Mtodo de la AASHTO para el Diseo de la Seccin Estructural de los Pavimentos.

El diseo est basado primordialmente en identificar o encontrar un nmero estructural SN para el pavimento flexible que pueda soportar el nivel de carga solicitado.

Para determinar el nmero estructural SN requerido, el mtodo proporciona una ecuacin general y la grfico, que involucra los siguientes parmetros: El trnsito en ejes equivalentes acumulados para el perodo de diseo seleccionado, W18. El parmetro de confiabilidad, R. La desviacin estndar global, So. El mdulo de resiliencia efectivo, Mr del material usado para la subrasante. La prdida o diferencia entre los ndices de servicios inicial y final deseados, .PSI.

Ecuacin original de regresin obtenida a partir la prueba AASHTO

Grfica de diseo par estructuras de pavimento flexible

Trnsito. Para el clculo del trnsito, el mtodo actual contempla los ejes equivalentes sencillos de 18,000 lb (8.2 ton) acumulados durante el perodo de diseo, por lo que no ha habido grandes cambios con respecto a la metodologa original de AASHTO. Solamente se aconseja que para fines de diseo en etapas o fases se dibuje una grfica donde se muestre ao con ao, el crecimiento de los ejes acumulados (ESAL) vs tiempo, en aos, hasta llegar al fin del perodo de diseo o primera vida til del pavimento. La ecuacin siguiente puede ser usada para calcular el parmetro del trnsito W18 en el carril de diseo.

W 18=D D* D L *W ' 18 Donde: W18 = Trnsito acumulado en el primer ao, en ejes equivalentes sencillos de 8.2 ton, en el carril de diseo. DD = Factor de distribucin direccional; se recomienda 50% para la mayora de las carreteras, pudiendo variar de 0.3 a 0.7, dependiendo de en qu direccin va el trnsito con mayor porcentaje de vehculos pesados. W ' 18 = Ejes equivalentes acumulados en ambas direcciones. DL = Factor de distribucin por carril, cuando se tengan dos o ms carriles por sentido. Se recomiendan los siguientes valores:

FACTOR DE DISTRIBUCIN POR CARRIL. N CARRILES EN EN CADA SENTIDO 1 2 3 4 o ms PORCENTAJE DE W ' 18 EN EL CARRIL DE DISEO 100 80 - 100 60 - 80 50 - 75

Una vez calculados los ejes equivalentes acumulados en el primer ao, el diseador deber estimar con base en la tasa de crecimiento anual y el perodo de diseo en aos, el total de ejes equivalentes acumulados y as contar con un parmetro de entrada para la ecuacin general. T1 = volumen de trnsito durante el primer ao r= tasa de aumento expresada como fraccin

(1 + r )n -1 T = T1 r

n = perodo de diseo (aos)

PERIODOS DE DISEO EN FUNCIN DEL TIPO DE CARRETERA. TIPO DE CARRETERA: PERODO DE DISEO Urbana con altos volmenes de trnsito. Interurbana con altos volmenes de trnsito. Pavimentada con bajos volmenes de trnsito. Revestidas con bajos volmenes de trnsito. 30 20 15 10 50 50 25 20 aos aos aos aos

Confiabilidad R Con el parmetro de Confiabilidad R, se trata de llegar a cierto grado de certeza en el mtodo de diseo, para asegurar que las diversas alternativas de la seccin estructural que se obtengan, durarn como mnimo el perodo de diseo. Se consideran posibles variaciones en las predicciones del trnsito en ejes acumulados y en el comportamiento de la seccin diseada.

R = ZR * SO Donde: ZR = Representa a la desviacin estndar de la funcin que representa a la poblacin transformada a una variedad ponderada con el objeto de disminuir su sesgo y acercarse a una distribucin normal o de Gauss.

SO = Desviacin estndar de la poblacin de valores obtenidos por AASHTO que involucra la variabilidad inherente a los materiales y a su proceso constructivo.

Relacin entre el nivel de confianza y la desvicin normal estndar ZR

Nivel de confianza 50 60 70 75 80 85 90 91 92

ZR 0.000 -0.253 0.524 -0.674 -0.841 -1.037 -1.282 -1.340 -1.405

Nivel de confianza 93 94 95 96 97 98 99 99.90 99.99

ZR -1.476 -1.555 -1.645 -1.751 -1.881 -2.054 -2.327 -3.090 -3.750

Desviacin estndar global So. Este parmetro est ligado directamente con la Confiabilidad (R), en este paso deber seleccionarse un valor So Desviacin Estndar Global, representativo de condiciones locales particulares, que considera posibles variaciones en el comportamiento del pavimento y en la prediccin del trnsito. Valores de So en los tramos de prueba de AASHO no incluyeron errores en la estimacin del trnsito; sin embargo, el error en la prediccin del comportamiento de las secciones en tales tramos, fue de 0.25 para pavimentos rgidos y 0.35 para los flexibles, lo que corresponde a valores de la desviacin estndar total debidos al trnsito de 0.35 y 0.45 para pavimentos rgidos y flexibles respectivamente.

Mdulo de Resiliencia efectivo. En el mtodo actual de la AASHTO, la parte fundamental para caracterizar debidamente a los materiales, consiste en la obtencin del Mdulo de Resiliencia, con base en pruebas de laboratorio, realizadas en materiales a utilizar en la capa subrasante (Mtodo AASHTO T-274), con muestras representativas (esfuerzo y humedad) que simulen las estaciones del ao respectivas. El mdulo de resiliencia estacional ser obtenido alternadamente por correlaciones con propiedades del suelo, tales como el contenido de arcilla, humedad, ndice plstico, etc.

Las razones principales para el Mdulo de Resiliencia efectivo. Indica la propiedad bsica del material que puede utilizarse en el anlisis mecansta del sistema multiplica para predecir la rugosidad, agrietamiento, roderas, deterioros, etc. Es una caracteristica reconocidad internacionalmente, como dato para la evalucacin y diseo de pavimento. Se emplea una tcnica de pruebas no destructiva que permite estima el Mr de varios materiales directamente en el lugar Se han establecido correlaciones razonables con el CBR, dada por la expresin MR (psi) = 1,500 x CBR

Prdida o diferencia entre ndices de servicio inicial y terminal.Excelente 5 Muy bueno 4 Bueno 3 (PSI) 2 Malo 1 Muy malo 0 Intransitable Escala del ndice de Servicio Actual (PSI) Regular

Valores terminales tpicos para el ndice de servicio terminal Pt 3.00 2.50 2.25 Clasificacin Autopista Carreteras principales, arterias urbanas Carreteras secuncarias importantes, calles comerciales e industriales Carreteras secundarias, calles residenciales y estacionales

2.00

PSI = ndice de Servicio Presente . DPSI = po -pt = (4.3) . DPSI = Diferencia entre los ndices de servicio inicial u original y el final o terminal deseado. po = ndice de servicio inicial (4.5 para pavimentos rgidos y 4.2 para flexibles). ndice de servicio terminal

pt =

Determinacin de espesores La siguiente ecuacin puede utilizarse para obtener los espesores de cada capa, para la superficie de rodamiento o carpeta, base y subbase. Donde: a1, a2 y a3 = Coeficientes de capa representativos de carpeta, base y subbase respectivamente. D1, D2 y D3 = Espesor de la carpeta, base y subbase respectivamente, en pulgadas. m2 y m3 = Coeficientes de drenaje para base y subbase, respectivamente.

Coeficientes a1 para carpeta Carpeta Mezcla de agregados asflticos (baja estabilidad) Mezclado en planta (alta estabilidad) Arena asfalto Coeficiente 0.20

0.44

0.40

Coeficientes a2 y a3 para bases y subbases

CAPACIDAD DEL DRENAJE PARA REMOVER LA HUMEDAD .