Ejemplo Practico - Metodo SHELL -78

 

METODO DE DISEÑO SHELL-78

 PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR UNA MEZCLA ASFALTICA 

1. Determinación del índice de penetración y temperatura T800 del asfalto: El índice de penetración (IP) es una medida de la susceptibilidad térmica, determinada por varios ensayos de penetración a diferentes temperaturas, utilizando la gráfica.

2. Determinación del Stiffness del asfalto a la temperatura de trabajo en obra.

 Se debe tener la siguiente información:

 *Índice de penetración (IP)

 *Tiempo de aplicación de la carga, según la Shell puede ser de 0.02 segundos para un vehículo que tiene una velocidad de 50 – 60 Km/h.

*Diferencia de temperatura (ΔT) : ΔT = T800 – Tmezcla.

3. Determinación del Stiffness de la mezcla asfáltica.

Se debe tener la siguiente información: Stiffness del asfalto y la composición volumetrica de la mezcla. Para utilizar la siguiente grafica.

4.  Identificación del código de rigidez de la mezcla (Tipo S1 o S2) En la grafica se relaciona la rigidez de la mezcla y la del asfalto para determinar un punto de fluencia. Este punto de fluencia indica a que código de rigidez pertenece la mezcla, S1 o S2.

5. Determinación de la deformación máxima admisible de tracción (εT )

Para determinar la deformación horizontal por tracción se necesita la siguiente información:

 

Módulo de rigidez de la mezcla 

Volumen de asfalto de la mezcla 

Número de ejes equivalentes de 18 kips (80 kN)

6. Identificación del código de fatiga de la mezcla

El código de fatiga de una mezcla puede ser F1 o F2, por lo que se utilizan graficas independientes. En ambas gráficas se busca el punto de confluencia entre el Stiffness de la mezcla y la deformación por tracción εT, para determinar el tránsito N (ejes simples equivalentes) más próximo al N de diseño.  El punto de confluencia más próximo al N de diseño determina el código de la mezcla.

7. Identificación del código total de la mezcla

Se utiliza la siguiente grafica.

Metodo SHELL-1978

La principal función del método de la shell 78 es diseñar la capa asfáltica de tal forma que las cargas del tránsito que al que se verá sometido no genere una deformación excesiva en la interfase entre las bases y la subrasante.

CARACTERISTICAS PRINCIPALES

*Fue desarrollado por Shell Oíl Company en 1978. 

*Se basa en tablas y gráficos que relacionan el tráfico, el tipo de suelo y otros factores con el espesor requerido del pavimento.

*Es un método racional de diseño de espesores de pavimentos flexibles y/o semirrígidos. 

*Está basado en la teoría de la elasticidad, en la medición de las propiedades de los materiales de las distintas capas y en el análisis de la performance de esa estructura en el tiempo, en base a criterios de falla de los distintos materiales.

ESTRUCTURA TRICAPA

Según la shell -78 este método considera la estructura en una tricapa, dividida en tres capas la capa superior contiene materiales ligantes características propias de las bases asfálticas la segunda capa se caracteriza o se representa por medio de las bases o subbases granulares no ligadas la tercera capa se caracteriza por ser la subrasante de la estructura.

PARAMETROS DE DISEÑO

1. EL TRANSITO: Es el número acumulado de ejes equivalentes a 8.2 toneladas, por eje sencillo que pasarán sobre el pavimento durante la vida de diseño.

2. LA TEMPERATURA: El método presenta un procedimiento para estimar la temperatura media anual ponderada del aire (w-MAAT) (Mean Annual Air Temperature), esta información en Colombia se obtiene con el HIMAT y se determinan unos factores de ponderación.

3. PROPIEDADES DE LA SUBRASANTE, SUBBASE Y BASE: El método exige el conocimiento del  módulo de resilencia (MR), este modulo se halla mediante ensayos de laboratorio de tipo triaxial, o se acude a ensayos. Ecuación que permite calcular el Módulo dinámico.

4. CARACTERÍSTICAS DE LA MEZCLA ASFÁLTICA:  Shell considera dos propiedades fundamentales:

(S)= modulo de elasticidad dinámico a cortos tiempos de aplicación de carga (Stiffnes) 

(F)=Resistencia de la mezcla a la fatiga, es decir, al agrietamiento por su flexión repetida baja la acción de las cargas.

 

La Shell reconoce 8  tipos de mezclas asfálticas:

                                                                       S1 – F1 – 50                    S1 – F1 – 100         

                                                                       S2 – F1 – 50                    S2 – F1 – 100 

                                                                       S1 – F2 – 50                    S1 – F2 – 100        

                                                                       S2 – F2 – 50                    S2 – F2 – 100

Selección de mezcla asfáltica 

 (S) = Stiffness = Rigidez 

S1 es una mezcla densa, rígida, con un contenido medio de agregados, asfalto y vacíos.

S2 es una mezcla con granulometría abierta, con alto contenido de vacíos y bajo contenido de asfalto, o bajo contenido de agregados y alto contenido de asfalto.

 

(F) = Comportamiento a Fatiga

F1 menor contenido de vacíos, mejor comportamiento a fatiga.

F2 alto contenido de vacíos.