Ing. Wilfredo Gutiérrez LázaresM.Sc. Ingeniería Geotécnica
Dr.(c) Ciencias Administrativas
Método de Diseño de Estructura de
Pavimento Requerida
AASHTO
DISEÑO DE PAVIMENTOS
DISEÑO AASHTO
La fórmula general de la AASHTO – 93:
07.8)(*32.2
)1(
10944.0
5.12.420.0)1(*36.9*)( 10
19.5
10
101810
MRLog
SN
PSILog
SNLogSoZrWLog
Donde:
W18 : Número proyectado de carga equivalente de 18 kip (18000 lb) de
aplicación de carga axial simples.(ESAL)
Zr : Desviación estándar normal.
So : Error estándar combinado del tráfico proyectado y del
comportamiento proyectado.
PSI : Diferencia entre índice de serviciabilidad inicial (Po) y el índice de
serviciabilidad terminal (Pt).
Mr : Módulo resiliente (psi).
SN : Número estructural indicativo del espesor total del pavimento
requerido.
Diseño de la estructura del pavimento
Cálculo del SN
Existente
Cálculo de SN requerido
Comentarios sobre
estructura “sandwich”
Coeficientes estructurales “ai”
Observación Coeficiente ai
Capa superior
· Carpeta concreto asfáltico tipo superior 0.17 / cm.
· Mezcla asfáltica en frio, en camino (baja estabilidad) 0.08 / cm.
· Tratamiento superficial bituminoso tipo doble/triple 0.25 - 0.40 *
· Sello asfáltico (con agregados) 0.08 *
Bases
· Bases tipo concreto asfáltico 0.17/cm.
· Bases granulares:
grava arenosa CBR = 40% 0.04/cm.
grava arenosa CBR = 60% 0.05/cm.
grava arenosa CBR = 80% 0.06/cm.
agregado petreo trituración CBR >= 100% 0.07/cm.
Base granular tratada con asfalto 0.135/cm.
Base granular tratada con cemento 0.12/cm.
Base granular con cal 0.06-0.12/cm.
Sub bases
· Arena, arcilla arenosa CBR = 10% 0.03/cm.
· CBR = 25% 0.04/cm.
Grava arenosa CBR = 40% 0.045/cm.
· CBR = 60% 0.05/cm.
* Globales, no se considera el espesor
COMPONENTE DEL PAVIMENTO
COEFICIENTES DE EQUIVALENCIA DE ESPESOR
Dimensionado de la estructura del
pavimento
SN existente = K.ai.Di + a2.D2.m2 + a3.D3.m3
DISEÑO AASHTO
DESCRIPCIÓN COEFICIENTE
Mezcla asfáltica con fisuras tipo 4 y/o
deformaciones del orden de 10 mm.0.8
Mezcla asfáltica con fisuras tipo 6 y/o
deformaciones del orden de 20 mm.0.6
Mezcla asfáltica con fisuras tipo 8 y/o
deformaciones del orden de 30 mm.0.4
Mezcla asfáltica con fisuras tipo 10 y/o
deformaciones del orden de 30 mm.0.3
SN existente = K.ai.Di + a2.D2.m2 + a3.D3.m3
DISEÑO AASHTO
ALTERNATIVA DE DISEÑO espesor (cm) coef/cm coef drenaje "m" SN
CAPA SUPERIOR
Carpeta de Concreto Asfáltico 0.17 1
Mezcla Asfáltica en frío 0.08 1
Tratamiento Superficial TS1 0.25 1
TS2 0.3 1
TS3 0.4 1
Sello Asfáltico 0.08 1
BASES
Bases tipo Concreto Asfáltico 0.17 0.9
Base Granular CBR 40% 0.04 0.9
60% 0.05 0.9
80% 0.06 0.9
>100% 0.07 0.9
Base granular tratada con asfalto 0.135 0.9
Base granular tratada con cemento 0.12 0.9
Base granular tratada con cal MÍN 0.06 0.9
MÁX 0.12 0.9
SUB BASES
Arena, arcilla arenosa CBR 10% 0.03 0.9
25% 0.04 0.9
Grava arenosa CBR 40% 0.045 0.9
60% 0.05 0.9
* Colocar: 1,0, como espesor si quiere considerarlo. 0
DISEÑO AASHTO
ESTRUCTURA EXISTENTE
Tipos de fallas en superficie K corregir 0.4
CAPA SUPERIOR espesor (cm) coef/cm SN
Carpeta de Concreto Asfáltico 5.0 0.17 0.34
BASES
Bases tipo Concreto Asfáltico 0.17
Base Granular CBR 40% 0.04
60% 20.0 0.05 1
80% 0.06
>100% 0.07
SUB BASES
Arena, arcilla arenosa CBR 10% 0.03
25% 30.0 0.04 1.2
Grava arenosa CBR 40% 0.045
60% 0.05
Espesor Total (cm) = 55.0 SNexistente = 2.54
Diseño de la estructura del pavimento
Cálculo del SN Existente
Cálculo de SN
requerido
Comentarios sobre
estructura “sandwich”
DISEÑO AASHTO
INGRESO DE DATOS
Proyección 10 años
W18 : 4,282,140
ZR : 95 %
So : 0.45
Po : 4.5
Pt : 1.5
CBR de diseño : 11.00
Mrsr (psi) : 11613 (Instituto de Aeronáutica de Brasil)
DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES - AASHTO 93 WGL
DISEÑO AASHTO
DETERMINACION DE CONSTANTES
K1 K2 K3 K1-K3
15.64191086 0.045757491 9.430667429 6.211243433
ITERACION SN J1 J2 J1+J2 CONTROL
1 3.540 6.1500 0.0554 6.2055 0.0058
2 3.541 6.1509 0.0555 6.2064 0.0048
3 3.542 6.1518 0.0555 6.2073 0.0039
4 3.543 6.1527 0.0555 6.2083 0.0030
5 3.544 6.1536 0.0556 6.2092 0.0021
6 3.545 6.1545 0.0556 6.2101 0.0011
7 3.546 6.1554 0.0556 6.2110 0.0002
8 3.547 6.1563 0.0557 6.2120 -0.0007
9 3.548 6.1572 0.0557 6.2129 -0.0016
10 3.549 6.1581 0.0557 6.2138 -0.0026
SNdis = 3.546 SNext = 2.54 SNreq = 1.006
TRANSFORMACIÓN DEL SN REQUERIDO
EN CAPAS
Tipos de Estructura Requeridas
Con Estructura tipo “sandwich”
Con alternativa de Refuerzo (C.A.)
Pavimento Existente
Dimensionado de la estructura del
pavimento
SN diseño = ai.Di + a2.D2.m2 + a3.D3.m3
SN existente = K.ai.Di + a2.D2.m2 + a3.D3.m3
SN requerido = SN diseño – SN existente
DISEÑO AASHTO
ALTERNATIVA DE DISEÑO espesor (cm) coef/cm coef drenaje "m" SN Remanente
CAPA SUPERIOR
Carpeta de Concreto Asfáltico 6 0.17 1 1.02
Mezcla Asfáltica en frío 0.08 1
Tratamiento Superficial TS1 0.25 1
TS2 0.3 1
TS3 0.4 1
Sello Asfáltico 0.08 1
BASES
Bases tipo Concreto Asfáltico 0.17 0.9
Base Granular CBR 40% 0.04 0.9
60% 0.05 0.9
80% 0.06 0.9
>100% 0.07 0.9
Base granular tratada con asfalto 0.135 0.9
Base granular tratada con cemento 0.12 0.9
Base granular tratada con cal MÍN 0.06 0.9
MÁX 0.12 0.9
SUB BASES
Arena, arcilla arenosa CBR 10% 0.03 0.9
25% 0.04 0.9
Grava arenosa CBR 40% 0.045 0.9
60% 0.05 0.9
* Colocar: 1,0, como espesor si quiere considerarlo. 1.02 -0.014
Diseño de la estructura del pavimento
Cálculo del SN Existente
Cálculo de SN requerido
Comentarios sobre
estructura “sandwich”
ALTERNATIVA DE DISEÑO espesor (cm) coef/cm coef drenaje "m" SN Remanente
CAPA SUPERIOR
Carpeta de Concreto Asfáltico 2 0.17 1 0.34
Mezcla Asfáltica en frío 0.08 1
Tratamiento Superficial TS1 0.25 1
TS2 0.3 1
TS3 0.4 1
Sello Asfáltico 0.08 1
BASES
Bases tipo Concreto Asfáltico 0.17 0.9
Base Granular CBR 40% 0.04 0.9
60% 15 0.05 0.9 0.675
80% 0.06 0.9
>100% 0.07 0.9
Base granular tratada con asfalto 0.135 0.9
Base granular tratada con cemento 0.12 0.9
Base granular tratada con cal MÍN 0.06 0.9
MÁX 0.12 0.9
SUB BASES
Arena, arcilla arenosa CBR 10% 0.03 0.9
25% 0.04 0.9
Grava arenosa CBR 40% 0.045 0.9
60% 0.05 0.9
* Colocar: 1,0, como espesor si quiere considerarlo. 1.015 -0.009
Pavimento sobre Pavimento