Diseño del pavimento

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6.1 GENERALIDADES

El espesor del pavimento se define siguiendo las indicaciones de los Términos de Referencia mediante la aplicación de los Métodos de Diseño siguientes: AASHTO, ASPHALT INSTITUTE, TRRL, USACE. Los cálculos se realizaron para dos alternativas: carpeta asfáltica para un período de diseño de 10 años, 20 años y refuerzo a los 10 años para un periodo de diseño adicional hasta 20años. La segunda alternativa es pavimento a nivel de tratamiento superficial bicapa.

6.2 ALTERNATIVA I: CARRETERA ASFALTADA A NIVEL DE CARPETA ASFÁLTICA

8.2.1 MÉTODO AASHTO (1993)

El diseño del pavimento, utilizando el Método AASHTO, versión 1993 (GUIDE FOR DESIGN OF PAVEMENT STRUCTURE 1993).basado en AASHTO Road Test, consiste en determinar el Número Estructural (SN) en función del MóduloResiliente de la subrasante (Mr), número de ejes standard anticipado (N), Confiabilidad (R%), Desviación Standard total (S0), pérdida de serviciabilidad ( PSI) e índices estructurales del pavimento.
Los valores del número estructural se determinan mediante la aplicación de la ecuación de diseño indicada en la Fig. 3.1 del método de diseño.

Figura 3.1

Confiabilidad (R%)

Laconfiabilidad es la probabilidad de que una sección del pavimento diseñada mediante el método indicado se comporte satisfactoriamente durante el período de diseño bajo las condiciones de tráfico determinadas.
De acuerdo a lo indicado en los Términos de Referencia se adopta el valor de R=90% para el diseño para 10 años y el refuerzo.
Desviación Standard Normal

Para el nivel de confiabilidad adoptado, laDesviación Standard Normal resulta ZR = -1.282 para la confiabilidad de 90% (Tabla 4.1).


Desviación Standard Total

El valor de Desviación Standard Total varía entre 0.40 y 0.50 para pavimento flexible. Se adopta el valor promedio de S0 = 0.45.

Serviciabilidad
La serviciabilidad de un pavimento es su capacidad de servir al tipo de tráfico que usa la vía (ligero y pesado). La medidade serviciabilidad es el Índice de Serviciabilidad presente (PSI) que varia entre 0 (carretera intransitable) y 5 (carretera en perfectas condiciones). El valor de la serviciabilidad inicial, de acuerdo a la practica usual, es de pi=4.0 para la carpeta asfáltica y 3.5 para el tratamiento superficial doble

De acuerdo a lo indicado en los Términos de Referencia el Índice de Serviciabilidad finalserá pt=2.0, por lo que la pérdida del Índice de Serviciabilidad es p = 2.0. En el Cuadro 8.2.1 se presenta el resumen de los valores de serviciabilidad aplicados en el diseño.

Tipo de superficie de rodadura pi pt p
Carpeta asfáltica 4.0 2.0 2.0
Tratamiento superficial bicapa 3.5 2.0 1.5

Capacidad soporte de la subrasante.

La capacidad de soporte de la subrasante esta representadapor los valores de CBR determinados mediante los ensayos de laboratorio realizados con las muestras de suelos obtenidas en el campo.
El Método AASHTO 1993 requiere el uso del Modulo de Resiliencia, el cual se obtiene de la correlación con los CBR mediante las siguientes formulas:

Mr = 1500 * CBR (psi)
para los CBR< 10%

Mr = 3000 * CBR0.65 (psi)
para los CBR de 10% a 20%

Mr =4326 * lnCBR+241 (psi)
para los CBR > 20%

El Método AASHTO 2002 propone una formula de correlación del Modulo de Resiliencia con el CBR que rige para todos los casos:

Mr = 2555 * CBR0.64 (psi)

Consideramos que los valores de los Módulos de Resiliencia obtenidos mediante la formula propuesta por el Método AASHTO 2002 son mas afines a las propiedades de los suelos, por lo que en elpresente estudio usaremos esta ultima correlación.

Número de ejes equivalentes para el período de diseño
El número de repeticiones de ejes equivalentes a 18,000 lbs fue calculado en el estudio de tráfico que forma parte del presente estudio.

Determinación del espesor de las capas del pavimento
Una vez obtenido el número estructural del pavimento, se calcula el espesor de cada una de las...
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