“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”

TEMA:

MÉTODO DE WYOMING

DOCENTE:

POMA GUEVARA, Luigui Danny

2015-INVO. CHIMBOTE

MÉTODO DE WYOMING

Este, método para calcular pavimentos flexibles fue presentado por los

ingenieros I. E. Rusell y D. J. Olinger, del Departamento de Carreteras del Estado

de Wyoming. Basan su método en al CBR del terreno de fundación.

El método de Wyoming es uno de los métodos mas usados de nuestro medio

aparte de ser el más didáctico y sencillo, teniendo en cuenta los factores más

representativos para el diseño de un pavimento.

FACTORES A CONSIDERAR:

A. Precipitación anual del lugar

B. Situación de la napa freática

C. Acción de tas heladas

D. Condiciones Generales Existentes (Drenaje superficial y subterráneo).

E. Tránsito, calculado para un periodo de 20 años.

A cada uno de estos factores se le asigna un determinado valor, y la suma de

éstos, determina la curva a emplearse para el diseño del pavimento.

Gráfico de Factores:

A. PRECIPITACIÓN ANUAL:

Estos datos correspondientes deberán ser tomados preferentemente de las

informaciones que se obtengan de las Estaciones Pluviométricas cercanas

al lugar donde se proyectara el pavimento.

Los valores asignados se indican en la Tabla N° 1

Por ejemplo de acuerdo con la tabla de precipitaciones anuales del orden

de 5 a 10 pulgadas, el valor asignado a la zona de estudio es de 0, es decir

que este valor no tiene ninguna influencia en el pavimento.

TABLA N° 1

Valores asignados para precipitaciones anuales

También

hay otra condición especial, cuando en zonas de lluvia no hay un drenaje

superficial adecuado (zona de topografía plana, es decir, zona muy

irrigable), la precipitación de 20-25 pulg. cuyo valor sería 6, en este caso el

valor real sería 10.

B. SITUACIÓN DE LA NAPA FREÁTICA

Establece e indicar la profundidad a la que se encuentra el nivel de agua

subterránea, con respecto al terreno de fundación.

TABLA N° 2

Valores asignados para situación de la Napa Freática.

Naturalmente

que la profundidad de

la napa freática depende del TIPO DE MATERIAL que se tenga en la

SUBRASANTE; si el material es fino, el agua puede ascender por

capilaridad, en este caso puede haber influencia en la estabilidad del

PRECIPITACION ANUAL

Pulgadas mm Valores Asignados

5 – 1010 – 1515 – 2020 – 2525 – 30

127 – 254254 – 381381 – 508508 – 635 ( Irrigación Baja )635 – 1270 ( Irrigación Alta )

0136

10

Profundidad de la napa freática, debajo del terreno

de fundación

Valores asignados

A mucha profundidad

De 6 a 10 piesDe 4 a 6 piesDe 2 a 4 pies

(Mayor de 3m.)

(1.8 – 3.0 m.)

(1.2 – 1.8 m.)

(0.6 – 1.2 m.)

0135

pavimento y se puede hacer uso de una capa anticontaminente. Pero si el

material es grueso, en este caso, el valor asignado será 0.

Sin embargo, se recomienda considerar como altura mínima 1.80m,

porque menos altura provocaría un valor asignado mayor y lógicamente

que el espesor del pavimento resultaría mayor (antieconómico).

Si se tiene un material friccionante, en este caso se puede permitir tener

niveles freáticos de 1.20 a 1.80 m; pero si se tiene arenas finas no se debe

permitir tener niveles freáticos menores de 1.80 m.

Concluyendo, se recomienda, como valores mínimos de la profundidad de

la napa freática, los siguientes:

Si el material de subrasante es fino; 1.80 m de nivel freático.

Si el material de subrasante es grueso; 1.20 m de nivel freático.

C. ACCIÓN DE LAS HELADAS

Las heladas también contribuyen en forma decisiva en el comportamiento

de un pavimento. Generalmente se producen heladas en las zonas donde

la temperatura media del día permanece por debajo de 0℃.

Para determinar cómo influyen las heladas, se tiene una clasificación de

éstas, que está en función del aumento de volumen que se produce en el

suelo por efecto de las heladas, entonces se puede medir la profundidad

de las huellas y el hinchamiento de éstas.

CLASIFICACION:

HELADAS LIGERAS: Cuando no hay señales de grandes

hinchamientos ni de otros que afecten el pavimento.

HELADAS MEDIANAS: Cuando produce hinchamientos de 2' ',

aproximadamente con señales de debilitamiento del terreno de

fundación.

HELADA PERJUDICIAL: Si el hinchamiento causado por la

helada, es mayor de 2” (5 cm) y hay pérdida notoria en la

capacidad portante del terreno de fundación.

Los valores que se asignan a cada tipo de helada, se indican en la

siguiente tabla:

TABLA N° 3

Valores asignados para heladas

En el Perú, de una manera general no se considera la influencia de las

heladas, salvo en la zona del Ticlio.

D. CONDICIONES GENERALES

Dentro de estas condiciones generales están los Drenajes, tanto superficial

como subterráneo, así como otras condiciones que puedan afectar el

diseño de un pavimento, se toman en consideración.

TABLA N° 4

E. TRÁNSITO

La carga de diseño es la carga por rueda de 5,000 lb. Como no todos los

vehículos tienen esta carga, se tiene que expresar el tránsito en Carga

Equivalentes a 5000 lb.

El período de cómputo es referido a 20 años, tiempo en el cual se supone

que se duplicará el tránsito.

Los coeficientes de cargas mayores a 5,000 lb. a cargas menores de 5,000

lb. Son:

Carga de 4,500 - 5.500 lb/rueda, Fc : 1

Carga de 5,500 - 6.500 lb/rueda, Fc : 2

Si se tiene 300 vehículos de carga por rueda de 6,500 lb la reducción será:

300 x 2 = 600 vehículos; entonces se consideran de 5,000 lb.

Clase de heladas

huella Valores asignados

Ninguna

Ligera

Mediana

Perjudicial

0

1

3

8

Condiciones generales de drenaje

Valores asignados

ExcelenteRegularAdverso (si no hay ningún drenaje y el suelo es arcilloso)

02

6

EJEMPLO

Diseñar el pavimento flexible, por el método de Wyoming para una carretera que

pasa por una región plana altamente irrigable, donde el nivel de la napa freática

se halla a 3 pies por debajo del terreno de fundación, y donde la acción de las

heladas es perjudicial. Las condiciones generales son adversas.

El CBR del terreno de fundación es 8%. Además se cuenta con dos canteras para

obtener: Material de préstamo cuya capacidad de soporte es 14% y de un

material granular con un CBR de 52%.

Sea el Tránsito Diario Actual de 538 vehículos y el Tránsito Comercial Diario

Actual de 143 vehículos, Si los porcentajes de vehículos son:

Carga/Rueda %

Tránsito, reducido a cargas equivalentes a 5,000 lb. Por

rueda

Valores asignados

0 a 1millón1 a 2 millones

2 a 3 ”3 a 5 “5 a 7 “7 a 9 “

9 a 11 “11 a 13 “13 a 15 “

Mayor de 15 “

12469

1215182124

4500 5500 13.175500 6500 15.306500 7500 11.767500 8500 14.118500 9500 6.219500 o mas 5.84

Solución:

Cumpliendo con los factores:

A. Precipitación anual del lugar

Por ser una zona altamente Irrigable se considera la precipitación entre 25

a 30 pulgadas con un valor asignado de 10.

B. Situación de la napa freática

Por tener el nivel freático a 3 pies por debajo del terreno de fundación

encontrándose entre 0.60 a 1.20m se le asigna un valor de 5.

C. Acción de tas heladas

Tiene la acción de las heladas de la clase Perjudicial se le asigna un

valor de 8.

PRECIPITACION ANUAL

Pulgadas mm Valores Asignados

5 – 1010 – 1515 – 2020 – 2525 – 30

127 – 254254 – 381381 – 508508 – 635 ( Irrigación Baja )635 – 1270 ( Irrigación Alta )

0136

10

Profundidad de la napa freática, debajo del terreno

de fundación

Valores asignados

A mucha profund.De 6 a 10 piesDe 4 a 6 pies

De 2 a 4 pies

(> de 3m.)(1.8 – 3.0

m.)(1.2 – 1.8

m.)(0.6 – 1.2

m.)

0135

D. Condiciones Generales Existentes (Drenaje superficial y subterráneo).

Las condiciones generales son Adversas se le asigna un valor de 6.

E. Tránsito, calculado para un periodo de 20 años.

Tránsito diario actual:

TDA = 538 vehículos

Tránsito diario comercial actual:

TDCA = 143 vehículos

Tránsito diario comercial al cabo de 20 años (Se duplica):

TDC 20 AÑOS = 143 x 2 = 286 vehículos

Tránsito comercial diario, promedio en 20 años (TCDP):

TCDP 20 AÑOS = 286+143

2=214.5=215vehiculos

Cálculo del número de repeticiones de carga de 5,000 lb. por rueda en el periodo

de 20 años.

Carga/Rueda % TCDP DIAS AÑOS fFactor de Transito

4500 5500 13.17 215 365 20 1 206,7035500 6500 15.3 215 365 20 2 480,2676500 7500 11.76 215 365 20 4 738,2937500 8500 14.11 215 365 20 8 1,771,6528500 9500 6.21 215 365 20 16 1,559,4559500 o mas 5.84 215 365 20 32 2,933,082

Transito Total reducido a Cargas Equivalentes de 5,000lb/rueda durante 20 años 7,689,452

Clase de heladas

huella Valores asignados

Ninguna

Ligera

Mediana

Perjudicial

0

1

3

8

Condiciones generales de drenaje

Valores asignados

ExcelenteRegularAdverso (si no hay ningún drenaje y el suelo es arcilloso)

02

6

Como las vías son de dos sentidos, y el tránsito de diseño es de uno solo,

entonces:

Tránsito considerado para el diseño, en una sola dirección = 3’844,726

De acuerdo al tránsito reducido de cargas se le asigna un valor de 6.

Por lo tanto hacemos un resumen obteniendo los siguientes valores.

FactoresValor

AsignadoPrecipitación anual: 10Napa freática: 5Acción de las heladas: 8Condiciones generales: 6Tránsito: 6

35

CURVAS DE DISEÑO

La suma de todos los valores asignados en A, B, C, D y E, determinará la curva a

emplearse para el diseño de un pavimento flexible.

SUMA DE VALORES ASIGNADOS

CURVA QUE DEBE EMPLEARSE PARA

EL DISEÑO DEL PAVIMENTO

De 0 a 2 4

3 - 6 5

7 -11 6

12 - 17 7

18 - 24 8

25 -32 9

33 - 41 12

42 - 53 15

Por lo tanto la curva de diseño será 12, y los datos del CBR de las capas

granulares se Emplean en el Abaco o gráfico, obteniendo lo siguiente:

Datos:

Tránsito, reducido a cargas equivalentes a 5,000 lb. Por

rueda

Valores asignados

0 a 1millón1 a 2 millones

2 a 3 ”3 a 5 “5 a 7 “7 a 9 “

9 a 11 “11 a 13 “13 a 15 “

Mayor de 15 “

12469

1215182124

CBR = 8%, para terreno de fundación

CBR = 14%, para capa de Sub-base.

CBR = 52%, para capa de Base.

Se tiene:

Espesor encima del terreno de fundación, con CBR de 8% = 12.43”.

Espesor encima de la sub-base, con CBR de 14% = 9.03”.

Espesor de la Sub-base es: 12.43 - 9.03 = 3.40”

Espesor encima de la Base, con CBR de 52% = 3.5

Luego, espesor de la Base es: 9.03 - 3.5 = 5.53”

RESULTANDO:

Carpeta Asfáltica = 3.5” Inc. Piedra Triturada 8.89cm

Base Granular = 5.53” = 14.05cm

Sub base Granular = 3.4” = 8.90 cm