DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE POR EL PROCEDIMIENTO DEL INSTITUTO NORTEAMERICANO DEL ASFALTO

DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE POR EL PROCEDIMIENTO DEL INSTITUTO NORTEAMERICANO DEL ASFALTO.

El procedimiento propuesto por el instituto norteamericano del asfalto con metodología de diseño de los pavimentos flexibles, se refiere básicamente a carreteras, y consiste en determinar el espesor de la estructura del pavimento, de acuerdo con los siguientes datos:

o Índice Medio de tráfico (IMD)

o Parámetro que representa la resistencia y deformabilidad del material de apoyo o terraceria (VRS y/o valor portante K)

o Calidad general de los materiales disponibles

o Procedimientos previstos para la construcción

El transito previsto se refiere al denominado número de tránsito para diseño (NTD), que es el promedio diario de cargas equivalentes de 8.2 Ton (18000 lb), dispuestas en un eje sencillo, que se esperan durante el periodo de diseño de la obra, normalmente fijado en 20 años por la propia institución.

Las propiedades mecánicas básicas del material de terraceria, capa subrasante, súbase y base, se establecen por medio de las pruebas usuales en la tecnología actual de los pavimentos.

El instituto del asfalto da el espesor necesario de cubrimiento, sobre un material determinado, en términos de un espesor de concreto asfáltico, el cual puede traducirse en diversas alternativas de estructuración, a base de las capas usuales, empleando los factores de equivalencia, que mas adelante se detallan.

Una vez que se ha determinado el valor índice de la resistencia del material y el NTD aplicable al caso, el espesor necesario de cubrimiento se obtiene con el monograma de espesores de carpeta asfáltica, (adelante visto).

Procedimiento del método.

a) Evaluación del tránsito de vehículos

1. Cálculo del tránsito diario inicial (TDI)

Para tal propósito, deberá comenzarse por establecer con base en estudios previos de tránsito, él número medio diario de vehículos que se han de esperar en el camino, durante el primer año de su operación. Este número se denomina Transito Diario Inicial (TDI) y su valor es el correspondiente al tránsito promedio diario anual (TDPA).

TDI = TDPA

2. Cálculo del numero promedio diario de vehículos pesados en al carril de diseño, en una dirección (N).

Con base en datos de aforo y clasificación vehicular del tránsito valido al caso, ha de determinarse también el porcentaje de vehículos pesados que existirá en ese primer año llagando incluso a definir cuanto de ese porcentaje corresponde al carril del diseño

El propio instituto del asfalto, indica cual es la distribución de vehículos pesados que conviene considerar en el carril de diseño, en los diferentes casos.

N = TDI x A/100 x B/100

En donde:

A es el porcentaje de camiones pesados en dos direcciones. Se efectúa la suma del numero de vehículos pesados (S VP), de acuerdo con la clasificación vehicular correspondiente y se calcula el porcentaje de vehículos pesados respecto al TDPA.

B = (S VP/TDPA) 100

B es el porcentaje de camiones pesados en el carril de diseño y se obtiene su valor de la siguiente tabla.

Porcentaje del tránsito total de vehículo pesados en dos direcciones que deberá considerarse en el carril de diseño

N° Total de carriles en la carretera % de camiones a considerar en el carril de diseño

2 50

4 45 (oscila entre 35 y 48)

6 o mas 40 (oscila entre 25 y 48)

3. Cálculo del peso promedio de los vehículos pesados (Ppc)

Ppc = S (No. De vehículos)(peso total vehículo)/S VP

4. Límite de carga legal por eje sencillo establecido

EJE (S) Neumáticos Carga (KG)

Simple 2 7,000

Simple 4 11,000

Doble 6 16,000

Doble 8 18,000

Triple 10 23,000

Triple 12 25,000

5. Cálculo del número de transito inicial (NTI)

Con toda la información anterior podrá establecerse el número de transito inicial (NTI), haciendo uso del monograma siguiente.

El procedimiento para utilizar el monograma es el siguiente:

Fíjese en la escala D, el peso promedio de la carga de los camiones pesados (Ppc). Únase ese punto con el número de camiones pesados en el carril de diseño (N), sobre el eje (C) la línea anterior deberá prolongarse hasta cortar el eje (B). Fíjese ahora en el eje (E) él límite de carga legal para eje sencillo (8.2 Ton); ese punto debera unirse con el anterior encontrando sobre el eje (B), y esa linea debera prolongarse hasta el eje (A), sobre el que podra leerse el (NTI).

6. Calculo del número de transito de diseño (NTD).

Con el periodo de diseño del pavimento considerado, que será usualmente de 20 años, y la tasa de crecimiento anual de tránsito, podrá buscarse en la tabla de Factores de Corrección del NTI, el factor de corrección que deberá aplicarse al NTI, de manera que el producto de las cantidades, es el número de transito de diseño (NTD) que figura en el monograma de espesor total de cubrimiento.

NTD = (NTI) (FACTOR DE CORRECCIÓN)

FACTORES DE CORRECCIÓN DEL NTI, PARA OBTENER EL NTD

PERIODO DE DISEÑO TASA DE CRECIMIENTO ANUAL DEL TRANS.

AÑOS 0 2 4 6 8 10

1 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05

2 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10

4 0.20 0.20 0.21 0.22 0.22 0.23

6 0.30 0.32 0.33 0.35 0.37 0.39

8 0.40 0.43 0.46 0.50 0.53 0.57

10 0.50 0.55 0.60 0.66 0.72 0.80

12 0.60 0.67 0.75 0.84 0.95 1.07

14 0.70 0.80 0.92 1.05 1.21 1.40

16 0.80 0.93 1.09 1.28 1.52 1.80

18 0.90 1.07 1.28 1.55 1.87 2.28

20 1.00 1.24 1.49 1.84 2.29 2.86

15 1.25 1.60 2.08 2.74 3.66 4.92

30 1.50 2.03 2.80 3.95 5.66 8.22

35 1.75 1.50 3.68 5.57 8.62 13.55

b) Análisis estructural del pavimento

1. Cálculo del espesor necesario de cubrimiento de concreto asfáltico.

Con los datos del V.R.S. y el N.T.D., aplicable al caso, se entra en el monograma de la siguiente figura , y se obtiene el espesor total del pavimento, dado en concreto asfáltico.

2. Cálculo del espesor mínimo de carpeta asfáltica (Em)

En la gráfica de la siguiente figura, se obtiene el espesor mínimo de carpeta asfáltica (Em), requerido por un determinado tipo de base hidráulica.

NUMERO DE TRANSITO PARA DISEÑO (NTD)

REQUISITOS MINIMOS

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