Resumen pistas de prueba

1. De la investigación realizada para el marco teórico se concluye que en algunas partes del mundo aún se
utilizan los métodos de diseño de pavimentos cuyo fundamento ha sido obtenido del Método Empírico, el
cual contempla zonas específicas que no pueden ser extrapoladas tan fácilmente. Sin embargo, es práctica
usual su utilización y una de las razones es debido a que realizar una investigación de este tipo es muy
costoso, a pesar de ello y gracias al avance tecnológico, algunos países han tenido la inquietud de crear
nuevos métodos que contemplen fenómenos que están ocurriendo actualmente en nuestro entorno y que
afectan a las redes de carreteras, por lo cual han realizado una inversión en nuevas investigaciones y así
obtener nuevas metodologías para el diseño de pavimentos, esto ha permitido la transición hacia el Método
Empírico-Mecanicista de diseño.
Los modelos de deterioro son muy importantes en los Métodos Empírico-Mecanicistas porque son el link
para relacionar la respuesta del pavimento (esfuerzos, deformaciones y deflexiones) y el comportamiento
del pavimento en campo relacionado a los mecanismos de deterioro estructurales. Las ecuaciones de los
modelos proporcionan el número de repeticiones de carga que es necesario para que lleguemos a la falla de
la estructura. Aunque los modelos de deterioro sean obtenidos en laboratorio como se explicó
anteriormente, es necesario calibrarlos para verificar su comportamiento en campo, por esa razón las pistas
experimentales son muy importantes. Sin embargo, como no se cuenta con muchas pistas experimentales
que estén ubicadas dentro de tramos de la red carretera, se recurre a las pistas de Prueba a Escala Real o
Pistas de Prueba Acelerada.
3. PISTAS DE PRUEBA PARA PAVIMENTOS
Las Pistas de Prueba han jugado un papel muy importante en la historia de los pavimentos, ya que por
medio de ellos se ha podido observar y analizar el comportamiento de los mismos con la finalidad de
obtener Métodos de Diseño. De acuerdo a la ubicación y condiciones de pruebas, estas se clasifican en
Pistas de Prueba a Gran Escala y Pistas de Prueba Aceleradas. Las Pistas de Prueba a Gran Escala
generalmente están siendo sometidas a condiciones normales de servicio, esto quiere decir que las
condiciones de tráfico por lo general no exceden las de la normativa vigente de acuerdo a cada país. Las
Pistas de Prueba Aceleradas son aquellas en las cuales se puede acelerar el daño en las estructuras de los
pavimentos, esto con la finalidad de obtener el comportamiento de las estructuras a corto plazo bajo
condiciones que pueden presentarse en un futuro.
3.1 PISTAS DE PRUEBA A GRAN ESCALA
Desde principios del siglo XX los departamentos de Carreteras de Estados Unidos comenzaron a construir
pistas de prueba a Gran Escala, con el propósito de evaluar el efecto del clima, el material de construcción,
las cargas del tránsito y el comportamiento de los pavimentos. Se tienen registros de estas pistas de las
cuales se mencionan las más sobresalientes en la Tabla 3. En esta tabla se describe de igual manera la
aportación de cada una de ellas comenzando con la Pista de prueba de Pittsburg hasta llegar a la guía
AASHTO (American Association of State Highway Officials) de diseño de pavimentos.
PISTA AÑO DESCRIPCIÓN
Se construyó una pista circular donde circularon camiones del
ejército, los cuales tenían neumáticos macizos para recorrer las
Pittsburg Road Test 1921-1922 losas con distintas configuraciones y refuerzo. Esta
investigación condujo a estudios posteriores más refinados y a
la inclusión de neumáticos inflables.
Se construyeron 78 secciones de pavimento con diferentes
Bates Road Test 1922-1923
configuraciones para el tráfico de camiones. Se demostró la

2. PISTA AÑO DESCRIPCIÓN
Se construyó en Carson City Nevada en virtud de un
Westrack 1996-1998
contrato adjudicado por la Administración Federal de
Carreteras (FHWA) para verificar los sistemas de diseño
SUPERPAVE (Superior Performing Asphalt Pavements).
Fue construido por el Departamento de Transporte
(MnDOT) en el período 1990-1993 como una instalación a
gran escala, con apertura de tráfico en 1994. Se compone de
dos segmentos diferentes que corren paralelas a la I-94: uno
de 5.7 kilómetros vía a la línea principal en la dirección que
Minnesota Road Mn/DOT, 1990;
lleva el tráfico interestatal, y el otro de 4.0 kilómetros de
circuito cerrado de bajo volumen, expuesto a tráfico
Research Project Mn/DOT 2003 controlado.
La finalidad fue evaluar los efectos de los vehículos
pesados, los cambios estacionales sobre los materiales de
construcción y mejorar el diseño de pavimentos para
carreteras de bajo tránsito. Se aborda con más detalle en el
apartado 4.1.
Tiene una longitud de 2.2 millas y cuenta con 2 carriles.
Terminada en 2002 cerca de Blacksburg, Virginia.
Actualmente está siendo utilizado como un centro de
investigación de transporte para carretera así como para la
investigación de sistemas para vehículos y sistemas de
transporte inteligente (ITS). El Smart Road es un proyecto
Virginia Smart Road, conjunto del Departamento de Transporte de Virginia
Smart Road 2003 (VDOT), el Virginia Tech Transportation Institute (VTTI) y
la Administración Federal de Carreteras (FHWA). La
construcción tiene dos propósitos principales: Proporcionar
una ruta directa para los automovilistas entre I-81 y
Blacksburg, y ofrecer a los investigadores y desarrolladores
superioridad del concreto hidráulico sobre el ladrillo y el
pavimento asfáltico.
La finalidad fue estudiar el efecto de dos configuraciones de
ejes (simple y tándem) con 2 cargas diferentes cada una, 18,000
Maryland Road Test 1950-1951
y 22,400 libras para eje simple, para eje tándem la cargas fueron
de 32,000 libras y 44,000 sobre pavimento de concreto
hidráulico. Los principales hallazgos fueron; El agrietamiento
aumentó con la magnitud de la carga. El bombeo se presentó

3. de productos un laboratorio de investigación para probar
nuevas tecnologías de transporte.
La finalidad fue comprobar el comportamiento de las
NCAT Test Track 2002 mezclas asfálticas ante tráfico real en el transcurso del
tiempo. Se aborda con más detalle en el apartado 4.2.
PISTA DE PRUEBA AASHTO
Tabla 5 - Cronología del experimento AASHO.
AÑO DESCRIPCIÓN
1951-1954 Etapa de planificación.
1955 Inician los trabajos de topografía, la preparación de planos y especificaciones
Agosto, 1956 Comienza la construcción en Ottawa, Estado de Illinois.
Octubre, 1958 Inicia la aplicación de las cargas sobre los tramos de pavimentos construidos
Octubre, 1960
Se concluye con la etapa de mediciones en campo y se inicia el análisis de la
información recogida en campo.
Se publican las primeras guías provisionales de diseño como “AASHO Interim
Entre 1961- 1962 Guide for the Design of Rigid and Flexible Pavements” con reediciones en
1972 y 1993.
El experimento fue llevado de la siguiente manera. Se construyeron 6 circuitos, numerados del
N1-N6, las cuales fueron destinadas a diferentes fines como lo indica la Tabla 6.
Tabla 6 - Mediciones que se realizaron en cada Circuito.
PISTA DESCRIPCIÓN
Pista N1 Se destinó a medir el efecto del clima
Pista N2 Se destinó a cargas de camiones ligeros
Pistas N3, 4, 5 y 6 Se sometieron a cargas de camiones pesados
Las Figura 6 y la Figura 7 muestran el modelo de las pistas de prueba que se construyeron en
Otawa, Illinois, todos eran tramos de dos carriles y tenían la mitad del tramo de concreto y la otra mitad
de Asfalto. Cada una de las tangentes del circuito con una longitud aproximada a los 2,070 m se dividió
en sectores de 30m de largo.

4. CONSTRUCCIÓN Y ESTRUCTURACIÓN
Se ensayaron 468 secciones principales de pavimentos flexibles (HMA) y
368 secciones de pavimento rígido. A cada sección se le aplicó hasta un millón de
pasadas de diferentes ejes (sencillos, tándem) o hasta la falla si ésta se producía
antes de completar el millón de pasadas (Figura 8).
Ejes sencillos (2 000, 6 000, 12 000, 18 000,
22 400 y 30 000 libras) Ejes tándem (24 000,
32 000, 40 000 y 48 000 libras)
Una misma sección estructural construida en diferentes carriles se probaba
simultáneamente para diferentes ejes (sencillo o tándem), una de ellas circulaba en
un carril (Izquierdo) y la otra en el segundo carril (Derecho); en ningún momento
circularon sobre un mismo canal cargas diferentes (Figura 7). La Tabla 7 muestra
los materiales utilizados en cada capa para formar la sección estructural al igual que
el rango de espesores de cada capa.
Tabla 7 - Materiales y espesores utilizados en las secciones de pavimentos de las Pruebas AASHO.
CAPA MATERIAL ESPESOR
Subrasante Arcilla (CL); CBR entre 2 y 4% Variable
Sub-base Grava-Arena; CBR entre 28 y 51% 40cm
Base Caliza Dolomítica Triturada; CBR 100% 0.0-40cm
Carpeta Asfáltica HMA mezcla densa 2.5 - 15cm

5. 3.2 PISTAS BAJO CONDICIONES ACELERADAS Y CONTROLADAS DE CARGA
Mientras a principios del siglo XX en Estados Unidos estaban enfocados en las Pistas de Prueba a
Gran Escala, en Europa había el interés por las Pistas de Ensayo Acelerado con siglas en inglés APT
(Accelerated Pavement Testing), las cuales sirven para realizar pruebas en estructuras de pavimentos en
donde se busca acelerar el daño. Existen varias maneras de acelerar el daño, entre ellas están;
Modificar la velocidad de la aplicación de la carga
Aumentar la magnitud de la carga
Cambiar los espesores de las capas del pavimento
Inducir condiciones ambientales adversas
Una de las razones por la cual los APT son de interés es debido a que en las Pista a Escala Real no es
considerado el comportamiento de los pavimentos ante el aumento futuro de tráfico, por lo cual es
complicado predecir su comportamiento a largo plazo. La primera investigación APT de la que se tiene
registro fue conducida en el antiguo Reino Unido con el desarrollo del dispositivo circular Road Machine
I en el año de 1912, mejorado en 1933 con el Road Machine II seguido del Road Machine III. Para finales
de los años 60’s se cambia de instalación a una pista lineal que contaba con 28m de longitud de pista, 7m
de ancho y 2m de profundidad. En 1973 fue encargado el desarrollo de una máquina a media escala ahora
conocida como Nottingham Pavement Test Facility mostrada en la Figura 10.
En 1984 en Australia se desarrolla el dispositivo ALF (Accelerated Loading Facility) mostrado en la Figura
12 por ARRB (Australian Road Research Board) con patente N° 4502327 (Scrivener, Smith, Campbell, &
Mansell, 1983). Para 1986 en Estados Unidos ya existe interés por la tecnología de Pistas de Prueba
acelerada, por lo cual la Federal Highway Administration (FHWA) importa dos equipos ALF que se
colocaron en Virginia. En 1989 China importa un dispositivo ALF a las instalaciones de RIOH (Research
Institute of Higways) y para 1993 Louisiana también adquiere un equipo ALF.
Figura 12 - Estructura de la pista de prueba de ARRB
Las especificaciones generales de la pista se enuncian en la Tabla 13.
Tabla 13 - Especificaciones de la ALF (NCHRP, 1996).
Pista Lineal
Dirección Uni-direccional
Ejes Medio eje Simple, tándem, tridem (llanta simple o dual)
Propulsión Rueda Motriz
Energía 40-50kW Motor
Rango de carga 4-10ton

6. Suspensión Bolsas de aire
Rango de Velocidad 0 a 20km/h
Pasadas/hora 380
Algunas instituciones como CEDEX (Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas) ubicado
en España y que opera desde 1988 se interesaron en crear su propio diseño APT la cual se muestra en la
Figura 13. La geometría de la pista de ensayo acelerado consiste en dos tramos rectos con longitud de 75m
c/u, unidos por dos tramos curvos con un radio de curvatura de 25 m. La zanja en donde se coloca la
estructura del pavimento tiene 8m de ancho por 2.6m de profundidad. La carga dinámica aplicada es de
65kN por medio de dos vehículos automáticos que circulan a una velocidad de 60km/h. (Tierra y
Tecnología, 2013).
La instalación LCPC (Laboratoire Central des Ponts and Chaussees) ubicando cerca de Nantes
Francia mostrado en la Figura 19 fue comisionado en 1978.
Figura 19 – Pista de Prueba de LCPC (APT FACILITIES IN EUROPE)

7. Las especificaciones generales de la pista se enuncian en la Tabla 17.
Tabla 17 - Especificaciones de la LCPC (NCHRP, 1996).
Pista Circular
Ejes 4 brazos con eje simple o tándem (llanta simple o dual)
Rango de carga 4 a 14ton aprox.
Suspensión Neumática
Rango de Velocidad 30 a 100km/h
Pasadas/hora 1020 a 3600/h
Entre los años 1984 y 1986 se construye el CAPTIF (Canterbury Accelerated Pavement Testing
Indoor Facility) ubicado en Nueva Zelanda cuya instalación es hexagonal de 26m de ancho por 6m de alto,
la zanja donde se coloca la estructura del pavimento tiene 4m de ancho por 1.5m de profundidad, la pista
de prueba tiene 18.5m de diámetro cuya circunferencia es de 58m, tiene capacidad para probar hasta 6
secciones. Esta instalación fue utilizada en el programa DIVINE (Dynamic Interaction vehicle
Infrastructure Experiment) para la OECD (Organization for Economic Cooperation and Development) con
la finalidad de investigar el efecto de las cargas dinámicas sobre el deterioro de los pavimentos abarcando
las cargas dinámicas producidas por diferentes tipos de suspensiones.
La instalación de LINTRACK (Figura 20) se comenzó a construir en 1987 aunque fue completado
en 1991 en los Países Bajos.

8. Figura 20 – Pista de Prueba de LINTRACK (APT FACILITIES IN EUROPE)
Algunas especificaciones de la pista se enuncian en la Tabla 18 .
Tabla 18 - Especificaciones de LINTRACK (NCHRP, 1996).
Pista Lineal
Rango de carga Hasta 10ton aprox.
Suspensión Bolsas de aire
Rango de Velocidad 20km/h
Pasadas/Hora 1000/h
Con respecto a Sudamérica podemos mencionar la Instalación de CEFET-SP APT que se encuentra
en Brasil y que se muestra en la Figura 28 y Figura 29. El sistema es capaz de simular hasta 17000 pasadas
/24hrs, con una carga aplicada en un eje simple de 12Ton aprox.
Figura 28 - Estructura de la Pista de Prueba CEFET-SP APT
Figura 29 - Características de la Pista de Prueba CEFET-SP APT

9. El ATLaS (Accelerated Transportation Loading System) fue construido en 2002 en Illinois EUA
mostrado en la Figura 27, con 26m de longitud de pista por 3.7m de ancho.
Figura 27 - Estructura de la Pista Lineal de ATLaS.
Algunas especificaciones de la pista se enuncian en la Tabla 25.
Tabla 25 - Características de la Pista de Prueba ATLaS (NCHRP, 2004).
Pista Lineal
Dirección Uni/bidireccional
Ejes Medio eje (llanta simple o dual), llanta de avión, bogie.
Propulsión Montaje de Cable y Winch
Energía Eléctrica
Rango de carga 0-358kN (0-35ton aprox.)
Suspensión Hidráulica
Rango de Velocidad 16km/h
Ciclos/hora 10,000/24h bidireccional
Como la finalidad de este trabajo es la propuesta de una estructura que servirá para realizar ensayos
acelerados de pavimentos, nos enfocaremos en las pistas que están construidas dentro de un laboratorio. De
la revisión bibliográfica observamos que existen en el mundo una gran variedad de modelos para el mismo
fin.
Estos modelos se dividen en tres categorías principalmente;
Circular; Laboratoire des Ponts et Chaussées (LCPC), Canterbury Accelerated Pavement Testing Indoor
Facility (CAPTIF)
Lineal; Heavy Vehicle Simulator (HVS), Accelerated Load Facility (ALF), Accelerated Transportation
Loading ASsembly (ATLaS)
Ovalada; CEDEX (Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas)

10. PISTA DE PRUEBA DEL INSTITUTO DE INGENIERÍA DE LA UNAM
México no ha sido la excepción en cuanto a la investigación en Pistas de Prueba, en 1970 se
construyó una Pista circular en el Instituto de Ingeniería de la UNAM (Figura 44) que permitió verificar
tendencias en condiciones controladas, a fin de establecer modelos matemáticos.
Figura 44 - Pista circular, Instituto de Ingeniería UNAM.
La pista, tiene 14m de diámetro y profundidad de 2.25m, de los cuales 1.50m es la profundidad
efectiva para colocar la estructura del pavimento, la carga a la que estuvieron sujetas las estructuras de
prueba fue de 10ton por eje aplicada mediante placas de acero (13) mostrada en la Figura 45 y Figura 46,
el sistema de tráfico es por medio de eje dual (2) con llantas gemelas (3) y (4) tipo convencional para
camión. La Figura 45 es un imagen creada en 1974, las Figura 46, Figura 47, y Figura 48 muestran
fotografías recientes donde se ubican de igual manera las partes de la pista circular.

11. Donde
1. Marco metálico 14. Motor de 40HP de velocidad variable
2. Ruedas gemelas 10.00-20 15. Caja de 5velocidades
3. Rueda motriz 16. Cople flexible
4. Rueda libre 17. Cadena y catarinas
5. Patín 18. Articulación y chumacera
6. Microswith de protección 19. Cilindro maestro para frenos hidráulicos
7. Flecha motriz y juntas universales 20. Tubos de instrumentación
8. Flecha central flotante 21. Control de nivel freático
9. Mecanismo de excentricidad 22. Bulbo de presión para placa de 30cm
10. Anillos razantes 23. Bulbo de presión para placa de 75cm
11. Suspensión Independiente 24. Anclas para pruebas estáticas
12. Muelles 25. Estructura de concreto
13. Placas de acero para lastre 26. Túnel
Está proyectada para ensayar tres secciones diferentes simultaneamente a velocidad de operación de entre
4 y 40km/h, aún cuando lo normal es 10km/h. Se ensayaron 18 secciones estructurales (6 anillos de
prueba), constituidos con capa de base protegida superficialmente con carpeta de un riego, sobre
subrasantes y terraplenes de un mismo material arcillo-limoso con diferentes características de resistencia,
obtenidas al variar el grado de compactación y las condiciones de prueba. En la Figura 49 se muestra el
programa experimental llevada a cabo por el Instituto de Ingeniería de la UNAM. Las condiciones de
prueba que variaron fueron; construcción, impermeabilización de los modelos y saturación a fin de
establecer el nivel freático a 60cm de profundidad bajo la superficie de rodamiento.
Tabla 30 - Espesores ensayados (Corro Caballero & Prado Ollervides,1974).
CAPA ESPESOR
Pavimentos Espesores de 15 a 70cm
Capa subrasante Espesores de 20 a 100cm
Terraplén Complemento hasta alcanzar la profundidad de 1.50cm

12. Instructivo para el diseño estructural de pavimentos flexibles para
carreteras Serie N°444 del Instituto de ingeniería de la UNAM –
noviembre 1981
Antecedentes
En el área de vías terrestres,el Instituto de Ingeniería realiza investigaciones sobre pavimentos flexibles dentro de un programa
general encaminadoa obtener criterios adecuados a las condiciones del país en aspectos relacionados con diseño,construcción,
reconstrucción y modernización de carreteras.
Los estudios son patrocinados por la actual Secretaría de Asentamientos Humanos y Obras Públicas (SAHOP).
Objetivo
La finalidad de este instructivo es proporcionar lineamientos para el diseño o refuerzo de carreteras con pavimento flexible, en
climas tropicales, secos y subtropicales, de acuerdo con los resultados obtenidos en las investigaciones.
Además, los conceptos aplicados para valuar los coeficientes de daño en términos de esfuerzos a diferentes profundidades,
constituye un avance con relación a los factores empleados usualmente,que son de carácter empírico y no toman en cuenta ni
las presiones de contacto ni la profundidad de la capa en que se analiza el deterioro.
Campo de aplicación del método
El criterio de diseño está limitado al caso típico de las estructuras empleadas en México, donde el espesor de proyecto de las
carpetas de concreto asfáltico rara vez excede de 7.5 cm y las demás capas de la carretera están constituidas por materiales
granulares o suelos finos estabilizados mecánicamente por compactación.En el caso de carpetas asfálticas varían las hipótesis
de diseño y deberán tomarse en cuenta los esfuerzos radiales que pueden producir fallas por fatiga a la tensión en el concreto
asfáltico. De manera semejante, en el caso de bases y sub-bases estabilizadas con asfalto, cal o cemento, se requiere
investigación complementaria.
Criterio de diseño
Modelo teórico de comportamiento
Para desarrollar el modelode comportamiento a fatiga se supone quela carretera tiene una resistenciarelativa uniformeen todas
las capas de su estructura y llega a la falla funcional cuando ha soportado el número de cargas estándar especificado para la
vida de proyecto. Si la resistencia relativa no es uniforme,la capa con resistencia relativa mínima determina la vida de ser vicio
de la carretera.
Se emplean los conceptos de capacidad de carga en suelos cohesivos y la teoría de distribución de esfuerzos verticales de
Boussinesq deducida para una placa circular flexible de radio a, apoyada uniformemente en la superficie de un medio elástico,
homogéneo e isótropo, para aplicarse al caso de una estructura de capas múltiples, en la cual las gráficas adimensionales
esfuerzo-deformación de los materiales son iguales.El esfuerzo vertical se consideraun indicador adecuado del comportamiento
a cargas repetidas de la capa correspondiente.Se supone que las carpetas asfálticas son delgadas yque su duración a la falla
depende de la resistencia a tensión; en carpetas de riegos se desprecia tal resistencia.
La carga estándar o eje equivalente se define como la solicitación de un eje sencillo de 8.2 ton y llantas con presión de contacto
de 5.8 kg/cm².
Dado que las carreteras están sujetas a la acción de cargas diferentes en cuanto a magnitud ypresión de contacto,es necesario
ponderar su efecto multiplicando el número de cargas de cada tipo por su correspondiente coeficiente de daño, con objeto de
establecer un patrón de referencia en términos de cargas estándar o equivalentes.De acuerdo con el modelo desarrollado,dos
cargas producen el mismo daño a la profundidad z cuando sus esfuerzos verticales a es a profundidad son iguales.
Calibración del modelo
La calibración del modelo requiere hacerse en términos de un indicador de resistencia, el cual se puede obtener de pruebas
triaxiales o de placa en condiciones estáticas o dinámicas;sin embargo,por razones de aplicación práctica,el modelo se calibró
en términos del valor relativo de soporte crítico esperado en el lugar durante la vida de servicio de la carretera, considerándolo
como un índice de resistencia del suelo a esfuerzos verticales.
La calibración del modelo se efectuó con los resultados experimentales de la pista circular y tramos de prueba en el periodo
1962-1979.En términos generales se observó el número de aplicaciones requeridas para llevar un pavimento de estructura a la
falla.El número de aplicaciones serefirió a la carga estándar yse determinóla resistencia en la capacrítica referida a la superficie
mediante pruebas de laboratorio y de campo.
Variables de diseño
Las variables que intervienen en el diseño de un pavimento flexible son numerosas y tienen interacción;por tanto, un proyecto
adecuado debe analizar el problema desde un punto de vista general. Entre las diferentes variables pueden mencionarse:
a) Estructurales:Incluyen características relativas a cada una de las capas que cons tituyen la carretera,como espesores,
resistencia y deformabilidad en las condiciones esperadas de servicio.
b) De carga: Se refrieren a los efectos producidos por el tránsito mezclado al circular por la carretera. En este caso son
importantes los datos relacionados con el tránsito medio diario anual,tasa de crecimiento anual,cargas por eje sencillo
o múltiple, histograma de distribución del tránsito en la sección transversal del camino, y la vida del proyecto del
pavimento antes que la carretera requiera una reconstrucción,en cuyo caso debe definirse de antemano el criterio de
falla del pavimento.

13. Las condiciones que constituyen la falla del pavimento normalmente se definen de acuerdo con la deformación permanente
acumulada a través de la vida de servicio; sin embargo, para condiciones de tránsito intenso, muchas veces puede constituir
suficiente motivo de rechazo una deflexión elástica alta en la carretera que produzca agrietamiento importante.
c) De clima y condiciones regionales: Las características reológicas de los materiales que constituyen la carretera
dependen de la temperatura, régimen de precipitación, precipitación media anual, nivel freático, geología y topografía
de la región.
d) De conservación: Un buen mantenimiento garantiza que las variaciones de las características constructivas de los
materiales sean mínimas, no obstante, el costo puede ser excesivo.
e) Comportamiento:Un pavimento adecuado es el que llega a la falla funcional después de haber resistido el tránsito de
proyecto a la calificación más alta posible y al menor costo relativo.
f) Criterios de decisión: Incluye numerosos factores que van desde la disponibilidad de fondos, costos, confiabilidad y
economía de la obra, seguridad y calidad de operación, hasta tipos de conservación deseables.
Es utópico pretender determinar en forma exacta las variables de diseño,sobre todo porque estas deben predecirse a lo largo
del tiempo y del espacio.
En general, el argumento más significativo del método de diseño es la resistencia, por tanto, deben estudiarse con el máximo
cuidado tanto su valor medio como su intervalo de variación; la falta de precisión en la estimación de esta variable representa la
mayor parte de la incertidumbre respecto al comportamiento del pavimento resultante.
Resistencia
El criterio de diseño es general y puede adaptarse a diferentes indicadores de resistencia,como pruebas triaxiales o de placa,
en condiciones estáticas o dinámicas.Por razones de aplicación práctica se utiliza el valor relativo de soporte crítico para estimar
la resistencia de las bases, sub-bases y terracerías.
Estimación del valor relativo de soporte crítico
La resistencia es una variable que dependede las características del suelo,condiciones climatológicas,drenaje,procedimientos
de construcción y conservación,asícomo de las variaciones de dichos factores a lo largo de la carretera y de su vida de servicio.
Para estimar el valor relativo de soporte crítico se recomienda:
a) Zonificar la carretera tomando en cuenta condiciones climatológicas y geotécnicas, diseños estructural y geométrico,
así como procedimientos de construcción y conservación.
b) Estimar las condiciones de contenido de agua de los materiales,prevaleciente en el camino,con base en la experiencia
regional y en las características físicas de los materiales.
c) Realizar pruebas de laboratorio que reproduzcan dentro de lo posible las condiciones reales de comportamiento en el
campo. Se sugiere cubrir un intervalo amplio, con objeto de conservar tendencias generales relacionadas con los
cambios en el valor relativo de soporte de los materiales, al variar los pesos volumétricos secos y los contenidos de
agua.
d) Considerar la variabilidad de la resistencia de los materiales en el camino,ya que esta no solo depende de la variación
de las características del material, sino también de la heterogeneidad en la construcción, conservación y condiciones
de drenaje.
Estimación del contenido de agua último en subrasantes y terracerías
La humedad de equilibrio es uno de los principales factores para determinar el valor relativo de soporte crítico en el lugar; su
estimación requiere conocer las características climatológicas y geotécnicas,estructuración ydiseño geométrico de la carretera,
y tener experiencia regional suficientemente documentada.
De acuerdo con el TRRL, las condiciones de contenido último de agua en subrasantes de carreteras con pavimentos
impermeables, pueden analizarse considerando tres condiciones climatológicas y geotécnicas representativas de países
tropicales:
 Categoría 1. Subrasantes con nivel freático suficientemente cercano a la superficie del terreno para así controlar su
contenido de agua. El tipo de suelo fija la profundidad a la cual el nivel freático se convierte en el factor dominante con
relación al contenido de agua último de las terracerías .
 Categoría 2. Subrasantes con nivel freático profundo y donde la lluvia es suficiente para producir cambios estacionales
significativos bajo el camino. La precipitación pluvial en esas áreas generalmente rebasa 250 mm por año, con
distribución estacional.
 Categoría 3. Subrasantes en zonas sin nivel freático permanente cerca de la superficie del terreno y clima árido a lo
largo del año. En estas zonas la precipitación anual es de 250 mm o menos.
Debe señalarse que los métodos descritos para estimar el contenido de agua,se basan en la suposición que el pavimento de la
carretera es virtualmente impermeable. Si se emplean materiales permeables, el agua de lluvia penetra fácilmente y las
subrasantes pueden saturarse.
Bases estabilizadas mecánicamente por compactación
Los materiales empleados en esta capa seajustan a especificaciones relativamente estrictas ya la severidad de las solicitaciones
a que están sujetos. Los materiales que cumplan los requisitos de calidad previstos, con grado de uniformidad adecuado, no
crearán problemas en el comportamiento del pavimento.
Cabe resaltar que existe compatibilidad del concepto de resistencia crítica con los valores mínimos especificados para las
pruebas de calidad. Es decir, puede haber casos en que la prueba de calidad indique que VRS es 100 como mínimo,en tanto
que el valor crítico para el diseño estructural pudiera ser inferior al mínimo especificado en dicha prueba cuya finalidad es
diferente;o bien que un material tenga aparentemente un VRS crítico adecuado,pero no cumpla requisitos de especificaciones.
Sub-bases estabilizadas mecánicamente por compactación

14. Las sub-bases deben cumplir las normas de calidad correspondientes,y los comentarios serían similares a los de las bases en
cuanto a su función estructural.
En el caso de sub-bases,no debe olvidarse que una de sus funciones importantes es actuar como capa drenante cuando asíse
requiera.
Para fines de diseño estructural del pavimento, el VRS crítico de la sub-base se limita a 20, de manera que esto garantice un
espesor equivalente de carpeta más base adecuado.
Terracerías
Los materiales empleados en estas capas son similares en muchos casos a los del suelo de cimentación y están sujetos a
variaciones significativas de resistencia por cambios en el contenido de agua.La estimación adecuada del valor de diseño de las
terracerías constituye el principal problema del proyecto estructural y afecta en alto grado la economía de la obra.
El intervalo de resistencias utilizado para diseño de espesores fluctúa entre 2 y 20 por ciento del VRS crítico.
Materiales estabilizados con ligantes
Para capas de materiales estabilizados con cal,cemento o asfalto,situados a diferentes profundidades,el conce pto de coeficiente
de equivalencia estructural tiene limitaciones,ya que la eficiencia del material dependerá de sus características mecánicas yde
su ubicación en la estructura. Para casos especiales, el proyectista puede emplear coeficientes de equivale ncia deducidos de
experiencias en otros lugares;sin embargo,al aplicar estos factores empíricos deberá hacerse un análisis previo para estudiar
la compatibilidad de la información con el criterio que se presenta.
Carpetas
La resistencia de las carpetas asfálticas debe ser suficiente para soportar los esfuerzos de tensión producidos por el tránsito,
además de las condiciones climáticas de la región.Su diseño se hará conforme los procedimientos especificados por la SAHOP.
Debido a las altas temperaturas que presentan las carpetas del país, se recomienda un coeficiente de equivalencia estructural
igual o menor de 2 para este material, ya que el módulo de rigidez de estos materiales disminuye considerablemente a las
temperaturas usuales registradas.En carpetas de uno o dos riegos se considera un coeficiente de equivalencia estructural cero.
La experimentación actual en pavimentos con tránsito del orden de dos millones de ejes estándar muestra que cuando la base
está formada de piedra triturada de buena calidad y su contenido de finos no es excesivo, el comportamiento de pavimentos con
carpetas delgadas de concreto asfáltico,o riegos de sello,es satisfactorio ycorresponde al previsto en el modelo desarroll ado.
Tránsito
Está caracterizado por la variable ΣL o el número de aplicaciones de carga estándar previsto al término del plazo de análisis.
El coeficiente de daño de un vehículo a determinada profundidades la sumade los coeficientes individuales de sus ejes o grupos
de ejes a esa profundidad.
Como los coeficientes de daño varían con la profundidad,también varía el tránsito equivalente (ΣL), en problemas de diseño no
se conoce, a priori, la profundidad de cada capa, lo cual plantea teóricamente una dificultad en el proyecto.
Para elegir el nivel de confianza, el analista debe tomar en cuenta el tipo e importancia de la carretera,procedimientos y control
de construcción, tipo de conservación previsto y riesgo que se quiera aceptar.
Normas de calidad y requisitos mínimos
Los materiales y procedimientos de construcción deben cumplir los requisitos mínimos de calidad especificados por la SAHOP.
Además,las variaciones previstas tanto en calidad de materiales como de construcción deben hacerse intervenir en el proyecto
a través del coeficiente de variación de la resistencia de los materiales y en el nivel de confianza elegido para el proyecto.
Las diferentes capas del pavimento deben cumplir con el espesor mínimofijado por restricciones de tipo constructivo,económico
o estructural.El espesor mínimo equivalente de una capa considerado en este criterio de diseño es el que resulte mayor de:
- 8 cm para carpeta de concreto asfáltico, o 10 cm para cualquier otra capa.
- 15 cm para capa de base si la carpeta es de riego de sello.
- Es espesor correspondiente a un VRS crítico = 20, para espesor combinado de base y carpeta.
- El que fije el analista de acuerdo con las condiciones particulares de la carretera.
Por otra parte, el criterio de diseño no es factible para VRSz < 2; en algunos casos podrá utilizarse para valores inferiores,pero
el analista debe reconocer este hecho y considerar el problema como caso particular.

15. TEORÍA GENERAL DE SISTEMAS
En la actualidad somos testigos de grandes problemas y situaciones complejas a los que nos enfrentamos
prácticamente en nuestras actividades sociales, empresariales, políticas, económicas o ecológicas, en
donde las soluciones viables implican relaciones ganar-ganar para todos los participantes, y que al ser
complejas exigen un cambio de paradigma de cómo debemos ver el problema.
Por ejemplo: ¿Que tienen en común las siguientes situaciones?
1. Algunas personas piensan que los problemas de hoy son respuestas de malas decisiones pasadas
2. La búsqueda de soluciones aspirínicas a a problemas complejos
¿Entonces que hacemos para resolverlas, si el uso de herramientas clásicas y convencionales no son
posibles?
Respuesta: Es necesario probar otras herramientas, conceptos y teorías que permitan cambiar los
comportamientos de una forma estructural, y generar eventos y resultados acordes a un ambiente
integrado, holístico y sistémico.
Un sistemapor definición está compuestode partes o elementos interrelacionados. Esto se aplica a todos
los sistemas mecánicos, biológicos y sociales. Todos los sistemas deben tener más de dos elementos y
estos a su vez estar interconectados.
Un sistema es una combinación de componentes que actúan conjuntamente para alcanzar un objetivo
específico. Un sistema es dinámico cuando la salida presente depende de las entradas pasadas y es
estático cuando la salida presente depende solamente de las entradas presentes.
Un sistema es un conjunto de elementos interrelacionados que buscan alcanzar un objetivo en común.
Esto es, un sistema es una entidad compuesta de al menos dos elementos y una relación que se
sostiene entre cada uno de esos elementos y al menos uno de los otros elementos del conjunto. Cada
uno de los elementos del sistema está conectado a cualquier otro elemento, directa o indirectamente.
TEORÍADE SISTEMAS
Estudia los modelos, las leyes y ecuaciones que explican la estructura y el comportamiento del
sistema aproximándolo a la realidad.
- La Ingeniería de Tránsito, encargada de resolver, principalmente, los problemas de circulación de los
automóviles, mediante diversos estudios de diseño funcional de la vialidad, análisis de capacidad,
diseño geométrico, etc., aunque muchos de sus principios son aplicables a la mayoría de los modos
de transporte restantes.
OBJETIVOS
Los objetivos de la Teoría General de Sistemas son los siguientes:
a) Impulsar el desarrollo de una terminología que permita describir las características,
funciones y comportamiento de los sistemas
b) Desarrollar un conjunto de leyes aplicables a los diferentes model
Describir matemáticamente estas leyes mediante ecuaciones ya sean lineales o diferenciales
ESTRATEGIAS
Las estrategias que se implementan en la teoría de sistemas se puede ver desde dos puntos de vista:
a) Del estudio de los componentes del sistema, de cómo interactúan entre sí para el análisis y
diseño del sistema
b) Del estudio de la interacción entre el sistema y su entorno.

16. Estas dos estrategias son complementarias en el estudio de un sistema determinado.
Por ejemplo, si vemos la universidad como un sistema, con el enfoque de la primera estrategia,
analizamos sus programas, sus facultades, los institutos de investigación que integra y analizamos
sus interacciones entre ellos. Con el enfoque de la segunda estrategia se tiene que analizar la
universidad con su entorno, esto es, la calidad de los estudiantes seleccionados, la calidad de los
egresados, la relación universidad con el sector externo, etc.
COMPONENTES DE UN SISTEMA
Los componentes básicos de un sistema son:
a) Estructura. Se refiere a las interrelaciones y procesos entre las partes del sistema.
b) Ambiente. Relaciona el sistema con el todo. Es su entorno
c) Entradas. Son las fuentes de energía, recursos e información que necesita el sistema
para su funcionamiento y que importa del ambiente
d) Salidas. Son los productos o resultados que se construye a través de la estructura y los
procesos internos.
TIPOS DE SISTEMAS:
Existe una gran diversidad entre los tipos de sistemas y una amplia gama de tipologías para clasificarlos:
De acuerdo a su constitución estos pueden ser físicos o abstractos.
 Sistemas físicos o concretos: estos son los que componen los equipos, maquinaria y objetos
y elementos reales, esto quiere decir que están compuestos por un hardware.
 Sistemas abstractos: estos son los que se componen de conceptos, planes, hipótesis e ideas.
Muchas veces existen en los pensamientos de las personas, esto quiere decir que se
componen de un software.
De acuerdo a su naturaleza.
 Sistemas cerrados: son los que no presentan intercambio con el ambiente que los rodean
pues son impenetrables a cualquier influencia ambiental. Los sistemas cerrados no reciben
ninguna influencia del ambiente ni influyen en este. No reciben ningún recurso externo ni
produce algo para enviar afuera. Los autores denominan sistemas cerrados a aquellos
sistemas cuyo comportamiento es completamente determinista y programado y operan con un
pequeño intercambio de materia y energía con el ambiente. Los sistemas mecánicos y físicos
pueden ser considerados cerrados con su ambiente.
 Sistema abierto: Presentan intercambio con el ambiente, estos son los sistemas biológicos y
sociales que están en constante interacción con le medio que los rodea, estos intercambian
información, energía o material con su medio ambiente. Presentan relaciones de intercambio
con el ambiente a través de entradas (insumos)y salidas (productos). Estos son evidentemente
adoptivos pues para sobrevivir deber readaptarse constantemente a las condiciones del medio.
PARÁMETROS DEL SISTEMA:
SALIDA
(PRODUCTO)
ENTRADA
(INSUMO)
PROCESAMIENTO

17. Entrada: es aquella que se enfoca en los insumos, la materia prima. Es la fuerza de impulso, de
arranque, de partida o entrada de un sistema, es decir material-energía para operar el sistema.
Procesamiento: Es la elaboración o transformación de dicho objetivo, es el que produce el cambio, es
el proceso en el que la entrada cambia a salida, este procesamiento es la acción de un sistema.
Salida: es el resultado del sistema, es aquella en la cual se ha creado el propósito o masa, ya está
listo para lanzarlo, venderlo o tramitarlo a su debido objetivo.
Retroalimentación: su objetivo es controlar el estado del sistema, también mantiene o perfecciona el
desempeño del proceso.
Ambiente: es el que rodea externamente el sistema, el ambiente es un recurso para el sistema pero
también una amenaza para su supervivencia.
AMBIENTEAMBIENTE
RETROALIMENTACIÓN