DETERMINACIÓN EAL DE DISEÑO - II

Otro factor que podría ser considerado en la determinación del EAL de Diseño es el efecto perjudicial de presiones de contacto de neumático superiores. Si las medidas de neumático de camión reales indican que presiones de inflación son significativamente anteriores a la condición de carga normal (70 psi), entonces los factores de ajuste de la Figura VI.5 puede usarse para modificar el tráfico del diseño para esta tensión adicional. Este ajuste es hecho multiplicando el EAL de diseño inicial por el Factor de Ajuste de EAL (de la línea de espesor de concreto asfalto apropiada) para cada tipo del vehículo individual o para la condición del camión promedio. Típicamente, las presiones de contacto de neumático de camión son iguales al 90 % de la presión de inflación de neumático aproximadamente.

DETERMINACIÓN EAL DE DISEÑO - I

El procedimiento para determinar el EAL de Diseño es el siguiente: 

(1) Determine el número promedio de cada tipo de vehículo esperado en el Carril de Diseño durante el primer año de tráfico. 

(2) Seleccione de la Tabla VI.5, un Factor de Camión para cada tipo del vehículo encontrado en el paso (1). 

(3) Seleccione, de la Tabla VI.2, un Factor de Crecimiento para todos los vehículos, o Factores de Crecimiento separados para cada tipo del vehículo, apropiado para el período de diseño. 

(4) Multiplique el número de vehículos por el Factor de Camión y por el Factor de Crecimiento (o Factores) determinados en los pasos (2) y (3). 

(5) Sume los valores determinados para obtener el EAL de Diseño. La Tabla VI.6 es un ejemplo de hoja de cálculo que muestra el cálculo de EAL de Diseño para una carretera rural de cuatro carriles.

ESTIMACIÓN DE EAL - IV

Tabla VI.5. Distribución de Factor de Camión (TF) para diferentes clases de Carreteras y Vehículos - Estados Unidos

ESTIMACIÓN DE EAL - III

Tabla IV.4. Ejemplo de distribución de cargas por eje (basado en el aforo del camión y datos de peso para carreteras rurales Interestatales típicas de EE.UU.).

ESTIMACIÓN DE EAL - II

Pueden determinarse los Factores del camión para camiones individuales de cualquier tipo o para combinaciones de tipos de camiones (por ejemplo, unidades simples de 2 ejes, unidades simples de 3 ejes, unidades trailers-tractor de 5 ejes). Se dan los Factores del Camión típicos en la Tabla VI.5 para una variedad de camiones y clasificaciones de carretera. El Factor de Camión promedio más grande en la Tabla VI.5 es 2,21. 

Pero, un Factor de Camión en exceso ha sido reportado para caminos sujetados a los volúmenes sumamente altos de camiones muy cargados. Bajo ciertas circunstancias, como caminos de entrada para operaciones comerciales pesadas, operaciones mineras, o caminos de extracción de madera de los bosques, los Factores de Camión para los camiones cargados pueden exceder 5.0. Los datos limitados indican que en algunos casos un grupo de tractores semi-remolques de 5 ejes sumamente cargados puede consistir de tantos como dos tercios de peso bruto excediendo 329 kN (74000 lb). Varias combinaciones de mezcla de tráfico normal más ciertos porcentajes de estos vehículos muy cargados pueden usarse fácilmente para determinar los Factores del Camión Promedio que excedan 2,0 para propósitos de diseño

ESTIMACIÓN DE EAL - I

El procedimiento de análisis de tráfico recomendado determina el número de aplicaciones de carga equivalente de eje simple de 80 kN (18000 lb) (EAL) a ser usado en la determinación del espesor del pavimento. Estas condiciones son:

Factor de Camión.- El número de aplicaciones de carga equivalente de eje simple de 80 kN (18000 lb) contribuidas por una pasada de un vehículo.

 Factor de Equivalencia de Carga.- El número de aplicaciones de carga equivalente de eje simple de 80 kN (18000 lb) contribuidas por una pasada de un eje.

 Número de Vehículos.- El número total de vehículos involucrados.

EAL es calculado multiplicando el número de vehículos en cada clase de peso por el Factor del Camión apropiado y obteniendo la suma del producto: EAL = Σ (número de vehículos en cada clase del peso x Factor de Camión) El Factor de Camión es determinado de los datos de distribución de eje de peso usando los Factores de Equivalencia de Carga (Tabla VI.3). Un Factor del Camión promedio es calculado multiplicando el número de ejes en cada clase de peso por el Factor de Equivalencia de Carga apropiado y dividiendo la suma de los productos por el número total de vehículos involucrados:

El Factor de Equivalencia de carga puede obtenerse de la Tabla VI.3. La figura VI.4(a) muestra ejemplos de EAL para varios pesos de ejes, y la Figura IV-1(b) ilustra el cálculo de un factor del camión para un camión simple usando el factor de equivalencia de carga de la Tabla VI.3. El procedimiento para el cálculo de Factores del Camión se ilustra en la Tabla VI.4.

ESTIMACIONES DEL VOLUMEN DE TRÁFICO - II

Crecimiento de Tráfico 

El crecimiento puede ser estimado para el diseño usando el Factor de Crecimiento dado en la Tabla VI.2. Estos factores multiplicados por la estimación de tráfico del primer año (EAL) dará el número total de repeticiones de carga esperado durante el Período del Diseño.

ESTIMACIONES DEL VOLUMEN DE TRÁFICO - I

Período de Análisis 

Al inicio del proyecto se define un Periodo de Análisis, de acuerdo a la importancia de la carretera, la confiabilidad de las proyecciones de tráfico y la disponibilidad de recursos. La vida del pavimento o periodo de análisis puede extenderse indefinidamente, a través de obras de rehabilitación, hasta que la carretera quede por cambios en su geometría. 

Periodo de Diseño 

Un pavimento puede diseñarse para soportar los efectos acumulativos del tráfico para cualquier periodo de tiempo. El periodo seleccionado, en años, se llama Periodo de Diseño, al término de éste, se espera que el pavimento requiera alguna acción de rehabilitación mayor, como por ejemplo una sobre-carpeta de refuerzo para restaurar su condición. 

Carril de Diseño 

Para calles y carreteras de dos carriles, el Carril de Diseño puede ser cualquier carril de la facilidad del pavimento. Para las calles y carreteras de carriles múltiples es generalmente el carril externo. Bajo algunas condiciones los camiones pueden viajar más en una dirección que en la otra. En muchos lugares, camiones cargados viajarán en una dirección y camiones vacíos en la otra dirección. En la ausencia de datos específicos, la Tabla VI.1 puede usarse para determinar la proporción relativa de camiones a ser esperados para el Carril del Diseño.

ANÁLISIS DE TRÁFICO

La primera preocupación es el número y pesos de cargas del eje, esperados a ser aplicados al pavimento durante un período de tiempo dado. Típicamente ellos van de ligero (menos de 9 kN [2000 lb]) a pesado (más de los límites legales). Investigaciones han mostrado que el efecto en el rendimiento del pavimento de una carga del eje de cualquier masa puede representarse por el número de aplicaciones de carga de eje equivalente a 80 kN (18000 lb) (EAL). Por ejemplo, una aplicación de un eje simple de 89 kN (20000 lb) es igual a 1.5 aplicaciones de un eje simple de 80 kN (18000 lb). Recíprocamente, toma casi cuatro aplicaciones de un eje simple de 58 kN (13000 lb) para igualar una aplicación de un eje simple de 80 kN (18000 lb). 

El procedimiento de análisis de tráfico incorpora cargas de ejes simples equivalentes a 80 kN (18000 lb). Por consiguiente, es necesario saber el número de vehículos, o el número y peso de las cargas del eje, esperadas en la nueva facilidad de la carretera.

CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES

Todos los materiales se caracterizan por un módulo de elasticidad (también llamado módulo dinámico, en mezclas asfálticas; o módulo de resiliencia, en materiales granulares no tratados o materiales de suelos) y el módulo de Poisson. Los valores específicos fueron seleccionados basados en la experiencia y el estudio extenso de datos de ensayos reales. 

Concreto Asfáltico 

El módulo dinámico de las mezclas de concreto asfáltico es muy dependiente de la temperatura del pavimento. Para simular los efectos de temperatura como los cambios a lo largo del año, fueron utilizadas tres distribuciones típicas de temperatura promedio mensual del aire, representando tres regiones climáticas típicas de América del Norte. Los valores del módulo dinámico apropiados fueron seleccionados después de un estudio extenso de las relaciones de módulo-temperatura y propiedades del asfalto. 

Mezclas del Emulsiones Asfálticas 

Las mezclas de emulsiones asfálticas están caracterizadas por tres tipos de mezclas, dependiendo del tipo de agregado usado: 

Tipo I - Mezclas de emulsión asfáltica hechas con agregado procesado, de densa calidad. 

Tipo II - Mezclas de emulsión asfáltica hechas con agregado semi-procesado, estrujado, aplastado o triturado. 

Tipo III - Mezclas de emulsión asfáltica hechas con arenas o arenas limosas. El módulo dinámico está en función de periodo de curado, y un período de 6 meses fue usado para preparar los ábacos de diseño. Los periodos de curado mayores a 24 meses no tienen una influencia significante en los espesores.

Materiales Granulares No Tratados El módulo de resiliencia de los materiales granulares no tratados varían con las condiciones de esfuerzos en el pavimento. En el desarrollo del método del Instituto del Asfalto, tres juegos de condiciones medioambientales fueron seleccionados para representar el rango de condiciones a que el manual debe aplicar:

La Temperatura Promedio Anual del Aire (MAAT) fue usada para caracterizar las condiciones medioambientales aplicables a cada región, y las características de los materiales fueron seleccionadas apropiadamente.

CRITERIO DE DISEÑO

En la metodología adoptada, las cargas en la superficie del pavimento producen dos tensiones que, como se nota en la figura VI.3, son críticas para propósitos de diseño. Estas son (1) la tensión horizontal, εt, en la parte inferior de la capa más baja de asfalto limitado, de concreto asfáltico o de emulsión asfáltica tratada, y (2) el esfuerzo vertical de compresión, εc, en la superficies de la capa de la subrasante. Si la tensión horizontal, εt, es excesiva, la capa tratada se agrietará. 

Si el esfuerzo vertical de compresión, εc, es excesivo, una deformación permanente será el resultado en la superficie de la estructura del pavimento por la sobrecarga de la subrasante. La deformación excesiva en las capas tratadas es controlada por los límites en las propiedades de los materiales.

PRINCIPIOS DE DISEÑO

En el procedimiento de diseño, el pavimento se considera un sistema elástico de capas múltiples. Los materiales en cada una de las capas son caracterizados por un módulo de elasticidad y por el módulo de Poisson. El tráfico se expresa en términos de número de aplicaciones de un eje simple de carga equivalente a 80 kN (18,000 lb) aplicado al pavimento en dos juegos de neumáticos duales. Para propósitos de análisis, el neumático dual se aproxima a dos círculos de radio = 115 mm (4.52 in.) espaciado a 345 mm (13.57 in.) de centro a centro, el eje de carga correspondiente a 80 kN (18,000 lb) y la presión del contacto de 483 kPa (70 psi). 

El procedimiento puede usarse para diseñar pavimentos de asfalto compuesto de varias combinaciones de superficie y base de concreto asfáltico, superficie y base de emulsión asfáltica (con superficie tratada), y base y sub-base de agregado no tratado. Las secciones típicas de pavimento se muestran esquemáticamente en la figura VI.3.

Figura VI.3. Localización de los esfuerzos considerados en el procedimiento de diseño.

Fuente: Asphalt Institute’s Thickness Design Manual (MS-1)

Para los pavimentos compuestos de capas de asfalto Full-Depth, el pavimento se considera como un sistema de tres capas. El pavimento con agregado no tratado es considerado un sistema de cuatro capas. La subrasante, la capa más baja, es asumida infinita en hacia abajo verticalmente y en la dirección horizontal. Las otras capas, de espesor finito, son asumidas infinitas en las direcciones horizontales. La continuidad llena (“fricción llena”) es asumida en las interfaces entre cada una de las capas.

CONSTRUCCIÓN POR ETAPAS

Existen muchos tipos de situaciones de tráfico por lo que la construcción por etapas del pavimento deben ser consideradas. Uno de éstos es las calles en los nuevos suburbios. Aquí, la base de asfalto puede ser construida para acomodar el tráfico de construcción y la superficie de asfalto puede ser añadida como última etapa de la construcción. Otro ejemplo son los caminos en los que el volumen de tráfico futuro se espera que aumente sustancialmente. Una valiosa ventaja de la fase de construcción es que pueden corregirse las deficiencias de la subrasante o de la base que se presenten bajo un tráfico anterior, o en el momento de colocación de las capas restantes. Este pavimentado posterior asegura la suavidad de la superficie superior por un período de tiempo más largo.

CLASIFICACIONES DE CARRETERAS Y CALLES

Fuente: Asphalt Institute’s Thickness Design Manual (MS-1)

VENTAJAS DE PAVIMENTOS DE ASFALTO FULL-DEPTH

Un pavimento de asfalto Full-Depth es en que las mezclas del asfalto son empleadas para todas las capas sobre la subrasante o subrasante mejorada. Además, los pavimentos Full- Depth no encierran agua, la cual puede causar fallas de la base y de la subrasante, cuando las capas de agregado no tratado lo hacen frecuentemente. De hecho, a veces produce una pequeña o ninguna reducción en la resistencia de la subrasante debajo los pavimentos Full- Depth. 

La humedad en una subrasante de arcilla puede estabilizarse en un contenido de humedad más bajo debajo de un pavimento de asfalto Full-Depth después de la construcción; pero debajo pavimentos construidos con capas de bases no tratadas no es posible frecuentemente. Sin embargo, construyendo por el método Full-Depth no permite ignorar el drenaje de la sub-superficie. El diseño apropiado del drenaje es una característica esencial del diseño global del pavimento. Incluso cuando los drenajes de la sub-superficie debajo del pavimento no son requeridos, frecuentemente se exigen drenajes interceptores para desviar aguas subterráneas.

Algunas otras ventajas de pavimentos Full-Depth son:

 El tiempo requerido para la construcción es reducido.

 Cuando el espesor colocado es de 100 mm (4 in.) o más, pueden extenderse las temporadas de construcción.

 Hay menos interferencia con las utilidades en una construcción de calle de ciudad porque los pavimentos Full-Depth son más delgados que las estructuras de pavimento con capas de agregado no tratado.

 Son generalmente menos afectados por la humedad.

VENTAJAS DE BASES DE ASFALTO

Las bases de asfalto tienen muchas ventajas encima de las bases no tratadas. La mayor es que las bases tratadas de asfalto resisten mucho mejor el esfuerzo del pavimento que las bases de agregado no tratado, que no tienen la resistencia a la tensión. Por consiguiente, para las mismas condiciones de carga, las bases tratadas de asfalto pueden construirse más delgadas que las bases de agregado no tratado.

Figura VI.2. Deformación del pavimento producido por esfuerzos de tensión y

compresión.

Fuente: Asphalt Institute’s Thickness Design Manual (MS-1)

Otras ventajas importantes de bases de asfalto son:

 Con la construcción apropiada, las bases de asfalto producirán pavimentos de calidad de manejo mejorada.

 Los agregados impropios para superficies de asfalto a menudo puede usarse en las bases de asfalto.

 Las bases de asfalto son excelentes para la construcción por etapas.

 Los retrasos de la construcción causados por inclemencias del tiempo son minimizados.

 Las bases de asfalto pueden ser usadas por el tráfico antes que la superficie sea puesta, mientras se espera la construcción.

PAVIMENTOS DE CONCRETO ASFÁLTICO MÉTODO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO (MS-1)

PAVIMENTOS DE CONCRETO ASFÁLTICO MÉTODO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO (MS-1) 

INTRODUCCIÓN 

Se consideran las dos condiciones de esfuerzo y tensión específicas, como se muestra en las Figuras VI.1 y VI.2. La primera condición se ilustra en la Figura VI.1(a). Aquí, la carga de la rueda, W, se transmite a la superficie del pavimento a través del neumático como una presión vertical uniforme, P0. La estructura del pavimento entonces esparce el esfuerzo de la carga, reduciendo su intensidad hasta que, en la superficie de la subrasante, la presión vertical tenga una intensidad máxima de P1. La figura VI.1(b) ilustra la manera general en la que la intensidad de la presión vertical máxima disminuye con la profundidad, de P0 a P1. La segunda condición se ilustra en la Figura VI.2. Aquí la carga de la rueda, W, deforma la estructura del pavimento y causa esfuerzo de tensión y de compresión en la capa del asfalto.

PROBLEMAS PROPUESTOS

PROBLEMA. 1. 

El objetivo del siguiente problema es poder calcular el Número equivalente de operaciones (N) de un eje patrón de 18000 Ib ó 8.2 t. El cual es necesario para poder dimensional- el espesor del pavimento según el método del DNER. Calcular el Número equivalente de operaciones de una carretera para un periodo de Proyecto de 20 años y una tasa de crecimiento anual aritmética del 4 %, si la altura anual de lluvia es de 1600 mm y el aforo vehicular del tráfico en ambos sentidos es el siguiente:

Para la solución del problema se debe utilizar la tabla V.7 para hallar el Factor climático regional y la figura V.1 para hallar los factores de equivalencia, en el cálculo del Factor de carga. 

PROBLEMA 2. 

El siguiente problema nos enseña a dimensionar el pavimento según el método del DNER Diseñar un pavimento de concreto asfáltico para una carretera de 2 carriles, el periodo del proyecto es de 30 años, la tasa de crecimiento anual lineal es t = 6 %, la altura anual de lluvia es de 700 mm, el aforo vehicular en ambos sentidos es el siguiente y los materiales que se disponen para el diseño del pavimento son:

Material de la subrasante CBR = 4 %

Material para refuerzo de la subrasante CBR = 10 %

Material para sub-base CBR = 25 %

Material para base CBR = 90 %

Para la solución del problema se debe utilizar la tabla V.7 para hallar el Factor climático regional, la figura V.1 para hallar los factores de equivalencia, en el cálculo del Factor de carga, la tabla V.8 para hallar los coeficientes de equivalencia estructural, la tabla V.9 para el espesor mínimo del revestimiento y la figura V.2 para hallar los espesores del pavimento en función de (N) y del CBR.

PROBLEMAS RESUELTOS - V

PROBLEMAS RESUELTOS - IV

PROBLEMA 4. 

El siguiente problema nos enseña a dimensionar el pavimento según el método del DNER Diseñar un pavimento de concreto asfáltico para una carretera de 2 carriles, el periodo del proyecto es de 20 años, la tasa de crecimiento anual lineal es t = 2 %, el Factor climático regional es FR = 1, el aforo vehicular en ambos sentidos es el siguiente y los materiales que se disponen para el diseño del pavimento son:

Solución: - El número equivalente de operaciones se calcula con la formula siguiente:

Para poder calcular se organiza la información según:

PROBLEMAS RESUELTOS - III

h) Cálculo de (N)
N = 365 * P * Vm * FC * FE * FR
N = 365 * 25 * 942 * 2,56 * 2,14 * 1,4
N = 65927339 N = 6,6*107

Respuesta:

El número equivalente de operaciones de un eje patrón de 18000 lb ó 8,2 t es N =

6,6*107 

PROBLEMA 3. 

El siguiente problema nos enseña dimensionar el pavimento según el método del DNER en función del número equivalente de operaciones (N) y el CBR de las distintas capas que formaran el pavimento. Dimensionar el pavimento para una vía en la cual el número equivalente de operaciones de eje patrón N = 2*106, las capas de material granular que formaran el pavimento son:

PROBLEMAS RESUELTOS - II

Solución:
- El número equivalente de operaciones se calcula con la formula siguiente:

PROBLEMAS RESUELTOS - II

- El factor de equivalencia se calcula de la Figura V.1.
- Para cargas menores a 5 t no se calcula el factor de equivalencia.
- La equivalencia de operaciones resulta de multiplicar el porcentaje por el factor
de equivalencia.
- El factor de carga FC = 284,5 / 100 FC = 2,85

Respuesta:

El número equivalente de operaciones de un eje patrón de 18000 lb ó 8,2 t es N =

6,4*107

PROBLEMA 2. 

El siguiente problema nos enseña cómo calcular el Número equivalente de operaciones de un eje patrón de 18000 lb (N). El cual es necesario para poder dimensionar el espesor del pavimento. Calcular el Número equivalente de operaciones de eje patrón (N) para un periodo de Proyecto de 25 años, una tasa de crecimiento anual del 3 % y si el factor climático regional es FR = 1,4 y el aforo vehicular del tráfico en ambos sentidos es el siguiente:

PROBLEMAS RESUELTOS - I

PROBLEMA 1. El siguiente problema nos enseña cómo calcular el Número equivalente de operaciones de un eje patrón de 18000 lb (N). El cual es necesario para poder dimensionar el espesor del pavimento. Calcular el Número equivalente de operaciones de eje patrón (N) para un periodo de Proyecto de 20 años, si el volumen de tráfico en los dos sentidos es de 2000 vehículos, de los cuales el 90 % son vehículos de 2 ejes y 10 % de 3 ejes y la tasa de crecimiento aritmética es del 5 %.

Solución: - El número equivalente de operaciones se calcula con la fórmula siguiente:

CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS POR ETAPAS

Muchas veces, cuando no se dispone de datos confiables sobre la composición del tráfico, es conveniente programar la pavimentación por etapas, lo cual tiene la ventaja de permitir proyectar la construcción del pavimento, para el periodo definitivo de proyecto, corrigiendo o eliminando las deficiencias o irregularidades que pueden presentarse en los primeros años de vida del pavimento. 

La pavimentación por etapas es especialmente recomendable cuando, de acuerdo a las condiciones del tráfico, es posible en una primera etapa, adoptar un revestimiento con un tratamiento superficial, cuyo espesor es fácilmente despreciable. En una segunda etapa, de acuerdo al crecimiento del tráfico, se puede determinar la construcción de revestimiento bituminoso en el espesor requerido.

BERMAS

Normalmente no se dispone de datos precisos para el dimensionamiento de las bermas, su espesor de antemano está condicionado a la faja de rodadura, pudiendo reducirse su espesor, incluso, a una sola capa de tratamiento superficial. Las solicitaciones de las cargas son bastante diferentes, por lo cual la solución estructural será diferente a la de la capa de rodadura propiamente dicha. 

La construcción de bermas con la misma estructura de la faja de rodadura tiene efectos benéficos para el comportamiento de esta última y simplifica los problemas de drenaje. 

En las capas de refuerzo de la sub-base, es conveniente adoptar para el pavimento de la calzada y las bermas, la misma solución; pudiendo procederse de igual manera para la capa base, si su costo no es muy elevado. En cambio la capa de revestimiento de las bermas puede ser de categoría inferior al de la superficie de rodadura. 

Cuando el costo de la capa base es muy elevado se debe buscar una solución de menor costo para las bermas. En este caso conviene tomar en cuenta las siguientes sugerencias: a. El uso de materiales de sub-base granular de buena calidad, para la construcción de la capa base de las bermas, o suelos estabilizados por cemento, cal, etc. b. 

Considerar, para efectos de elección del tipo de revestimiento, un tráfico sobre las bermas del 1% del tráfico previsto par la carretera, o una previsión de tráfico igual a de la carretera, pero para un periodo de proyecto de 2 años.

DIMENSIONAMIENTO DEL PAVIMENTO - II

Figura V.2. Espesor de pavimento, en función de (N) y el I.S. (o el C.B.R.). Fuente: Método de Projecto de Pavimentos Flexíveis, Ing. Murillo Lopes de Souza, 1981

DIMENSIONAMIENTO DEL PAVIMENTO - I

Utilizando el gráfico de la figura V.2 se obtiene el espesor total de pavimento, en función de N y I.S. (o C.B.R.). El espesor provisto por este gráfico considera un coeficiente de equivalencia estructural K = 1,00 que corresponde a una base granular. Marcando en la abscisa, el valor de N, se traza una línea vertical hasta interceptar la línea que representa la capacidad de suporte (I.S. o C.B.R.), desde este punto se proyecta una recta horizontal hasta encontrar las ordenadas del espesor del pavimento. En el caso de suelos con un C.B.R o un I.S. inferior a 2, se recomienda efectuar un cambio de material en un espesor igual o mayor a un metro, para que este suelo sea remplazado con materiales que tenga un C.B.R. o I.S. mayor a 2. La compactación de materiales granulares debe ejecutarse en capas con un espesor mínimo de 10 cm, y un espesor máximo de 20 cm. En la figura V.3 la simbología utilizada en el dimensionamiento del pavimento, tiene el significado siguiente:

Una vez determinados los espesores Hm , Hn , H20 utilizando la figura V.2; y determino R mediante la tabla V.9, los espesores de base (B), sub-base (h20) y refuerzo de la subrasante (hn), se obtienen por la resolución sucesiva de las siguientes inecuaciones:

ESPESOR MÍNIMO DEL REVESTIMIENTO BITUMINOSO

El espesor mínimo para los revestimientos bituminosos debe ser adoptado con el criterio de proveer un espesor suficiente para proteger la capa base de los esfuerzos impuestos por el tráfico, además con el fin de evitar la ruptura del propio revestimiento, como consecuencia de la repetición de los esfuerzos de flexo-tracción. Los espesores recomendados en la tabla V.9, están basados especialmente en el comportamiento de bases granulares, a través de las experiencias observadas.

COEFICIENTE DE EQUIVALENCIA ESTRUCTURAL

Los coeficientes estructurales de acuerdo a la capa que corresponden, son designados genéricamente por:

Los Coeficiente de equivalencia estructural para los diferentes materiales constitutivos del pavimento se muestran en la tabla siguiente:

FACTOR CLIMÁTICO REGIONAL

Para considerar las variaciones de humedad de los materiales que constituyen el pavimento, durante las estaciones del año, lo cual ocasiona variaciones en su capacidad de soporte, el número equivalente de operaciones del eje patrón N, debe ser multiplicado por un coeficiente [FR]. Este factor de acuerdo a las experiencias de la AASHTO, varía de 0,2 (cuando prevalecen porcentajes bajos de humedad) a 5,0 (cuando los materiales están prácticamente saturados). 

El coeficiente que se adopta, es una media ponderada de los diferentes coeficientes considerados, tomando en cuenta el espacio de tiempo en que ocurren. Si no se dispone de información precisa para determinar el valor de este coeficiente, del lado de la seguridad, se sugiere adoptar un coeficiente FR = 1. Sin embargo, en la tabla V.7 se registran factores climáticos [FR], para diferentes magnitudes de precipitaciones pluviales anuales acumuladas.

Para garantizar la estabilidad de la estructura del pavimento se debe proveer un drenaje superficial adecuado y el nivel freático de las aguas subterráneas deberá estar a una profundidad igual o mayor de 1,50 metros, del nivel de la subrasante.

CLASIFICACIÓN DE LOS VEHÍCULOS DE LA DNER

a. Automóviles
b. Ómnibus
c. Camiones livianos, con dos ejes simples, de ruedas simples
d. Camiones medianos, con dos ejes, el eje trasero de ruedas gemelas
e. Camiones pesados, con dos ejes, con el eje trasero “tandem”
f. Remolques o semiremolques, en las diferentes condiciones de vehículos

Para el tráfico de proyecto se considera el tráfico del carril más solicitado. Si no se dispone de información precisa se puede adoptar los porcentajes indicados en la siguiente tabla, los cuales han sido establecidos en relación al tráfico comercial en las dos direcciones.

Figura V.1. Factores de equivalencia de operación (FCj) para ejes simples y tandem,

con diferentes cargas, en relación a un eje simple patrón de 18000 lb (8,2 t).

Fuente: Método de Projecto de Pavimentos Flexíveis, Ing. Murillo Lopes de Souza, 1981

FACTOR DE VEHÍCULO [FV]

Es un factor que multiplicado por el número de vehículos que circulan da como resultado el número de ejes equivalentes del eje patrón.

FACTOR DE CARGA [FC]

Es un coeficiente que multiplicado por el número de ejes que circulan, da como resultado un número de ejes equivalentes, relacionados al eje patrón. Para cada eje se obtiene un factor de equivalencia (FCj). De la figura V.1 se puede obtener los factores de equivalencia de operación (FCj) para ejes simples y tandem, con diferentes cargas, en relación a un eje simple patrón de 18000 lb (8,2 t). Siendo (Pj) el porcentaje de cada eje (simple o tandem), la equivalencia de operaciones de cada eje se obtiene multiplicando (Pj)*(FCj). El factor de carga [FC] es la sumatoria de las equivalencias de operaciones dividida entre 100.

Para facilitar el cálculo se organiza la información en el cuadro siguiente: