las profundidades y progresivas de las muestras extradas.El material tipo que se extrajo como muestra representativa del tramo corresponde a suelos granulares como del tipo A24 constituido preponderantemente por arenas limosas, consiguientemente como tramo tiene un apreciable valor soporte. No existe importante presencia de grava y los suelos finos se encuentran localizados.

Los sectores con presencia de roca, segn el relevamiento del estudio geotcnico, debern ser rebajados en una profundidad de 0.30 m para lograr un apoyo uniforme en relacin a las partes de la carretera que descansan sobre subrasante de suelo natural, para un posterior reemplazo con la colocacin de material compactado de yacimiento.

El CBR se constituye en el parmetro representativo de resistencia de los suelos y es fundamental el considerarlo en el diseo tanto del pavimento flexible como del pavimento rgido. De esta manera, resulta muy adecuado el mtodo propuesto por el Instituto del Asfalto (mtodo de recurrencia) para la determinacin del CBR representativo. Este mtodo considera el agrupamiento de los suelos mediante valores similares de CBR y realizando un tratamiento estadstico, se obtiene el percentil para el clculo del Mdulo Resiliente de subrasante. En funcin al nivel de trnsito (nmero de Ejes Equivalentes esperado) durante el periodo de anlisis se determina el valor percentil.

NIVEL DEL TRNSITOVALOR PERCENTIL PARA

DISEO DE SUBRASANTE

Menor de 10,000 ejes equivalentes60.00

Entre 10,000 y 1000,000 de ejes Equivalentes75.00

Mayor de 1000,000 de ejes Equivalentes87.50

Tabla 2.1.: Valor Percentil para Diseo de Subrasante segn el Nivel de Trnsito

Dado que en este proyecto el nmero de Ejes Equivalentes es menor a un milln durante el periodo de anlisis, corresponde aplicar el 75% del valor percentil. En el Informe de Suelos, se detalla el clculo de estos valores cuyo proceso ha determinado un CBR de 18.5 y 14% para los tramos Monteagudo-Muyupampa y Muyupampa-Ipati respectivamente. Por temas de seguridad, en esta actualizacin del diseo, se decide utilizar para los dos tramos un CBR del 10%.En el Estudio de Geotcnia estn identificados los sectores crticos que tienen valores de CBR inferiores. En estos sectores se recomienda realizar cambio de material en espesores entre 0.40 y 0.60 m para que la subrasante tenga el valor de soporte adecuado a este diseo.1.2.2. Capa subbase

Se considera la utilizacin de una capa subbase para la alternativa elegida en concreto asfltico modificado con polmeros. En la zona existen los yacimientos suficientes para la obtencin de este material. Los materiales a ser empleados en la sub base deben presentar un ndice de soporte de California (CBR) igual o mayor a 40% y una expansin mxima de 1%, siendo estos ndices determinados con la energa de compactacin del ensayo AASHTO T180D y para la densidad seca correspondiente al 97% de la mxima. El material para subbase no deber presentar ndice de plasticidad mayor que 6 (IP menor o igual a 6) y lmite lquido mayor que 25 (LL menor o igual a 25).1.2.3. Capa base

De la misma manera, se considera una capa base para que el concreto asfltico modificado con polmeros descanse sobre sta. En el lugar de emplazamiento de este proyecto, aqul yacimiento apto para capa subbase ser necesario incorporar material chancado para elevar el CBR y obtener una material apto para asiento de la capa de rodadura. El ndice de Soporte de California deber ser del 80% y la expansin mxima ser de 0.5%. Se deben emplear materiales homogneos, de un tipo nico de agregados gruesos que presenten un porcentaje de desgaste "Los ngeles" inferior a 50% a 500 revoluciones. Los agregados debern consistir en partculas o fragmentos duros y durables de piedra triturada o semi triturada, escoria triturada o grava triturada1.2.4. Superficie de rodamiento

Se considera la alternativa en concreto asfltico modificado con polmeros. En la zona existen los yacimientos de materiales suficientes segn la necesidad de estas capas.Los agregados ptreos para concreto asfltico modificado con polmeros deben ser partculas provenientes de la trituracin de grava o piedra de buena calidad. El desgaste no debe ser superior a 40%, a 500 revoluciones al ser sometidos al ensayo Los ngeles. El asfalto diluido podr ser de curado rpido RC-250 o medio MC-30 con una penetracin 85-100.

1.2.5. Yacimientos de materiales

Se han obtenido muestras de los diferentes potenciales yacimientos de material. Se han realizado ensayos de: Granulometra, Limites de Atterberg, ensayos de compactacin (AASHTO T 180 D y CBR AASHTO T -193 D), con la humedad optima del ensayo T -180 D en las muestras seleccionadas con las caractersticas por tipo de suelo calculados los ndices del Grupo y la clasificacin AASHTO.

Los yacimientos definidos como fuente de materiales para el concluir el proyecto Monteagudo Muyupampa, se encuentran detallados en el correspondiente estudio de suelos y geotecnia. 1.3. Mdulo resiliente

El mdulo resiliente (MR) es aqul factor con unidades de resistencia (fuerza/longitud2) que representa de una manera muy real el comportamiento de los suelos ante las cargas repetitivas de los vehculos. Est relacionado con las deformaciones a las que el suelo es sujeto y considera el efecto del confinamiento ante el movimiento lateral. El mdulo resiliente efectivo es una medida que representa el efecto combinado de todos los valores de mdulos estacionales en una media ponderada.

En la Gua AASHTO se menciona que ante la imposibilidad de contar con los equipos para realizar ensayos con el mdulo resiliente, se pueden utilizar las correlaciones con el CBR. Las siguientes correlaciones desarrolladas en Sudfrica son de amplio uso en Latinoamrica:

para CBR entre 2 y 12%

para CBR entre 12 y 80%

Aplicando estas correlaciones para el CBR procesados segn lo detallado en el Informe de Suelos, se obtienen los valores de MR presentados en la siguiente tabla:SUBTRAMOCBR

ADOPTADOMR

(MPa)

Monteagudo-Muyupampa1076,800

Muyupampa-Ipati1076,800

Tabla 2.2.: Mdulos Resilientes segn tramos

1.4. Coeficiente de drenaje

El efecto del drenaje en la vida de un pavimento para pavimentos flexibles se cuantifica a travs del uso de un coeficiente de drenaje (mi). Este factor ha sido integrado en las ecuaciones de nmero estructural como un modificador al coeficiente de capa (ai) y al espesor de la capa (di).

El coeficiente de drenaje slo tiene sentido al considerar los efectos de drenaje en bases y subbases no tratadas y en zonas donde la presencia del agua tanto por lluvia como la subsuperficial es de consideracin. La zona del proyecto no est considerada de alta pluviosidad ni tampoco existe la presencia importante de agua por debajo del pavimento. Por otro lado, el posible efecto del agua en la superficie de una pista con concreto asfltico no se considera debido a su impermeabilidad. De este modo, se ha considerado para todas las capas un valor mi = 1.

1.5. Caractersticas de los materiales

A continuacin se describen las propiedades relevantes de las distintas partes del pavimento flexible cuyos valores son introducidos en el diseo para la consideracin de su capacidad relativa de resistencia y comportamiento a las deformaciones.1.5.1. Superficie de rodamiento

La superficie de rodamiento est constituida, para los dos casos considerados con concreto asfltico modificado con polmeros. El coeficiente estructural que corresponde a una carpeta asfltica cuando se emplea cemento asfltico convencional es de 0.42, sin embargo como se tiene la provisin de usar un cemento asfltico modificado con polmeros, es necesario considerar un coeficiente de aporte estructural mayorado precisamente por la presencia de dicho modificar que mejora el comportamiento de la carpeta asfltica tanto en bajas como altas temperaturas.No obstante, por emplear un cemento asfltico modificado con polmeros y en virtud a que las recomendaciones de la Gua de diseo AASHTO vigente no contemplan coeficientes estructurales para capas de rodadura de concreto asfltico con cemento asfltico modificado con polmero, se ha recurrido a estudios realizados con este material en instituciones de investigacin del Brasil (pas que produce este insumo), donde se recomienda aplicar factores de mayoracin al coeficiente estructural de una capa de rodadura de concreto asfltico con cemento asfltico convencional.

Una de las investigaciones ms importantes es la llevada adelante por la Dra. Liedi Bernucci Profesora Asociada de la Escuela Politcnica USP, en cuyo reporte denominado Diseos de Carpetas Asflticas Modificadas con Polmeros, se realiza un estudio detallado de este coeficiente de mayoracin (pgina 22) que oscila entre un 30 y 50%; tomando en cuenta un carcter conservador en funcin de que las investigaciones deben ajustarse a condiciones locales para el presente estudio se adopta un coeficiente de mayoracin de 1.2, es decir, el aporte estructural de una mezcla con asfalto modificado se incrementa un 20 % en relacin al aporte estructural de la mezcla en caliente con asfalto convencional; esta consideracin ha sido empleada en varios diseos de pavimentos en la ABC.

En nuestro caso el coeficiente de aporte estructural para la carpeta asfltica empleando ligante con polmeros ser de ai= 0.44 * 1.2 = 0.53.1.5.2. Capa base

La capa base tiene en los pavimentos flexibles una muy importante participacin en dar soporte y resistencia. Esto se representa por el coeficiente estructural de capa y el mdulo de elasticidad. Los valores se toman de la figura 2.6, correspondiendo una coeficiente estructural de 0.13 y un mdulo resiliente de 246083 kPa. 1.5.3. Capa subbase

La capa subbase al pasar las cargas hacia la subrasante debe aportar en soporte y resistencia. El coeficiente estructural de capa y el mdulo de elasticidad fijan en gran medida ese aporte de capa. Los valores se han tomado de la figura 2.7, correspondiendo un coeficiente estructural de 0.11 y un mdulo elstico de 168084 kPa. En la tabla siguiente se resumen dichos parmetros:

Coeficientes estructurales

CapasCdigoMaterialCBRai

RevestimientoCAConcreto Asfltico convencional-0.42

RevestimientoCAMPConcreto asf. c/ligante modificado con polmeros-0.50

BaseBGGranular triturado80.00.13

SubbaseSBGGranular seleccionada40.00.11

1.6. TrficoLa regin motivo de este estudio no es en esencia una zona de alto movimiento de trfico, las nicas cargas importantes (productos agrcolas) que se generan corresponden a la localidad de Monteagudo y Muyupampa y habra alguna carga por parte de la exploracin y explotacin petrolera.

El trfico es el dato ms importante e incidente en el diseo de un pavimento porque su volumen y la magnitud de las cargas definen los espesores del proyecto influyendo determinantemente en la vida til del pavimento a ser diseado.

Para el trfico actual se realiz un conteo vehicular, el cual es detallado en el captulo correspondiente de la Memoria de Ingeniera, captulo Estudio de Trfico. En base a esta informacin se estim el crecimiento del trfico en esta carretera. Tambin se ha considerado el trfico generado por la construccin de esta va y el trfico de desarrollo de la zona.1.6.1. Determinacin de Ejes Equivalentes

Las diversas cargas por eje ejercidas por los diferentes tipos de vehculo producen sobre el pavimento un efecto destructivo cuya magnitud crece geomtricamente en funcin de la intensidad de la carga. En el mtodo AASHTO 93, esas cargas de distinta magnitud se llevan a cargas equivalentes de 8.2 ton (18,000 libras) para finalmente transformarlas en un nmero representativo del conjunto.

.

Para este efecto se calculan los denominados Factores de Carga para todos los vehculos, las que deben ajustarse a los valores tipo de cada regin o pas dadas las diferentes reglamentaciones de cargas mximas, grados de control ejercido y caractersticas del parque automotor.

1.6.2. Factor Equivalente VehicularDebido a que diferentes cargas vehiculares producen diferentes tensiones y deformaciones, en el pavimento se reflejan diferentes tasas de deterioro. Para tomar en cuenta esas diferencias, diferentes tipos de vehculos son convertidos en valores comunes de carga para el diseo. Esto es lo que constituye el nmero acumulado de Ejes Equivalentes de 18.000 lb que se espera que el pavimento pueda soportar en su perodo inicial de desempeo. El periodo de diseo es de 20 aosPara la determinacin de los ESALs, se ha aplicado el clculo de los factores de carga (FCE) los cuales se pueden obtener de las tablas del apndice D (Table D.1 hasta D. 18) de la Gua de Diseo o mediante las ecuaciones que se detallan a continuacin:

Estas ecuaciones han sido obtenidas del texto de Huang (ver referencia 5) y con su uso se pueden obtener los mismos valores determinados en el ensayo AASHTO Road Test.

El clculo de los factores equivalentes vehiculares se los realiza dentro del Anexo del Informe de Suelos para la alternativa con concreto asfltico modificado con polmeros. Estos se calculan de acuerdo a las cargas asumidas por cada tipo de vehculo (automviles, camionetas, minibases, microbuses, buses medianos, buses grandes, camiones medianos, camiones grandes de 2 ejes, camiones grandes de 3 ejes, camiones semiremolques y camiones remolque). Como ejemplo se presentan en la siguiente tabla los factores para el primer tramo Monteagudo Zapallar.

PAVIMENTO FLEXIBLE

TIPOS DE VEHCULOSFACTOR DE CARGA

Automviles0.0002

Camionetas0.0012

Minibuses0.0152

Microbuses0.1337

Bus mediano1.6483

Bus grande0.9472

Cam. Mediano0.1356

Cam. Grande 2 ejes0.9938

Cam. Grande 3 ejes1.6383

Semi remolque2.4040

Remolque3.0084

Maq. agrcola, construccin4.0400

Tabla 2.3.: Factor de Carga por Tipo de Vehculo para Pavimento Flexible

1.6.3. Trfico de diseo

De este anlisis se ha obtenido un TPDA para el tramo Monteagudo-Zapallar de 393 vehculos para el ao 2015 (ao de inicio de operacin) y de 1100 vehculos para el ao de conclusin del periodo de diseo con concreto asfltico modificado con polmeros. Para el tramo Zapallar-Muyupampa corresponde un TPDA para el ao 2015 de 230 vehculos y de 613 para el ao de conclusin del periodo de diseo con concreto asfltico modificado con polmeros. De acuerdo al Estudio de Trfico presentado por el Consultor se adjunta las tablas resumen del trfico total considerado para los tres tramosTRAFICO TOTAL (MONTEAGUDO - ZAPALLAR)

TRAFICO NORMAL + TRAFICO GENERADO + TRAFICO INDUCIDO + TRAFICO DE DESARROLLO

AOLIVIANOSBUSESCAMIONESOTROST.P.D.A.

123456789101112VEH.

20152465949140291416200393

201626062410150301516200414

201727666410160311517200437

201829270411170331618200463

201930874511170341719200487

202032678512180351820300515

202134583513190371921300545

202236588513200381922300573

202338693614210402023300606

202440998614220422124300639

2025433104615230442225300675

2026458110715240462326300712

2027485116716260482427400752

2028513123717270502529400794

2029542130818280522630400838

2030574137819300542831400885

2031607145820310562933400935

2032643154921330583034500987

20336801639223506132365001042

203472017210233606333385001100

1. Automviles y Vagonetas4. Microbuses7. Camin Mediano10. Camin Semirremolque

2. Camionetas5. Bus Mediano8. Camin Grande (2ejes)11. Camin Remolque

3. Minibuses6. Bus Grande9. Camin Grande (3 ejes)12. Otros (Maq. Agrcola y Constr.)

Tabla 2.4.: Trfico Total Monteagudo-Zapallar

TRAFICO TOTAL (ZAPALLAR MUYUPAMPA)

TRAFICO NORMAL + TRAFICO GENERADO + TRAFICO INDUCIDO + TRAFICO DE DESARROLLO

AOLIVIANOSBUSESCAMIONESOTROST.P.D.A.

123456789101112VEH.

20154278512190381618200230

20164482513200391719200241

20174787514210411820300256

20185092614220431921300270

20195297615230451922300282

202056103616240462023300297

202159109716250482124300312

202262115717260512225300328

202366122818280532327300348

202470129819290552428300365

202574136820300572529300384

202678144921320602631300405

202783153922330622732400426

2028881611023350652934400449

2029931711125370683036400473

2030981801126380703138400498

20311041911227400733339400524

20321102021229420763441500552

20331172131330440803644500582

20341242261432460833846500613

1. Automviles yVagonetas 4. Microbuses7. Camin Mediano10. Camin Semirremolque

2. Camionetas5. Bus Mediano8. Camin Grande (2ejes)11. Camin Remolque

3. Minibuses6. Bus Grande9. Camin Grande (3 ejes)12. Otros (Maq. Agrcola y Constr.)

Tabla 2.5: Trfico Total Zapallar-Muyupampa

1.6.4. Determinacin de Esals de diseo

El nmero de Ejes Equivalentes para la alternativa en concreto asfltico modificado con polimeros se ha determinado en 519,826 para el tramo Monteagudo-Zapallar, en 631,393 para el tramo Zapallar-Muyupampa.1.6.5. Distribucin direccional

Representa el porcentaje del total del trfico por direccin. Generalmente se adopta un 50%, lo que significa que el otro 50% est en el otro sentido de direccin. Para tomar en cuenta la posibilidad de que en un sentido sea ms que el otro se recomienda asumir un 60%, valor que da una seguridad adicional.1.6.6. Distribucin por carriles

Se aplica para el caso de ms de una carril por sentido, asumiendo que los camiones o vehculos pesados se concentran en los del lado derecho donde es menor la velocidad. En el presente caso (un carril por direccin de trfico) este factor es igual a 1, debido a que obligadamente los vehculos circulan en condiciones normales por el mismo carril. 1.7. Confiabilidad y Desviacin Standard

Como se define por la Gua de Diseo AASHTO, la confianza (R) es la probabilidad (expresada como porcentaje) de que una estructura de pavimento se desempee adecuadamente durante del perodo de diseo. Generalmente, a medida que los volmenes de trfico se incrementan, las consecuencias de la falla prematura son mayores, por tanto, las rutas de alto volumen de trfico deben construirse con un mayor nivel de confianza. Las recomendaciones AASHTO para la seleccin de los valores de confianza son:

CLASIFICACIN

FUNCIONAL

URBANARURAL

Interestatal y otras Autopistas85.0 99.980.0 99.9

Arterias Principales80.0 99.075.0 95.0

Colectores80.0 95.075.0 95.0

Local50.0 80.050.0 80.0

Tabla 2.6.: Nivel de Confianza

Se adopta un valor del 85% por ser una va de la Red Fundamental de acuerdo a los valores adoptados generalmente por la ABC

El concepto de desviacin estndar toma en cuenta la variabilidad de los datos de diseo y construccin, incluyendo en esto a las propiedades de materiales, suelo de fundacin, estimaciones de trfico, condiciones climticas y calidad de construccin. La Gua de Diseo AASHTO tiene valores determinados en el AASHTO Road Test y en predicciones de trfico futuro. Para el caso donde se considere un posible error en la prediccin del trfico de diseo, la Gua de Diseo AASHTO recomienda un valor de 0.49, valor que se ha tomado en cuenta para el presente proyecto.

1.8. Evaluacin del ndice de Servicio y su variacin1.8.1. Serviciabilidad Inicial (po)

La serviciabilidad se define como la habilidad de un pavimento para proporcionar una va segura y confortable a los usuarios. En el AASTHO-93 la serviciabilidad fue cuantificada en trminos del Present Serviciability Rating (PSR). Durante el ensayo AASHTO Road Test y en funcin al trfico y al tiempo se fue evaluando la condicin del pavimento con un rango de valores entre 0 y 5. El valor 5 es el pavimento perfectamente suave y 0 sera un pavimento impasable. El valor recomendado por AASHTO para pavimentos flexibles carreteros nuevos es 4.2.

1.8.2. Serviciabilidad Final (pt)

Es la serviciabilidad mnima tolerable del pavimento, en la misma escala de 0 a 5, cuando la serviciabilidad del pavimento alcanza su valor terminal y requiere una rehabilitacin. En contraste con la serviciabilidad inicial que se mide en base a los registros de construccin, la serviciabilidad terminal es una funcin de muchos factores, incluyendo clasificacin del pavimento, volumen de trfico y ubicacin. Valores tpicos de serviciabilidad terminal estn entre 2 y 3, las recomendaciones de AASHTO para la seleccin de la serviciabilidad terminal son:

Volumen Alto ( >10.000 TPDA)

3.0-3.5

Volumen Medio (3,000 - 10,000 TPDA)

2.5-3.0Bajo Volumen ( < 3,000 TPDA)

2.0-2.5

Considerando que se est trabajando en una va de la red fundamental, se ha adoptado un valor de 2.5.

1.9. Nmero estructural

La ecuacin de diseo para pavimentos flexibles introducida desde el ao 1986 y no modificada en la actual versin AASHTO 93, es la siguiente:

Log10 (W18) = ZR*So + 9.36 Log10 (SN+1) 0.20 + Log10 (DPSI/(4.2-1.5)/((0.40 +1094/(SN+1) 5.19) + 2.32 Log10 (MR) 8.07

Donde:

W18 = Ejes Equivalentes simples de 80 KN (18 kips)ZR = desviacin Standard normal correspondiente a la confiabilidad

So = Desviacin Standard total

SN = Nmero Estructural

DPSI = Prdida de serviciabilidad

MR = Mdulo Resiliente, lb/in2El nmero estructural (SN) representa la capacidad que tiene un pavimento flexible para soportar las cargas.

Esta ecuacin una vez determinado el SN se resuelve asumiendo valores para las distintas capas mediante la expresin que se presenta a continuacin:

SN = a1d1 + a2d2m2 + a3d3m3 + + andnmnDonde:

SN = Nmero Estructural

ai = coeficiente estructural actual para la capa 1

di = espesor de capa i

mi = coeficiente de drenaje para la capa i

La ecuacin explicitada lneas arriba se puede solucionar para los distintos espesores de capas de un pavimento flexible empleando el Diseo de espesores por medio de Verificacin por Capas y luego realizando el ajuste de Espesores sin verificacin.

1.10. Diseo estructural El diseo de pavimentos para concreto asfaltico se realiza con el software DIPAV 2.2. Este es un programa de diseo de pavimentos basado en la Gua de Diseo AASHTO 93. El programa fue escrito en el programa Visual Basic siendo compatible con las utilidades del sistema operativo Windows, aceptando en todo momento las opciones de copiar, pegar e imprimir pantalla, adems, para los datos de trfico acepta directamente tablas elaboradas en Excel que pueden ser copiadas y luego pegadas en el programa. Los resultados obtenidos pueden ser tambin exportados a Excel; los diseos pueden ser exportados a Word.El programa contiene las ecuaciones para el clculo de Ejes Equivalentes, de manera que no es necesario el uso del Anexo D de la Gua AASHTO y permite realizar las proyecciones de trfico directamente en un formato de tabla adecuado.Los resultados de este programa para concreto asfltico modificado con polmeros se presentan a continuacin, el detalle de las salidas del programa se presentan en el ANEXO 4.4. Concreto asfltico modificado con polmerosTramo Monteagudo - ZapallarCONCRETO ASFALTICO (mm)

Concreto asfltico modificado con polmeros50

Base granular200

Subbase granular200

Tramo Zapallar - Muyupampa

CONCRETO ASFALTICO (mm)

Concreto asfltico modificado con polmeros50

Base granular200

Subbase granular200

2. Conclusiones y Recomendaciones

Se realiza la readecuacin del diseo para la alternativa en concreto asfltico modificado con polmeros, en reemplazo del tratamiento superficial doble originalmente considerado.

El periodo de anlisis para concreto asfltico modificado con polmeros es de 20 aos de acuerdo a la solicitud efectuada para realizar esta modificacin al diseo, dicho perodo ser ejecutado en dos etapas, cada una con una vida til de 10 aos. De acuerdo al estudio de suelos el material de subrasante es en general apto para soportar las cargas vehiculares. La predominancia de material la constituyen los suelos A-2-4 los que preponderantemente estn formados por arenas limosas. De la misma manera en la zona existe la suficiente cantidad de material en yacimientos para la ejecucin de las distintas capas del pavimento considerado.

Del anlisis estadstico de los valores de CBR se obtiene un valor de 18.5% para los tramos Monteagudo Zapallar, Zapallar Muyupampa, valor que por razones de seguridad se ha decidido considerar en 10%. Con los datos de trfico normal, generado y de desarrollo y los factores de carga vehiculares se ha procesado el nmero de Ejes Equivalentes representativos de cada tramo y para el periodo de anlisis de 20 aos.3. ANEXOSANEXO 4.1

ANEXO 4.2

ANEXO 4.3.1

ANEXO 4.3.2

Coeficientes estructurales de capas asflticas relacionados con varios ensayos

(Gua de Diseo AASHTO 93, Parte II, figura 2.5)

Variacin del coeficiente de capa a2, con varios parmetros de la base (Gua de Diseo AASHTO, Parte II, Figura 2.6)

Variacin del coeficiente de capa a3, con varios parmetros de la subbase (Gua de Diseo AASHTO, Parte II, Figura 2.7)

Fuente: Mtodo del Instituto del Asfalto, USA

Fuente: Elaboracin propia

Fuente: Datos SNC, Estudio de Pesaje

Fuente: Elaboracin Propia Estudio de Trfico

Fuente: Elaboracin Propia Estudio de Trfico

Fuente: Gua de Diseo AASHTO 93

DISEO DE PAVIMENTOS

Pgina DISEO DE PAVIMENTOS

Pgina 7

_1072764935.unknown

_1263583572.unknown

_1072716564.unknown