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PAVIMENTOS RÍGIDOS 
• Se refiere al diseño y construcción de un 
pavimento de concreto con cemento 
Portland. 
• Material y Dimensiones de los moldes. 
Se usarán preferiblemente moldes 
metálicos y tendrán una profundidad igual 
al espesor de las losas de concreto.
PAVIMENTOS RÍGIDOS 
• Retiro de los Moldes. Los moldes 
permanecerán en su lugar por lo menos 
hasta doce (12) horas después de 
colocado el concreto. 
• Se utilizará vibrador para lograr una 
compactación completa en toda el área y 
con especial cuidado, contra las caras de 
los moldes.
PAVIMENTOS RÍGIDOS 
• Curado y Protección del Concreto. 
• Curado por Agua. El curado se hará 
cubriendo toda la superficie con bolsas 
húmedas, lonas u otro material de gran 
absorción. El material se mantendrá 
húmedo por el sistema de tuberías 
perforadas, de regadoras mecánicas u 
otro método apropiado.
PAVIMENTOS RÍGIDOS 
• Curado por Compuestos Sellantes. El 
compuesto sellante deberá formar una 
membrana que retenga el agua del 
concreto y se aplicará a pistola o con 
brocha inmediatamente después que la 
superficie esté saturada de agua. 
• La humedad del concreto debe 
permanecer intacta por lo menos durante 
los siete días posteriores a su colocación.
PAVIMENTOS RÍGIDOS 
• Protección del Pavimento-Acabado- 
Apertura al Tránsito. 
• Ordinariamente no se permitirá el tránsito 
por el pavimento recién construido hasta 
los siete (7) días posteriores a la 
colocación del concreto y este período 
podrá aumentarse si los ensayos a la 
flexión indican que es prudente hacerlo.
PAVIMENTOS RÍGIDOS 
• Las vigas para ensayo a la flexión serán 
curadas en el sitio. Su módulo de rotura 
deberá ser mínimo de 35 Kg/cm2. 
• Ejecución de las Juntas: Las juntas 
longitudinales y transversales serán 
construidas siguiendo una línea recta 
precisa, con sus caras perpendiculares a 
la superficie del pavimento.
PAVIMENTOS RÍGIDOS 
Ejecución de las Juntas
PAVIMENTOS RÍGIDOS 
• Cuando se necesiten ranuras, estas serán 
cuidadosamente conformadas con 
plantillas.
PAVIMENTOS RÍGIDOS 
• Sellado de las Juntas. Antes de dar al 
servicio, se procederá a sellar todas las 
juntas con material sellante. Podrá usarse 
asfalto sólido de penetración 60-70 o 80- 
100 mezclado con polvo de arena que 
pase de malla No. 100, aplicado en 
caliente.
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• Modelos de deterioro: 
Los deterioros que usualmente se 
consideran como esenciales, sin ser los 
únicos, son el agrietamiento por fatiga, el 
escalonamiento entre losas y los 
desprendimientos de bloque.
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• El agrietamiento por fatiga, inicia a partir 
del fondo de la losa o bien desde la 
superficie. El inicio del agrietamiento se 
debe al desarrollo de esfuerzos críticos de 
tensión en la losa de concreto en ciertas 
ubicaciones dentro del pavimento.
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• Tipos de agrietamiento por fatiga 
considerados en pavimentos de 
concreto. 
• Agrietamiento iniciando desde abajo
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• Agrietamiento iniciando en superficie
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• Otro tipo de deterioro: 
• Escalonamiento entre juntas 
transversales: Es factible de asociar a 
una falta de transferencia de carga entre 
dos losas consecutivas, ya sea por 
escasez o ausencia de pasajuntas, o bien 
por una capacidad de apoyo deficiente del 
material de base.
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• Desde un punto de vista estructural, este 
tipo de deterioro se asocia a las 
deflexiones máximas que se pueden 
observar en las esquinas de las losas.
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• Sin pasajuntas. Con pasajuntas 
Respuestas estructurales asociadas al escalonamiento entre losas
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• Es usual explicar el escalonamiento a 
partir del fenómeno de bombeo, que se 
presenta cuando el material de base es 
erosionable, está saturado y la intensidad 
del tránsito vehicular es muy alta.
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• Fenómeno de bombeo en 
pavimentos de concreto.
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• Para el caso de pavimentos de concreto 
continuamente reforzados, un deterioro 
especial es el denominado 
desprendimiento de bloque, que se ilustra 
en la figura siguiente en conjunto con los 
puntos críticos en donde se calculan los 
esfuerzos, y deformaciones de tensión.
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• Puntos críticos en el cálculo de esfuerzos y 
deformaciones de tensión para el deterioro denominado 
desprendimiento de bloque.
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• Existen, sin embargo, agrietamientos que 
se pueden generar por el alabeo de la 
losa de concreto por cambios de 
temperatura, o cambios de humedad , y 
que conviene tenerlos en cuenta.
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• Modelos de regularidad superficial: En 
esta metodología, el aspecto último a 
cumplir es el nivel de funcionalidad del 
pavimento, medido en término del, IRI, 
(ASTM E1926). Los deterioros 
mencionados se traducen en afectaciones 
a los valores de IRI en la superficie del 
pavimento.
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• Forma típica de evolución del IRI en un pavimento.
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• Se considera que el IRI aumenta a 
partir de IRIo, y se va incrementando 
debido los deterioros superficiales Dj; 
reducciones por actividades de 
mantenimiento Mj y también a una serie 
de factores relacionados con el sitio FS, 
como pueden ser la presencia de 
depósitos de suelos expansivos, o 
susceptibles a las heladas;
Análisis mecanicista de pavimentos de 
concreto 
• Casos particulares. 
• En donde FS es la variable relacionada con 
los factores de sitio que se puede relacionar 
con la edad de pavimento, algún Indice de 
Congelamiento IC y el porcentaje de arcilla, o 
partículas de suelo menores a 0.075 mm.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• El acero de refuerzo en los pavimentos de 
concreto prácticamente no incrementa su 
capacidad portante, debido a que el 
pavimento se apoya en toda la superficie 
de la sub-base y por lo tanto no existen 
las deformaciones que harían que el acero 
de refuerzo trabajara para dar una 
contribución significativa.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• No es recomendable la utilización de acero de refuerzo en 
pavimentos de concreto hidráulicos.
Determinación del espesor del 
pavimento. 
•
Diseño mecanicista de pavimentos 
de hormigón método AASHTO. 
• Las variables que intervienen en el diseño 
de los pavimentos constituyen la base del 
diseño del pavimento por lo que es 
importante conocer las consideraciones 
más importantes que tienen que ver con 
cada una de ellas para así poder realizar 
diseños confiables y óptimos al mismo 
tiempo.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO 
• El procedimiento de diseño normal es 
suponer un espesor de pavimento e iniciar 
a realizar tanteos, con el espesor 
supuesto calcular los Ejes Equivalentes y 
evaluar todos los factores adicionales de 
diseño, si se cumple el equilibrio en la 
ecuación el espesor supuesto es resultado 
del problema, en otro caso se deberán 
seguir haciendo tanteos.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO 
• Variables de diseño de Pavimentos Rígidos: 
• - Espesor 
• - Serviciabilidad 
• - Tráfico 
• - Transferencia de Carga 
• - Propiedades del Concreto 
• - Resistencia de la Subrasante 
• - Drenaje 
• - Confiabilidad
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO 
• Espesor: Es la variable que se pretende 
determinar, el resultado del espesor se ve 
afectado por todas las demás variables que 
intervienen en los cálculos. 
Es importante especificar lo que se diseña, 
ya que a partir de espesores regulares una 
pequeña variación en el espesor puede 
significar una variación importante en la vida 
útil.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO 
• Serviciabilidad: 
El procedimiento de Diseño AASHTO 
predice el porcentaje de pérdida de 
serviciabilidad (ΔPSI) para varios niveles 
de tráfico y cargas de ejes. Entre mayor 
sea el ΔPSI, mayor será la capacidad de 
carga del pavimento antes de fallar.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO 
• Serviciabilidad.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO 
La serviciabilidad se define como la 
habilidad del pavimento de servir al tipo de 
tráfico (autos, buses 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.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO 
• 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.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO 
• Serviciabilidad.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO 
• Serviciabilidad Inicial (Po). – Es la condición 
que tiene un pavimento inmediatamente 
después de la construcción del mismo. Los 
valores recomendados por AASHTO para 
este parámetro son: 
• - Para pavimento de Concreto = 4.5 
• - Para pavimento de Asfalto = 4.2 
• Usando buenas técnicas de construcción, el 
pavimento de concreto puede tener una 
serviciabilidad Po = 4.7 ó 4.8
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO 
• Mientras mejor se construya inicialmente 
un pavimento, o bien, mientras mejor 
índice de serviciabilidad inicial tenga 
mayor será su vida útil, esto es debido a 
que las curvas de deterioro se comportan 
de manera paralela o con el mismo 
gradiente para unas condiciones 
determinadas, como se muestra a 
continuación:
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO 
• Mejor índice de serviciabilidad inicial mayor será su vida útil.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO 
• Serviciabilidad Final (Pt). - Tiene que ver 
con la calificación que esperamos tenga el 
pavimento al final de su vida útil. 
• Los valores recomendados de Serviciabilidad 
Final Pt son: 
• - Para Autopistas 2.5 
• - Para Carreteras 2.0 
• - Para Zonas Industriales 1.8 
• - Pavimentos Urbanos Principales 1.8 
• - Pavimentos Urbanos Secundarios 1.5
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO 
• Tráfico: Es una de las variables más 
significativas del diseño de pavimentos y 
sin embargo es una de las que más 
incertidumbre presenta al momento de 
estimarse. Se debe contar con la 
información más precisa posible del tráfico 
para el diseño, si no podríamos tener 
diseños inseguros o con un grado 
importante de sobre diseño.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO 
• La metodología AASHTO considera la 
vida útil de un pavimento relacionada con 
el número de repeticiones de carga que 
podrá soportar el pavimento antes de 
llegar a las condiciones de servicio final 
predeterminadas para el camino.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• El método AASHTO utiliza en su 
formulación el número de repeticiones 
esperadas de carga de Ejes Equivalentes, 
es decir, que antes de entrar a las 
fórmulas de diseño, debemos transformar 
los Ejes de Pesos Normales de los 
vehículos, en Ejes Sencillos Equivalentes 
de 18000lb (8.2 Ton) también conocidos 
como ESAL’s.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Lo conducente es realizar los cálculos 
para el carril de diseño, seleccionado para 
estos fines por ser el que mejor 
representa las condiciones críticas de 
servicio de la calle o camino. Existen 
algunos factores que ayudan a determinar 
con precisión el tráfico que circulará por el 
carril de diseño.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Los pavimentos de concreto el AASHTO los 
diseña por fatiga. La fatiga es el número de 
repeticiones ó ciclos de carga y descarga 
que actúan sobre un elemento. Al establecer 
una vida útil de diseño, lo que se está 
haciendo es tratar de estimar, en un período 
de tiempo, el número de repeticiones de 
carga a las que estará sometido el 
pavimento.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• La vida útil mínima con la que se debe 
diseñar un pavimento rígido es de 20 años, 
es común realizar diseños para 30, 40, 50 ó 
más años. Se deberá contemplar el 
crecimiento del tráfico durante su vida útil, 
que depende en gran medida del desarrollo 
económico - social de la zona en cuestión. 
Del mejoramiento de las características del 
pavimento se puede generar tráfico atraído e 
igualmente se debe considerar la capacidad 
de tráfico de la vía.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Tvu = Tpa x FCT 
Tvu = Tráfico en la vida útil 
Tpa = Tráfico durante el primer año 
FCT = Factor de crecimiento del tráfico, 
que depende de la Tasa de Crecimiento 
Anual y de la Vida Util.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Tasa de Crecimiento Anual: Depende de 
muchos factores, tales como el desarrollo 
económico - social, la capacidad de la vía, 
etc. Es normal que el tráfico vehicular 
vaya aumentando con el paso del tiempo, 
hasta que llega a un punto tal de 
saturación en el que el tráfico se mantiene 
prácticamente sin crecer.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Es conveniente prever este crecimiento 
del tráfico, tomando en consideración una 
tasa de crecimiento anual con la que se 
calcula un factor de crecimiento del tráfico. 
La tasa de crecimiento pudiera variar de 
acuerdo a los tipos de vehículos, pueden 
crecer más unos tipos que otros.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• A medida que un camino se va 
congestionando de tráfico su crecimiento 
se va haciendo mas lento, este efecto 
debemos considerarlo pudiendo estimar 
una Tasa de Crecimiento Equivalente, 
para considerar las variaciones en el 
crecimiento durante la vida útil.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Es importante investigar adecuadamente 
la tasa de crecimiento apropiada para el 
caso en particular que se este 
considerando. A continuación se muestran 
algunos valores típicos de tasas de 
crecimiento, sin embargo estos pueden 
variar según el caso.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Factor de Crecimiento del Tráfico. 
Considera los años de vida útil más un 
número de años adicionales debidos al 
crecimiento propio de la vía.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• El AASHTO recomienda algunos valores, sin embargo no 
necesariamente deben utilizarse.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Factor de Equivalencia del Tráfico. – Las 
fórmulas que permiten convertir el número 
de ejes de pesos normales a ejes 
equivalentes dependen del espesor del 
pavimento, de la carga del eje, del tipo de 
eje y de la serviciabilidad final que 
pretendemos para el pavimento. A 
continuación se muestran dichas fórmulas:
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
Wtx = # Aplicaciones de carga definida al final del tiempo t, 
Wt18 = # Aplicaciones de carga equivalente al final del tiempo t
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• El tráfico pesado es el que mayor daño 
produce a los pavimentos por lo que deberá 
estimarse con la mayor precisión posible. 
Como ejemplo podemos mencionar que el 
daño que produce una sola aplicación de 
carga de un camión semi-remolque de 36 
Ton. equivale al daño que producen 9.523 
repeticiones de carga de un vehículo tipo 
automóvil.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Otro factor importante a considerar es la 
sobrecarga (no deben existir), se debe 
conocer con la mayor certeza posible los 
pesos de los ejes de los vehículos que 
estarán circulando sobre el pavimento que 
se esta diseñando, ya que las 
sobrecargas generan un daño muy 
importante al pavimento y su crecimiento 
es de orden exponencial.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Transferencia de Cargas: Es la capacidad 
que tiene una losa del pavimento de 
transmitir fuerzas cortantes con sus losas 
adyacentes, con el objeto de minimizar las 
deformaciones y los esfuerzos en la 
estructura del pavimento, mientras mejor sea 
la transferencia de cargas mejor será el 
comportamiento de las losas del pavimento.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• El método AASHTO considera la 
transferencia de cargas mediante el factor de 
transferencia de cargas J. La efectividad de 
la Transferencia de Carga entre losas 
adyacentes depende de varios factores: 
• - Cantidad de Tráfico 
• - Utilización de Pasajuntas 
• - Soporte Lateral de las Losas
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Una manera de transferir la carga de una 
losa a otra es mediante la trabazón de 
agregados que se genera en la grieta 
debajo del corte de la junta, sin embargo 
esta forma de transferir carga solamente 
se recomienda para vías con tráfico ligero.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• La utilización de pasajuntas es la manera 
mas conveniente de lograr la efectividad 
en la transferencia de cargas, se 
recomiendan evaluar dos criterios para 
determinar la conveniencia de utilizar 
pasajuntas.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Utilizar pasajuntas cuando: 
• a) El tráfico pesado sea mayor al 25% del 
tráfico total. 
• b) El número de Ejes Equivalentes de 
diseño sea mayor de 5.0 millones de 
Esal's.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• El Coeficiente de Transferencia de Carga considera el 
esfuerzo de transferencia a través de la junta o grieta.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Soporte Lateral . - El confinamiento que 
produce el soporte lateral contribuye a 
reducir los esfuerzos máximos que se 
generan en el concreto por efecto de las 
cargas. Un pavimento de concreto puede 
considerarse lateralmente soportado 
cuando tenga algunas de las siguientes 
características en su sección:
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Pavimento de concreto lateralmente soportado.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Pasajuntas: Barra de acero redondo liso fy 
= 4,200 kg/cm2 la cual no se debe de 
adherir al concreto permitiendo el libre 
movimiento de losas longitudinalmente, 
pero si debe de transferir verticalmente 
parte de la carga aplicada en una losa a la 
adyacente.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Se colocan perfectamente alineadas a la 
mitad del espesor de la losa. 
• El diámetro, longitud y separación de las 
pasajuntas esta en función de el espesor 
de las losas principalmente.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Algunas recomendaciones prácticas para la selección de la 
Barra
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Propiedades del Concreto: Son dos las 
propiedades del concreto que influyen en 
el diseño y en su comportamiento a lo 
largo de su vida útil: 
• - Resistencia a la tensión por flexión (S´c) 
ó Módulo de Ruptura (MR) 
• - Módulo de Elasticidad del Concreto (Ec)
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Módulo de Ruptura (MR) .Los pavimentos 
de concreto trabajan principalmente a 
flexión, se recomienda que su 
especificación de resistencia sea 
trabajando a flexión, que se conoce como 
resistencia a la flexión por tensión (S'c) o 
Módulo de Ruptura (MR) normalmente 
especificada a los 28días.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• El módulo de ruptura se mide mediante 
ensayos de vigas de concreto aplicándoles 
cargas en los tercios de su claro de apoyo. 
Esta prueba esta normalizada por la ASTM 
C78. Existe una prueba similar con la 
aplicación de la carga al centro del claro que 
genera resultados diferentes de resistencia a 
la flexión (aprox. 15% a 20% mayores) pero 
que no son los que considera AASHTO para 
el diseño.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Medida del modulo de rotura ASTM C78
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Los valores recomendados para el Módulo 
de Ruptura varían desde los 41 kg/cm2 
(583 psi) hasta los 50 kg/cm2 (711 psi) a 
28 días dependiendo del uso que vayan a 
tener. En seguida se muestran valores 
recomendados, sin embargo el diseñador 
deberá elegir de acuerdo a un buen 
criterio.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Módulos de roturas.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Módulo de Ruptura Promedio: La 
AASHTO permite utilizar la resistencia a la 
flexión promedio, que se haya obtenido 
del resultado de ensayos a flexión de las 
mezclas diseñadas para cumplir la 
resistencia especificada del proyecto que 
dependen de las condiciones de control y 
calidad que tenga el fabricante del 
concreto.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• En todos los casos se recomienda que 
sea Concreto Premezclado 
Profesionalmente. 
• Modulo de rotura promedio.(zr=d.n.e)
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Módulo de Elasticidad. - Esta íntimamente 
relacionado con su Módulo de Ruptura y 
se determina mediante la norma ASTM 
C469. Existen varios criterios con los que 
se puede estimar el Módulo de Elasticidad 
a partir del Módulo de Ruptura.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Los dos más utilizados son: 
• - Ec = 6,750 * MR 
• - Ec = 26,454 * MR ^ 0.77 
• Estas formulas aplican con unidades 
inglesas.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Resistencia de la Subrasante: Esta 
considerada dentro del método por medio 
del Módulo de Reacción del Suelo K que 
se puede obtener directamente mediante 
la prueba de placa. El módulo de reacción 
de suelo corresponde a la capacidad 
portante que tiene el terreno natural en 
donde se soportará el cuerpo del 
pavimento.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• El valor del módulo de reacción (K) se 
puede obtener directamente del terreno 
mediante la prueba de placa ASTM D1195 
y D1196. El valor de K representa el 
soporte (terreno natural y terraplén si lo 
hay) y se puede incrementar al tomar la 
contribución de la sub-base.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Cuando se diseña un pavimento es 
probable que se tengan diferentes valores 
de K a lo largo del tramo por diseñar, el 
método AASHTO recomienda utilizar el 
valor promedio de los módulos K para el 
diseño estructural.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Esquema de la prueba de placa.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Estimaciones y Correlaciones de K: Con 
base a un gran número de muestras y 
estudios se han podido desarrollar 
algunos valores estimativos del módulo de 
reacción del suelo en función a diferentes 
propiedades.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Correlación 1 con SUCS .
Correlación 2 con SUCS y VRS
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Drenaje: En cualquier tipo de pavimento, 
este es un factor determinante en el 
comportamiento de la estructura en su 
vida útil y en el diseño. Es muy importante 
evitar que exista presencia de agua en la 
estructura de soporte, de presentarse esta 
situación afectará en gran medida la 
respuesta estructural del pavimento.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Aspectos a cuidar para evitar que el agua penetre 
en la estructura de soporte: 
• - Mantener perfectamente selladas las juntas del 
pavimento. 
• - Sellar las juntas entre pavimento y acotamiento o 
cuneta. 
• - Colocar barreras rompedoras de capilaridad (en 
donde se requiera) 
• - Utilizar cunetas, bordillos, lavaderos, cunetas, 
subdrenajes, etc. 
• - Construir o aprovechar los drenajes pluviales en 
las ciudades.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Tener agua atrapada en la estructura del Pavimento 
produce efectos nocivos en el mismo, como son: 
• - Reducción de la resistencia de materiales 
granulares no ligados. 
• - Reducción de la resistencia de la subrasante. 
• - Expulsión de finos 
• - Levantamientos diferenciales de suelos 
expansivos 
• - Expansión por congelamiento del suelo
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• El acero de refuerzo en los pavimentos de 
concreto prácticamente no incrementa su 
capacidad portante, debido a que el 
pavimento se apoya en toda la superficie 
de la sub-base y por lo tanto no existen 
las deformaciones que harían que el acero 
de refuerzo trabajara para dar una 
contribución significativa.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Algunos de estos fenómenos se pueden 
minimizar cuando se utilizan bases 
estabilizadas con cemento. 
• Los valores recomendados para el 
coeficiente de drenaje deberán estar entre 
1.0 y 1.10
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Confiabilidad: Los factores estadísticos que 
influyen el comportamiento de los 
pavimentos son: 
• - Confiabilidad R 
• - Desviación Estándar 
• Confiabilidad: Esta definida como "la 
probabilidad de que un pavimento desarrolle 
su función durante su vida útil en condiciones 
adecuadas para su operación"
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Otra manera de entender la confiabilidad, 
por ejemplo es: si se considera una 
confiabilidad "R" del 80% estaríamos 
permitiendo que el 20% de las losas del 
pavimento alcancen al final de su vida útil 
una serviciabilidad igual a la 
serviciabilidad final seleccionada en el 
diseño.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• También se puede entender la 
confiabilidad como un Factor de 
Seguridad y ante esa situación se debe 
reflexionar en los valores de confiabilidad 
a utilizar en el país, con el mejor de los 
criterios, al hacer un diseño de un 
pavimento.
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• 
Confiabilidad Recomendada para 
México
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Como se menciona anteriormente la 
confiabilidad puede relacionarse con un 
Factor de Seguridad, a continuación se 
presentan los factores de seguridad 
aproximados a los que corresponde la 
confiabilidad. Estos factores de seguridad 
van asociados con la Desviación Estándar 
"So".
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Factores de seguridad asociados con la 
Desviación Estándar "So".
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
•
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Ejemplo: 
• Diseñar el espesor de un pavimento de concreto para una vialidad 
urbana de doble sentido y con 2 carriles por sentido. Los datos y 
los principales parámetros de diseño se detallan a continuación: 
• Servicibilidad: 
• Serviciabilidad Inicial: = 4.5 
• Serviciabilidad Final = 1.8 
• Tráfico: 
• TPDA = 4,302 vehículos 
• Factor de sentido = 0.5 
• Factor de carril = 0.80 
• Período de diseño: = 20 años 
• Crecimiento Anual: = 3.0 % 
• Composición del tráfico:
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Composición del tráfico:
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• Transferencia de Carga: 
• Se emplean pasajuntas y se supone soporte lateral de las losas debido a guarniciones y 
• banquetas a los costados de la vialidad. Por lo tanto el coeficiente de transferencia de 
carga es igual a 2.7. 
• Propiedades del Concreto: 
• Emplear un concreto con modulo de ruptura de 45 kg/cm 2 (640 psi) 
• Subrasante: 
• Se determinó mediante pruebas de placa realizadas sobre la base un módulo de reacción 
• del suelo (k) igual a 300 psi 
• Condiciones de Drenaje: 
• Se suponen condiciones normales de drenaje en la vialidad, por lo que se emplea un 
• coeficiente de drenaje igual a 1.0 
• Confiabilidad: 
• Por tratarse de una vialidad urbana de cierta importancia se considera usar un valor de 
• confiabilidad del 60%
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• EJES EQUIVALENTES Y ESPESOR. 
• Sabemos que es necesario transformar los ejes de pesos normales de 
los vehículos que circularán sobre el camino, en ejes sencillo 
equivalentes de 18 kips (8.2 ton) para poder resolver la ecuación de 
diseño de espesores. 
• Para convertir a ejes equivalentes los ejes de pesos normales de los 
vehículos considerados se debe obtener en primera instancia el 
número de repeticiones en toda la vida útil de cada tipo de vehículo 
que va a circular sobre el pavimento (sencillo, tandem ó tridem) y 
dentro de cada tipo de eje, también se desgloza por peso del eje. 
• Con el Factor de equivalencia de carga calculado para cada tipo y peso 
de ejes se convierten el número de repeticiones esperadas de cada 
tipo de eje, en la vida útil del proyecto, en el número de repeticiones 
esperadas de ejes equivalente (ó ESAL’s). 
• El número de repeticiones esparadas durante la vida útil y sus 
respectivos ESAL’s en este ejemplo de diseño se presentan a 
continuación:
Diseño mecanicista de pavimentos de 
hormigón método AASHTO. 
• 
Con los datos y parámetros de diseño establecidos se encontró un 
total de 24’860,542 Ejes Sencillos Equivalentes de 18 kips en el 
periodo de diseño y para ese número de ESAL’S, el espesor 
encontrado es de 8.52” (aproximadamente 22 centímetros).

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Clase 19 20-21-22-23-24 pav rigidos[resumen] (1)

  • 1. PAVIMENTOS RÍGIDOS • Se refiere al diseño y construcción de un pavimento de concreto con cemento Portland. • Material y Dimensiones de los moldes. Se usarán preferiblemente moldes metálicos y tendrán una profundidad igual al espesor de las losas de concreto.
  • 2. PAVIMENTOS RÍGIDOS • Retiro de los Moldes. Los moldes permanecerán en su lugar por lo menos hasta doce (12) horas después de colocado el concreto. • Se utilizará vibrador para lograr una compactación completa en toda el área y con especial cuidado, contra las caras de los moldes.
  • 3. PAVIMENTOS RÍGIDOS • Curado y Protección del Concreto. • Curado por Agua. El curado se hará cubriendo toda la superficie con bolsas húmedas, lonas u otro material de gran absorción. El material se mantendrá húmedo por el sistema de tuberías perforadas, de regadoras mecánicas u otro método apropiado.
  • 4. PAVIMENTOS RÍGIDOS • Curado por Compuestos Sellantes. El compuesto sellante deberá formar una membrana que retenga el agua del concreto y se aplicará a pistola o con brocha inmediatamente después que la superficie esté saturada de agua. • La humedad del concreto debe permanecer intacta por lo menos durante los siete días posteriores a su colocación.
  • 5. PAVIMENTOS RÍGIDOS • Protección del Pavimento-Acabado- Apertura al Tránsito. • Ordinariamente no se permitirá el tránsito por el pavimento recién construido hasta los siete (7) días posteriores a la colocación del concreto y este período podrá aumentarse si los ensayos a la flexión indican que es prudente hacerlo.
  • 6. PAVIMENTOS RÍGIDOS • Las vigas para ensayo a la flexión serán curadas en el sitio. Su módulo de rotura deberá ser mínimo de 35 Kg/cm2. • Ejecución de las Juntas: Las juntas longitudinales y transversales serán construidas siguiendo una línea recta precisa, con sus caras perpendiculares a la superficie del pavimento.
  • 8. PAVIMENTOS RÍGIDOS • Cuando se necesiten ranuras, estas serán cuidadosamente conformadas con plantillas.
  • 9. PAVIMENTOS RÍGIDOS • Sellado de las Juntas. Antes de dar al servicio, se procederá a sellar todas las juntas con material sellante. Podrá usarse asfalto sólido de penetración 60-70 o 80- 100 mezclado con polvo de arena que pase de malla No. 100, aplicado en caliente.
  • 10. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • Modelos de deterioro: Los deterioros que usualmente se consideran como esenciales, sin ser los únicos, son el agrietamiento por fatiga, el escalonamiento entre losas y los desprendimientos de bloque.
  • 11. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • El agrietamiento por fatiga, inicia a partir del fondo de la losa o bien desde la superficie. El inicio del agrietamiento se debe al desarrollo de esfuerzos críticos de tensión en la losa de concreto en ciertas ubicaciones dentro del pavimento.
  • 12. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • Tipos de agrietamiento por fatiga considerados en pavimentos de concreto. • Agrietamiento iniciando desde abajo
  • 13. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • Agrietamiento iniciando en superficie
  • 14. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • Otro tipo de deterioro: • Escalonamiento entre juntas transversales: Es factible de asociar a una falta de transferencia de carga entre dos losas consecutivas, ya sea por escasez o ausencia de pasajuntas, o bien por una capacidad de apoyo deficiente del material de base.
  • 15. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • Desde un punto de vista estructural, este tipo de deterioro se asocia a las deflexiones máximas que se pueden observar en las esquinas de las losas.
  • 16. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • Sin pasajuntas. Con pasajuntas Respuestas estructurales asociadas al escalonamiento entre losas
  • 17. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • Es usual explicar el escalonamiento a partir del fenómeno de bombeo, que se presenta cuando el material de base es erosionable, está saturado y la intensidad del tránsito vehicular es muy alta.
  • 18. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • Fenómeno de bombeo en pavimentos de concreto.
  • 19. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • Para el caso de pavimentos de concreto continuamente reforzados, un deterioro especial es el denominado desprendimiento de bloque, que se ilustra en la figura siguiente en conjunto con los puntos críticos en donde se calculan los esfuerzos, y deformaciones de tensión.
  • 20. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • Puntos críticos en el cálculo de esfuerzos y deformaciones de tensión para el deterioro denominado desprendimiento de bloque.
  • 21. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • Existen, sin embargo, agrietamientos que se pueden generar por el alabeo de la losa de concreto por cambios de temperatura, o cambios de humedad , y que conviene tenerlos en cuenta.
  • 22. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • Modelos de regularidad superficial: En esta metodología, el aspecto último a cumplir es el nivel de funcionalidad del pavimento, medido en término del, IRI, (ASTM E1926). Los deterioros mencionados se traducen en afectaciones a los valores de IRI en la superficie del pavimento.
  • 23. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • Forma típica de evolución del IRI en un pavimento.
  • 24. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • Se considera que el IRI aumenta a partir de IRIo, y se va incrementando debido los deterioros superficiales Dj; reducciones por actividades de mantenimiento Mj y también a una serie de factores relacionados con el sitio FS, como pueden ser la presencia de depósitos de suelos expansivos, o susceptibles a las heladas;
  • 25. Análisis mecanicista de pavimentos de concreto • Casos particulares. • En donde FS es la variable relacionada con los factores de sitio que se puede relacionar con la edad de pavimento, algún Indice de Congelamiento IC y el porcentaje de arcilla, o partículas de suelo menores a 0.075 mm.
  • 26. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • El acero de refuerzo en los pavimentos de concreto prácticamente no incrementa su capacidad portante, debido a que el pavimento se apoya en toda la superficie de la sub-base y por lo tanto no existen las deformaciones que harían que el acero de refuerzo trabajara para dar una contribución significativa.
  • 27. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • No es recomendable la utilización de acero de refuerzo en pavimentos de concreto hidráulicos.
  • 28. Determinación del espesor del pavimento. •
  • 29. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Las variables que intervienen en el diseño de los pavimentos constituyen la base del diseño del pavimento por lo que es importante conocer las consideraciones más importantes que tienen que ver con cada una de ellas para así poder realizar diseños confiables y óptimos al mismo tiempo.
  • 30. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO • El procedimiento de diseño normal es suponer un espesor de pavimento e iniciar a realizar tanteos, con el espesor supuesto calcular los Ejes Equivalentes y evaluar todos los factores adicionales de diseño, si se cumple el equilibrio en la ecuación el espesor supuesto es resultado del problema, en otro caso se deberán seguir haciendo tanteos.
  • 31. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO • Variables de diseño de Pavimentos Rígidos: • - Espesor • - Serviciabilidad • - Tráfico • - Transferencia de Carga • - Propiedades del Concreto • - Resistencia de la Subrasante • - Drenaje • - Confiabilidad
  • 32. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO • Espesor: Es la variable que se pretende determinar, el resultado del espesor se ve afectado por todas las demás variables que intervienen en los cálculos. Es importante especificar lo que se diseña, ya que a partir de espesores regulares una pequeña variación en el espesor puede significar una variación importante en la vida útil.
  • 33. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO • Serviciabilidad: El procedimiento de Diseño AASHTO predice el porcentaje de pérdida de serviciabilidad (ΔPSI) para varios niveles de tráfico y cargas de ejes. Entre mayor sea el ΔPSI, mayor será la capacidad de carga del pavimento antes de fallar.
  • 34. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO • Serviciabilidad.
  • 35. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO La serviciabilidad se define como la habilidad del pavimento de servir al tipo de tráfico (autos, buses 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.
  • 36. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO • 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.
  • 37. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO • Serviciabilidad.
  • 38. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO • Serviciabilidad Inicial (Po). – Es la condición que tiene un pavimento inmediatamente después de la construcción del mismo. Los valores recomendados por AASHTO para este parámetro son: • - Para pavimento de Concreto = 4.5 • - Para pavimento de Asfalto = 4.2 • Usando buenas técnicas de construcción, el pavimento de concreto puede tener una serviciabilidad Po = 4.7 ó 4.8
  • 39. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO • Mientras mejor se construya inicialmente un pavimento, o bien, mientras mejor índice de serviciabilidad inicial tenga mayor será su vida útil, esto es debido a que las curvas de deterioro se comportan de manera paralela o con el mismo gradiente para unas condiciones determinadas, como se muestra a continuación:
  • 40. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO • Mejor índice de serviciabilidad inicial mayor será su vida útil.
  • 41. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO • Serviciabilidad Final (Pt). - Tiene que ver con la calificación que esperamos tenga el pavimento al final de su vida útil. • Los valores recomendados de Serviciabilidad Final Pt son: • - Para Autopistas 2.5 • - Para Carreteras 2.0 • - Para Zonas Industriales 1.8 • - Pavimentos Urbanos Principales 1.8 • - Pavimentos Urbanos Secundarios 1.5
  • 42. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO • Tráfico: Es una de las variables más significativas del diseño de pavimentos y sin embargo es una de las que más incertidumbre presenta al momento de estimarse. Se debe contar con la información más precisa posible del tráfico para el diseño, si no podríamos tener diseños inseguros o con un grado importante de sobre diseño.
  • 43. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO • La metodología AASHTO considera la vida útil de un pavimento relacionada con el número de repeticiones de carga que podrá soportar el pavimento antes de llegar a las condiciones de servicio final predeterminadas para el camino.
  • 44. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • El método AASHTO utiliza en su formulación el número de repeticiones esperadas de carga de Ejes Equivalentes, es decir, que antes de entrar a las fórmulas de diseño, debemos transformar los Ejes de Pesos Normales de los vehículos, en Ejes Sencillos Equivalentes de 18000lb (8.2 Ton) también conocidos como ESAL’s.
  • 45. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Lo conducente es realizar los cálculos para el carril de diseño, seleccionado para estos fines por ser el que mejor representa las condiciones críticas de servicio de la calle o camino. Existen algunos factores que ayudan a determinar con precisión el tráfico que circulará por el carril de diseño.
  • 46. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Los pavimentos de concreto el AASHTO los diseña por fatiga. La fatiga es el número de repeticiones ó ciclos de carga y descarga que actúan sobre un elemento. Al establecer una vida útil de diseño, lo que se está haciendo es tratar de estimar, en un período de tiempo, el número de repeticiones de carga a las que estará sometido el pavimento.
  • 47. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • La vida útil mínima con la que se debe diseñar un pavimento rígido es de 20 años, es común realizar diseños para 30, 40, 50 ó más años. Se deberá contemplar el crecimiento del tráfico durante su vida útil, que depende en gran medida del desarrollo económico - social de la zona en cuestión. Del mejoramiento de las características del pavimento se puede generar tráfico atraído e igualmente se debe considerar la capacidad de tráfico de la vía.
  • 48. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Tvu = Tpa x FCT Tvu = Tráfico en la vida útil Tpa = Tráfico durante el primer año FCT = Factor de crecimiento del tráfico, que depende de la Tasa de Crecimiento Anual y de la Vida Util.
  • 49. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Tasa de Crecimiento Anual: Depende de muchos factores, tales como el desarrollo económico - social, la capacidad de la vía, etc. Es normal que el tráfico vehicular vaya aumentando con el paso del tiempo, hasta que llega a un punto tal de saturación en el que el tráfico se mantiene prácticamente sin crecer.
  • 50. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Es conveniente prever este crecimiento del tráfico, tomando en consideración una tasa de crecimiento anual con la que se calcula un factor de crecimiento del tráfico. La tasa de crecimiento pudiera variar de acuerdo a los tipos de vehículos, pueden crecer más unos tipos que otros.
  • 51. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • A medida que un camino se va congestionando de tráfico su crecimiento se va haciendo mas lento, este efecto debemos considerarlo pudiendo estimar una Tasa de Crecimiento Equivalente, para considerar las variaciones en el crecimiento durante la vida útil.
  • 52. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Es importante investigar adecuadamente la tasa de crecimiento apropiada para el caso en particular que se este considerando. A continuación se muestran algunos valores típicos de tasas de crecimiento, sin embargo estos pueden variar según el caso.
  • 53. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO.
  • 54. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Factor de Crecimiento del Tráfico. Considera los años de vida útil más un número de años adicionales debidos al crecimiento propio de la vía.
  • 55. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • El AASHTO recomienda algunos valores, sin embargo no necesariamente deben utilizarse.
  • 56. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Factor de Equivalencia del Tráfico. – Las fórmulas que permiten convertir el número de ejes de pesos normales a ejes equivalentes dependen del espesor del pavimento, de la carga del eje, del tipo de eje y de la serviciabilidad final que pretendemos para el pavimento. A continuación se muestran dichas fórmulas:
  • 57. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. Wtx = # Aplicaciones de carga definida al final del tiempo t, Wt18 = # Aplicaciones de carga equivalente al final del tiempo t
  • 58. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO.
  • 59. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • El tráfico pesado es el que mayor daño produce a los pavimentos por lo que deberá estimarse con la mayor precisión posible. Como ejemplo podemos mencionar que el daño que produce una sola aplicación de carga de un camión semi-remolque de 36 Ton. equivale al daño que producen 9.523 repeticiones de carga de un vehículo tipo automóvil.
  • 60. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Otro factor importante a considerar es la sobrecarga (no deben existir), se debe conocer con la mayor certeza posible los pesos de los ejes de los vehículos que estarán circulando sobre el pavimento que se esta diseñando, ya que las sobrecargas generan un daño muy importante al pavimento y su crecimiento es de orden exponencial.
  • 61. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Transferencia de Cargas: Es la capacidad que tiene una losa del pavimento de transmitir fuerzas cortantes con sus losas adyacentes, con el objeto de minimizar las deformaciones y los esfuerzos en la estructura del pavimento, mientras mejor sea la transferencia de cargas mejor será el comportamiento de las losas del pavimento.
  • 62. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • El método AASHTO considera la transferencia de cargas mediante el factor de transferencia de cargas J. La efectividad de la Transferencia de Carga entre losas adyacentes depende de varios factores: • - Cantidad de Tráfico • - Utilización de Pasajuntas • - Soporte Lateral de las Losas
  • 63. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Una manera de transferir la carga de una losa a otra es mediante la trabazón de agregados que se genera en la grieta debajo del corte de la junta, sin embargo esta forma de transferir carga solamente se recomienda para vías con tráfico ligero.
  • 64. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • La utilización de pasajuntas es la manera mas conveniente de lograr la efectividad en la transferencia de cargas, se recomiendan evaluar dos criterios para determinar la conveniencia de utilizar pasajuntas.
  • 65. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Utilizar pasajuntas cuando: • a) El tráfico pesado sea mayor al 25% del tráfico total. • b) El número de Ejes Equivalentes de diseño sea mayor de 5.0 millones de Esal's.
  • 66. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • El Coeficiente de Transferencia de Carga considera el esfuerzo de transferencia a través de la junta o grieta.
  • 67. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Soporte Lateral . - El confinamiento que produce el soporte lateral contribuye a reducir los esfuerzos máximos que se generan en el concreto por efecto de las cargas. Un pavimento de concreto puede considerarse lateralmente soportado cuando tenga algunas de las siguientes características en su sección:
  • 68. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Pavimento de concreto lateralmente soportado.
  • 69. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Pasajuntas: Barra de acero redondo liso fy = 4,200 kg/cm2 la cual no se debe de adherir al concreto permitiendo el libre movimiento de losas longitudinalmente, pero si debe de transferir verticalmente parte de la carga aplicada en una losa a la adyacente.
  • 70. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Se colocan perfectamente alineadas a la mitad del espesor de la losa. • El diámetro, longitud y separación de las pasajuntas esta en función de el espesor de las losas principalmente.
  • 71. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Algunas recomendaciones prácticas para la selección de la Barra
  • 72. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Propiedades del Concreto: Son dos las propiedades del concreto que influyen en el diseño y en su comportamiento a lo largo de su vida útil: • - Resistencia a la tensión por flexión (S´c) ó Módulo de Ruptura (MR) • - Módulo de Elasticidad del Concreto (Ec)
  • 73. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Módulo de Ruptura (MR) .Los pavimentos de concreto trabajan principalmente a flexión, se recomienda que su especificación de resistencia sea trabajando a flexión, que se conoce como resistencia a la flexión por tensión (S'c) o Módulo de Ruptura (MR) normalmente especificada a los 28días.
  • 74. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • El módulo de ruptura se mide mediante ensayos de vigas de concreto aplicándoles cargas en los tercios de su claro de apoyo. Esta prueba esta normalizada por la ASTM C78. Existe una prueba similar con la aplicación de la carga al centro del claro que genera resultados diferentes de resistencia a la flexión (aprox. 15% a 20% mayores) pero que no son los que considera AASHTO para el diseño.
  • 75. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Medida del modulo de rotura ASTM C78
  • 76. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Los valores recomendados para el Módulo de Ruptura varían desde los 41 kg/cm2 (583 psi) hasta los 50 kg/cm2 (711 psi) a 28 días dependiendo del uso que vayan a tener. En seguida se muestran valores recomendados, sin embargo el diseñador deberá elegir de acuerdo a un buen criterio.
  • 77. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Módulos de roturas.
  • 78. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Módulo de Ruptura Promedio: La AASHTO permite utilizar la resistencia a la flexión promedio, que se haya obtenido del resultado de ensayos a flexión de las mezclas diseñadas para cumplir la resistencia especificada del proyecto que dependen de las condiciones de control y calidad que tenga el fabricante del concreto.
  • 79. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • En todos los casos se recomienda que sea Concreto Premezclado Profesionalmente. • Modulo de rotura promedio.(zr=d.n.e)
  • 80. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Módulo de Elasticidad. - Esta íntimamente relacionado con su Módulo de Ruptura y se determina mediante la norma ASTM C469. Existen varios criterios con los que se puede estimar el Módulo de Elasticidad a partir del Módulo de Ruptura.
  • 81. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Los dos más utilizados son: • - Ec = 6,750 * MR • - Ec = 26,454 * MR ^ 0.77 • Estas formulas aplican con unidades inglesas.
  • 82. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Resistencia de la Subrasante: Esta considerada dentro del método por medio del Módulo de Reacción del Suelo K que se puede obtener directamente mediante la prueba de placa. El módulo de reacción de suelo corresponde a la capacidad portante que tiene el terreno natural en donde se soportará el cuerpo del pavimento.
  • 83. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • El valor del módulo de reacción (K) se puede obtener directamente del terreno mediante la prueba de placa ASTM D1195 y D1196. El valor de K representa el soporte (terreno natural y terraplén si lo hay) y se puede incrementar al tomar la contribución de la sub-base.
  • 84. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Cuando se diseña un pavimento es probable que se tengan diferentes valores de K a lo largo del tramo por diseñar, el método AASHTO recomienda utilizar el valor promedio de los módulos K para el diseño estructural.
  • 85. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Esquema de la prueba de placa.
  • 86. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Estimaciones y Correlaciones de K: Con base a un gran número de muestras y estudios se han podido desarrollar algunos valores estimativos del módulo de reacción del suelo en función a diferentes propiedades.
  • 87. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Correlación 1 con SUCS .
  • 88. Correlación 2 con SUCS y VRS
  • 89. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Drenaje: En cualquier tipo de pavimento, este es un factor determinante en el comportamiento de la estructura en su vida útil y en el diseño. Es muy importante evitar que exista presencia de agua en la estructura de soporte, de presentarse esta situación afectará en gran medida la respuesta estructural del pavimento.
  • 90. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Aspectos a cuidar para evitar que el agua penetre en la estructura de soporte: • - Mantener perfectamente selladas las juntas del pavimento. • - Sellar las juntas entre pavimento y acotamiento o cuneta. • - Colocar barreras rompedoras de capilaridad (en donde se requiera) • - Utilizar cunetas, bordillos, lavaderos, cunetas, subdrenajes, etc. • - Construir o aprovechar los drenajes pluviales en las ciudades.
  • 91. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Tener agua atrapada en la estructura del Pavimento produce efectos nocivos en el mismo, como son: • - Reducción de la resistencia de materiales granulares no ligados. • - Reducción de la resistencia de la subrasante. • - Expulsión de finos • - Levantamientos diferenciales de suelos expansivos • - Expansión por congelamiento del suelo
  • 92. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • El acero de refuerzo en los pavimentos de concreto prácticamente no incrementa su capacidad portante, debido a que el pavimento se apoya en toda la superficie de la sub-base y por lo tanto no existen las deformaciones que harían que el acero de refuerzo trabajara para dar una contribución significativa.
  • 93. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Algunos de estos fenómenos se pueden minimizar cuando se utilizan bases estabilizadas con cemento. • Los valores recomendados para el coeficiente de drenaje deberán estar entre 1.0 y 1.10
  • 94. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Confiabilidad: Los factores estadísticos que influyen el comportamiento de los pavimentos son: • - Confiabilidad R • - Desviación Estándar • Confiabilidad: Esta definida como "la probabilidad de que un pavimento desarrolle su función durante su vida útil en condiciones adecuadas para su operación"
  • 95. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Otra manera de entender la confiabilidad, por ejemplo es: si se considera una confiabilidad "R" del 80% estaríamos permitiendo que el 20% de las losas del pavimento alcancen al final de su vida útil una serviciabilidad igual a la serviciabilidad final seleccionada en el diseño.
  • 96. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • También se puede entender la confiabilidad como un Factor de Seguridad y ante esa situación se debe reflexionar en los valores de confiabilidad a utilizar en el país, con el mejor de los criterios, al hacer un diseño de un pavimento.
  • 97. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Confiabilidad Recomendada para México
  • 98. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Como se menciona anteriormente la confiabilidad puede relacionarse con un Factor de Seguridad, a continuación se presentan los factores de seguridad aproximados a los que corresponde la confiabilidad. Estos factores de seguridad van asociados con la Desviación Estándar "So".
  • 99. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Factores de seguridad asociados con la Desviación Estándar "So".
  • 100. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. •
  • 101. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Ejemplo: • Diseñar el espesor de un pavimento de concreto para una vialidad urbana de doble sentido y con 2 carriles por sentido. Los datos y los principales parámetros de diseño se detallan a continuación: • Servicibilidad: • Serviciabilidad Inicial: = 4.5 • Serviciabilidad Final = 1.8 • Tráfico: • TPDA = 4,302 vehículos • Factor de sentido = 0.5 • Factor de carril = 0.80 • Período de diseño: = 20 años • Crecimiento Anual: = 3.0 % • Composición del tráfico:
  • 102. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Composición del tráfico:
  • 103. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Transferencia de Carga: • Se emplean pasajuntas y se supone soporte lateral de las losas debido a guarniciones y • banquetas a los costados de la vialidad. Por lo tanto el coeficiente de transferencia de carga es igual a 2.7. • Propiedades del Concreto: • Emplear un concreto con modulo de ruptura de 45 kg/cm 2 (640 psi) • Subrasante: • Se determinó mediante pruebas de placa realizadas sobre la base un módulo de reacción • del suelo (k) igual a 300 psi • Condiciones de Drenaje: • Se suponen condiciones normales de drenaje en la vialidad, por lo que se emplea un • coeficiente de drenaje igual a 1.0 • Confiabilidad: • Por tratarse de una vialidad urbana de cierta importancia se considera usar un valor de • confiabilidad del 60%
  • 104. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • EJES EQUIVALENTES Y ESPESOR. • Sabemos que es necesario transformar los ejes de pesos normales de los vehículos que circularán sobre el camino, en ejes sencillo equivalentes de 18 kips (8.2 ton) para poder resolver la ecuación de diseño de espesores. • Para convertir a ejes equivalentes los ejes de pesos normales de los vehículos considerados se debe obtener en primera instancia el número de repeticiones en toda la vida útil de cada tipo de vehículo que va a circular sobre el pavimento (sencillo, tandem ó tridem) y dentro de cada tipo de eje, también se desgloza por peso del eje. • Con el Factor de equivalencia de carga calculado para cada tipo y peso de ejes se convierten el número de repeticiones esperadas de cada tipo de eje, en la vida útil del proyecto, en el número de repeticiones esperadas de ejes equivalente (ó ESAL’s). • El número de repeticiones esparadas durante la vida útil y sus respectivos ESAL’s en este ejemplo de diseño se presentan a continuación:
  • 105. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. • Con los datos y parámetros de diseño establecidos se encontró un total de 24’860,542 Ejes Sencillos Equivalentes de 18 kips en el periodo de diseño y para ese número de ESAL’S, el espesor encontrado es de 8.52” (aproximadamente 22 centímetros).