ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD - II

Fijando una de las variables y haciendo variar la otra se puede estudiar su sensibilidad. En la Figura 8.7 se muestra el efecto del tránsito sobre el SN. Un incremento de ESALs de 5 a 25 millones produce un incremento de SN de 31 mm (1.24 pulg). Este incremento es más sustancial a bajos niveles de tránsito. Por ejemplo un incremento de 1 a 10 millones produce un aumento de 41 mm (1.61 pulg) en el SN, mientras que un incremento entre 20 y 25 millones produce un incremento de 4 mm (0.17 pulg) en SN.

Figura 8.7. Sensibilidad con respecto al tránsito

ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD - I

La influencia que tienen las variables de entrada sobre el SN es muy dispar, unas pesan más que otras e incluso para valores altos o bajos, una variable puede tener distintas influencias en el SN. A continuación se presentan varios ejemplos haciendo uso del programa DIPAV. El programa permite elaborar gráficos de sensibilidad, los que sirven tanto para analizar las repercusiones de la variabilidad de los distintos factores en el diseño así como para verificaciones y rápida toma de decisiones en obras. Los datos del ejemplo son:

W₁₈ (No. de ESALs) = 10x10⁶

Serviciabilidad inicial p_o = 4.2

Serviciabilidad final p_t = 2.5

Confiabilidad R = 90%

Desvío estándar de las variables S_o = 0.45

Módulo resiliente de la subrasante M_R = 5000 psi = 35 MPa

De este análisis resulta un número estructural SN = 143 mm (5.6 pulg).

CONSIDERACIONES DE PÉRDIDA DE SERVICIABILIDAD POR CONDICIONES AMBIENTALES - III

4. Se resta la pérdida de serviciabilidad por condiciones ambientales de la pérdida total de serviciabilidad (Δp = 4.4 – 2.5 = 1.9 en el ejemplo) para establecer la pérdida de serviciabilidad por efecto exclusivamente del tránsito y se la pone en columna 4.
5. Mediante el ábaco de la Figura 8.1 se puede estimar el número de ESALs que corresponde a la pérdida de serviciabilidad de columna 4. Estos valores se colocan en columna 5.
6. Se estima el número de años que corresponde a cada uno de los valores de ESALs de la columna 5 y estos valores van a la columna 6. 7. Se compara el período de vida útil de la columna 2 con el de la columna 6. Si la diferencia es mayor que un año, se promedian ambos y se usa este promedio para la próxima iteración. Si la diferencia es menor que un año se puede afirmar que se ha alcanzado la convergencia y el promedio entre valores correspondientes de la columna 2 y 6 es el período de vida útil previsto para ese camino con el número estructural adoptado.

p_o = 4.4

Máximo período de vida útil = 15 años

DPSI = 4.4 – 2.5 = 1.9

Tabla 8.5

CONSIDERACIONES DE PÉRDIDA DE SERVICIABILIDAD POR CONDICIONES AMBIENTALES - II

Figura 8.5. Pérdida de serviciabilidad por condiciones ambientales

CONSIDERACIONES DE PÉRDIDA DE SERVICIABILIDAD POR CONDICIONES AMBIENTALES - I

Es para el caso de paquetes estructurales sobre suelos expansivos o sometidos a hinchamiento por helada. El procedimiento a seguir es el siguiente:

1. Se selecciona un número estructural apropiado para la estructura inicial del pavimento usando los procedimientos ya descritos. Como el número estructural tiene muy pequeño efecto en la pérdida de serviciabilidad debido a las causas ambientales, este número estructural no debe ser mayor que el requerido para condiciones de subrasantes normales. En este caso es SN = 4.4 pulg. 2. Se selecciona un período de vida útil que se espera bajo condiciones de expansión o hinchamiento por helada y se lo coloca en la columna
2. Este período debe ser menor que el previsto para condiciones normales.

3. Usando el gráfico de pérdida de serviciabilidad por condiciones ambientales (Figura 8.5) se puede conocer la pérdida de serviciabilidad para los períodos de la columna 2 y se los coloca en la columna 3.

Consideraciones de costo en la selección de espesores de capas

Una vez establecidos los espesores mínimos en base al criterio de protección de capas, el costo inicial del pavimento debe ser minimizado para prever un diseño alternativo al ya obtenido. Una aproximación tendiente a reducir el costo de la estructura del pavimento es calcular el costo por unidad de SN para cada capa, en $/SN o sea costo unitario/ai mi. Por ejemplo, los costos de estos materiales son, según la tabla 8.4:

Tabla 8.4

Material	Costo unitario	ai	mi	$/SN	SN/$
Piedra partida	0.40	0,16	0.80	3.13	0.32
Grava	0.32	0.95	0.95	3.37	0.30
Concreto asfáltico	1.50	0.37	1.00	4.05	0.25

Usando este criterio se maximizará el espesor del material que provea la mayor contribución estructural por dólar o peso gastado y se minimizará el espesor de menor contribución por dólar o peso gastado En este caso, la piedra partida provee el mayor número estructural por cada dólar gastado y el concreto asfáltico el menor.

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