RESUMEN EJECUTIVO CURSO: TEMA:
2. INTENSIDAD DE TRANSITO:
DISEÑO DE PAVIMENTOS
METODO DE KANSAS
DOCENTE:
ING NEPTON D. RUIZ SAAVEDRA
INTEGRANTES:
ARMENGOL CARPIO JENNESY
ARTEAGA RAMIREZ JUAN LUIS
BOCANEGRA ALFARO LUIS
La carga legal máxima, en el Estado de Kansas así como en la mayoría de los que integran los Estados Unidos, es de 18.000 libras por eje, o sea de 9.000 lb, por rueda. Generalmente esta carga por rueda está repartida sobre llantas dobles. Considerando la repetición de cargas como una función de la intensidad del tránsito, se han sugerido los siguientes coeficientes:
MÉTODO DE KANSAS - La prueba triaxial se recomienda ejecutarla con muestras cilíndricas saturadas, de 2,8 pulgadas de diámetro por 8 pulgadas de alto, o con muestras de 5”x 14” cuando el material es grueso, es decir, cuando tiene partículas mayores de 3/8”. - En este método, la prueba triaxial es empleada para determinar los módulos de deformación del material, basándose en la curva “esfuerzo deformación”. - Al hacer la prueba, se recomienda que la carga lateral sea aplicada por medio de glicerina a presión. La aplicación de la carga vertical, debe hacerse a una velocidad de 0,005 pulgadas por minuto para las muestras pequeñas y de 0,01 pulg. /minuto para las muestras grandes. La prueba se continúa hasta que se haya obtenido una deformación de 0,2”.
PRUEBA TRIAXIAL DE KANSAS Este método se utiliza en el diseño de pavimentos flexibles.
Se basa en los resultados de ensayos triaxialesrealizados en cada uno de los componentes de la estructura vial – subrasante, subbase, base y capa de rodadura.
INTENSIDAD DE TRÁNSITO (N° DE VEH./DÍA)
COEF. TRÁNSITO m
1500 ó más
1
900 a 1500
5/6
300 a 900
2/3
50 a 300
1/2
3. AREA DE CONTACTO: El área de contacto de llanta, se supone circular e igual a:
4. PRECIPITACION ANUAL: Uno de los factores que se toma en consideración, es la mayor o menor saturación del terreno de fundación a causa de la precipitación anual del lugar. Con este fin, se han preparado los coeficientes de saturación que se indican a continuación, continuación, para diferentes precipitaciones precipitaciones anuales.
La prueba mide el módulo de deformación de los suelos, que se define como la pendiente de la curva “esfuerzo “esfuerzo-deformación”; el espécimen utilizado en la cámara TRIAXIAL es grande de 10 cm de diámetro).
1. MODULO DE DEFORMACION: El modulo de deformación Es del terreno de fundación es obtenido de la respectiva curva “esfuerzo - deformación”. Las deformaciones son medidas mediante extensómetros dispuestos convenientemente. Como el modulo de deformación varia para, diferentes cargas laterales, se sugiere ejecutar la prueba triaxial aplicando una presión lateral constante de 1,4 Kg/cm 2 (20 lb/pulg 2). Sin embargo, si se desea se puede ejecutar esta prueba bajo diferentes presiones laterales (se recomienda 10 lb/pulg2 y 30 lb/pulg2). En tal caso, se tomara el valor promedio de los módulos obtenidos.
PRECIPITACION MEDIA ANUAL Pulgadas Milímetros
COEF. DE SATURACIÓN (n)
35 - 45
809 - 1140
1.0
30 - 34,9
770 - 880
0.9
25 - 29,9
640 - 760
0.8
20 - 24,9
510 - 630
0.7
15 - 19,9
380 - 500
0.6
5. CALCULO DEL ESPESOR DE UN PAVIMENTO: Una vez determinados los valores de Es, así como los coeficientes m y n, el cálculo del espesor de un pavimento podrá hacerse por medio de la formula. La expresión que relaciona la carga por rueda, el área de contacto de llanta, los módulos de deformación del terreno de fundación, sub-base y capa de rodamiento y los coeficientes m y n, con el espesor del pavimento, es la siguiente:
2πE s S= 2x3.14x120x0.254= 190 A= 15 cm E s/E p= 120/1,050 = 0.114
Donde: T = Espesor total del Pavimento. P = Carga por rueda. m = Coeficiente de transito. n = Coeficiente de saturación. S = Deflexión máxima permisible (generalmente se toma 0,1”). Es = Módulo de deformación del terreno de fundación o sub-base. Ep = Módulo de deformación de la capa de rodamiento. a = Radio del área de contacto, supuesta circular.
El valor de Ep podría determinarse directamente de la curva “esfuerzo - deformación”, ejecutando pruebas triaxiales con muestras de las mezclas bituminosas a emplearse; pero, generalmente, se toma para E p el valor de 1.050 kg/cm2 (15.000 lb/pulg2). Para los cálculos de espesores de base se recomienda emplear la siguiente fórmula:
( )
Siendo: Tb = Espesor de la base. Tp = Espesor de la capa de rodamiento. Ep = modulo de deformación de la capa de rodamiento. Eb = modulo de deformación de la base.
EJEMPLO: Se construye una carretera en un lugar donde la precipitación anual es de 650mm, para un tránsito de1,000 vehículos diarios y una carga por rueda de 4,000kilogramos con un radio de área de contacto de 15cm2.Los módulos de deformación son los siguientes:
Luego:
√ - Si colocamos la mezcla bituminosa directamente encima de la sub-rasante, necesitaríamos una capa de rodamiento de 19 centímetros de espesor. Pero, como generalmente los espesores de las capas de rodamiento, para este tipo de carretera, varían entre dos a tres pulgadas, veamos que el espesor de la base granular necesitaríamos si colocamos, por ejemplo, una capa de rodamiento T pde 2.5” (6.4cm) de espesor: El espesor T pde la base seria:
( ) Tb = (19.2-6.4)1.35 = 17.3 cm. El espesor total combinado seria: 17.3 + 6.4 = 23.7 cm En el gráfico de la figura IV-26 se indican varias curvas para determinar T del pavimento, considerando una flexión máxima S=0.1” y para zona lluviosa (n=1.0).
T- ESPESOR DEL PAVIMENTO (E p= 15000 lb/pulg2) EN PULGADAS
a) Del material de fundación 120kg/cm 2 b) Del material de la base 400 kg/cm 2 c) Del material de la capa de rodamiento 1,050 kg/cm2
Solución: La deformación permisible se supone de 0.1”, y el área cargada de 710 cm 2 los coeficientes de tránsito y saturación serán: m= 5/6 3.P.m.n= 3x4,000x5/6x0.8= 8,000
Figura IV.26. – Diagrama para cálculo de espesor de pavimentos n= 1.0 y S= 0.1”.
