Espesores mínimos en función del SN - Gráficas

Figura 8.3. Pantalla inicial de DIPAV donde se calcula el número estructural con los valores del ejemplo

Figura 8.4. Diseño con verificación por capas, debido a que el programa realiza los cálculos de forma exacta y sin redondeos, los resultados varían un poco con los obtenidos de forma manual, debido a que el diseño automático no redondea los valores adoptados

Espesores mínimos en función del SN - V

El Método arriba descrito se conoce también como “Diseño con Verificación por Capas”, puesto que para cada una de las capas se verifica que existe el suficiente espesor por encima de la misma para prevenir ahuellamientos y daños estructurales. 

Es importante remarcar que el procedimiento arriba descrito no es aplicable para capas ligadas, es decir capas estabilizadas con cemento, cal o asfalto cuyo módulo elástico sea superior a 280,000 KPa puesto que estas capas no sufren ahuellamiento y por tanto sus espesores deben ser definidos en base a criterios de costo y aporte estructural. 

El Software DIPAV realiza directamente el cálculo con verificación por capas, permitiendo al usuario la definición de espesores de capas estabilizadas, sin embargo, como se requiere definir los espesores finales de cada capa analizando diversos factores como costos, disponibilidad de materiales, etc., cuenta también con la posibilidad de que el usuario realice ajustes en los distintos espesores verificando que la ecuación final de la sumatoria de aportes estructurales de cada una de las capas sea mayor o igual al Número Estructural requerido. 

Puesto que existen infinitas soluciones a la ecuación, es posible plantear cualquier combinación de espesores que cumpla con el SN requerido, sin embargo, es importante considerar la lógica de la verificación por capas que implica una protección para cada una de las capas considerando un espesor suficiente en la capa superior. Si esta condición no se cumple, las capas no protegidas serán más susceptibles a la erosión, ahuellamiento y deterioro prematuro. Su efecto se reflejará en la capa superior.

Espesores mínimos en función del SN - IV

Con este criterio cada capa del paquete estructural resulta protegida. Este procedimiento no es aplicable para determinar espesores de capas sobre otras que tengan un módulo resiliente mayor de 280 MPa (40000 psi). En este caso el espesor de la capa situada encima será establecido en base a la relación costo eficiencia y espesores mínimos desde el punto de vista constructivo. Ejemplo Calcular este paquete estructural en base al criterio de espesores mínimos siendo:

R = 90%

S_O = 0.35

W₁₈ = 10X10⁶ ESALs

DPSI = 2.0

Material	MR   MPa (psi)	ai	mi
Concreto asfáltico	2760  (400000)	0.42	1.0
Base piedra partida	207    (30000)	0.14	0.80
Subbase granular	97    (14000)	0.10	0.70
Subrasante	34      (5000)	----	----

Tabla 8.3. Propiedades de materiales

De acuerdo a los módulos resilientes se obtiene:

SN=5.2 pulg

SN₁=2.8 pulg para proteger la base

SN₂=3.8 pulg para proteger la subbase

SN₁^* + SN₂^* + SN₃^* = 2.94 + 0.90 + 1.40 = 5.24 ≥ 5.2

Espesores mínimos en función del SN - III

El espesor D1 debe ser:

Espesores mínimos en función del SN - II

En primer lugar, los materiales son seleccionados para cada capa, por ejemplo una capa de concreto asfáltico en caliente, una base tratada con asfalto y una subbase granular. Se conocen los módulos resilientes de cada capa. Usando el ábaco de la Figura 8.1 se pueden determinar los números estructurales requeridos para proteger cada capa no tratada reemplazando el módulo resiliente de la subrasante por el módulo resiliente de la capa que está inmediatamente abajo. Así para determinar el espesor D1 de la capa de concreto asfáltico se supone un MR igual al de la base y así se obtiene el SN1 que debe ser absorbido por el concreto asfáltico.

Espesores mínimos en función del SN - I

Esta metodología se basa en el concepto de que las capas granulares no tratadas deben estar protegidas de tensiones verticales excesivas que les producirían deformaciones permanentes. El proceso está indicado en la Figura 8.2 y se explica a continuación:

Estabilidad y factibilidad de construcción - II

Número de ESALs	Concreto asfáltico	Base granular
Menos de 50,000	2.5 cm	10 cm
50,000 - 15,000	5.0 cm	10 cm
150,000 - 500,000	6.5 cm	10 cm
500,000 - 2,000,000	7.5 cm	15 cm
2,000,000 - 7,000,000	9.0 cm	15 cm
Más de 7,000,0000	10.0 cm	15 cm

Tabla 8.2. Espesores mínimos de concreto asfáltico y base granular

El caso particular de los tratamientos superficiales únicamente es factible para tráfico reducido menor a los 50,000 ejes equivalentes, por tanto no es conveniente diseñar esta alternativa para tráficos elevados o períodos de vida superiores a los 4 a 5 años, puesto que por sus propias características es muy difícil que supere este período de vida útil.