Método de Diseño de La AASHTO

8/17/2019 Método de Diseño de La AASHTO

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Método de diseño de la AASHTO.-86(93) en el diseño de pavimentos

fexibles

Alane

!a apliai"n del Método AASHTO-#$ se mant%vo &asta mediados del

año '983 %ando se detemin" *%e a%n %ando el poedimiento *%e

se apliaba alan+aba s%s ob,etivos bsios pod.an inoposele

al/%nos de los adelantos lo/ados en los anlisis 0 el diseño de

pavimentos *%e se &ab.an onoido 0 est%diado desde ese año '9#$1

2o esta a+"n en el pe.odo '98-'984 el S%bomité de 5iseño de

2avimentos ,%nto on %n /%po de n/enieos 7ons%ltoes omen+" a

evisa el 2oedimiento 2ovisional paa el 5iseño de 2avimentos

AASHTO-#$ 0 a nales del año '986 onl%0e s% taba,o on la

p%bliai"n del n%evo Man%al de 5iseño de :st%t%as de 2avimentos

AASHTO ;86 0 si/%e %na n%eva evisi"n en el año '993 po lo %al &o0

en d.a el método se onoe omo Método AASHTO-931

:ste Man%al mantiene las e%aiones de ompotamiento de los

pavimentos *%e se estableieon en el :xpeimento eentes eas del diseño inl%0endo las

si/%ientes?

'1 nopoai"n de %n @ato de 7onabilidad->%ndamentado en

%n posible ambio del to a lo la/o del pe.odo de diseño *%e

pemite al n/enieo 2o0etista %tili+a el onepto de anlisis de

ies/o paa los divesos tipos de >ailidades viales a po0eta1 $1 S%stit%i"n del


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la teo.a elstia paa la deteminai"n de los popiedades de

esistenia de los mateiales1 31 :mpleo de los m"d%los esilientes paa la deteminai"n de los

oeientes est%t%ales tanto de los mateiales nat%ales o

poesados omo de los estabili+ados1 1 :stableimiento de /%.as paa la onst%i"n de sistemas de

s%b-dena,es 0 modiai"n de las e%aiones de diseño *%e

pemiten toma en %enta las venta,as *%e es%ltan sobe el

ompotamiento de los pavimentos omo onse%enia de %n

b%en dena,e1 41 S%stit%i"n del @ato e/ional -valo ind%dablemente

bastante s%b,etivo- po %n en>o*%e ms aional *%e toma en

onsideai"n los e>etos de las aate.stias ambientales tales

omo &%medad 0 tempeat%a sobe las popiedades de los

mateiales1

Ecuación de diseño:

!a e%ai"n AASHTO-93 toma la si/%iente >oma?

SN +1¿5.19

¿¿

0.40+1094¿

log10Wt 18=Z R∗SO+9.36∗log10 (SN +1 )−0.20+log10 [ ∆ PSI 4.2−1.5 ]

¿

Variables independientes:

Wt 18 ? CBmeo de apliaiones de a/as e*%ivalentes de 8D EC

a%m%ladas en el peiodo de diseño (n)

ZR:


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7onabilidad del diseño () o /ado onan+a en *%e las a/as de

diseño no sen s%peadas po las a/as eales apliadas sobe el

pavimento1

So? 5esviai"n estnda del sistema >%ni"n de posibles vaiaiones en

las estimaiones de tnsito (a/as 0 volBmenes) 0 ompotamiento del

pavimento a lo la/o de s% vida de seviio1

FPSI? 2édida de Seviiabilidad (7ondii"n de Seviio) pevista en el

diseño 0 medida omo la di>eenia ente la Gplanit%d (alidad de

aabado) del pavimento al onl%ise s% onst%i"n (Sevieabilidad

niial (po) 0 s% planit%d al nal del peiodo de diseño (Seviapaidad

@inal (pt)1

MR? M"d%lo esiliente de la s%basante 0 de las apas de bases 0 s%b-

bases /an%laes obtenido a tavés de e%aiones de oelai"n on la

apaidad potante (7I) de los mateiales (s%elos 0 /an%laes)1

Variable dependiente:

SN: CBmeo :st%t%al o apaidad de la est%t%a paa sopota las

a/as ba,o las ondiiones (variables independientes) de diseño1

a) Las variables que se tienen que considerar en este mtodo!

ser"n las si#uientes:I$% &ariables en 'unción del tiempo$

:xisten dos vaiables *%e deben tomase en %enta 0 son?

J :l pe.odo de diseño1

J !a vida Btil del pavimento

:l pe.odo de diseño? es el tiempo total paa el %al se diseña %n

pavimento en >%ni"n de la po0ei"n del tnsito 0 el tiempo *%e se

onsidee apopiado paa *%e las ondiiones del entono se omienen

a altea despopoionadamente1

!a vida Btil del pavimento es a*%el tiempo *%e tans%e ente la

onst%i"n del mismo 0 el momento en *%e alan+a el m.nimo de

Seviiabilidad1


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:l pe.odo de diseño p%ede lle/a a se i/%al a la vida Btil de %n

pavimento= en los asos en *%e se onsideen eonst%iones "

e&abilitaiones a lo la/o del tiempo el pe.odo de diseño ompende

vaios pe.odos de vida Btil *%e son? el de pavimento oi/inal 0 el de las

e&abilitaiones1

Se eomiendan pe.odos de diseño en la si/%iente >oma?

2eiodos de diseño Tipo de 7aetea 2eiodo de diseñoA%topista e/ional $D - D años

Tonales s%b%banas

'4 K 3D años Tonales %ales

7oletoas s%b%banas

'D K $D años7oletoas %ales

ii1

%ni"n del tnsito1

II$% &ariables en 'unción del tr"nsito$

:sta vaiable es la al%lada en el ap.t%lo 3 de este man%al *%e es el

nBmeo de epetiiones de e,es e*%ivalentes de '8 Eips ( 8D EC ) o :SA!

Ls1 !a onvesi"n de %na a/a dada po e,e a e,e e*%ivalente o :SA! Ls se

&ae a tavés de los >atoes e*%ivalentes de a/a (!:@s)1

III$% (onabilidad *R)$

:ste valo se eee al /ado de se/%idad o veaidad de *%e el diseño

de la est%t%a de %n pavimento p%ede lle/a al n de s% pe.odo de

diseño en b%enas ondiiones1 1

I&$% Subrasantes e+pansivas$

:n el aso de existi s%basantes expansivas po e>eto de la sat%ai"n

es neesaio anali+a la pédida de seviiabilidad (N2S) debido a esta

a%sa &aiendo los anlisis de laboatoio a los mateiales existentes en

el po0eto1

@%ente? man%al ento ameiano de nomas paa el diseño /eométio de las

aeteas e/ionales S:7A $ DD'1


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&$% (riterios para determinar la serviciabilidad$

!a seviiabilidad de %na est%t%a de pavimento es la apaidad *%e

tiene éste de sevi al tipo 0 vol%men de tnsito paa el %al >%e

diseñado1 :l .ndie de seviiabilidad se alia ente D (malasondiiones) 0 4 (pe>eto)1

2aa el diseño de pavimentos debe as%mise la seviiabilidad iniial 0 la

seviiabilidad nal= la iniial (po) es >%ni"n dieta del diseño de la

est%t%a de pavimento 0 de la alidad on *%e se onst%0e la

aetea la nal " teminal (pt ) va en >%ni"n de la ate/o.a del

amino 0 se adopta en base a esto 0 al iteio del diseñado= los valoes

*%e se eomiendan po expeienia son?

Serviciabilidad inicial$

Po 14 paa pavimentos ./idos1

Po 1$ paa pavimentos fexibles1

Serviciabilidad nal ,$

Pt $14 o ms paa aminos pinipales1

Pt $1D paa aminos de tnsito meno1

&I$% Propiedades de los materiales$

:n el ap.t%lo se onsideaon las popiedades de los mateiales *%e

son las *%e se valoan paa obtene el m"d%lo de esilienia 0a *%e en

>%ni"n de éste se lle/a a los oeientes de los nBmeos est%t%ales

(SC)1

&II$% -rena.es$

:n el ap.t%lo 6 se est%dian estos valoes on el método de AASHTO 0

son los oeientes de apa los %ales se a,%stan on >atoes ma0oes


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o menoes *%e la %nidad paa toma en %enta el dena,e 0 el tiempo en

*%e las apas /an%laes estn sometidas a niveles de &%medad ea

de la sat%ai"n1

b) -eterminación de espesores$

:n el iniso a) se pesent" la >"m%la de diseño paa pavimentos

fexibles 0 las vaiables (n%meales del a "m%la p%ede esolvese en >oma man%al lo %al es%lta bastante

ompliado1 2o medio elet"nio de l%lo se lo/a exatit%d 0

apide+ paa la obteni"n de es%ltados1

:n los pavimentos de me+las as>ltias po medio de la >"m%la de

diseño se obtiene el nBmeo est%t%al (SC) 0 en >%ni"n del mismo se

deteminan los distintos espesoes de las apas *%e on>oman el

pa*%ete est%t%al= el diseño est basado en la identiai"n del

nBmeo est%t%al del pavimento fexible 0 la antidad de e,es de a/a

tansitando

I$% -eterminación del n/mero estructural requerido$

:n la /%a #-' se pesenta la /%a del bao po medio del %al se

obtiene el nBmeo est%t%al1 !as vaiables paa detemina el nBmeo

est%t%al de diseño e*%eido son las si/%ientes?

!a antidad estimada de e,es e*%ivalentes (:SA! Ls) po ail

paa el pe.odo de diseño1

!a onabilidad () omo se india en a) 1


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:l on,%nto total de las desviaiones estnda (So) se eomienda

%tili+a los valoes ompendidos dento de los intevalos

si/%ientes?

2aa pavimentos fexibles D1D K D14D

:n onst%i"n n%eva D134 K D1D

:n sobe-apas D14D

• :l m"d%lo de esilienia e>etivo (*%e tome en %enta las

vaiaiones a lo la/o del año) de la s%basante (M)1• !a pédida de seviiabilidad P2S 2o K 2t

A ontin%ai"n se da %n e,emplo en la %al se aplian deteminadas

ondiiones espe.as paa el diseño de %n pavimento= %ando se

tienen " as%men estos valoes el nBmeo est%t%al obtenido es a*%el

*%e es neesaio paa las ondiiones espe.as *%e on>oman %n

pa*%ete est%t%al1


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:sta

>"m%la tiene m%&as sol%iones en >%ni"n de las di>eentes

ombinaiones de espesoes= no obstante existen nomativas *%e

tienden a da espesoes de apas *%e deben se onst%idas 0

pote/idas de de>omaiones pemanentes po e>eto de las apas

s%peioes de ma0o esistenia1

!as nomas *%e se deben onsidea son las si/%ientes?

II$% Estabilidad 0 'actibilidad de la construcción$

:n la ptia no deben oloase apas on espesoes menoes *%e los

m.nimos e*%eidos 0a *%e las apas on espesoes ma0oes *%e el

m.nimo son ms estables1 @e%entemente se espeia %n valo ma0o

en el espeso de apas on el ob,eto de mantene la est%t%a de

pavimento en me,oes ondiiones paa absobe los e>etos *%e

pod%en los s%elos expansivos1

7%ando se %tilien omo apa de odad%a tatamientos s%peiales no

se debe onsidea apote est%t%al de esta apa= peo tiene %n /an

e>eto en la base 0 la s%bbase 0a *%e impemeabili+a la s%peie 0 no

pemite la entada de a/%a a la est%t%a de pavimento1

:n la si/%iente tabla se dan valoes de los espesoes m.nimos s%/eidos

paa apas as>ltias 0 base /an%la en >%ni"n del tnsito1


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Tales m.nimos dependen de las ptias loales 0 est ondiionado el

%salos= diseñadoes p%eden enonta neesaio modia &aia aiba

los espesoes m.nimos po s% expeienia obtenida= estos valoes son

s%/eidos 0 se onsidea s% %so tomando en %enta *%e son apas

as>ltias sobe bases /an%laes sin tata1

III$% Espesores m1nimos en 'unción del n/mero estructural$

:l ob,eto de este onepto est basado en *%e las apas /an%laes no

tatadas deben de esta pe>etamente pote/idas de pesiones

vetiales exesivas *%e lle/%en a pod%i de>omaiones

pemanentes1

2aa

evita las de>omaiones exesivas los mateiales son seleionados


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paa ada apa as.? S%peie de odad%a base /an%la 0 s%bbase on

b%en 7I l.mites et1 2aa ada %no de los mateiales se deben

onoe los m"d%los de esilienia1

Qtili+ando el bao se p%eden enonta los nBmeos est%t%alese*%eidos paa pote/e ada apa no tatada eempla+ando el m"d%lo

de esilienia de la apa s%peio po el m"d%lo de esilienia de la apa

*%e esta inmediatamente aba,o= as. paa detemina el espeso 5' de la

apa as>ltia se s%pone %n M i/%al al de la base 0 as. se obtiene el

SC' *%e debe se absobido po di&a apa1 :l espeso de 5' debe se?

a 5 m 0 SC estn denidos en el texto 0 son los valoes m.nimos

e*%eidos1

J :l asteiso GR en 5 o SC india 0 epesenta el valo at%almente

%sado *%e debe se i/%al o ma0o al valo e*%eido1

Se adopta %n espeso 5'R li/eamente ma0o 0 el nBmeo est%t%al

absobido po esta apa es?

SC'R a' x 5'R

2aa detemina el espeso m.nimo de la base se enta al bao on el

M de la s%bbase 0 entones se obtiene el SC$ a se absobido po el

oneto as>ltio 0 la base1 As.?


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Se adopta %n espeso li/eamente ma0o 5$R 0 el nBmeo est%t%al

absobido se?

2o Bltimo paa la s%bbase se enta on el M oespondiente a la

s%basante 0 se obtiene SC3 SC paa todo el pa*%ete est%t%al

al%lado o sea la apa as>ltia base 0 s%bbase1 :n este aso el

espeso es?

Se adopta %n espeso li/eamente ma0o 53R 0 se obtiene el nBmeo

est%t%al absobido po la s%bbase1

7omo veiai"n tenemos?

7on el es%ltado *%e se obtiene en la >"m%la (#-8) de *%e el nBmeo

est%t%al total debe se omo m.nimo i/%al " ma0o a la s%ma de los

nBmeos est%t%ales de ada apa el iteio es *%e ada apa del

pa*%ete est%t%al *%eda pote/ida de los es>%e+os a los %ales va a

se sometida1

:ste poedimiento no es apliable paa detemina espesoes de apas

*%e estén sobe otas *%e ten/an %n m"d%lo de esilienia ma0o de

$8D M2a (DDDD 2S)= en estos asos el espeso de la apa oloada

sobe ota *%e ten/a estas aate.stias debe se denida po el

osto-eienia de la misma o %tili+a espesoes m.nimos desde el p%nto

de vista onst%tivo= esto *%iee dei *%e omo la apa de aba,o tiene

%n m"d%lo de esilienia alto la apa *%e se olo*%e enima de ella

debe tene omo m.nimo %n m"d%lo de esilienia i/%al " ma0o 0 se

deidi si es neesaio oloala o se %tili+a el m.nimo espeiado1


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E.emplo?

7al%la el pa*%ete est%t%al %tili+ando los si/%ientes valoes1

5e

a%edo a los M"d%los de esilienia (M) se obtienen los nBmeos

est%t%ales de diseño (SC) %tili+ando el bao de la /%a #-' de la

si/%iente >oma?

'1 7omen+ando en el lado i+*%iedo del bao en donde die

G7onabilidad () se sale on valo de D1941$1 :n la si/%iente l.nea inlinada *%e die G5esviai"n Standad So

se pone el valo de So D134 0 %niendo este p%nto on el de

D194 del p%nto anteio se ta+a %na l.nea *%e inteepte la

si/%iente l.nea T! en %n p%nto *%e va a sevi de pivote131 :n la si/%iente l.nea vetial die GCo1 Total de :SA! Ls apliados

'8 (millones) en esta enontamos el valo de 4 x 'D 6 :SA! Ls

4DDDDDD 4 en el bao= entones %niendo el p%nto de pivote

de la l.nea anteio on este n%evo p%nto se en%enta oto p%nto

pivote en la si/%iente l.nea vetial T!11 :n la si/%iente l.nea vetial *%e die GM"d%lo esiliente e>etivo

de la s%basante (Esi) se en%enta el valo de M (Mpa-psi)

4DDD 4 *%e est en la tabla paa la s%basante se %ne el Bltimo

p%nto pivote enontado anteiomente 0 el valo de 4 en esta

l.nea &asta enonta la pimea l.nea vetial i+*%ieda del %ado

sit%ado a la extema dee&a1


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41 5e este p%nto de intesei"n se ontinBa &oi+ontalmente &asta

enonta la l.nea inlinada *%e oesponde a %n valo de N2S

$D *%e es G2édida de seviiabilidad de diseño " N2S de este

p%nto se ba,a a la l.nea in>eio del %ado en donde se en%enta

el GCBmeo est%t%al de diseño SC *%e paa el aso es 41D

(paa pote/e la s%basante) *%e es el CBmeo :st%t%al

e*%eido paa pote/e toda la est%t%a del pavimento161 2aa los si/%ientes valoes de M 'DDD ' el valo de SC$ es

316D (paa pote/e la s%bbase /an%la) 0 paa M 3DDDD 3D

el valo de SC' es de $164 (paa pote/e la base tit%ada)1#1 Se/%idamente paa enonta los valoes de los oeientes

est%t%ales de apa ( a x ) se &ae %so de las /%as si/%ientes

en >%ni"n del m"d%lo elstio del oneto as>ltio 0 los m"d%los

de esilienia de la base 0 la s%bbase paa lo %al se poede as.?#1') 7on el valo del m"d%lo elstio del oneto as>ltio (M2a

DDDDD ) se en%enta el oeiente est%t%al de apa a'

&aiendo %so de la /%a #-3= paa el aso saliendo del valo de

DDDDD en la /%a &aia aiba a inteepta la l.nea de pivote 0

de all. &oi+ontalmente &aia la i+*%ieda paa enonta el valo

oespondiente de a ' D1$17%ando no se ten/a el valo del m"d%lo de elastiidad del oneto

as>ltio el oeiente est%t%al se p%ede al%la on base en

la estabilidad Mas&all


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#1$

#1$

#1$

2aa enonta el valo de oeiente de apa a$ de las bases

tit%adas o /an%laes se %sa la /%a 0 on el M"d%lo de

esilienia M 3DDDD " 3D (2S) en la l.nea vetial del lado

extemo dee&o &oi+ontalmente se ta+a %na l.nea &asta

enonta la l.nea vetial del extemo i+*%iedo lo %al da %n

valo de a$ D1'1


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7%ando se %tilien bases estabili+adas el oeiente est%t%al se

al%la on>ome a la si/%iente /%a1


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#13 2aa

enonta el valo del oeiente de apa a3 en la s%bbase se %sa la

/%a #-# 0 on el M"d%lo de esilienia M 'DDD " ' (2S) (Tabla #-

3) en la l.nea vetial del lado extemo dee&o &oi+ontalmente se

ta+a %na l.nea &asta enonta la l.nea vetial del extemo i+*%iedo lo

%al da %n valo de a 3 D1'D1


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81-

Se/%idamente on>ome lo estip%lado en el ap.t%lo 61'14 (método del

a%dal onstante) se al%la el 7oeiente de 5ena,e (mi) *%e paa el

aso son los valoes *%e apaeen en la ol%mna de la extema dee&a

de la tabla1

91- Se al%la el espeso de apa as>ltia s%poniendo %n M i/%al al de

la base= as. se al%la el SC' *%e debe se absobido po el oneto

as>ltio on>ome la >"m%la #-$ en >%ni"n de?


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:ntones el SC'R absobido po el 7oneto As>ltio on>ome la

>"m%la #-6 es?

5esp%és se al%la el espeso m.nimo de la apa de base1

:ntones el SC$R absobido po la base1

5esp%és se al%la el espeso de la s%bbase1

Siendo el SC3R absobido po la s%bbase1

2aa veiai"n tenemos la >"m%la *%e es la s%ma de los valoes1

2o lo tanto los espesoes de diseño *%e %mplan on las

espeiaiones de los mateiales son?


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Si el es%ltado de la s%ma de los nBmeos est%t%ales es meno al

nBmeo est%t%al e*%eido es neesaio evisa los espesoes

as%midos en el iniio inementndolos paa obtene %n nBmeo

est%t%al ma0o1 Se deben onsidea otos >atoes *%e p%eden

modiase paa obtene el nBmeo est%t%al e*%eido (mateiales

dena,es pe.odos de diseño et)1

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