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Proyecto estructural de pavimentos

Caracterización del módulo dinámico de mezclas asfálticas para el diseño mecanístico-empírico de pavimentos
Ing. Pedro Romero, Ph.D., P.E., The University of Utah, USA Ing. Leslie A. Myers, Ph.D., P.E., U.S. Federal Highway Administration, USA

Resumen Técnico
El nuevo método de diseño estructural de pavimentos basado en principios mecanísticoempíricosfue recientemente desarrollado en los Estados Unidos gracias al proyecto de NCHRP 1-37A (Development of Mechanistic-Empirical Pavement Design). Este método requiere nuevos ensayos para la caracterización de mezclas tales como el módulo dinámico (dynamic modulus), la tensión indirecta (indirect tension); al igual que información específica de tráfico y clima. Debido a lo nuevo de este método, losnuevos equipos requeridos para los ensayos, y la falta de familiaridad por parte de los usuarios, este método no ha sido oficialmente adoptado. A la fecha, muy pocos pavimentos han sido diseñados con este nuevo método. Este estudio documenta uno de los primeros esfuerzos en incorporar los ensayos requeridos para el diseño estructural de pavimentos utilizando el nuevo programa mecanístico-empírico. Elmódulo dinámico de dos mezclas asfálticas de 19 milímetros fue determinado utilizando los ensayos propuestos por el proyecto NCHRP 465: Ensayos Simples para Mezclas Asfálticas (Simple Performance Test for Mix Design), o SPT. Una de las mezclas fue preparada con asfalto PG 64-28 sin modificación; la otra mezcla fue preparada con asfalto PG 58-34 modificado con 25% de TLA (Asfalto del LagoTrinidad). Usando los resultados del SPT, y las propiedades volumétricas de Superpave, el método de diseño estructural mecanístico-empírico fue utilizado para predecir el rendimiento del pavimento basado en las condiciones típicas del estado de Utah por un periodo de 20 años. Utilizando los resultados obtenidos en este estudio, los beneficios económicos de modificar el asfalto fueron evaluados de acuerdoa la duración de los pavimentos dado cierto tráfico y clima. Esta duración está basada en daños específicos tales como deformación permanente (rutting), agrietamiento por temperatura (thermal cracking), etc. Con estos nuevos métodos, las agencias encargadas de la construcción de carreteras pueden fácilmente determinar si el costo de modificar el asfalto es justificado basado en el rendimientoespecífico del pavimento. La adopción del nuevo sistema de diseño mecanístico-empírico es recomendada.

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1. Introducción
El diseño estructural de pavimentos basado en conceptos mecanístico-empíricos es una idea que nació hace más de 50 años [1, 2]. Sin embargo, la aplicación de estos conceptos tuvo que esperar hasta el desarrollo de computadoras personales modernas. Recientemente, un proyectode investigación para el desarrollo de un método de diseño estructural de pavimentos fue terminado en los Estados Unidos bajo el auspicio del Programa Nacional de Investigación de Carreteras (NCHRP en inglés). Este proyecto, titulado NCHRP 1-37A: Desarrollo de Diseños Mecanístico-Empíricos de Pavimentos (Development of Mechanistic-Empirical Pavement Design), requiere nuevos ensayos para lacaracterización de mezclas tales como el módulo dinámico (dynamic modulus), la tensión indirecta (indirect tension); al igual que información específica de tráfico y clima. Debido a lo nuevo de este método, los nuevos equipos requeridos para los ensayos, y la falta de familiaridad por parte de los usuarios, este método no ha sido oficialmente adoptado. A la fecha, muy pocos pavimentos se han diseñado coneste nuevo método. Sin embargo, ciertas comparaciones son posibles utilizando la información existente. Este estudio documenta uno de los primeros esfuerzos en incorporar los ensayos requeridos en el diseño estructural de pavimentos utilizando el nuevo programa mecanístico-empírico. Los resultados obtenidos predicen el rendimiento del pavimento basado en las condiciones típicas del estado de...
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