Distribución de variación (III)

En el diseño de pavimentos las distribuciones más usadas son la normal y la log normal. Las curvas de distribución pueden ser estandarizadas y de esta manera poder conocer por ejemplo la probabilidad de que una variable sea mayor o menor que un valor determinado. En una curva estandarizada el valor medio es 0 y el desvío estándar es 1. El área bajo la curva entre  y + vale 1 y se han hecho tablas que indican el área bajo la curva hasta un valor dado (Ver Tabla 6.1). En nuestro ejemplo, se nos plantea la necesidad de saber cuál es la probabilidad de que el hormigón tenga una resistencia a la compresión simple menor de 17.24 MPa.

: Despreciando el signo negativo y entrando en la Tabla 6.1 para z= 1.39 se obtiene un área de 0.9177, que es la probabilidad de que la resistencia sea mayor que 17.24 MPa. La probabilidad de que la resistencia sea menor que este valor es el complemento a 1 (Figura 6.3), o sea

Bases permeables

Son bases con alto grado de permeabilidad (mayor de 305 m/día o 0.35 cm/seg) que permiten que el agua que penetra en el pavimento pueda drenar rápidamente. Estas bases pueden ser tratadas o no tratadas. En el caso de bases tratadas, éstas pueden ser con cemento o con asfalto. El cemento se agrega en una cantidad de 80 a 170 Kg/m³ y el asfalto entre un 2.0 y 2.5% en peso. Las bases tratadas deben tener suficiente ligante como para mantener el material ligado y brindar estabilidad. En ambos casos debe usarse material de filtro como subbase para evitar que esta base drenante se contamine con finos provenientes de la subrasante. Alternativamente se puede usar un geotextil.

El espesor mínimo para bases granulares drenantes es 4” (10 cm). Este espesor debe ser suficiente para permitir que el agua vaya hacia drenes colectores laterales. Esta base permeable se debe extender como mínimo entre 0.30 y 1.00 m afuera del borde del pavimento para proveer una superficie estable para la pavimentadora, aunque normalmente se prefiere extenderla por debajo de la totalidad de las bermas.

Tabla 5.5. Condiciones que debe cumplir una base drenante

Tamiz	No tratada	Tratada
		N° 57	California	California	Wisconsin	Nueva Jersey
1.5”	100	100	---	100	---	---
1.0”	95-100	95-100	100	86-100	---	100
3/4”	---	---	90-100	X+/22	90-100	95-100
1/2”	60-80	25-60	35-65	---	---	85-100
3/8”	---	---	20-45	X+/22	20-55	60-90
N°4	40-55	0-10	0-10	0-18	0-10	15-25
N°8	5-25	0-5	0-5	0-7	0-5	2-10
N°10	---	---	---	---	0-5	---
N°16	0-8	---	---	---	---	2-5
N°50	0-3	---	---	---	---	---
N°200	---	0-2	0-2	---	---	---

X=valor propuesto por el contratista

Coeficientes estructurales o de capa II

Figura 5.19. Relación entre el coeficiente estructural para base tratada con comento y distintos parámetros resistentes.

Figura 5.20. Relación entro el coeficiente estructural para base tratada con asfalto y distintos parámetros resistentes

Coeficientes estructurales o de capa I

Son coeficientes que están relacionados con parámetros resistentes de bases granulares, subbases granulares, bases tratadas con asfalto y bases tratadas con cemento. Conforme a estos coeficientes, se puede proceder al diseño de un paquete estructural para un pavimento flexible. En las Figuras 5.17, 5.18, 5.19 y 5.20 se muestran ábacos para determinar los coeficientes estructurales para bases granulares, subbases granulares, bases tratadas con cemento y bases tratadas con asfalto, las mismas que han sido extractadas de la Guía AASHTO – 93.

Figura 5.17. Relación entre el coeficiente estructural para base granular y distintos parámetros resistentes.

Figura 5.18 Relación entre el coeficiente estructural para subbase granular y distintos parámetros resistentes.

Bases tratadas con asfalto II

Las bases tratadas con asfalto pueden hacerse con asfaltos emulsionados. El módulo resiliente de este tipo de mezclas está comprendido entre el correspondiente a una base granular y el de un concreto asfáltico, variando entre 550 y 3,450 MPa (80,000 a 500,000 psi). Para estimar el módulo resiliente de estas mezclas se usa esta expresión:

donde:

                                                                      

  (5.22)

g = densidad (lb/pie)

SF = fracción de arena (material entre tamiz N°40 y tamiz N°200) en porcentaje

Pen = penetración del asfalto a 25°C (77°F)

Para una mezcla con el 40% de arena (SF=0.4), una densidad g=2,240 Kg/m³ (140 pci) y una penetración para el asfalto Pen = 20, el M_R aplicando la fórmula citada es:

0.04 x 140 + 2.46 x 0.40 ‑ 0.015 x 20 ‑ 1.13 = 5.154              

Bases tratadas con asfalto I

Tienen aplicación en todo tipo de pavimentos. Estos materiales se diseñan para incrementar la resistencia estructural, mejorar la resistencia al bombeo y mejorar las condiciones de drenaje. Las bases permeables tratadas con asfalto dan excelentes propiedades drenantes.

 Los criterios para diseño de este tipo de materiales son los mismos que para concreto asfáltico. Cuando se utilizan bajo un pavimento de hormigón se deben hacer las mismas consideraciones que para una base tratada con cemento. 

La rigidez de la base tratada con asfalto puede incrementar las tensiones de alabeo en la losa, por lo que deben usarse juntas más próximas. Además en casos de erosión de bases tratadas con asfalto puede esperarse escalonamiento en las juntas.

Módulo elástico

Este parámetro depende del tipo de suelo, propiedades y contenido de cemento. El módulo elástico de esta mezcla es independiente de la tensión aplicada dado que estos materiales son linealmente elásticos en el rango de cargas usuales. No obstante, el módulo elástico se puede incrementar en el tiempo debido a reacciones puzolánicas. Los valores más usuales para suelo cemento varían entre 345 y 13,800 MPa, mientras que las bases tratadas con cemento los tienen entre 6,700 y 20,700 MPa.