Metodo Wyoming
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“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”
TEMA:
MÉTODO DE WYOMING
DOCENTE:
POMA GUEVARA, Luigui Danny
2015-INVO. CHIMBOTE
MÉTODO DE WYOMING
Este, método para calcular pavimentos flexibles fue presentado por los
ingenieros I. E. Rusell y D. J. Olinger, del Departamento de Carreteras del Estado
de Wyoming. Basan su método en al CBR del terreno de fundación.
El método de Wyoming es uno de los métodos mas usados de nuestro medio
aparte de ser el más didáctico y sencillo, teniendo en cuenta los factores más
representativos para el diseño de un pavimento.
FACTORES A CONSIDERAR:
A. Precipitación anual del lugar
B. Situación de la napa freática
C. Acción de tas heladas
D. Condiciones Generales Existentes (Drenaje superficial y subterráneo).
E. Tránsito, calculado para un periodo de 20 años.
A cada uno de estos factores se le asigna un determinado valor, y la suma de
éstos, determina la curva a emplearse para el diseño del pavimento.
Gráfico de Factores:
A. PRECIPITACIÓN ANUAL:
Estos datos correspondientes deberán ser tomados preferentemente de las
informaciones que se obtengan de las Estaciones Pluviométricas cercanas
al lugar donde se proyectara el pavimento.
Los valores asignados se indican en la Tabla N° 1
Por ejemplo de acuerdo con la tabla de precipitaciones anuales del orden
de 5 a 10 pulgadas, el valor asignado a la zona de estudio es de 0, es decir
que este valor no tiene ninguna influencia en el pavimento.
TABLA N° 1
Valores asignados para precipitaciones anuales
También
hay otra condición especial, cuando en zonas de lluvia no hay un drenaje
superficial adecuado (zona de topografía plana, es decir, zona muy
irrigable), la precipitación de 20-25 pulg. cuyo valor sería 6, en este caso el
valor real sería 10.
B. SITUACIÓN DE LA NAPA FREÁTICA
Establece e indicar la profundidad a la que se encuentra el nivel de agua
subterránea, con respecto al terreno de fundación.
TABLA N° 2
Valores asignados para situación de la Napa Freática.
Naturalmente
que la profundidad de
la napa freática depende del TIPO DE MATERIAL que se tenga en la
SUBRASANTE; si el material es fino, el agua puede ascender por
capilaridad, en este caso puede haber influencia en la estabilidad del
PRECIPITACION ANUAL
Pulgadas mm Valores Asignados
5 – 1010 – 1515 – 2020 – 2525 – 30
127 – 254254 – 381381 – 508508 – 635 ( Irrigación Baja )635 – 1270 ( Irrigación Alta )
0136
10
Profundidad de la napa freática, debajo del terreno
de fundación
Valores asignados
A mucha profundidad
De 6 a 10 piesDe 4 a 6 piesDe 2 a 4 pies
(Mayor de 3m.)
(1.8 – 3.0 m.)
(1.2 – 1.8 m.)
(0.6 – 1.2 m.)
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pavimento y se puede hacer uso de una capa anticontaminente. Pero si el
material es grueso, en este caso, el valor asignado será 0.
Sin embargo, se recomienda considerar como altura mínima 1.80m,
porque menos altura provocaría un valor asignado mayor y lógicamente
que el espesor del pavimento resultaría mayor (antieconómico).
Si se tiene un material friccionante, en este caso se puede permitir tener
niveles freáticos de 1.20 a 1.80 m; pero si se tiene arenas finas no se debe
permitir tener niveles freáticos menores de 1.80 m.
Concluyendo, se recomienda, como valores mínimos de la profundidad de
la napa freática, los siguientes:
Si el material de subrasante es fino; 1.80 m de nivel freático.
Si el material de subrasante es grueso; 1.20 m de nivel freático.
C. ACCIÓN DE LAS HELADAS
Las heladas también contribuyen en forma decisiva en el comportamiento
de un pavimento. Generalmente se producen heladas en las zonas donde
la temperatura media del día permanece por debajo de 0℃.
Para determinar cómo influyen las heladas, se tiene una clasificación de
éstas, que está en función del aumento de volumen que se produce en el
suelo por efecto de las heladas, entonces se puede medir la profundidad
de las huellas y el hinchamiento de éstas.
CLASIFICACION:
HELADAS LIGERAS: Cuando no hay señales de grandes
hinchamientos ni de otros que afecten el pavimento.
HELADAS MEDIANAS: Cuando produce hinchamientos de 2' ',
aproximadamente con señales de debilitamiento del terreno de
fundación.
HELADA PERJUDICIAL: Si el hinchamiento causado por la
helada, es mayor de 2” (5 cm) y hay pérdida notoria en la
capacidad portante del terreno de fundación.
Los valores que se asignan a cada tipo de helada, se indican en la
siguiente tabla:
TABLA N° 3
Valores asignados para heladas
En el Perú, de una manera general no se considera la influencia de las
heladas, salvo en la zona del Ticlio.
D. CONDICIONES GENERALES
Dentro de estas condiciones generales están los Drenajes, tanto superficial
como subterráneo, así como otras condiciones que puedan afectar el
diseño de un pavimento, se toman en consideración.
TABLA N° 4
E. TRÁNSITO
La carga de diseño es la carga por rueda de 5,000 lb. Como no todos los
vehículos tienen esta carga, se tiene que expresar el tránsito en Carga
Equivalentes a 5000 lb.
El período de cómputo es referido a 20 años, tiempo en el cual se supone
que se duplicará el tránsito.
Los coeficientes de cargas mayores a 5,000 lb. a cargas menores de 5,000
lb. Son:
Carga de 4,500 - 5.500 lb/rueda, Fc : 1
Carga de 5,500 - 6.500 lb/rueda, Fc : 2
Si se tiene 300 vehículos de carga por rueda de 6,500 lb la reducción será:
300 x 2 = 600 vehículos; entonces se consideran de 5,000 lb.
Clase de heladas
huella Valores asignados
Ninguna
Ligera
Mediana
Perjudicial
0
1
3
8
Condiciones generales de drenaje
Valores asignados
ExcelenteRegularAdverso (si no hay ningún drenaje y el suelo es arcilloso)
02
6
EJEMPLO
Diseñar el pavimento flexible, por el método de Wyoming para una carretera que
pasa por una región plana altamente irrigable, donde el nivel de la napa freática
se halla a 3 pies por debajo del terreno de fundación, y donde la acción de las
heladas es perjudicial. Las condiciones generales son adversas.
El CBR del terreno de fundación es 8%. Además se cuenta con dos canteras para
obtener: Material de préstamo cuya capacidad de soporte es 14% y de un
material granular con un CBR de 52%.
Sea el Tránsito Diario Actual de 538 vehículos y el Tránsito Comercial Diario
Actual de 143 vehículos, Si los porcentajes de vehículos son:
Carga/Rueda %
Tránsito, reducido a cargas equivalentes a 5,000 lb. Por
rueda
Valores asignados
0 a 1millón1 a 2 millones
2 a 3 ”3 a 5 “5 a 7 “7 a 9 “
9 a 11 “11 a 13 “13 a 15 “
Mayor de 15 “
12469
1215182124
4500 5500 13.175500 6500 15.306500 7500 11.767500 8500 14.118500 9500 6.219500 o mas 5.84
Solución:
Cumpliendo con los factores:
A. Precipitación anual del lugar
Por ser una zona altamente Irrigable se considera la precipitación entre 25
a 30 pulgadas con un valor asignado de 10.
B. Situación de la napa freática
Por tener el nivel freático a 3 pies por debajo del terreno de fundación
encontrándose entre 0.60 a 1.20m se le asigna un valor de 5.
C. Acción de tas heladas
Tiene la acción de las heladas de la clase Perjudicial se le asigna un
valor de 8.
PRECIPITACION ANUAL
Pulgadas mm Valores Asignados
5 – 1010 – 1515 – 2020 – 2525 – 30
127 – 254254 – 381381 – 508508 – 635 ( Irrigación Baja )635 – 1270 ( Irrigación Alta )
0136
10
Profundidad de la napa freática, debajo del terreno
de fundación
Valores asignados
A mucha profund.De 6 a 10 piesDe 4 a 6 pies
De 2 a 4 pies
(> de 3m.)(1.8 – 3.0
m.)(1.2 – 1.8
m.)(0.6 – 1.2
m.)
0135
D. Condiciones Generales Existentes (Drenaje superficial y subterráneo).
Las condiciones generales son Adversas se le asigna un valor de 6.
E. Tránsito, calculado para un periodo de 20 años.
Tránsito diario actual:
TDA = 538 vehículos
Tránsito diario comercial actual:
TDCA = 143 vehículos
Tránsito diario comercial al cabo de 20 años (Se duplica):
TDC 20 AÑOS = 143 x 2 = 286 vehículos
Tránsito comercial diario, promedio en 20 años (TCDP):
TCDP 20 AÑOS = 286+143
2=214.5=215vehiculos
Cálculo del número de repeticiones de carga de 5,000 lb. por rueda en el periodo
de 20 años.
Carga/Rueda % TCDP DIAS AÑOS fFactor de Transito
4500 5500 13.17 215 365 20 1 206,7035500 6500 15.3 215 365 20 2 480,2676500 7500 11.76 215 365 20 4 738,2937500 8500 14.11 215 365 20 8 1,771,6528500 9500 6.21 215 365 20 16 1,559,4559500 o mas 5.84 215 365 20 32 2,933,082
Transito Total reducido a Cargas Equivalentes de 5,000lb/rueda durante 20 años 7,689,452
Clase de heladas
huella Valores asignados
Ninguna
Ligera
Mediana
Perjudicial
0
1
3
8
Condiciones generales de drenaje
Valores asignados
ExcelenteRegularAdverso (si no hay ningún drenaje y el suelo es arcilloso)
02
6
Como las vías son de dos sentidos, y el tránsito de diseño es de uno solo,
entonces:
Tránsito considerado para el diseño, en una sola dirección = 3’844,726
De acuerdo al tránsito reducido de cargas se le asigna un valor de 6.
Por lo tanto hacemos un resumen obteniendo los siguientes valores.
FactoresValor
AsignadoPrecipitación anual: 10Napa freática: 5Acción de las heladas: 8Condiciones generales: 6Tránsito: 6
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CURVAS DE DISEÑO
La suma de todos los valores asignados en A, B, C, D y E, determinará la curva a
emplearse para el diseño de un pavimento flexible.
SUMA DE VALORES ASIGNADOS
CURVA QUE DEBE EMPLEARSE PARA
EL DISEÑO DEL PAVIMENTO
De 0 a 2 4
3 - 6 5
7 -11 6
12 - 17 7
18 - 24 8
25 -32 9
33 - 41 12
42 - 53 15
Por lo tanto la curva de diseño será 12, y los datos del CBR de las capas
granulares se Emplean en el Abaco o gráfico, obteniendo lo siguiente:
Datos:
Tránsito, reducido a cargas equivalentes a 5,000 lb. Por
rueda
Valores asignados
0 a 1millón1 a 2 millones
2 a 3 ”3 a 5 “5 a 7 “7 a 9 “
9 a 11 “11 a 13 “13 a 15 “
Mayor de 15 “
12469
1215182124
CBR = 8%, para terreno de fundación
CBR = 14%, para capa de Sub-base.
CBR = 52%, para capa de Base.
Se tiene:
Espesor encima del terreno de fundación, con CBR de 8% = 12.43”.
Espesor encima de la sub-base, con CBR de 14% = 9.03”.
Espesor de la Sub-base es: 12.43 - 9.03 = 3.40”
Espesor encima de la Base, con CBR de 52% = 3.5
Luego, espesor de la Base es: 9.03 - 3.5 = 5.53”
RESULTANDO:
Carpeta Asfáltica = 3.5” Inc. Piedra Triturada 8.89cm
Base Granular = 5.53” = 14.05cm
Sub base Granular = 3.4” = 8.90 cm