Método AASHTO

Método AASHTO

Como ya se sabe existen diversas metodologías diseñadas por algunos estudios para lo que es el diseño de pavimentos. En este método particularmente hablando, lo que se requiere es un “Numero Estructural N”, el cual nos va a indicar el cual nos va a indicar el nivel de carga que va a soportar nuestro pavimento. Debido a que para este método se tiene una ecuación un poco compleja, se diseñaron unas graficas con el fin de minimizar su complejidad y así llegar a este “N” buscado.

A continuación se muestra la ecuación y la gráfica obtenida.

[pic 1][pic 2]

El concepto del diseño de pavimentos flexibles es determinar el espesor de cada capa de la estructura basado tanto en el nivel de tránsito como en las propiedades de los materiales, el periodo de utilidad de un pavimento está en función de las pérdidas de sus propiedades que le confieren sus características estructurales.

Los parámetros a considerar e enumeran a continuacion:

W18 = Tránsito en ejes equivalentes acumulados para el periodo de diseño seleccionado.

R = Parámetro de confiabilidad.

So = Desviación estándar global.

Mr = Módulo de resiliencia efectivo.

SN = Número Estructural

ΔPSI = Pérdida de serviciabilidad.

Tránsito en ejes equivalentes (W18)

Para el cálculo del tránsito en ejes, el método contempla los ejes equivalentes sencillos de

18,000 lb (8.2 ton) que se van a acumular a lo largo de la vida útil o de diseño del pavimento. Para el diseño del pavimento flexible de nuestro proyecto se utilizó con anterioridad el programa DIS-PAV 5, que calculó el número de ejes equivalentes para el tramo carretero en cuestión en función del TDPA  y fueron de

45.4 millones. Por lo tanto, W18=45400000.

Periodo de diseño

Para obtener el periodo de diseño recurrimos a la tabla 4.2, la cual nos enuncia un tipo de carretera de acuerdo al periodo de diseño que nosotros contemplemos. Para nuestro caso el periodo de diseño  se realizara a 20 años de vida útil.

[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]

Confiabilidad “R”

Con el parámetro de confiabilidad “R”, se trata del grado de certeza en el método de diseño, para asegurar que las propiedades de la sección estructural que se obtengan, serán las adecuadas para satisfacer el período de diseño. Se consideran posibles variaciones en las predicciones del tránsito en ejes acumulados y en el comportamiento de la sección diseñada. Los niveles más altos corresponden a obras que estarán sujetas a un uso de más vehículos, mientras que los niveles más bajos corresponden a obras o caminos locales y secundarios con menos tránsito. Para nuestro diseño de utilizará un

R= 95.

[pic 8]

[pic 9]

Desviación estándar global (So)

Este parámetro está relacionado directamente con la confiabilidad (R), en este paso deberá seleccionarse un valor So “Desviación Estándar Global” representativo de condiciones locales particulares, que considera posibles variaciones en el comportamiento del pavimento y la posible variación del tránsito. Los valores de “So” en los tramos de prueba de AASHO no incluyeron errores en la estimación del tránsito ya que fueron muy cuidadosos con las pruebas de calidad para la realización del método; sin embargo, el error en la predicción del comportamiento de las secciones en tales tramos, fue de aproximadamente 0.35 y 0.45 para pavimentos rígidos y flexibles respectivamente. Para el presente diseño utilizaremos un So=0.45

Módulo de resiliencia efectivo (Mr)

En el método actual de la AASHTO, la parte fundamental para caracterizar debidamente a los materiales, consiste en la obtención del Módulo de Resiliencia, con base en pruebas de laboratorio. Finalmente, deberá obtenerse un “módulo de resiliencia efectivo”, que es equivalente al efecto combinado de todos los valores de módulos estacionales.

Para calcularlo, se utilizó la fórmula siguiente, no descartando que hay diversas maneras de obtenerlo:

Mr=4326*ln (CBR)+241.

Donde se debe usar el CBR de la capa base, que es de 110, por lo que:

Mr=4326*ln (110)+241 = Mr=20575.28

Pérdida o diferencia entre índices de servicio inicial y terminal (ΔPSI)

El cambio o pérdida en la calidad de servicio previsto de la carretera proporciona al usuario, se define en el método con la siguiente ecuación:

PSI = Índice de Servicio Presente

ΔPSI = po - pt donde:

ΔPSI = Diferencia entre los índices de servicio inicial u original y el final o terminal deseado.

po = Índice de servicio inicial

pt = Índice de servicio terminal

Para el presente diseño, se utilizó un po=4.2 y un pt =3, por lo que

ΔPSI =4.2–3 =ΔPSI =1.2

Determinación del número estructural “SN”

Se utiliza el gráfico que se presentó con anterioridad donde se involucran los parámetros descritos (tránsito, R, So, MR, ΔPSI) para obtener el SN. El procedimiento se menciona a continuacion:

1) Comenzando en el lado izquierdo del gráfico, en donde dice “Confiabilidad R (%)”, se inicia con valor de R=95.

2) En la siguiente línea inclinada que dice “Desviación estándar So” se pone el valor de

So=0.45 y uniendo este punto con el de R=0.95 del punto anterior, se traza una línea que intercepte la siguiente línea TL en un punto que va a servir de pivote para unir el siguiente punto.

3) En la siguiente línea vertical dice “No. Total de ESAL’s aplicados W18 (millones)”, en ésta encontramos el valor de 45.4 x106  ESAL’s en el gráfico; entonces uniendo el punto de pivote anterior con este nuevo punto, se encuentra otro punto pivote en la siguiente línea vertical TL.

4) En la siguiente línea vertical que dice “Módulo Resiliente efectivo (ksi)”, se encuentra

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