DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

1 MÉTODO DE DISEÑO AASHTO 1993

 Ensayo Vial AASTHO 1958-1959

 Interim Guide 1972

 Método AASTHO 1986 Empírico

 Método AASTHO 1993.

 Suplemento Método AASTHO 1998 Mecánico-Empírico

 Método AASTHO 2002 Mecánico

1.1 Variables de diseño Método AASHTO

 Tránsito (N) : Ejes equivalentes de 8.2 Ton (S.R.D)

 Serviciabilidad : ΔPSI, PO , PF

 Confiabilidad : R, Zr , So

 Resistencia de la Sub-rasante : MR

 Propiedades de los Materiales: E, ai

 Coeficiente de Drenaje

 Numero Estructural

 Efectos Ambientales

FORMULA GENERAL MÉTODO AASHTO

Donde:

N: Numero de ejes equivalentes de 8.2 Ton

Zr: Desviación normal estándar

So: Error estándar

ΔPSI: Perdida del Índice de Serviciabilidad

MR: Módulo resiliente de la subrasante

SN: Numero estructural Total del Pavimento.

1.2 Transito

Expresado en Número de Ejes Equivalentes a 8.2 Ton (Eje simple de rueda doble), que se esperan en el carril de diseño durante el Periodo de Diseño.

1.3 Serviciabilidad

Curva de deterioro, debido a la acción combinada del transito y del clima. Se expresa en función del Índice de Serviciabilidad presente, el cual se obtiene a partir de medidas de la rugosidad y del deterioro del pavimento, tales como parcheo, fisuras y deformaciones en su estructura.

PO= Serviciabilidad inicial

PF= Serviciabilidad final

ΔPSI: Perdida de Serviciabilidad ΔPSI=Po-PF

Generalmente ΔPSI=2.2

1.4 confiabilidad

Es la probabilidad de que el sistema estructural que conforma el pavimento cumpla su función prevista, dentro de su vida útil bajo las condiciones que tienen lugar en ese lapso de tiempo.

Donde:

Nt= Numero de ESALS que llevan al pavimento a su serviciabilidad final.

NT= Numero de ESALS previstos que actuaran sobre el pavimento en su periodo de diseño o vida útil.

Cada una de las variables presenta una distribución normal, por lo cual su resta también toma este comportamiento.

Cuando la resistencia es igual a la solicitación, la diferencia el cero.

La confiabilidad se introduce mediante 2 Parámetros, Zr y So, asumiendo que las variaciones del transito y el comportamiento de la estructura sigue una distribución normal, como se indico anteriormente.

CONFIABILIDAD RECOMENDADA POR LA AASHTO

CLASIFICACIÓN URBANO (%) RURAL(%)

Autopista 88 - 99 80 - 99

Arterias Principales 80 - 99 75 - 99

Colectoras 80 - 95 75 - 95

Locales 50 - 80 50 - 80

Normalmente se trabaja con confiabilidades en las carreteras entre el 90% y 99%.

• Zr= Desviación Estándar

Este parámetro indica cuantas veces se desplaza la variable con respecto a la media en términos de Desviación Estándar; con la confiabilidad, en una grafica se obtiene el valor de Zr, que en este caso seria negativo.

CONFIBILIDAD

% DESVIACIÓN NORMAL

ESTÁNDAR

ZR CONFIABILIDAD

% DESVIACIÓN NORMAL

ESTÁNDAR

ZR

50 0.000 92 1.405

60 0.253 93 1.476

70 0.524 94 1.555

75 0.674 95 1.645

80 0.841 96 1.763

85 1.037 97 1.881

90 1.283 98 2.054

91 1.340 99 2.327

99.9 3.090

• So= Error estándar

Para pavimento flexible varia de 4 a 5, esta entre 0.44 a 0.49 dependiendo de la variación en la predicción del comportamiento del pavimento sin o con errores en el transito; estas variaciones asociados a:

- Propiedades de los materiales y propiedades de la sub-rasante

- Estimación del transito, siendo esta la única variable que se puede sensibilizar, ya que no esta asociada al diseño.

- Condiciones climáticas.

- Calidad de la construcción.

So= 0.44

So= 0.49

1.5 Resistencia de la Sub-rasante

La caracterización se hace por medio de ensayo triaxial dinámico mediante la determinación del Módulo resiliente; pero según la norma AASTHO T274, en caso de no disponer del equipo de laboratorio necesario, entonces se relaciona en base a otros ensayos como el CBR, según estudios de Heukelom y Klomp, la correlación del MR con el CBR, esta determinado así:

MRESILIENTE = 1500*(%CBR) (PSI) MRESILIENTE = 100*(%CBR) (Kg/cm2)

1.6 Propiedades de los materiales de la estructura del pavimento

 CAPAS GRANULARES Y ESTABILIZADAS

Su caracterización se realiza por medio del Módulo Resiliente o del CBR, para la determinación del coeficiente de aporte estructural ai, el cual permitirá convertir su espesor en un número estructural, siendo este la medida de la capacidad relativa del material para funcionar como parte de la estructura del pavimento. El módulo resiliente de las capas granulares dependen del estado de esfuerzos a los cuales esta sometido, y las características mecánicas del material sobre el que se apoye. Según el método Shell, estos módulos se pueden calcular en función del módulo del material de apoyo y el espesor de la capa

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