Determinación del espesor del pavimento (PARTE I)

En esencia, el procedimiento incluido en la Guía AASHTO determina el espesor D de un pavimento de concreto para que éste pueda soportar el paso de un número W 18 de ejes equivalentes de 18.000 libras (8,2 t) sin que se produzca una disminución en el índice de servicio -PSI súperior a un cierto valor, el cual se calcula a partir de una serie de medidas en el pavimento (regularidad superficial, agrietamiento, baches), y que se ha comprobado que tiene una buena correlación con la calificación subjetiva que dan al mismo los usuaruos.

La fórmula que relaciona las tres variables anteriores depende de:

W 18: Número previsto de ejes equivalentes de 18.000 libras (18 kips), a lo largo del periodo de diseño.

Zr : Valor de la desviación normal estándar asociado al nivel de confiabilidad con el que se desea diseñar el pavimento

So: Desviación estándar que combina por una parte la desviación estándar media de los errores de predicción del tránsito durante el periodo de diseño, y por otra la desviación estándar de los errores en la predicción del comportamiento del pavimento (expresado en ejes equivalentes de 18 kips) al alcanzar un determinado índice de servicio terminal

D: Espesor del pavimento de concreto (en pulgadas)

APSI: Diferencia entre los índices de servicio inicial y final

Pt: Índice de servicio final

Sc: Resistencia media del concreto (en psi, libras por pulgada cuadrada) a flexotracción a los 28 días (método de carga en los tercios de la luz)

Cd: Coeficiente de drenaje

J: Coeficiente de transmisión de cargas en las juntas

Ec: Módulo de elasticidad del concreto, en psi

K: Módulo de reacción o de reacción de la subrasante en pci (libras por pulgada cúbica) de la superficie (base, subbase o subrasante) en la que se apoya el pavimento de concreto.

En lo que se refiere a dichas variables, pueden hacerse sobre las mismas las siguientes consideraciones.

a) W18 (ejes simples equivalentes de 18 kips) a lo largo del periodo de diseño

El método AASHTO requiere la transformación a ejes simples equivalentes a 18 kips de los ejes de diferentes pesos que circularán sobre el pavimento a lo largo del periodo de diseño. Para ello, en la Guía se han incluido una serie de tablas con factores de conversión, las cuales dependen de varios parámetros: Clase de pavimento (flexible o rígido), tipo de ejes (simple, tándem, tridem), índice de servicio final y, en el caso de pavimentos rígidos, espesor del pavimento. Para estos últimos se han preparado nueve tablas, combinando cada uno de los tres tipos de ejes con tres valores del índice de servicio final:

2,0, 2,5 y 3,0. La Tabla 1 es un ejemplo de las mismas, correspondiente a la combinación: Eje simple e índice de servicio final igual a 2,5.

Si bien el exponente puede oscilar entre valores cercanos a 4: 3'8, 45...

En lo que se refiere al periodo de diseño, se indica que en general éste debe ser superior a 20 años, a fin de poder evaluar las distintas alternativas a largo plazo. Se recomienda incluso que el periodo de análisis incluya al menos una rehabilitación. Según el tipo de carretera, se sugieren los períodos de diseño indicados en la Tabla 2.

Tipo de carretera Periodo de diseño

(años)

Urbana de tránsito elevado 30 - 50

Interurbana de tránsito elevado 20 - 50

Pavimentada de baja intensidad de tránsito 15 - 25

De baja intensidad de tránsito pavimentación con grava 10 - 20

TABLA 2. Períodos de diseño a adoptar en función del tipo de carretera

El tránsito a tener en cuenta es el que utiliza el carril de diseño. Se admite que en general, en cada dirección circula el 50% del tránsito total (aunque en ocasiones puede variar entre el 30% y el 70%) y que, dependiendo del número de carriles en cada dirección, puede suponerse que sobre el carril de diseño circulan los porcentajes del tránsito en dicha dirección que figuran en la Tabla 3.N° de carriles en cada Porcentaje de ejes simples equivalentes de 18 kips en dirección el carril de diseño

1 l00

2 80 – l00

3 60 - 80

4 50 - 75

5

TABLA 3. Distribución del tránsito en función del número de carriles