Actualización Del Sistema Para El Diseño Estructural de Pavimentos Asfálticos, Incluyendo Carreteras de Altas Especificaciones

SerieINVESTIGACIÓN Y DESARROLLO Las Series del Instituto de Ingeniería describen los resultados de algunas de las investigaciones más relevantes de esta institución. Con frecuencia son trabajos in extenso de artículos que se publican en revistas especializadas, memorias de congresos, etc. Cada número de estas Series se edita con la aprobación técnica del Comité Editorial del Instituto, basada en la evaluación de árbitros competentes en el tema, adscritos a instituciones del país y/o el extranjero. Actualmente hay tres diferentes Series del Instituto de Ingeniería: SERIE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO Incluye trabajos originales sobre investigación y/o desarrollo tecnológico. Es continuación de la Serie Azul u Ordinaria, publicada por el Instituto de Ingeniería desde 1956, la cual actualmente tiene nueva presentación y admite textos en español e inglés. SERIE DOCENCIA Está dedicada a temas especializados de cursos universitarios para facilitar a estudiantes y profesores una mejor comprensión de ciertos temas importantes de los programas de estudio. SERIE MANUALES Abarca manuales útiles para resolver problemas asociados con la práctica profesional o textos que describen y explican el estado del arte o el estado de la práctica en ciertos temas. Incluye normas, manuales de diseño y de laboratorio, reglamentos, comentarios a normas y bases de datos. Las Series del Instituto de Ingeniería pueden consultarse gratuitamente desde la dirección electrónica del Instituto (II UNAM), http://www.ii.unam.mx (http:// aplicaciones.iingen.unam.mx/ConsultasSPII/Buscarpublicacion.aspx) y pueden grabarse o imprimirse en formato PDF desde cualquier computadora. DISPAV-5-versión 3.0. Actualización del sistema para el diseño estructural de pavimentos asfálticos, incluyendo carreteras de altas especificaciones Publicación arbitrada DISPAV-5-versión 3.0. Actualización del sistema para el diseño estructural de pavimentos asfálticos, incluyendo carreteras de altas especificaciones SANTIAGO CORRO CABALLERO† GABRIEL CASTILLO HERNÁNDEZ ALEXANDRA OSSA LÓPEZ JESÚS A. HERNÁNDEZ NOGUERA DAVID A. MANDUJANO MONTES FABIÁN HERNÁNDEZ RODRÍGUEZ SERGIO ULISES ARIZAGA GONZÁLEZ D.R. © UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO, 2014 Instituto de Ingeniería, Ciudad universitaria, CP. 04360, México, D.F. 1ra. ed. Enero de 2014 ISBN en trámite 0 actualización del sistema para el diseño estructural de pavimentos asfálticos. HERNÁNDEZ NOGUERA* DAVID A. Instituto de Ingeniería* Técnico Académico. MANDUJANO MONTES*** FABIÁN HERNÁNDEZ RODRÍGUEZ*** SERGIO ULISES ARIZAGA GONZÁLEZ*** Investigador.DISPAV-5-versión 3. incluyendo carreteras de altas especificaciones SANTIAGO CORRO CABALLERO†* GABRIEL CASTILLO HERNÁNDEZ** ALEXANDRA OSSA LÓPEZ* JESÚS A. Instituto de Ingeniería*** . Instituto de Ingeniería** Becario. . . . 13.3 Datos del tránsito y Tipo de camino 3.2 Problemas comúnmente encontrados 2.2.2.11 Diseño por fatiga en las capas asfálticas 3.13 Solución 2.2. Alternativa de solución empleando base asfáltica 3.1 Requerimientos técnicos y ejecución del sistema 3 4 2.2.2.5 Carga de los vehículos comerciales 3.1 Propiedades de la base asfáltica 3.1 Tipo de diseño 3.2.3 Ajuste de espesores iii 11 12 12 13 14 15 19 23 25 25 26 27 28 31 31 32 33 .13.2.2.2 Asociación incorrecta de la extensión .2.2.1 Ventajas 1 2 2 DISPAV-5 VERSIÓN 3.2.1 No se ha instalado la máquina virtual Java VM 2.8 Relación de Poisson 3.2.2.jar 5 5 7 2.1 Navegación básica 9 10 3.2 Ejemplo 1 3.10 Diseño por deformación 3.2.6 Propiedades de los materiales disponibles para el proyecto y valor relativo de soporte de los materiales no aglutinados 3.2.3 Soporte técnico 8 3 EJEMPLOS RESUELTOS 3.13.2.4 Composición del tránsito 3.2.12 Solución 1 3.ÍNDICE ÍNDICE iii RESUMEN v ABSTRACT vi 1 INTRODUCCIÓN 1.0 2.2 Revisión del número de capas 3.9 Nivel de confianza 3.7 Módulos de rigidez de los materiales 3.2.2 Tránsito de proyecto 3. 0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO.1 Tipo de diseño 3..4 Composición del tránsito 3.3.2 Tipo de diseño 3.9 Nivel de confianza 3.10 Diseño por deformación 3.12 Diseño por fatiga en las capas asfálticas 3.5.1 Tipo de procedimiento 3.5.5.1 Tipo de procedimiento 3.11 Diseño por fatiga en las capas asfálticas 4 REFERENCIAS 50 51 51 52 52 53 56 57 58 58 59 59 63 iv .4.5 Carga de los vehículos comerciales 3.9 Relación de Poisson 3.5.5.5.3 Tipo de estructura 3.5.3.6 Propiedades de los materiales disponibles para el proyecto y VRS 3.5 Nivel de confianza 3.3.4.3.DISPAV-5-VERSIÓN 3.7 Valor relativo de soporte de los materiales no aglutinados 3.3 Datos del tránsito y Tipo de camino 3.8 Módulos de rigidez de los materiales 3.6 Propiedades de los materiales disponibles para el proyecto 3.5 Ejemplo 4 3.5.4 Ejemplo 3 3.5.4.3.5.3.3.3.10 Nivel de confianza 3.7 Módulos de rigidez de los materiales 3.4 Tres datos del tránsito y Tipo de camino 3.2 Tránsito de proyecto 3.4.5.6 Resultado de la revisión 36 36 36 36 37 37 39 39 40 40 41 41 42 45 45 46 47 48 49 49 3.3 Tránsito de proyecto 3.4.3.3.8 Relación de Poisson 3..3 Ejemplo 2 3.5 Composición del tránsito 3.2 Tipo de camino 3.3.3.11 Diseño por deformación 3.4 Relación de Poisson 3.4. 3. 0 corresponde a una modernización en la interfaz de captura de datos y presentación de resultados del sistema de diseño de pavimentos de caminos normales y de altas especificaciones: Dispav-5 versión 2. Palabras Clave: Dispav-5. incluye una actualización de pesos de vehículos de acuerdo a la normatividad de pesos y dimensiones vigentes para la República Mexicana (NOM-012-SCT-2008). La nueva versión del Dispav-5.RESUMEN RESUMEN El programa Dispav-5 versión 3.0. v . método de diseño de pavimentos. Este manual presenta de forma detallada los pasos que debe llevar a cabo el usuario para la instalación y ejecución del programa. 0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO.This document outlines the steps to install and run the program. pavement design method. presents a new data capture and presentation results interface of the pavement design method for highways: Dispav-5 version 2.. includes a vehicle weight updating. Key words: Dispav-5. ABSTRACT The version 3. vi .. according to the official Mexican standard NOM-012SCT-2008 on the for weight and dimensions of circulating vehicles.DISPAV-5-VERSIÓN 3.0 of the Dispav-5 program. The new version of Dispav-5.0. Una vez concluida la entrada de información. INTRODUCCIÓN 1. escrito en QBasic (compilador ampliamente empleado en el antiguo sistema operativo MS-DOS) a un ambiente JAVA. INTRODUCCIÓN En la segunda mitad del 2010. El Dispav-5 es un programa interactivo que utiliza conceptos teórico-empíricos para diseñar secciones estructurales de pavimentos flexibles de caminos normales y de grandes especificaciones. Santiago Corro. como parte de su trabajo relativo a su año sabático.mx 21 .0[1]. dicho programa permite revisar el desempeño por fatiga y deformación de secciones estructurales de pavimentos flexibles a partir de información de tránsito. geometría y características de materiales. para ello. el programa utiliza la información de tránsito del proyecto y las características de los materiales de cada una de las capas que conforman la estructura. El enfoque para el desarrollo del Dispav-5 versión 3.1. El objetivo fundamental de la migración fue Los informes del Instituto de Ingeniería mencionados en este documento pueden ser 1 descargados gratuitamente de la página oficial http://www. Adicionalmente.unam.iingen. el programa calcula los espesores requeridos para evitar la falla por deformación de las capas no estabilizadas con asfalto y por fatiga de las capas asfálticas. propuso la modernización del sistema de diseño de pavimentos de altas especificaciones: Dispav-5 versión 2. Como variables de entrada.0 derivó de la migración del código original. invitó a Gabriel Castillo como experto en el desarrollo de sistemas1. Linux. permite la modificación de valores específicos conservando todos los demás intactos. Apple. según la NOM-012-SCT-2008[2] (que el Dispav-5 versión 2. ni de ejecutar el programa nuevamente. etc). especialistas en pavimentos.0 no contemplaba). el trabajo continuó con la incorporación de Alexandra Ossa y de Jesús Alfredo Hernández... Santiago Corro falleció el 5 de mayo de 2012.0. sin necesidad de reescribirlos. entonces se borrarán automáticamente dejando el último valor válido. ya sea por medio del teclado o con el ratón (mouse). El equipo de desarrollo se enfocó a migrar el sistema. Lamentablemente. Con la finalidad de concluir el sistema y poder ofrecerlo públicamente. manteniendo siempre el modelo plasmado en el Dispav-5 versión 2. . Bajo su dirección se terminó la revisión. La primera versión de este sistema se tuvo a principios de 2012. fue incorporado y adecuado el sistema para considerar la actualización de pesos.1 Ventajas La principal ventaja del Dispav-5 versión 3.DISPAV-5-VERSIÓN 3. Por ejemplo: si en un campo se esperan números reales y se introducen caracteres que no sean números.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. En esta versión. y se establecieron pruebas de funcionamiento y validación de resultados. la ejecución del programa con independencia del sistema operativo (Windows. la posibilidad de ir hacia adelante y atrás en el programa. antes de terminar la revisión del sistema. Los campos cuentan con validaciones para que siempre contengan los valores correctos. Asimismo.0 es que este programa ofrece una interfaz amigable y cómoda de ejecutar. pero modernizando la interfaz de captura y presentación de resultados. 1. el usuario puede navegar de manera fácil y rápida a través de todas las pantallas. Asimismo. 2. También se comentan algunos problemas comunes que pueden impedir o dificultar su ejecución.0 2. DISPAV-5-VERSIÓN 3. DISPAV-5-VERSIÓN 3.0 En este apartado se presentan los requerimientos técnicos para la ejecución del sistema. 3 . .jar está asociada a Java VM.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. 2. por lo que para su ejecución debe tener instalada la máquina virtual[5]. lo que indica que está correctamente instalada la máquina virtual y la extensión .0 es directa: 1. la ejecución del Dispav-5 versión 3.1). si no fuese así.0 es un programa escrito en Java.DISPAV-5-VERSIÓN 3. 2. Abra la carpeta donde guardó el archivo "Dispav2012.1 Ejemplo de directorio donde está almacenado Dispav.jar" (figura 2. Observe el icono asociado al archivo y la identificación de que dicho archivo es un archivo ejecutable (Executable Jar File).. correspondiente al sistema operativo de la computadora donde se desea ejecutar el sistema.jar 4 . Fig. Una vez instalado Java VM.1 Requerimientos técnicos y ejecución del sistema El Dispav-5 Versión 3. puede descargarse de internet[6]. Es posible que se tenga ya instalada la Java VM (máquina virtual). 2 Ventana principal de Dispav-5 versión 3. Este problema puede ser fácilmente identificado debido a que al abrir el explorador en el directorio donde se tiene el programa (figura 2.2). Fig.1 No se ha instalado la máquina virtual Java VM.0 2. 5 .3). con lo que se comenzará a ejecutar el programa (figura 2. DISPAV-5-VERSIÓN 3.0 2. 2. De un doble click al archivo Dispav 2012.2 Problemas comúnmente encontrados Los problemas más comunes que impiden la ejecución del sistema son: 2.2.2. el archivo no posee el icono de Java. .4 muestra la ventana en WindowsXP.jar" no asociado a la máquina virtual Java VM.3 Archivo tipo ". la figura 2.. Por ejemplo.4 Error generado al tratar de ejecutar el Dispav-5 sin que esté asociado a la máquina virtual 6 .0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. 2.DISPAV-5-VERSIÓN 3. Fig. Fig. Al tratar de ejecutar el programa se obtiene una indicación de que no se puede abrir el archivo. 2. jar como un identificador de archivo empacado (similar a la extensión .6 muestra la pantalla que abre el programa WinRar.2. descargándolo gratuitamente de la página oficial[6].jar como un archivo empacado El problema se manifiesta de la siguiente manera: Primero.0 Para resolver este problema.jar Algunos programas de compresión de archivos identifican la extensión .winrar.2 Asociación incorrecta de la extensión . Fig. La figura 2.5 permite habilitar o deshabitar dicha asociación. Es probable que durante la instalación de la utilería de descompresión se haya solicitado la asociación de este tipo de archivos con la aplicación de descompresión. 2. se debe instalar Java VM. 2.es/) la ventana mostrada en la figura 2. y se abre el desempacador en lugar del programa.zip o .2.5 Ejemplo de asociación incorrecta de un . DISPAV-5-VERSIÓN 3. al tratar de ejecutar el programa se identifica el archivo como un archivo empacado. En el caso de instalar WinRar (http://www. se tiene instalado el Java VM. 7 .rar). Para ello puede enviar un correo electrónico a: Gabriel Castillo (gch@pumas. 2.6 Archivo . La solución a este problema es reasociar la extensión a Java VM.3 Soporte técnico Aunque no existe una unidad específica para dar soporte a los usuarios del sistema. indicándole el tipo de situación. solucionados ahora con el Dispav-5 versión 3. en la medida de lo posible.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO.ii. Fig. 2.DISPAV-5-VERSIÓN 3.mx).0.. En el siguiente capítulo se presentan los ejemplos que fueron resueltos en el informe CI8[11 con el Dispav-5 versión 2.jar abierto como si fuera un archivo empacado. así como toda la información que considere necesaria para que sea resuelto el problema.. Existen varias formas de hacerlo. se ofrece soporte en problemas para la ejecución del programa. 8 . La más simple es ejecutar un pequeño programa llamado jarfix[71.unam. El primero es el diseño del pavimento de un camino con tránsito pesado. el segundo es el diseño de un camino con tránsito bajo. 9 . el tercero es la revisión de la vida de un pavimento ya existente. Asimismo.0.3. donde se diseñará un pavimento similar al del Ejemplo 1. pero con los pesos de la Norma NOM-012-SCT-2008. se presenta un cuarto ejemplo (no contenido en el CI-8). EJEMPLOS RESUELTOS 3. EJEMPLOS RESUELTOS A continuación se muestra la solución de los ejemplos planteados en el Informe CI-8[1] resueltos ahora con el Dispav-5 Versión 3. Son presentados tres ejemplos de aplicación del método de diseño. ya expuestos en el CI-8. DISPAV-5-VERSIÓN 3. Para ello. También se debe utilizar el ratón. 3. Botón Siguiente: avanza el sistema a la siguiente pantalla.. 3. es posible utilizar las teclas de flechas y la tecla enter. en todas las pantallas se proporcionan tres botones como lo muestra la figura 3.1 Botones de navegación e identificador de ventana 10 .1 Navegación básica Para navegar en el sistema y elegir lo que se hará..0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. Fig. Botón Ayuda: Proporciona información sobre los datos solicitados en la pantalla actual.1: Botón Anterior: regresa el sistema a la pantalla anterior a la actualmente presentada. posicionado sobre los botones mediante y mediante un click. Botón Salir: Permite al usuario terminar el programa en cualquier momento del proceso de diseño. Cabe decir que el sistema está diseñado para que el usuario navegue hacia adelante o hacia atrás de éste. según sus necesidades de trabajo. 3. todas las ventanas tienen un identificador único que se muestra en el extremo inferior al centro de la pantalla. se ejecuta el programa y en la ventana principal (figura 3. La tasa de crecimiento anual del tránsito se estima en cuatro por ciento y el periodo de proyecto es de diez años. En la figura 3.1 la ventana se identifica como (Ventana D2).2) se elige la opción Dispav-5. Se tienen las características de resistencia de los materiales considerados en el proyecto: VRSz de suelos y módulo de rigidez de la capa asfáltica.3. EJEMPLOS RESUELTOS Aunado a esto.2 Ejemplo 1 Se quiere obtener el diseño del pavimento para un camino importante.0 En este caso se va a obtener el diseño de espesores a partir de las características del tránsito y de los materiales disponibles. Este identificador es importante referirlo en caso de reportar errores del sistema. 11 12 . se cuenta con los datos del tránsito diario promedio anual en el carril de proyecto. así como la composición de dicho tránsito.2 Ventana principal Dispav-5 versión 3. También. Fig. 3. con un volumen de tránsito alto. 1 Tipo de diseño Se debe elegir el tipo de camino según la importancia e intensidad del tránsito que vaya a darse durante la vida del proyecto.DISPAV-5-VERSIÓN 3.2 toneladas métricas.. y de su composición por tipo de vehículo. También se puede calcular el tránsito de proyecto a partir de los datos del tránsito promedio diario anual. se considera que lo adecuado es aplicar el diseño de altas especificaciones de manera que se mantenga un buen nivel de servicio en todo el periodo de proyecto (figura 3. en el carril de proyecto. Fig.3).2 Tránsito de proyecto El programa permite introducir directamente el tránsito de proyecto. En este ejemplo se calcula el tránsito de . en ejes estándar de 8. 3..2.3 Ventana de elección de camino según las deformaciones.0 3. Para ir a la siguiente ventana se presiona enter o se selecciona Siguiente. se puede hacer con un click del ratón.2. en caso de ser conocido. Como el camino es importante.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. 3. Para seleccionar. con un tránsito de vehículos de flujo considerable. o se puede cambiar la selección mediante las flechas del teclado o la tecla de tabulador. Dispav-5 versión 3. según la clasificación SCT de la Norma de 1997. También se requiere el periodo de diseño del pavimento. por lo que se elige la segunda opción (figura 3.2. Fig.3 Datos del tránsito y Tipo de camino Se requiere del tránsito diario promedio anual en el carril de proyecto considerando el coeficiente direccional y la distribución por carriles. en la siguiente carátula de la ventana se consideran especificaciones de un camino de tipo A. En este caso fueron empleados los resultados obtenidos en muestras tomadas en la red Nacional del Instituto Mexicano del Transporte. 13 . Conviene subrayar que la tasa de crecimiento anual debe estimarse mediante un análisis estadístico. 3. en años.0 Para efecto de las cargas máximas legales en los vehículos comerciales. EJEMPLOS RESUELTOS proyecto a partir de la composición del tránsito mezclado.4).3. Dispav-5 versión 3. 3.4 Ventana de selección del tránsito del proyecto. mientras que en la norma de 2008 son distintos entre sí.1 muestra la distribución del tránsito para el ejemplo en cuestión.5 Ventana de transito acumulado Dispav-5 versión 3. tienen los mismos pesos. Si se presiona enter o el tabulador.DISPAV-5-VERSIÓN 3. colocando el valor en cada casilla. según la nueva norma de 2008.2. 3. o seguir la de 1997. Fig. Siempre que existan casillas en las ventanas. También tiene la posibilidad de actualizar los pesos.5. 14 . los datos se deben introducir.. conviene comentar que en la norma de 1997 los caminos tipo A y B. También se puede navegar entre los valores mediante las flechas del teclado. el cursor se moverá a la siguiente casilla.4 Composición del tránsito Tomando en cuenta la información obtenida de datos viales. la Tabla 3. Los datos introducidos para este ejemplo se muestran en la figura 3.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO..0 3. Sin embargo. 7). 3.0 Tabla 3. o emplear un porcentaje constante para todos los vehículos comerciales (figura 3. Fig.2 B3 9. EJEMPLOS RESUELTOS Distribución del tránsito mezclado Tipo de vehículo Porcentaje A 66.0 T3-S3-R4 2. Además.6 se aprecia la captura de datos de tránsito por composición vehicular.2.6 Ventana de composición de tránsito.1 no se tomarán en cuenta de aquí en adelante.1 Composición del tránsito.0 T3-S3 4. Ejemplo 1 Los vehículos que no aparecen en la Tabla 3.0 C3 4.1 T3-S2 6. Dispav-5 versión 3.5 Carga de los vehículos comerciales El programa permite considerar los diferentes porcentajes de vehículos cargados para cada uno de los tipos de vehículos considerados en la composición del tránsito.3. 15 .7 C2 8.0 3. la suma de los porcentajes siempre debe ser de un 100% En la figura 3. indicando la suma de porcentajes capturados. Es decir. Fig. o empleando los resultados obtenidos en muestras tomadas en la red nacional. C. Dicho porcentaje de camiones cargados se puede obtener por medio de muestras en la carretera de interés. 16 .. para el tipo de camino de proyecto (A..DISPAV-5-VERSIÓN 3. Se pide al proyectista que la modifique si tiene información al respecto. vacíos.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. en caso contrario. Cabe hacer notar que al seleccionar la opción de “Emplear porcentaje de veículos cargados aplicable a todos los vehículos comerciales”. B. ó D) por cada tipo de vehículo incluido. Dispav-5 versión 3. el valor sin necesidad de hacer click o de mover la selección con las flechas. En este ejemplo se supone que el 70% de los vehículos comerciales circulan cargados y 30%.0 El programa presenta la carga máxima legal en cada eje. 3.7 Ventana de selección de la tasa de crecimiento. automaticamente puede introducir a éste. o que la ratifique. el proyectista tiene la opción de introducir el peso estimado para cada uno de los ejes de los vehículos comerciales considerados. En caso de que el proyectista conozca las presiones reales debe hacerlo. Cabe decir que el programa incluye las presiones admisibles en la norma oficial. Para revisar los pesos de los diferentes camiones se usan los botones "Anterior tipo de vehículo" y "Siguiente tipo de vehículo".8 Ventana de pesos en los ejes de cada vehículo. 3. En el ejemplo se han tomado las cargas y presiones máximas reglamentarias. Fig. En la figura 3.8 se muestra como ejemplo. Dispav-5 versión 3. tomando en cuenta que dicha presión debe medirse después de haber mantenido transitando el vehículo suficiente tiempo. Es conveniente destacar que las presiones de contacto de las llantas tienen un efecto significativo en las capas cercanas a la superficie de rodamiento. se requiere conocer la presión de las llantas de los vehículos. presentadas inicialmente por el programa DISPAV-5.3.0 17 . EJEMPLOS RESUELTOS Asimismo. o mediante las flechas Derecha e Izquierda del teclado. la ventana correspondiente al camión T3-S2. Fig. se recomienda tomar como tránsito acumulado de proyecto el determinado a una profundidad de 15 cm.9 muestra los cálculos para un tractor con semirremolque T3-S2. para cualquiera de las profundidades calculadas. 3.0 Por último. La figura 3.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO.. de acuerdo con las características del camino. 18 . Para calcular el espesor de la sección estructural del pavimento por deformación permanente (A20) se recomienda utilizar el obtenido a una profundidad de 90 cm.DISPAV-5-VERSIÓN 3.. Dispav-5 versión 3. y aplicando su criterio.9 Ventana de coeficientes equivalentes. tomando en cuenta los coeficientes de equivalencia de cada vehículo. el programa calcula el tránsito acumulado de proyecto (N). el programa calcula y presenta los coeficientes de equivalencia (o de daño relativo) para cada vehículo. tanto por fatiga como por deformación permanente. Para el cálculo de la vida por agrietamiento de fatiga en las capas asfálticas. a diferentes profundidades. Sin embargo. el proyectista puede elegir el tránsito acumulado de proyecto. A continuación. la tasa de crecimiento anual y el periodo de proyecto. el tránsito diario promedio. la distribución del tránsito. 10 Ventana del tránsito a diferentes profundidades. El programa considera un máximo de cinco capas (figura 3.0 Conviene que el proyectista imprima o apunte estos datos.2. de acuerdo con los estándares internacionales.2 toneladas métricas por eje sencillo (18. para no tener que recalcular el tránsito de proyecto. en caso de que tenga que estudiar otras alternativas para el mismo estudio. de cuáles capas y qué tipo de materiales planea incluir.6 Propiedades de los materiales disponibles para el proyecto y valor relativo de soporte de los materiales no aglutinados El proyectista debe partir de un anteproyecto de la sección estructural del pavimento. Fig. incluyendo la terracería. Dispav-5 versión 3.000 libras). es decir.10) se presenta en millones de ejes estándar de 8. 19 . EJEMPLOS RESUELTOS Debe recordarse que el tránsito de proyecto (figura 3.3.11). lo cual es conveniente para un diseño estructural adecuado y confiable. 3. 3. 11) que se quieren dejar o quitar. Para la elección de las diferentes capas del pavimento conviene tomar en cuenta que la deformación unitaria de tensión en la parte inferior de la carpeta asfáltica.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. depende en buena medida de la rigidez de la capa de apoyo. 3. Dispav-5 versión 3. sub-base. Conviene que la capa que se coloque debajo de la carpeta asfáltica sea de buena calidad.0 La inclusión de bases estabilizadas con asfalto está contemplada después de encontrar el diseño empleando una carpeta asfáltica. se puede hacer click con el ratón sobre las “palomitas”.DISPAV-5-VERSIÓN 3. o desplazándose con la flechas del teclado y con la tecla de Espacio. Para lograrlo. Fig. subrasante y terracería.. 20 . base granular. En el ejemplo se decidió explorar la posibilidad de un diseño con carpeta asfáltica. de ahí que es recomendable emplear bases granulares adecuadas. Para seleccionar las capas (figura 3. se pone o se quita la “palomita” que se encuentra a la izquierda de cada capa.. y que no pierda rigidez en la época de lluvia. poner o quitar las “palomitas”.11 Ventana de selección de las capas a utilizar. También deben hacerse consideraciones estadísticas de manera que el valor medio obtenido se ajuste por un factor de seguridad. si se desea un nivel de confianza de 80 por ciento. Para fines prácticos.84. así como las condiciones de humedad previsibles durante la vida de servicio del camino. En caso de que se propongan valores inferiores a los mínimos admisibles.3. El método establece valores mínimos y máximos para el VRSz con el propósito de obtener espesores adecuados cuando éste excede los umbrales máximos o mínimos convenientes de los materiales empleados. Si no se cuenta con la suficiente información para estimarlo. el programa toma el valor máximo admisible como el VRSp. Se sugiere emplear: VRSz=VRS (1-CV). entonces C=0. aunque registra el valor propuesto por el proyectista para 21 .12. de acuerdo con la experiencia obtenida en las investigaciones desarrolladas. Por su parte “V” es el coeficiente de variación de la resistencia. EJEMPLOS RESUELTOS El VRSz estimado se debe establecer considerando la compactación en la cual se van a colocar los materiales. En caso de que se propongan valores mayores a los máximos. el programa se detiene y el proyectista debe replantear el proyecto con otros materiales. En el Manual del Usuario aparece una tabla con los límites establecidos. En la expresión anterior. puede considerarse una distribución normal en la resistencia. Los valores de proyecto considerados en este ejemplo son los mostrados en la figura 3. Por ejemplo. se puede emplear un valor alrededor de 0. “C” es un factor que depende del nivel de confianza deseado. aceptable para una construcción de buena calidad. El valor de proyecto se designa como VRSp.3. en caso de requerirse. emplearlo en la estimación del módulo de rigidez de la capa correspondiente.13). excepto la sub-base que se ajusta a un VRSp=30 (figura 3. Fig. Dispav-5 versión 3. 3.DISPAV-5-VERSIÓN 3.12 Ventana de captura del VRSz.13 Ventana de corrección del VRSz. Fig.0 22 .0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO.0 En el ejemplo los valores propuestos están en el intervalo aceptable.. 3. Dispav-5 versión 3.. tomando 23 . Los datos obtenidos generalmente tienen variaciones significativas y deben emplearse únicamente como una guía cualitativa. Por lo anterior.2. se insiste en realizar un buen control de laboratorio. la temperatura y la velocidad de aplicación de las cargas de las ruedas de los vehículos. entre ellos.3. deformaciones unitarias. para evitar fallas debido a una apreciación inadecuada de las características mecánicas de los materiales. Para el caso de los materiales no estabilizados con asfalto. El módulo de rigidez de proyecto puede estimarse ponderando los daños producidos en diferentes etapas y aplicando la Ley de Miner. las recomendaciones son similares. el módulo de rigidez cambia de manera significativa con varios factores. En consecuencia. la estimación de los módulos de rigidez de los diferentes materiales debe considerarse con mucho cuidado. si el proyectista no tiene información de laboratorio para establecer el módulo dinámico de rigidez del concreto asfáltico. y realizar pruebas dinámicas de laboratorio para estimar los módulos de rigidez en diferentes condiciones. EJEMPLOS RESUELTOS 3.7 Módulos de rigidez de los materiales Para el cálculo de esfuerzos. A esto debe agregarse el efecto dinámico vertical. y desplazamientos verticales. En el caso de la carpeta asfáltica. que altera las cargas estáticas. se requieren los módulos de rigidez de todas las capas. Por tanto. En efecto. Se hace notar que la estimación del módulo de rigidez de proyecto es un problema difícil que requiere de un análisis amplio y del buen criterio del proyectista. puede emplear el programa MODULO para estimarlo aproximadamente a partir de relaciones volumétricas. se recomienda dividir el período de diseño en etapas climáticas típicas. 7.0 24 .14).. Cabe decir que estos valores pueden ser modificados por el usuario en cualquier momento. Fig.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. el programa permite estimarlos de manera aproximada. 3. ya sea con el ratón o con enter. el contenido de agua y los efectos climáticos. En caso de que el proyectista no pueda obtener los módulos de rigidez de los materiales no aglutinados en pruebas de laboratorio. Dispav-5 Versión 3. modifican de manera significativa el comportamiento de los materiales. a partir del VRSz (figura 3. o en el campo.14 Ventana de captura o cálculo del Módulo de rigidez. con la expresión: E = 130 VRSZ0.. En la ventana también se ofrece la opción de que el programa pueda sugerir algunos valores al oprimir el botón "Sugerir". En el ejemplo se supone conocido el módulo de rigidez de la carpeta y se estima el módulo de rigidez de las otras capas. cuenta que la compactación.en DISPAV-5-VERSIÓN 3. 2.0 3.16).2. si el proyectista tiene información confiable que indique que el valor es diferente al anotado puede modificarlo. EJEMPLOS RESUELTOS 3. Dispav-5 Versión 3. siempre se sugiere un nivel de 85% En el ejemplo se acepta el nivel propuesto de 85% 25 . entre 50 y 99% Por omisión.3.8 Relación de Poisson El programa propone relaciones de Poisson para cada tipo de material (figura 3.9 Nivel de confianza El programa permite elegir el nivel de confianza del proyecto (figura 3.15 Ventana de número de Poisson.15). 3. Fig. DISPAV-5-VERSIÓN 3.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO... Fig. 3.16 Ventana de nivel de confianza. Dispav-5 versión 3.0 3.2.10 Diseño por deformación Una vez concluido el ingreso de información, el programa calcula los espesores requeridos para evitar la falla prematura por deformación de las capas no estabilizadas con asfalto. El diseño obtenido se muestra en la figura 3.17. Fig. 3.17 Ventana de espesores en cada capa. Dispav-5 versión 3.0 26 3. EJEMPLOS RESUELTOS El programa ha revisado que los espesores obtenidos sean mayores que los valores mínimos establecidos para este tipo de camino y este tránsito de proyecto. En el caso de que alguna capa hubiera tenido un espesor menor al mínimo, el diseño se ajusta al valor mínimo, y en las capas inferiores se deduce ese incremento (Ver procedimiento de diseño en CI-8[1], página 15). En este caso el espesor de sub-base calculado es de 11.6 y se ha incrementado al espesor mínimo de 15 cm, en consecuencia el espesor de subrasante calculado se ha disminuido en la misma cantidad. Puede observarse que los espesores no se han redondeado. Se espera que el proyectista haga eso posteriormente, usando su criterio. 3.2.11 Diseño por fatiga en las capas asfálticas La vida previsible por fatiga está basada en las deformaciones unitarias generadas en la parte inferior de la carpeta asfáltica de la estructura obtenida en el paso anterior. Se emplea el modelo de fatiga correspondiente al tipo de camino elegido. El resultado de la revisión (figura 3.18) indica que la vida previsible es inferior al tránsito de proyecto por fatiga. Se requiere modificar el diseño para que la vida previsible coincida, aproximadamente, con el tránsito de proyecto. El programa proporciona cuatro opciones al usuario. 27 DISPAV-5-VERSIÓN 3.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO... Fig. 3.18 Ventana de resultados. Dispav-5 versión 3.0 En este ejemplo se presentan dos soluciones al diseño. En la primera se mantienen las capas consideradas actualmente (CA/BG/SB/SR), y se modifica el grueso de la carpeta hasta encontrar un espesor que proporcione una vida previsible igual al tránsito de proyecto por fatiga. En la segunda solución se considera incluir una base estabilizada con asfalto. 3.2.12 Solución 1 Se elige la opción 2 del menú: "Cambiar espesores" (figura 3.19), y se incrementa el espesor de la carpeta a 17 cm. Se pueden reducir o no, algunos espesores de las capas inferiores. En este caso, se disminuye el espesor de base granular a 20 cm y el de subrasante a 50 cm. 28 0 Se observa que todavía no se alcanza la vida de proyecto por fatiga (figura 3. el nuevo diseño. Dispav-5 versión 3.3.20).19 Ventanas para el cambio de espesores. por lo que se incrementa el espesor de carpeta en 2 cm más. Así. y el resultado del cálculo de vida previsible. quedan de la siguiente manera: 29 . EJEMPLOS RESUELTOS Fig. 3. 3..0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. utilizando una de 18 cm.. La vida previsible del nuevo diseño final se muestra en la figura 3.0 En este caso. Fig. con variación de espesores.DISPAV-5-VERSIÓN 3. por lo que se puede disminuir ligeramente el espesor de la carpeta. la vida previsible es un poco mayor que el tránsito de proyecto.20 Ventanas de comparación de resultados. 30 .21. Dispav-5 versión 3. 3. etc. 3.21 Ventana de resultados favorable.0 La vida previsible es ahora menor que el tránsito de proyecto. o 18. estimadas con los resultados anteriores. Dicho valor se puede fijar por las consideraciones mínimas de espesor.1 Propiedades de la base asfáltica Se deben iniciar los cálculos con un espesor inicial para la nueva capa. 19. 3. Dispav-5 versión 3.13. También puede suponerse a partir de las características estructurales del proyecto.2.13 Solución 2-Alternativa de solución empleando base asfáltica Para incluir una base asfáltica en el diseño se debe seleccionar la opción número 3: "Emplear base asfáltica". tránsito de proyecto. aunque la diferencia es menor que el 10% del tránsito de proyecto. Queda a criterio del proyectista definir si el espesor de carpeta es de 18. EJEMPLOS RESUELTOS Fig.5 cm. tomando en cuenta el tamaño máximo de agregado. 3.2. 31 . lo que se considera tolerable. 22 Ventanas para agregar base asfáltica.. se debe eliminar una de ellas. Asimismo.2.2 Revisión del número de capas El máximo número de capas que se puede analizar es cinco. como en este ejemplo.0 3.. en donde se introdujeron. Si ese número se sobrepasa. Dispav-5 versión 3. Fig. los valores de 20.13. respectivamente.35 para el módulo de rigidez y la relación de Poisson.22.000 y 0.DISPAV-5-VERSIÓN 3.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. es necesario proporcionar el módulo de rigidez de la nueva capa y la relación de Poisson como se muestra en la Figura 3. 3. Para decidir cuál capa debe ser . 23. que corresponde a la capa de base granular contando de arriba hacia abajo. 3.3 Ajuste de espesores Como se ha añadido una capa de base asfáltica con 10 cm de espesor se considera que se puede reducir el espesor de alguna(s) capa(s). obteniendo los resultados mostrados en la figura 3. En este ejemplo se reduce la carpeta asfáltica a 10 cm. Para eliminar esa capa. Dispav-5 versión 3. se deben considerar aspectos de la economía del proyecto y de la conveniencia estructural.22) y construir la base asfáltica sobre la sub-base con VRSz=40 (CA/BA/SB/SR/TERR). Fig. Desde el punto de vista estructural se debe recordar que el comportamiento de la base asfáltica va a tener influencia de manera significativa por la rigidez de la capa subyacente a la base asfáltica. esta solución es más costosa que la de emplear una sub-base debajo de la base asfáltica (CA/BA/SB/SR/TERR).2.3.13.23 Ventana de resultados con base asfáltica. EJEMPLOS RESUELTOS eliminada. Desde ese punto de vista puede ser conveniente mantener la base granular (CA/BA/BG/SR/TERR).0 33 . 3. se debe introducir el número tres. En este ejemplo se decide eliminar la capa de base granular (figura 3. sin embargo. Con los nuevos espesores se repite el cálculo para determinar la vida previsible de la estructura. La figura 3. La vida previsible con este diseño es inferior a la vida de proyecto. Fig. Dispav-5 versión 3.DISPAV-5-VERSIÓN 3. Se decide incrementar el espesor de la base asfáltica en 5 cm. se incrementa el espesor de la base asfáltica en 3 cm más. 3. Fig. tanto por fatiga como por deformación.25 muestra el resultado obtenido..24.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO.0 34 . Dispav-5 versión 3..24 Ventana de resultados no favorables con base asfáltica. 3. con el resultado mostrado en la figura 3.25 Ventana de resultado favorable con base asfáltica.0 La vida previsible sigue siendo inferior al tránsito de proyecto. Ejemplo 1 Capa Espesor en cm Carpeta asfáltica 18 10 Base asfáltica - 18 Base granular 20 - Sub-base 15 15 Subrasante 50 50 35 . tal como se indica en la Tabla 3. EJEMPLOS RESUELTOS Como la vida previsible es ahora mayor que el tránsito de proyecto.2: Tabla 3. la diferencia no es exagerada.0 La vida previsible por fatiga es inferior al tránsito de proyecto.26).26 Ventana de variación del cambio en la base asfáltica.3. Fig.2 Alternativas de diseño. Por su parte. Así. a partir de lo anterior se tienen dos alternativas de diseño. 3. se estudia la alternativa de disminuir el espesor de la base asfáltica en un centímetro (figura 3. la vida previsible por deformación permanente es ligeramente inferior al tránsito de proyecto correspondiente. Dispav-5 versión 3. sin embargo. 0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO.1 Tipo de procedimiento En este caso se va a obtener el diseño de espesores.3 Tránsito de proyecto En este ejemplo se vuelve a calcular el tránsito de proyecto a partir de los siguientes datos de tránsito y composición de vehicular: Tránsito promedio diario anual en el carril de proyecto: 1050.3 Ejemplo 2 Se tiene un camino secundario. 3.3. 3.2). Nótese que éstas son solamente dos de las posibles soluciones al proyecto. se piensa diseñar un pavimento para un camino "normal".3. Tasa de crecimiento anual del tránsito en el periodo de proyecto. con tránsito relativamente ligero. a partir de las características del tránsito y de los materiales disponibles. Se quiere diseñar un pavimento con un periodo de proyecto de diez años.. en por ciento: 4.5 cm. al término del periodo de proyecto. 3..DISPAV-5-VERSIÓN 3.3. el camino tendrá deformaciones en la rodada del orden de 2. por lo que se elige el primer botón (figura 3. y posiblemente requiera una actividad de conservación rutinaria amplia. por lo que no se realiza una explicación detallada en cada etapa del diseño. 3. El procedimiento para este diseño es similar al ejemplo anterior. 36 .2 Tipo de diseño Se considera el diseño "normal". solo proporciona una herramienta sencilla para que el proyectista analice las soluciones que él conciba. Como es un camino secundario que permite tener actividades de conservación sin provocar interrupciones graves del tránsito. es decir. El método no da un diseño único de pavimento. 9 37 .3. Tabla 3.3 muestra la composición del tránsito considerada para este problema.3.1 T3-S2 2.0 3.3 Composición del tránsito. EJEMPLOS RESUELTOS Periodo de proyecto (en años): 10. Dispav-5 versión 3. 3.4 Tres datos del tránsito y Tipo de camino Para efecto de las cargas máximas legales en los vehículos comerciales se considera que el camino es del tipo C (figura 3.8 T3-S3 1. Fig.4 T3-S2-R4 1.27). 3.5 Composición del tránsito La tabla 3.27 Ventana de tránsito acumulado. Ejemplo 2 Tipo de vehículo Porcentaje A 73.2 B3 7.6 C2 7.3.0 C3 6. y por el Instituto Mexicano del Transporte (IMT)..0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO.29.. Cabe decir que en el ejemplo se han tomado simplemente las cargas y presiones propuestas en el programa.0 En este ejemplo se supone que el 65% de los vehículos comerciales circulan cargados y 35% circulan vacíos. Al final calcula el tránsito en ejes estándar a diferentes profundidades.28 muestra la captura de esa información en el sistema. 38 . La figura 3. Este porcentaje de camiones cargados se puede obtener por medio de muestras en la carretera de interés. 3. el proyectista puede elegir el tránsito en otra de las profundidades calculadas.DISPAV-5-VERSIÓN 3. Siguiendo la recomendación. Fig. o empleando los resultados obtenidos en muestras tomadas en la red nacional por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT). Dispav-5 versión 3. se toma como tránsito de proyecto por fatiga en las capas asfálticas el tránsito obtenido a una profundidad de 15 cm. el programa calcula y presenta los coeficientes de equivalencia de cada vehículo. y para deformación permanente el obtenido a una profundidad de 60 cm. Sin embargo.28 Ventana de composición de tránsito. A continuación. El tránsito de proyecto resultante (en millones de ejes estándar) se muestra en la figura 3. Se sugiere emplear VRSz=VRSmedio(1-CV).3.3.0 3. Deben tomarse en cuenta las condiciones de humedad previsibles a largo plazo.29 Ventana del tránsito a diferentes profundidades. Los valores de proyecto considerados en este ejemplo son los mismos del ejemplo anterior. EJEMPLOS RESUELTOS Fig.7 Valor relativo de soporte de los materiales no aglutinados El VRSz estimado en el lugar. durante la vida de servicio de la carretera. y se muestran en la Tabla 3. También deben hacerse consideraciones estadísticas de manera que el valor promedio obtenido se ajuste por un factor de seguridad.6 Propiedades de los materiales disponibles para el proyecto En el ejemplo se decide explorar la posibilidad de un diseño con carpeta: asfáltica/base granular/sub-base/subrasante/terracería. 39 . se debe establecer considerando la compactación en la que se van a colocar los materiales. por lo que se debe elegir un número de capas igual a cinco. así como la posibilidad de existir condiciones críticas que puedan afectar al pavimento. 3.4.3. Dispav-5 versión 3. 3. 8 Módulos de rigidez de los materiales Para el cálculo de esfuerzos y deformaciones unitarias se requieren los módulos de rigidez de todas las capas.9 Relación de Poisson El programa propone relaciones de Poisson para cada tipo de material si el proyectista tiene información confiable que indique que el valor es diferente al anotado puede modificarlo. excepto la subbase que se ajusta a VRSp=30. 3. En el ejemplo se supone conocido el módulo de rigidez de la carpeta y se estima el módulo de rigidez de las otras capas. En este ejemplo los valores propuestos están en el intervalo aceptable.0 40 . Ejemplo 2 Capa VRSz Base granular 100 Sub-base 40 Subrasante 20 Terracería 5 3.30).DISPAV-5-VERSIÓN 3. Fig. 3.30 Ventana de captura del VRSz y del Módulo de rigidez. En este ejemplo se aceptan los valores propuestos (figura 3. Tabla 3.4 Valor relativo de soporte.3. a partir del VRSz.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. Dispav-5 versión 3.3... Dispav-5 versión 3. la relación deseable de módulos desarrollada por los Laboratorios de Investigación Shell. a su vez. El programa emplea como guía. Tomando en cuenta lo anterior no es recomendable eliminar ninguna de las dos capas. Al calcular los espesores se ha llegado a algunos que no son aceptables. la rigidez de la capa de base. por lo que no es recomendable eliminar la capa de base. El programa emplea los espesores mínimos establecidos en el Método de Diseño y ajusta el 41 .3.31 Ventana para eliminar capas muy pequeñas. como en la base granular y sub-base. EJEMPLOS RESUELTOS 3. el programa permite que el diseñador elimine alguna de esas capas y pregunta al proyectista si las desea eliminar tal como lo muestra la figura 3.0 Como se dijo. la cual es compatible con las investigaciones realizadas por los autores en numerosos tramos de prueba del país y en la pista circular del Instituto de Ingeniería de la UNAM. Fig.3.31.11 Diseño por deformación Una vez concluida la entrada de información el programa calcula los espesores requeridos para evitar la falla prematura por deformación de las capas no estabilizadas con asfalto.3. Por otra parte. simplemente por razones prácticas de construcción.10 Nivel de confianza Se acepta el nivel propuesto de 85% 3. está influida por la rigidez de la capa inferior. el comportamiento por fatiga de la carpeta asfáltica está influido fuertemente por la rigidez de la capa subyacente. 3. El diseño queda como se muestra en la figura 3. Fig. con el tránsito del proyecto.0 3. usando su criterio.32.12 Diseño por fatiga en las capas asfálticas La vida previsible por fatiga está basada en las deformaciones unitarias generadas en la parte inferior de la carpeta asfáltica de la estructura obtenida en el paso anterior... Para calcularla. se emplea el modelo de fatiga correspondiente al tipo de camino. Observe que el espesor de carpeta no se ha redondeado. espesor de la subrasante a su valor mínimo.5 Resultados vida previsible.6 Se requiere modificar el diseño para que la vida previsible coincida. 3. Ejemplo 2 Vida previsible Tránsito proyecto Deformación 2.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. aproximadamente.6 2. El resultado de la revisión (Tabla 3.32 Ventana de espesores en cada capa. Se tienen cuatro opciones: 42 .3.DISPAV-5-VERSIÓN 3. se espera que el proyectista haga eso posteriormente.3 2.5) indica que la vida previsible es inferior al tránsito de proyecto por fatiga.7 Fatiga 2. Disvap-5 versión 3. Tabla 3. Ambas figuras muestran la vida previsible calculada.33) ó 7. La vida previsible. la diferencia está dentro de la tolerancia. Se elige el número 2 para indicar la opción seleccionada.7). El diseño puede quedar de esta manera. tal como se muestra en la Tabla 3.6. 4. el espesor de carpeta asfáltica. Cambiar los espesores de las capas consideradas en el actual proyecto. Terminar el programa y replantear todo el proyecto de nuevo. Ejemplo 2 Capa Espesor Carpeta asfáltica 7. Tabla 3.34) de carpeta. De hecho.33.7 Espesores finales.5 Base granular 15 Sub-base 15 Subrasante 30 43 . Ejemplo 2 Capa Espesor Anterior Espesor modificado Carpeta asfáltica 5. con el nuevo diseño. que satisfagan los requisitos estructurales y que puedan ser más económicas.6 Modificación espesores. El diseño puede quedar con 7cm (figura 3. Obsérvese que para efectos de deformación la vida previsible está sobrada. y se incrementa el espesor de la carpeta. lo que implica modificar la calidad del concreto asfáltico previsto. Cambiar el módulo de rigidez de la carpeta. EJEMPLOS RESUELTOS 1. se muestra en la figura 3. fundamentalmente. Tabla 3.3. 3. 2.3 7 Base granular 15 15 Sub-base 15 15 Subrasante 30 30 Se observa que la vida previsible por fatiga se acerca al tránsito de proyecto.5 cm (figura 3. por lo que el proyectista puede estudiar otras alternativas de diseño. o ser incrementado ligeramente el espesor de la carpeta (Tabla 3. Emplear una base asfáltica. 33 Resultados con un espesor de carpeta de 7.0. 3.5. 3.DISPAV-5-VERSIÓN 3.0 Fig.34 Resultados con un espesor de carpeta de 7.0 Se vuelve a enfatizar que el proyectista no debe considerar que el programa Dispav-5. Dispav-5 versión 3.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. Fig. de diseño y el programa es solamente una 44 45 . es el que proporciona el diseño. Dispav-5 versión 3.. éste es responsabilidad del proyectista que propone alternativas herramienta de análisis.. 3.3 cm Mezcla asfáltica E = 22 000 kg/cm2 21.1 Tipo de procedimiento El programa permite: Diseñar y Revisar. Los de las capas asfálticas se han medido en el laboratorio.4 cm Concreto asfáltico E = 35 000 km/cm2 9.36) se selecciona el botón de Revpab-5. 3. por lo que en la ventana principal (figura 3. .4.4 Ejemplo 3 Se quiere revisar la vida previsible del pavimento mostrado en la figura 3.5 cm Base granular VRSz=95% E* = 3 150 kg/cm2 39.2 cm Subrasante VRSz=25% E* = 1 240 kg/cm2 Terracería VRSz=6% E* = 456 kg/cm2 E* ≡ Módulo de rigidez estimado empleando el VRSz Fig. Los módulos de rigidez de las capas no aglutinadas se han estimado a partir del VRSz.35 Esquema estructura de pavimento. Ejemplo 3 Los espesores de cada capa y los VRSz se han medido directamente en el lugar. En este ejemplo se revisará la vida previsible de una estructura dada. EJEMPLOS RESUELTOS 3. empleando corazones de las capas.35: 8. 3. al final del periodo de proyecto.36 Ventana principal. Si se puede aceptar que la deformación en la rodada sea del orden de 2. Dispav-5 versión 3.37 Ventana para la selección del tipo de camino.. Fig.0 46 .. al final de la vida previsible.5 cm. 3. entonces debe elegir un camino normal.37). Fig. la deformación sea del orden de 1 cm.0 3.4. Dispav-5 versión 3. 3. entonces se debe elegir la revisión de camino de altas especificaciones.2 Tipo de camino Se tienen dos opciones de revisión según el estado de servicio terminal.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO.DISPAV-5-VERSIÓN 3. con agrietamiento ligero a medio. con posible agrietamiento generalizado. Si se desea que al término de la vida previsible. En este caso se elige revisar como si fuera un camino de altas especificaciones (figura 3. 38 Ventana para la selección de capas. Fig.38) para seleccionar las capas que quiere incluir. entonces no se incluye dentro de las capas. puede incluir la capa que se encuentre seleccionada en ese momento. sin una contribución estructural al pavimento. Primero se introducen los VRSz estimados de los materiales. pero el VRSz estimado se emplea en la determinación del módulo de rigidez de dicha capa. EJEMPLOS RESUELTOS 3. se puede mover dentro del cuadro de la izquierda con las flechas Arriba y Abajo. el valor se ajusta al máximo admisible (VRSp). 3. con la flecha Derecha. Dispav-5 versión 3. En el caso de que el VRSz estimado en el lugar para alguna capa sea menor que el mínimo admisible el programa le avisará pues el método no es aplicable para esos materiales.3 Tipo de estructura Se indican cuáles son las capas que constituyen el pavimento que se va a revisar. también se puede utilizar el ratón haciendo click en la capa que desea y usando las flechas que se encuentran entre los dos cuadros. es decir.3. desplazarse con las flechas de Arriba y Abajo y con la flecha Izquierda quitar la capa seleccionada.0 47 . En esta pantalla (figura 3.4. Si el VRSz introducido en alguna capa es mayor al máximo admisible para esa capa. para quitar una capa puede cambiarse al cuadro de la derecha mediante el tabulador. Si se tiene un tratamiento superficial. Se sugieren valores comunes para cada uno de ellos. 48 .000 kg/cm2 para el concreto asfáltico de la superficie de rodamiento. En este ejemplo se estiman estos módulos de rigidez a partir de los VRSz estimados en el lugar. se puede estimar el módulo de rigidez aproximadamente con la relación establecida con el VRSz estimado en el lugar. y 22. 3. Pero. 3. deben introducirse las relaciones de Poisson de todos los materiales.4.. por lo que el VRSp de proyecto se considera igual a este último valor.4 Relación de Poisson Por último.150. en el caso de este ejemplo se supone que el proyectista ha medido los módulos de rigidez. para adecuarse a los materiales específicos del proyecto. y 456 kg/cm2 para la base granular. el proyectista puede modificar esos valores.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. En el ejemplo el VRSz de la subrasante se ha estimado en 25% Este valor es mayor a 20% (valor máximo aceptable para esa capa). En el ejemplo se toman los valores sugeridos (fig.39). 1. sin embargo el programa retiene el valor de 25% para el caso de que se quiera estimar el módulo de rigidez de esa capa a partir del VRSz. respectivamente.000 kg/cm2 para la base asfáltica. subrasante y terracería. si no se cuenta con una medición directa del módulo de rigidez sobre los materiales.240. En el caso de las capas de materiales no aglutinados. obteniéndose 3.. obteniendo 35.DISPAV-5-VERSIÓN 3. en caso de tener estimaciones confiables. usando el modelo correspondiente al tipo de camino elegido.3.4. En este ejemplo se toma el nivel sugerido de 85% 3. en este caso. Dispav-5 versión 3. pero es decisión del proyectista fijar el nivel conveniente.6 Resultado de la revisión Al terminar de introducir los datos requeridos se calcula la vida previsible (figura 3.4. 3.40 Ventana de resultados del comportamiento. EJEMPLOS RESUELTOS Fig.0 3.0 49 . Fig.5 Nivel de confianza Se debe introducir el nivel de confianza. 3. En el ejemplo se sugiere un nivel de 85 por ciento. de altas especificaciones.40).39 Ventana de especificaciones del proyecto. Dispav-5 versión 3. 3. La vida previsible del pavimento es de aproximadamente 10. por lo que se elige la opción Dispav-5 (figura 3. aproximadamente a los 13. con un volumen de tránsito alto.9 millones de ejes estándar. Se tienen las características de resistencia de los materiales considerados en el proyecto: VRSz de suelos y módulo de rigidez de la capa asfáltica. ¿Cómo se va a obtener el diseño de espesores?: a partir de las características del tránsito y de los materiales disponibles.41Ventana principal. Para tal caso.5 Ejemplo 4 Se diseñará un pavimento similar al del Ejemplo1 pero con los pesos de la Norma NOM012-SCT-2008. se busca obtener el diseño del pavimento para un camino importante. Dispav-5 versión 3.2 millones. Se alcanza primero la condición de falla por deformación en la rodada (del orden de 1 a 1. También se cuenta con los datos del tránsito diario promedio anual en el carril de proyecto así como la composición de dicho tránsito. 3. seguida por el agrietamiento por fatiga.41). la tasa de crecimiento anual del tránsito se estima en cuatro por ciento y el periodo de proyecto es de diez años..0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO.. Fig.0 50 .2 cm).DISPAV-5-VERSIÓN 3. 43) Fig.5.3. 3. 3. por lo que se elige la segunda opción. EJEMPLOS RESUELTOS 3.43 Ventana de selección para el tránsito por carril. Dispav-5 versión 3. Dispav-5 versión 3.0 51 .42 Ventana para la selección del tipo de camino.42). se considera que lo adecuado es aplicar el diseño de altas especificaciones.0 Fig.1 Tipo de diseño Como el camino es importante.5. de manera que se mantenga un buen nivel de servicio en todo el periodo de proyecto (figura 3. 3. (figura 3.2 Tránsito de proyecto En este ejemplo se calcula el tránsito de proyecto a partir de la composición del tránsito mezclado. con un tránsito de vehículos muy frecuente. 44 Ventana de tránsito acumulado. 3.DISPAV-5-VERSIÓN 3. Dispav-5 Versión 3..0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. La tasa de crecimiento anual debe estimarse mediante un análisis estadístico. en años. de la Norma NOM-012-SCT-2008 (figura 3. en la siguiente carátula se consideran especificaciones de un camino de tipo A.5. En este caso se emplearon los resultados obtenidos en muestras tomadas en la red nacional por el Instituto Mexicano del Transporte. se considera la distribución 52 .44). según la clasificación de la SCT.0 3. también se requiere el periodo de diseño del pavimento.. 3.4 Composición del tránsito Tomando en cuenta la información obtenida de datos viales. Para efecto de las cargas máximas legales en los vehículos comerciales.5.3 Datos del tránsito y Tipo de camino Se requiere del tránsito diario promedio anual en el carril de proyecto considerando el coeficiente direccional y la distribución por carriles. Fig. EJEMPLOS RESUELTOS Fig.del tránsito mostrada en la figura 3. 3. Fig.46).45 Ventana de composición de tránsito. Dispav-5 versión 3.0 3.5 Carga de los vehículos comerciales Se supone que el 70% de los vehículos comerciales circulan cargados y 30% circulan vacíos (figura 3. 3. 3.46 Ventana de selección de la tasa de 53 crecimiento.45.0 . Dispav-5 versión 3.5. la figura 3.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. Es decir. o D) por cada tipo de vehículo incluido. B. como ejemplo.. Dispav-5 versión 3.47 Ventanas de pesos en los ejes de cada vehículo normas 1997 y 2003. o que la ratifique en caso contrario. siguiendo la norma publicada en el 2008. en este caso basándose en la Norma NOM-012-SCT-2008. en la figura 3. C. para el tipo de camino de proyecto (A. el camión T3-S2. En el ejemplo se han tomado las cargas y presiones máximas reglamentarias.47 se muestra. 54 . y se pide al proyectista que la modifique si tiene información al respecto. 3. en cada eje. o cambiar los pesos a la Norma anterior haciendo uso del campo que se encuentra debajo de los valores propuestos. El programa presenta la carga máxima legal. Fig.0 A continuación.. el encargado de proyectar tiene la opción de introducir el peso estimado para cada uno de los ejes de los vehículos comerciales considerados.48 muestra la información para un tractor con semirremolque T3-S2. como se muestra.DISPAV-5-VERSIÓN 3. el programa calcula y presenta los coeficientes de equivalencia (o de daño relativo) para cada vehículo. 49). la distribución del tránsito. EJEMPLOS RESUELTOS Fig. 3.3.0 Por último el programa calcula el tránsito acumulado de proyecto (N) a diferentes profundidades (figura 3.49 Ventana del tránsito a diferentes profundidades. Fig. tomando en cuenta los coeficientes de equivalencia de cada vehículo. la tasa de crecimiento anual y el periodo de proyecto. 3.0 55 . el tránsito diario promedio. Dispav-5 versión 3.48 Ventana de coeficientes equivalentes por eje de cada vehículo. Dispav-5 versión 3. y terracería (figura 3.6 Propiedades de los materiales disponibles para el proyecto y VRS En este ejemplo se decide explorar la posibilidad de un diseño con carpeta asfáltica.50). 3. Dispav-5 versión 3.5. subrasante.0 Los valores de proyecto considerado de VRSzs en este ejemplo son los mostrados en la figura 3.. Fig. base granular..50 Ventana para la selección de las capas a utilizar Dispav-5 versión 3.51.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. Fig. 3.0 56 .DISPAV-5-VERSIÓN 3.51 Ventana de captura del VRSz. 3. sub-base. 52). a partir del VRSz (figura 3.7 Módulos de rigidez de los materiales En el ejemplo se supone conocido el módulo de rigidez de la carpeta y se estima el módulo de rigidez de las otras capas. Fig. Dispav-5 versión 3.5.0 3.53) Fig.52 Ventana de corrección del VRSz DISPAV-5 Versión 3. 3.0 57 . 3. EJEMPLOS RESUELTOS En este ejemplo los valores propuestos están en el intervalo aceptable. excepto la subbase que se ajusta a un VRSp = 30 (figura 3.53 Ventana de captura o cálculo del Módulo de rigidez.3. Fig.8 Relación de Poisson El programa propone relaciones de Poisson para cada tipo de material (figura 3.0 58 .0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO.DISPAV-5-VERSIÓN 3.. 3.55).9 Nivel de confianza En este ejemplo se acepta el nivel propuesto de 85 por ciento (figura 3.55 Ventana de nivel de confianza. 3.5. 3..0 3. Dispav-5 versión 3.54Ventana de número de Poisson. Dispav-5 versión 3. Fig.54).5. 5.3.5.57). el espesor de sub-base calculado es de 11.11 Diseño por fatiga en las capas asfálticas La vida previsible por fatiga se basa en las deformaciones unitarias generadas en la parte inferior de la carpeta asfáltica de la estructura obtenida en el paso anterior.56 Ventana de espesores en cada capa. 3. 3. Se emplea el modelo de fatiga correspondiente al tipo de camino elegido (figura 3.10 Diseño por deformación Una vez concluida la entrada de información el programa calcula los espesores requeridos para evitar la falla prematura por deformación de las capas no estabilizadas con asfalto. El diseño obtenido es el mostrado en la figura 3. EJEMPLOS RESUELTOS 3.4 y se ha incrementado al espesor mínimo de 15 cm.0 En este caso. Dispav-5 versión 3. en consecuencia el espesor de subrasante calculado se ha disminuido en la misma cantidad. 59 . Fig.56. 58 Ventanas para el cambio de espesores.59). 3.. Fig. Dispav-5 versión 3.57 Ventana de resultados Dispav-5 versión 3..0 Mediante el menú se pueden seguir las mismas opciones que en el primer ejercicio.58 y 3.DISPAV-5-VERSIÓN 3. 3.0 ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA PARA EL DISEÑO. hasta llegar a un diseño adecuado (figuras 3.0 60 . Fig. Dispav-5 versión 3. EJEMPLOS RESUELTOS Fig.0 61 .59 Ventanas para el cambio de espesores.3. 3. . UNAM. Maquina virtual Java. Prado G. Diseño estructural de pavimentos asfálticos. incluyendo carreteras de altas especificaciones. julio de 1999. serie Azul: Investigación y desarrollo: Informe 444. REFERENCIAS [1] Corro.org/wiki/Maquina_virtual_Java. Secretaría de Comunicaciones y Transportes. (Consultada el 15 de enero de 2013). UNAM. Instructivo para diseño estructural de pavimentos flexibles para carreteras. Magallanes R. colección de informes: Informe CI-8. Dirección General de Autotransporte Federal. UNAM. [3] Corro S. México. noviembre de 1981. marzo de 2008. 1974. Norma oficial mexicana sobre el peso y dimensiones máximas con los que pueden circular los vehículos de autotransporte que transitan en las vías generales de comunicación de jurisdicción federal. [2] NOM-012-SCT-2-2008. S y Prado G. Instituto de Ingeniería. [4] Corro. [5] http://es. [6] http://www. Santiago. Instituto de Ingeniería. 63 . Diseño estructural de carreteras con pavimento flexible. 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