AASHTO 93

PAvimentos

1. pavimentos

2. Introducción
EnelmétodoAASHTO-93paraeldiseñodepavimentosflexiblesseidentificaelnúmeroestructural
(SN),elcualesfundamentalparalaimplementacióndelosespesoresdelascapaslascuales
conformanelpavimentocomolosonlacapaasfáltica,lacapadelabaseylacapadelasub-base.
Paraestopodemosemplearunmodelooecuaciónatravésdeestaseobtienelosparámetrosde
diseño,estaecuaciónsebasaenunafuncióndevariableslascualessontránsito,ladesviación
estándar,laconfiabilidad,elíndicedeserviciabilidadentreotras.
EsteesunmétodoquefuedesarrolladoporlaasociaciónamericanaAASHTO,yconsisteen
determinarelnúmeroestructural(SN)graciasalcualsepodrádeterminarcadaunodelos
espesoresdelascapasqueconformaránelfuturopavimento.Estemétodoconsideracomouno
desusparámetrosfundamentaleselCBR.Sebasaenlasiguientefórmula:

3. Parámetros de diseño
W18= número de aplicaciones de cargas de 80 KN (Número de ESALs)
Eltránsitoprovenientedelconteovehiculardebeserdivididoparaelcarrildediseño.Elvolumende
tránsitodelcarrildediseño,seconvierteaundeterminadonúmerodeESAL,queesEQUIVALENT
SINGLEAXLELOAD,queeselparámetrousadoeneldiseñodelaestructuradelpavimento.ElESALes
unejeestándarcompuestoporunejesencillocondosruedasenlosextremos.

4. Factores de equivalencia de carga (FEC)
Con el objeto de evaluar el efecto dañino, en un pavimento flexible, de las cargas diferentes a un eje estándar,
se han considerado factores de equivalencia de carga por eje, FEC

5. LosCaminosPavimentados
conpavimentosflexibles,
semirrígidosyrígidos,eneste
elManualdelMTCestán
clasificadosenquince(15)
rangosdeNúmerode
RepeticionesdeEEenelcarril
yperíododediseño,desde
75,000EEhasta30’000,000
EE,deacuerdoalcuadroque
semuestra:

6. Confiabilidad(%R)
ElmétodoAASHTOincorporaelcriteriodelaconfiabilidad(%R)querepresentalaprobabilidadqueuna
determinadaestructurasecomporte,durantesuperíododediseño,deacuerdoconloprevisto.Esta
probabilidadestáenfuncióndelavariabilidaddelosfactoresqueinfluyensobrelaestructuradelpavimentoy
sucomportamiento;sinembargo,solicitacionesdiferentesalasesperadas,comoporejemplo,calidaddela
construcción,condicionesclimáticasextraordinarias,crecimientoexcepcionaldeltráficopesadomayoralo
previstoyotrosfactores,puedenreducirlavidaútilprevistadeunpavimento.
DeacuerdoalaguíaAASHTOessuficientemente
aproximadoconsiderarqueelcomportamientodel
pavimentoconeltráfico,sigueunaleydedistribución
normal,enconsecuenciapuedenaplicarseconceptos
estadísticosparalograrunaconfiabilidaddeterminada;por
ejemplo,90%o95%,significaquesolamenteun10%o5%
deltramopavimentado,seencontraráconuníndicede
serviciabilidadinferioralprevisto;esdecirqueelmodelo
decomportamientoestábasadoencriteriosde
serviciabilidadynoenundeterminadomecanismodefalla.
Enconsecuencia,amayorniveldeconfiabilidadse
incrementaráelespesordelaestructuradelpavimentoa
diseñar.

7. Paraundiseñoporetapas,segúnAASHTO,sedeben
determinarlasconfiabilidadesdecadaetapa,teniendoen
cuentalaconfiabilidadtotalcorrespondienteatodoelperíodo
dediseño,queparaelpresenteManual,correspondealos
valoresindicadosenelCuadrosiguiente,elevadoalapotencia
inversadelnúmerodeetapas.Asísetienelarelaciónsiguiente:
REtapa=Confiabilidaddecadaetapa
RTotal=Confiabilidadtotalparaelperíodototaldediseño
n=Númerodeetapas
LaconfiabilidadnoesunparámetrodeingresodirectoenlaEcuacióndeDiseño,paraellodebeusarseelcoeficiente
estadísticoconocidocomoDesviaciónNormalEstándar(ZR).

8. CoeficienteEstadísticodeDesviaciónEstándarNormal(Zr).RepresentaelvalordelaConfiabilidad
seleccionada,paraunconjuntodedatosenunadistribuciónnormal.

9. LaDesviaciónEstándarCombinada(So),esunvalorquetomaencuentalavariabilidadesperadadela
prediccióndeltránsitoydelosotrosfactoresqueafectanelcomportamientodelpavimento;comopor
ejemplo,construcción,medioambiente,incertidumbredelmodelo.LaGuíaAASHTOrecomiendaadoptar
paralospavimentosflexibles,valoresdeSocomprendidosentre0.40y0.50,SegúnelManualdelMTCse
adoptaparalosdiseñosrecomendadoselvalorde0.45.
ElÍndicedeServiciabilidadPresente(PSI),eslacomodidaddecirculaciónofrecidaalusuario.Suvalorvaría
de0a5.Unvalorde5reflejalamejorcomodidadteórica(difícildealcanzar)yporelcontrariounvalorde0
reflejaelpeor.Cuandolacondicióndelavíadecrecepordeterioro,elPSItambiéndecrece.

10. ServiciabilidadInicial(Pi),eslacondicióndeunavíarecientementeconstruida.
LaServiciabilidadTerminal(Pt),eslacondicióndeunavíaquehaalcanzadolanecesidaddealgúntipode
rehabilitaciónoreconstrucción.
Acontinuaciónseindicanlosíndicesdeserviciabilidadinicialyfinalparalosdiferentestiposdetráfico.

11. Variación de Serviciabilidad(ΔPSI), es la diferencia entre la ServiciabilidadInicial y Terminal asumida
para el proyecto en desarrollo.

12. ElMódulodeResilencia(MR),esunamedidadelarigidezdelsuelodesubrasante,elcualparasu
cálculo,deberádeterminarsemedianteelensayodeResilientedeterminadodeacuerdoalas
recomendacionesdelAASHTO.

13. NúmeroEstructuralPropuesto(SN),losdatosobtenidosyprocesadosseaplicanalaecuacióndediseño
AASHTOyseobtieneelNúmeroEstructural,querepresentaelespesortotaldelpavimentoacolocarydebe
sertransformadoalespesorefectivodecadaunadelascapasqueloconstituirán,oseadelacapade
rodadura,debaseydesubbase,medianteelusodeloscoeficientesestructurales,estaconversiónse
obtieneaplicandolasiguienteecuación:
SegúnAASHTOlaecuaciónSNnotieneunasoluciónúnica,esdecirhaymuchascombinacionesdeespesoresde
cadacapaquedanunasoluciónsatisfactoria.ElIngenieroProyectista,deberealizarunanálisisde
comportamientodelasalternativasdeestructurasdepavimentoseleccionadas,detalmaneraquepermitadecidir
porlaalternativaquepresentelosmejoresvaloresdenivelesdeservicio,funcionalesyestructurales,menoresalos
admisibles,enrelaciónaltránsitoquedebesoportarlacalzada.

15. LaecuaciónSNdeAASHTO,tambiénrequieredelcoeficientededrenajedelascapasgranularesdebasey
subbase.Estecoeficientetieneporfinalidadtomarencuentalainfluenciadeldrenajeenlaestructuradel
pavimento.
Elvalordelcoeficientededrenajeestadadopordosvariablesqueson:
a.Lacalidaddeldrenaje,
b.Exposiciónalasaturación,queeselporcentajedetiempoduranteelañoenqueunpavimentoestá
expuestoanivelesdehumedadqueseaproximanalasaturación.
ObtenidosenfunciónalascaracterísticasdelmaterialdeBaseySubbase,apartirdelaexpresión

17. Ejemplo:
•Se desea diseñar el pavimento flexible, con el método ASSHTO 93 con las
siguientes consideraciones:
•Número de ejes equivalentes = 7836.025
•CBR del suelo de la subrasante = 8.8%
•Número de etapas = 1

18. Solución:
Cálculo del módulo de
resiliencia:
Mr = 10261.89 psi
Nivel de confiabilidad
R= 90%
Desviación estándar normal
Zr = -1.282
Desviación estándar combinado
Zo= 0.45
Índice de serviciabilidad inicial
Pi = 0.45
Índice de serviciabilidad final
Pt = 2.5
Diferencial de serviciabilidad
(ΔPSI) = 1.5
Número estructural requerido
SNR= 4.440
Tipo de tráfico
TP9