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  Diseño de Pavimentos Flexiblespor el Método AASHTO 93 En esta presentación exploraremos el diseño de pavimentos flexibles utilizando el método AASHTO 93, ampliamente empleado para calcular el espesor adecuado de las capas que conforman un pavimento. Este método permite garantizar la durabilidad y funcionalidad de carreteras y caminos mediante un diseño estructural eficiente. Veremos los fundamentos, factores de diseño y la aplicación práctica de esta metodología, que se basa en datos experimentales y ecuaciones empíricas para dimensionar pavimentos según tráfico, suelo y materiales. Ivan Chavez Pineda. mayo 2025
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  Fundamentos y Antecedentes delMétodo AASHTO 93 Definición de Pavimento Flexible Se deforma elásticamente ante cargas, transmitiendo esfuerzos progresivamente hacia la subrasante. Su diseño adecuado garantiza durabilidad y funcionamiento. Origen del Método Basado en el AASHO Road Test de los años 50 en EE.UU., que evaluó estructuras bajo cargas controladas para formular la ecuación empírica actual. Adaptación Global El método se ha adoptado y ajustado internacionalmente para condiciones locales, siendo un estándar en diseño de pavimentos flexibles.
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  Factores Clave enel Diseño de Pavimentos Tráfico (ESALs) Mide la carga total esperada durante la vida útil del pavimento, fundamental para dimensionar la estructura. Condiciones Climáticas Influyen en el desempeño y durabilidad de los materiales usados en el pavimento. Resistencia del Suelo Suelo débil requiere mayor refuerzo; se mide con parámetros como CBR y módulo resiliente. Materiales del Pavimento Debemos cumplir especificaciones para asegurar resistencia y durabilidad estructural.
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  Ecuación Empírica yVariables del Método AASHTO 93 W18 Número de ejes equivalentes de 18,000 lb que soportará el pavimento durante su vida útil. Zr y So Zr es la desviación estándar relacionada con la confiabilidad; So es el error estándar combinado. ΔPSI y Mr ΔPSI es la diferencia entre índices de serviciabilidad inicial y terminal; Mr es el módulo resiliente del suelo. SN Número estructural que representa la resistencia total requerida, base para calcular espesores.
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  Coeficientes Estructurales yCálculo del Tráfico Coeficientes Estructurales (ai) • Carpeta asfáltica: 0.40 - 0.50 • Base granular: 0.10 - 0.14 • Subbase granular: 0.08 - 0.12 Reflejan la capacidad de cada capa para contribuir a la resistencia estructural. Cálculo de ESALs Se convierte el tráfico diario en equivalentes de ejes para cuantificar el daño acumulado. • Automóviles: 0.01 - 0.02 ESALs • Camiones pesados (2 ejes): 1.0 ESALs • Camiones articulados (5 ejes): 2.5 - 3.0 ESALs
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  Caracterización del Sueloy Selección de Materiales CBR y Módulo Resiliente CBR mide capacidad de soporte en %, MR mide rigidez y recuperación tras cargas repetidas. Materiales del Pavimento Carpeta asfáltica resistente e impermeable, base y subbase granulares para distribuir cargas y mejorar drenaje. Subrasante Suelo natural cuya calidad es clave; puede requerir estabilización si es débil.
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  Factores de Correccióny Ajustes en el Diseño Confiabilidad (Zr) Probabilidad de que el pavimento funcione adecuadamente; mayor tráfico requiere mayor confiabilidad y espesor. Variabilidad de Materiales (So) Control de calidad afecta desviación estándar; mayor variabilidad implica mayor espesor para compensar. Ajustes Prácticos Normativas, clima, métodos constructivos y costos influyen en el espesor final del pavimento.
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  Mantenimiento y VidaÚtil del Pavimento Control de Calidad en Construcción Buenas prácticas y ensayos aseguran que los materiales cumplen especificaciones. Mantenimiento Preventivo Sellado de grietas, bacheo y recubrimientos prolongan la vida útil y evitan fallas prematuras. Optimización del Diseño Balance entre confiabilidad, costos y condiciones locales para un pavimento eficiente y duradero.
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  Pasos para Dimensionarun Pavimento Flexible con el Método AASHTO-93 Este método es fundamental para diseñar pavimentos flexibles que soporten cargas y condiciones específicas. A través de una serie de pasos técnicos, se determina la estructura óptima del pavimento para garantizar durabilidad y funcionalidad.
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  Confiabilidad y ÁreaBajo la Curva (Zr) Hallar la Confiabilidad Se determina el nivel recomendado según el tipo de vía. Para carreteras troncales, se sugiere entre 75% y 99%. Hallar el Área Bajo la Curva (Zr) Se encuentra el valor Zr correspondiente a la confiabilidad seleccionada.
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  Desviación Estándar yDelta PSI (ΔPSI) Desviación Estándar (So) Depende de la variación en la predicción del comportamiento del pavimento. Sin error de tráfico se usa 0.25; con variación total, entre 0.35 y 0.50. Delta PSI (ΔPSI) Es la diferencia entre la servicialidad inicial (Pi) y final (Pt). Pi suele ser 4.2; Pt varía según tipo de carretera.
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  Módulo de Resiliencia(Mr) y Número Estructural (SN) Módulo de Resiliencia (Mr) Se obtiene a partir del CBR de cada capa usando formulas empiricas Número Estructural (SN) Se calcula iterando la fórmula AASHTO-93 o con el uso de algun programa o plantilla de excel.
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  Coeficientes de AporteEstructural y de Drenaje Coeficientes de Aporte Estructural Se determinan para cada capa: a1 para carpeta asfáltica, a2 para capa base, y a3 para subbase, según características de materiales. Coeficientes de Drenaje (mi) Se asignan valores para la capa base (m2) y subbase (m3) según calidad del drenaje y tiempo en condiciones húmedas cercanas a saturación.
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  Espesores Mínimos para CarpetaAsfáltica y Capa Base 1 Carpeta Asfáltica (d1) El espesor mínimo recomendado es 10 cm. (punto de partida bajo su criterio ingenieril) 2 Capa Base (d2) el espesor mínimo es 15 cm para garantizar resistencia y durabilidad. (punto de partida bajo su criterio ingenieril)
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  Cálculo del Espesorde la Capa Subbase (d3) Se utiliza la fórmula de diseño AASHTO-93 para despejar y calcular el espesor de la capa subbase. Es crucial usar unidades en pulgadas durante el cálculo.
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  Resumen y Aplicación Prácticadel Método AASHTO- 93 Definir parámetros clave Confiabilidad, desviación estándar y servicialidad inicial y final. Calcular propiedades estructurales Módulo de resiliencia y número estructural para cada capa. Determinar espesores Asignar espesores mínimos y calcular para cada capa, su espesor de diseño final. Este método asegura un diseño robusto y eficiente para pavimentos flexibles, adaptado a las condiciones específicas de cada proyecto.