2.4 Turbulent velocity profile
3.1.2 Bedload transport
3.3.1.
FACTORES QUE SE CONSIDERAN EN EL DISEÑO DE UN PAVIMENTO
3.3.1.1.
CALIDAD Y VALOR PORTANTE DEL SUELO DE FUNDACIÓN Y LA SUB RASANTE
La Sub rasante es la superficie terminada de la carretera a nivel de movimiento de tierras (corte y relleno), sobre la cual se coloca la estructura del pavimento o afirmado.La sub rasante es el asiento directo de la estructura del pavimento y forma parte del prisma de la carretera que se construye entre el terreno natural allanado o explanada y la estructura del pavimento. La sub rasante es la capa superior del terraplén o el fondo de las excavaciones en terreno natural, que soportará la estructura del pavimento, y está conformada por suelos seleccionados de características aceptables y compactados por capas para constituir un cuerpo estable en óptimo estado, de tal manera que no se vea afectada por la carga de diseño que proviene del tránsito. Su capacidad de soporte en condiciones de servicio, junto con el tránsito y las características de los materiales de construcción de la superficie de rodadura, constituyen las variables básicas para el diseño de la estructura del pavimento que se colocará encima.En la etapa constructiva, los últimos 0.30m de suelo debajo del nivel superior de la sub rasante, deberán ser compactados al 95% de la máxima densidad seca obtenida del ensayo proctor modificado.
Los suelos por debajo del nivel superior de la sub rasante, en una profundidad no menor de 0.60 m, deberán ser suelos adecuados y estables con CBR > 6%. En caso de que el suelo, debajo del nivel superior de la sub rasante, tenga un CBR < 6% (sub rasante pobre o sub rasante inadecuada), corresponde estabilizar los suelos, para lo cual se analizará según la naturaleza del suelo alternativas de solución, como la estabilización mecánica, el reemplazo del suelo de cimentación, estabilización química de suelos, estabilización con geosintéticos, elevación de la rasante, cambiar el trazo vial; eligiéndose la alternativa técnica y económica más conveniente.
3.3.1.2.
CARACTERÍSTICAS Y VOLUMEN DE TRANSITO DURANTE EL PERIODO DE DISEÑO
La infonnación requerida para los estudios del tráfico, se conformará con muestreos orientados a calcular el IMDA, empezando por la demanda volumétrica actual de los flujos clasificados por tipos de vehículos en cada sentido. La demanda de Carga por Eje, y la presión de los neumáticos en el caso de vehículos pesados (camiones y ómnibus) guardan relación directa con el deterioro del pavimento.3.3.1.3.
VIDA ÚTIL DEL PAVIMENTO
Conociendo el estudio de trafico actual y proyectado, el pavimento puede ser diseñado para la vida de servicio que se desee. Para el caso de pavimentos flexibles las vidas útiles suelen estar comprendidas entre 15 y 20 años.
3.3.1.4.
CONDICIONES CLIMÁTICAS Y DE DRENAJE
En el territorio peruano se distinguen tres Regiones Naturales: la Costa de clima mediatizado y sin lluvias, la Sierra de temperaturas más marcadas en mínimos y máximos con lluvias moderadas; y la Selva, de naturaleza tropical con temperaturas bastante altas y lluvias muy fuertes. Una subregión en la costa norte es calurosa por ser parte de la zona ecuatorial y en el caso peruano con esporádicas presencias de lluvias tropicales cuando se presenta el Fenómeno del Niño.
Temperatura
La temperatura afecta directamente la deformación de la carpeta asfáltica; y las variaciones de temperaturas produce tensiones en la carpeta asfáltica. Las temperaturas bajas tienen influencia en la aparición del agrietamiento por fatiga la que se potencia con el ahuellamiento. Por otra parte las temperaturas altas tienen influencia en el ahuellamiento de la CA. En los pavimentos rígidos con diferencias fuertes de temperatura se pueden levantar las esquinas debilitándose hasta su rompimiento.
Los agrietamientos por baja temperatura y por fatiga incrementan los costos de conservación; y el ahuellamiento causa adicionalmente problemas de seguridad relacionado con el patinaje de los vehículos.
Drenaje
El sistema de drenaje y subdrenaje de una vía, está previsto para eliminar la presencia de agua ya sea de las lluvias o las aguas freáticas.
Para el drenaje superficial de pavimentos se tendrán en cuenta, pendientes transversales mínimas para la sub rasante, subbase, base y superficie de rodadura. El drenaje superficial incluye bombeo, cunetas, alcantarillas, cajas de recolección, badenes, etc.
3.3.1.5.
TIPO DE PAVIMENTO A USARSE
En este presente proyecto de tesis se está considerando el estudio de los Pavimentos Flexible con Asfalto en Caliente y Losa de Pavimento Rígido.
3.3.2.
MÉTODOLOGÍA DE DISEÑO
Típicamente el diseño de los pavimentos es mayormente influenciado por dos parámetros básicos:
Las cargas de tráfico vehicular impuestas al pavimento.
Las características de la sub rasante sobre la que se asienta el pavimento.
La forma como se consideran estos dos parámetros dependerá de la metodología que se emplee para el diseño.
El Tráfico
Las cargas de tráfico vehicular impuestas al pavimento, están expresadas en ESALs, Equivalent Single Axle Loads 18-kip o 80-kN o 8.2 t, que se denominan Ejes Equivalentes (EE). La sumatorias de ESALs durante el periodo de diseño es referida Número de Repeticiones de EE de 8.2 t.
Sub Rasante
Sobre sub rasante se asienta el pavimento, están definidas en seis (06) categorías de sub rasante, en base a su capacidad de soporte CBR.
TABLA N° III – 11: CATEGORÍAS DE SUB RASANTE.
FUENTE: Manual de Carreteras Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos.
Se considerarán como materiales aptos para las capas de la sub rasante suelos con CBR igual o mayor de 6%. En caso de ser menor (sub rasante insuficiente o sub rasante inadecuada), se procederá a la estabilización de los suelos, para lo cual se analizarán alternativas de solución, como la estabilización mecánica, el reemplazo del suelo de
cimentación, estabilización química de suelos, estabilización con geosintéticos u otros productos aprobados por la entidad contratante o administradora, elevación de la rasante, cambiar el trazo vial, eligiéndose la más conveniente técnica y económica.
Con base en estos dos parámetros, tránsito expresado en ejes equivalentes (EE) y CBR de sub rasante correlacionado con módulo resilente, se definirán las secciones de pavimento.