El documento habla sobre el diseño de pavimentos. Explica que el tráfico, en particular el número y peso de los ejes de los vehículos, son factores determinantes en el diseño de la estructura del pavimento. También describe el método AASHTO de diseño de pavimentos, desarrollado en los Estados Unidos en la década de 1960 y basado en un ensayo a gran escala. Finalmente, señala que diseñar un pavimento es un arte que implica utilizar materiales imperfectamente conocidos para soportar cargas impredecibles.

1. 03PAVIMENTOS
Ing. Augusto García
Probablemente la variable mas importante en el diseño de una vía es el transito, pues , si bien
el volumen y dimensiones de los vehículos influyen en su diseño geométrico, el numero y peso
de los ejes de estos son factores determinantes en el diseño de la estructura del pavimento.

2. 10
T
o
n
7
T
o
n
17 ton
Tipos de eje

3. Respuesta del pavimento al paso de un vehículo

5. a) Cableado y sensores
b) Sensorespiezoeléctricos
Componentesdeunaestaciónmóvil depesajedinámico(WIM).
Medición de cargas

6. c) Consola de registro
Componentesdeunaestaciónmóvil depesajedinámico(WIM).
Medición de cargas
d) Señalamiento
Componentes de una estación móvil de pesaje dinámico (WIM).

8. El método de diseño AASHTO, originalmente conocido como
AASHO, fue desarrollado en los Estados Unidos en la década
de los 60, basándose en un ensayo a escala real realizado
durante 2 años en el Estado de Illinois. A partir de los deterioros
que experimentan representar las relaciones deterioro -
solicitación para todas las condiciones ensayadas.
Los modelos matemáticos respectivos también requieren de una
calibración para las condiciones locales del área donde se
pretenden aplicar.
Diseño de pavimento flexible – AASHTO 93

9. Se realizaron 6 circuitos de prueba, todos eran tramos de dos carriles y tenían la
mitad del tramo en pavimento de concreto y la otra en pavimento flexible.
El Circuito 1 se dejo sin cargas para evaluar el impacto del Medio Ambiente en los
pavimentos. El Circuito 2 se utilizó con aplicaciones de cargas de camiones ligero.
En los Circuitos de 3 al 6 se realizaron aplicaciones de carga con camiones pesados.
Los circuitos 5 y 6 tuvieron idénticas configuraciones y combinaciones de carga.
Diseño de pavimento flexible – AASHTO 93
ROAD TEST DE ASSHO (1958 – 1960)
• Último gran ensayo
realizado en EEUU
• Introdujo el concepto de
serviciabilidad como
medida de calidad de
servicio al usuario
• Se estudiaron
pavimentos rígidos y
flexibles
• Se dedujeron ecuaciones
en base a relaciones
empíricas de estados de
solicitación

10. ESQUEMA DE PISTAS DE PRUEBA
AASHO ROAD TEST
Picture from: Highway Research Board Special Report 61A-G
AASHO Road Test
Picture from: Highway Research Board Special Report 61A-G

11. CARGAS DE TRÁFICO EN EL ROAD TEST ASSHO
• Inicio en Nov. 1958
• Loops 3-6:
• 6 veh/carril
• 10 veh/carril (Ene 1960)
• Operación:
• 18 hr. 40 min.
• 6 días/semana
• Total Carga
• 1,114,000 Aplicaciones
• EAL Promedio: 6.2 millones
• Máximo EAL: 10 millones
(Flexible)
Trucks
AASHO Road Test
Picture from: Highway Research Board
Special Report 61A-G

12. TRAFICO EN EL ROAD TEST AASHO
Eje simple máximo
Eje Tandem máximo
La Serviciabilidad
La serviciabilidad se define como la habilidad del
pavimento de servir al tipo de tráfico (autos y
camiones) que circulan en la vía, se mide en una
escala del 0 al 5 en donde 0 (cero) significa una
calificación para pavimento intransitable y 5 (cinco)
para un pavimento excelente.
La serviciabilidad es una medida subjetiva de la
calificación del pavimento, sin embargo la
tendencia es poder definirla con parámetros
medibles como los son: el índice de perfil, índice
de rugosidad internacional, coeficiente de fricción,
distancias de frenado, visibilidad, etc.

16. ECUACIÓN DE DISEÑO PARA PAVIMENTO FLEXIBLE 1986-93
El modelo de ecuación de diseño está basado en la pérdida del índice de servicialidad
(ΔPSI) durante la vida de servicio del pavimento; siendo éste un parámetro que
representa las bondades de la superficie de rodadura para circular sobre ella.
FACTORES DE EQUIVALENCIA
DE CARGA POR EJES
ESAL= ESAL0 . 365 . Dd . Dl . {﴾ 1+ r﴿ - 1}
n
r
Donde:
ESALo = Repeticiones del eje de carga equivalente actual.
Dd = Factor de distribución direccional, por lo general se considera 0.5
Dl = Factor de distribución de carril.
r = tasa de crecimiento anual
n = Periodo de diseño

17. • El factor equivalente de carga EALF (Equivalent Axle Load Factor). Se define como
el daño al pavimento causado por cualquier carga y que se hace corresponder al
daño introducido por un numero de pasadas de la carga estandar de diseño eje
simple de 18,000 libras SAL (Single Axle load).
• El diseño de los pavimentos se basa en el numero total de pasadas de la carga de
estándar de diseño, la sumatoria se denomina ESAL (Equivalent Single Axle load).
ESALo= Σ Fi. IMDA i
El factor equivalente de carga usado depende de las condiciones del pavimento tales
como: servicio Terminal (Pt) y coeficiente estructural (SN).
ESAL = W18 = Equivalent Single Axle Load = Cantidad pronosticada de
repeticiones del eje de carga equivalente de 18 kips (8,16 t = 80 kN) para el
periodo analizado.
i=1
m
Indice medio diario anual

18. Indice medio diario anual
Distribución direccional
El trafico diario se computa para
ambas direcciones.
La distribución direccional es el
porcentaje de camiones que
viajan en cada dirección.
Fuente : AASHTO

19. factor de distribución
por carril (DL)
Fuente : AASHTO

20. Configuración de vehículo C2 (eje delantero sencillo y trasero dual)
7 TON 11 TON
10’
Configuración de vehículo C3 (eje delantero sencillo y traseros duales)
7 TON 18 TON
10’ 4’

21. Configuración de vehículo C4 (eje delantero sencillo y traseros duales)
7 TON 25 TON
10’ 4’ 4’
Configuración de vehículo T3-S2 (eje delantero sencillo y traseros duales en el
tractocamión y ejes duales en el semiremolque)
7 TON 18 TON 18 TON

22. Configuración de vehículo T3-S3 (eje delantero sencillo y traseros duales en el
tractocamión y ejes duales en el semiremolque)
7 TON25 TON 18 TON
7 TON 11 TON
10’
0.516 ESAL 2.89 ESAL = 3.406 ESAL+
Configuración de vehículo C2 (eje delantero sencillo y trasero dual)

23. 7 TON 18 TON 18 TON
0.516 ESAL 2.03 ESAL + 2.03 ESAL = 4.576 ESAL+
Configuración de vehículo T3-S2 (eje delantero sencillo y traseros duales en el
tractocamión y ejes duales en el semiremolque)
Eje equivalente de carga

24. Eje equivalente de carga
Eje equivalente de carga

25. Factor de daño
7 Tn 11 Tn
10’
Si 1 Tn < > 2.204 kips
SN asumido = 4
7 Tn = 15.428 kips
11 Tn = 24.244 kips
f7tn = 0.516 ESAL
f11tn = 3.406 ESAL
0.516
Factor de daño

26. Para el cálculo de los EE, se utiliza las siguientes relaciones simplificadas, que resultaron de
correlacionar los valores de las Tablas del apéndice D de la Guía AASHTO’93, para las diferentes
configuraciones de ejes de vehículos pesados (buses y camiones) y tipo de pavimento.

27. EJEMPLO:
Calcular el eje equivalente ESAL de una carretera con las siguientes
características.
Doble via
Índice medio diário IMD = 296 vpd
Tasa de crecimiento medio anual, g = 4%
Periodo de diseño, t = 15 años
Estabilidad Marshall (E.T.G. – MOP) = 1000 libras
CBR BASE = 60% EBS = 27000 psi
CBRSUB BASE = 25% ESB = 14000 psi
CBRSUB RASANTE = 2% MR = 3000 psi
TIPO DE VEHICULO B2 C2 C3 C4 T3-S2 TOTAL
CANTIDAD 40 120 60 28 48 296
% COMPOSICION 13.51% 40.54% 20.27% 9.46% 16.22% 100%
W18 = ESAL
SN (asumido) = 4,0 ; Pt = 2.50
RESOLUCION:
Extraer factor equivalente de carga
para pavimentos flexibles, Pt=2.50
ESALo = 981.80
Tipo de vehículo Ejes de carga
(Ton)
Ejes de carga
(kips)
Factor de
equivalencia
Repeticiones diarias Ejes equivalentes
(a) (b)= (a)x(2.204) (c) (d) (e)=(c)x(d)
B2
7 15.43 0.5165 40 20.66
11 24.24 2.8900 40 115.6
c2
7 15.43 0.5165 120 61.98
11 24.24 2.8900 120 346.8
c3
7 15.43 0.5165 60 30.99
18 39.67 2.0300 60 121.8
c4
7 15.43 0.5165 28 14.462
25 55.1 1.7800 28 49.84
T3-S2
7 15.43 0.5165 48 24.792
18 39.67 2.0300 48 97.44
18 39.67 2.0300 48 97.44
TOTAL 981.80

28. W18 = ESAL
SN (asumido) = 4,0 ; Pt = 2.50
RESOLUCION:
ESALo = 4,181.59
Calculamos las ejes por año
w18 = ESAL0 x 365 = 981.80 x 365 = 358 357
Afectamos por el factor de direccion y de carril
W18 = Dd x Dl x w18 = 0.50 x 1.00 x 358 357 = 179,178.50
Calculamos los ejes equivalentes al año horizonte
W18 = 179,178.50 {﴾ 1+ 0.04﴿^15-1}/0.04 = 3’587,796.40
W18 = ESAL = 3’587,796.40 = 3.59 x 106

29. Se dice que diseñar un pavimento es un
arte; el arte de utilizar materiales que no
conocemos completamente, en formas que
no podemos analizar con precisión, para
que soporten cargas que no sabemos
predecir, de tal forma que nadie sospeche
nuestra ignorancia.