Diseño De Pavimentos Por El Metodo De La UNAM

El método de diseño está fundamentado en la extensa experimentación realizada a escala natural, tanto en el campo como en el laboratorio, y los estudios analíticos llevados a cabo dentro del programa experimental del Instituto de Ingeniería, UNAM. Al comparar sus predicciones con diversos criterios ampliamente reconocidos en el extranjero, los resultados son satisfactorios.

Al aplicar el método de diseño estructural UNAM, debe tenerse suficiente información sobre los insumos requeridos, ya que la confiabilidad de los resultados del cálculo depende de que los datos empleados sean representativos de las propiedades esperadas de los materiales en el lugar, durante la vida de servicio de la obra vial.

La determinación del módulo de rigidez equivalente requiere de zonificación de la carretera, análisis por estación climática y estudios analíticos, aplicando la ley de Miner para determinar el módulo de rigidez equivalente de las capas asfálticas, que produce el mismo comportamiento estructural de la carretera que el que ocurre en la realidad, donde las variaciones del módulo de rigidez se presentan durante las diferentes horas del día y de la noche, con fuertes diferencias según la zona geográfica y la estación del año.

1.- Cálculo del tránsito equivalente acumulado (S L)

El volumen del tránsito real mezclado (TDPA) se convierte a transito equivalente de ejes sencillos de 8.2 toneladas, mediante la aplicación adecuada de los coeficientes de daño por tránsito para vehículos tipo.

En la siguiente tabla se representa el procedimiento para transformar el transito mezclado al correspondiente transito equivalente a ejes sencillo de 8.2 Ton. Referido al carril de diseño, en esta tabla se consideran que todos los vehículos transitan cargados en ambas direcciones.

1 2 3 4 5 6

Tipo de vehículo TDPA Coeficiente de distribución No. Veh. Car. De diseño Coef. De diseño

Z=0 Z=15 No. De ejes 8.2 Ton

Z=0 Z=15

Total To T´o

Columna1.-Tipos de vehículos que transitaran por el camino

Columna2.- Volumen de transito promedio diario anual (TDPA), en dos direcciones, correspondiente a cada tipo de vehículo que hará uso del camino.

Columna 3.- Coeficiente de distribución para el carril de proyecto, tomando en cuenta el número de carriles de la carretera y la siguiente tabla sugerida por el instituto de ingeniería de la UNAM.

Columna 4.- El número de vehículos en el carril de diseño, se obtiene Multiplicando el TDPA de la columna 2, por el coeficiente de distribución de la columna 3.

Columna 5.-Los coeficientes de diseño, son los factores de daño (cargados) de los diferentes tipos de vehículos que se muestran en la gráfica anterior de cálculo de trafico equivalente, para Z = 0 y Z = 15. El factor de daño es la relación del daño que un vehículo dado causa a la estructura de la obra, con relación al daño que le causa un vehículo estándar (eje sencillo de 8.2 Ton).

Columna 6.-El número de ejes equivalentes para cada renglón se determina Multiplicando el número de vehículos del carril de diseño de la columna 4, por el coeficiente de equivalencia de daño de la columna 5. La suma de estos resultados parciales se tiene al final de la columna 6, para dos valores de la profundidad Z, cada una de estas sumas (To y T´o), representan el transito equivalente en ejes simples de 8.2 Ton., referido al carril de diseño y a un día medio del año en que se realizó el aforo.

No. De carriles en ambas direcciones Coeficiente de distribución para el carril de proyecto (%)

2 50

4 40 – 50

6 o mas 30 - 40

El transito acumulado de ejes equivalentes de 8.2 Ton., durante un periodo de n años de servicio, se calcula con la siguiente formula.

S Ln = C´To S L´n = C´T´o

De donde:

S Ln = transito acumulado durante n años de servicio y tasa de crecimiento anual r, en ejes equivalentes de 8.2 Ton.

To y T´o = transito medio diario en el primer año de servicio para el carril de diseño en ejes equivalentes de 8.2 Ton. Para la profundidad de Z = 0 y Z = 15 respectivamente.

C´= coeficiente de acumulación del tránsito para n años de servicio y una tasa de crecimiento anual r, que se puede obtener mediante la siguiente ecuación y cuya solución grafica se puede observar en la gráfica para estimar el coeficiente de acumulación de tránsito (siguiente):

2.- Diseño estructural de la carretera.

Se considera que el diseño estructural de la carretera se debe hacer mediante el uso de la gráfica para el diseño estructural de carreteras con pavimento flexible, la cual representa condiciones normales de diseño utilizando el dato de transito equivalente acumulado (L´n) a Z = 15 expresado en potencia de base 10 y el valor de VRS critico de los diferentes materiales correspondientes a cada capa.

De donde:

Es el valor medio en cada material

V es el coeficiente de variación de los valores de prueba.

Cuando no se encuentre en la gráfica para el diseño estructural de carreteras con pavimento flexible, con la curva que se necesita, se debe dibujar la curva de igual resistencia relativa.

Con los datos de la gráfica para el diseño estructural de carreteras con pavimento flexible, se obtienen los diferentes espesores de la carretera mediante el siguiente procedimiento:

El espesor total del material equivalente que deberá colocarse sobre la terrecería se determina dibujando una línea vertical partiendo

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