Título del informe:

DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE Y RÍGIDO PARA DOS CARRILES DE LA VÍA  LOJA-CATAMAYO, INCLUYE METODOLOGÍA DE PAVIMENTOS CON ADOQUINES

Autor: Byron Gonzalo Robalino Quizhpe

Correo electrónico: bgrobalino1@utpl.edu.ec

Afiliación: Universidad Técnica Particular de Loja

Conteo de palabras:

Texto: 4730 palabras

Tablas: 6x 250 = 1500 palabras

Figuras: 5 x 250 = 1250 palabras

Total = 7480 palabras

1. RESUMEN

El pavimento es una superficie que sirve para la circulación para diferentes tipos de vehículos, la cual está constituida por un conjunto de capas de distintos materiales destinados a distribuir y transmitir las cargas producidas por el tránsito. En el presente documento se dará a conocer todo el procedimiento que se llevó a cabo para el diseño del pavimento flexible y rígido de la vía Loja-Catamayo, realizado con diferentes métodos de cálculo, para el pavimento flexible se ha utilizado el método del INSTITUTO DEL ASFALTO, método AASHTO y método SHELL, para el pavimento rígido los métodos utilizados fueron el del PCA, AASHTO y se añade un cálculo para pavimentos articulados; se observará todos los procedimientos y cálculos para cada uno de los métodos ya mencionados, partiendo desde la recolección de información necesaria  para redimensionar la estructura proyectada, se presentan cálculos en lo que se refiere al tránsito, como el número de ejes equivalentes al año de diseño, factor camión y  todos los datos y parámetros necesarios para poder realizar el cálculo, seguido de esto se podrá obtener un diseño de pavimento que basándose en una discusión de resultados se tendrá que elegir cuál de estos diseños conviene utilizar.                    

Palabras clave:

Pavimento, Estructura, Factor camión, AASHTO

Abstract:

The flooring is a surface that serves to circulate for different types of vehicles, which is constituted by a set of layers of different materials intended to distribute and transmit the loads produced by traffic. This document will be released throughout the procedure carried out for the design of flexible and rigid pavement Loja-Catamayo road, made with different calculation methods for flexible pavement has been used the method of INSTITUTE ASPHALT, AASHTO SHELL method and method for the rigid pavement methods used were the PCA, AASHTO and a calculation to floor articulated is added; all procedures and calculations for each of the aforementioned methods, starting from the collection of information necessary to resize the projected structure is observed, calculations in relation to traffic as the number of equivalents axes year design presented truck factor and all data and parameters required to perform the calculation, this can be followed will get a pavement designed based on a discussion of results will have to choose which of these designs should be used.

Key Words:

Pavement, Structure, Truck factor, AASHTO

2. INTRODUCCIÓN

El diseño de pavimentos consiste en permitir la circulación de los vehículos proyectados con distintas  cargas determinadas, durante un periodo de vida útil, cumpliendo en él todos los principios y normas de ingeniería que permitan obtener una obra vial resistente, duradera, funcional, económica, de apariencia agradable y ofrecer una adecuada seguridad al tránsito (Fonseca, 2008).

El presente trabajo está orientado a realizar un estudio y diseño del pavimento de la vía Loja-Catamayo, para esto se hace necesario un análisis del tránsito proyectado a un periodo de diseño de 20 años con conversión del tránsito a ejes equivalentes, un análisis de suelos que conforman esta vía para determinar las condiciones de la subrasante.

En la actualidad la calzada existente es de 6.70 m de ancho con 2% de pendiente transversal, conformada de dos carriles y 36 Km de longitud, la topografía del sector es irregular.

Para el dimensionamiento de la estructura de los pavimentos, se realizaron análisis partiendo desde el estudio del tránsito vehicular, propiedades de los materiales, características estructurales del pavimento, entre otros, con esta base de datos obtenida se puede realizar el diseño estructural del paquete asfáltico por medio de los diferentes métodos.

En lo que se refiere a materiales y métodos,  consiste en la descripción del procedimiento utilizado para alcanzar los resultados, por otro lado la sección de los resultados presentan lo obtenido en la sección antes mencionada detallando los aspectos clave para el diseño del pavimento, seguido se discutirá sobre los resultados más relevantes obtenidos en el diseño, como la estructura del paquete asfaltico, el TPDA, así también se presentará el diseño del pavimento rígido realizado por varios métodos, posteriormente se presenta un diseño de pavimento articulado para esta vía, finalmente se muestra las conclusiones a las que se ha llegado tras el desarrollo del proyecto.

3. MATERIALES Y MÉTODOS

Para el desarrollo del cálculo del pavimento flexible y rígido de la vía Loja-Catamayo se realizó las siguientes etapas:

1. Recopilación de información

Para poder desarrollar el diseño del pavimento, se tuvo que recopilar información necesaria para poder generar una base de datos, y así obtener información confiable que a su vez se traduzcan en alternativas de diseño. Los datos recogidos para el presente proyecto se obtuvieron  de estudios y diseños existentes. Todos los datos considerados deberán ser cuidadosamente seleccionados ya que muchas veces no son fiables, por ellos se tiene que realizar una evaluación cuidadosa y precisa.

2. Estudio del tránsito

Para realizar el dimensionamiento del pavimento, el estudio del tránsito es probablemente la variable más importante, pues el volumen y dimensiones de los vehículos son factores determinantes en el diseño de la estructura del pavimento(ESCOBAR, VASQUEZ, & GAVIRIA, 2012).

Para el análisis del volumen del tráfico asignado para este diseño, se ha considerado el tráfico que circula actualmente por la misma, estos datos se han obtenido mediante un aforo, que ha sido proporcionado estudiantes de la carrera de ingeniería civil de la UTPL.

1. Tasa de crecimiento

Para determinar el número de vehículos que transitan en el periodo de vida útil se ha aplicado la tasa de crecimiento en función del TPDA, dicha tasa de crecimiento para Ecuador es 4.00%, la que será tomada para realizar los cálculos más adelante.  

2. Periodo de diseño

Corresponde al tiempo que dura la estructura del pavimento antes que requiera una rehabilitación.

Para el diseñó presente, se  ha tomado un periodo de diseño de 20 años.

3. Porcentaje de vehículos pesados en el carril de diseño

Para efectos de dimensionamiento de un pavimento interesa solamente el tránsito que pasa por un carril, al que se denomina carril de diseño, que es aquel por el cual se espera que circulen el mayor volumen de vehículos pesados (Fonseca, 2008).

El número de carriles de la vía Loja-Catamayo es de dos, por ello,  el porcentaje de vehículos pesados en el carril de diseño es de 50%.

4. Determinación del factor camión

Corresponde a evaluar el pavimento a diferentes cargas aplicadas por ejes sencillos con carga equivalente de 8.2 toneladas, correspondiente al paso de un vehículo comercial que puede ser bus  o camión(Guillermo Thenoux Z., Felipe Halles A., 2002).

Para determinar el factor camión en este proyecto, se lo hizo por los métodos del Mopt-Ingeroute  y la Universidad del Cauca.

5. Determinación del número de ejes equivalentes en el carril de diseño

Una vez determinado el número de vehículos que circularan en el carril y durante el periodo de diseño, es posible convertir esta cantidad de vehículos comerciales a simples ejes equivalentes de 8.2 toneladas.

Para determinarlo se aplica la siguiente ecuación:

Donde:

TPD= Tránsito promedio diario inicial.

A= Porcentaje estimado de vehículos pesados (buses y camiones).

B= Porcentaje de vehículos pesados que emplean el carril de diseño.

r = Tasa anual de crecimiento del tránsito.

n = Periodo de diseño.

FC= Factor camión.

3. Estudio de la subrasante

El conocimiento y evaluación de  las condiciones y características geomecánicas de la subrasante tiene como fin proporcionar parámetros geotécnicos para el diseño del pavimento.

El ensayo más utilizado es el CBR, el cual es una medida de la resistencia del suelo al esfuerzo cortante bajo condiciones de humedad y densidad controladas.  El CBR adoptado para el pavimento de la vía Loja – Catamayo es un CBR=21.10% con el percentil de 75%.

4.  Diseño de la estructura del pavimento

Un pavimento está constituido por un conjunto de capas superpuestas, relativamente horizontales, que se diseñan y construyen técnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados (Arango Arredondo,Carlos Eduardo, n.d.).

6. Métodos de diseño utilizados

Los métodos que se utilizaron para el diseño estructural del pavimento fueron los métodos de diseño de pavimentos flexibles según el INSTITUTO DEL ASFALTO, método AASHTO y el método SHELL.

Para el diseño del pavimento rígido se utilizó el método del PCA (Portland Cement Association), método AASHTO para pavimento rígido, también se utiliza el método de cálculo para el diseño de pavimentos de adoquines de concreto.

7. Método de diseño de pavimentos según el instituto del asfalto

El método considera al pavimento como un sistema elástico de varias capas y para su análisis se emplean conceptos teóricos y experimentales. Los espesores y características de las diversas capas de la estructura, se determinan de tal forma que se cumplan dos condiciones básicas: que las deformaciones por tracción producidas en la fibra inferior de las capas asfálticas y las deformaciones verticales por compresión en la parte superior de la subrasante no superen los valores admisibles.

Para aplicar el método de diseño de pavimentos se debe realizar el siguiente proceso:

• Estimación del tránsito esperado durante el período de diseño expresado como número acumulado de ejes simples equivalentes de 8.2 toneladas en el carril de diseño (N).
• Determinación de la resistencia de los suelos típicos de subrasante. Si se emplea el ensayo CBR deberá aplicarse la expresión 7.1 o 7.3.
• Elección de los tipos de base y capa de rodadura a utilizar. Para cada tipo de base elegido el método presenta una gráfica de diseño que permite determinar los espesores de las diversas capas del pavimento. Ahora bien, siempre que se deseen utilizar bases estabilizadas de los tipos II  o III deberán cubrirse con concreto asfáltico en espesor no inferior a los que se indican en la Tabla 7.43 (Fonseca, 2008).

1. Diseño de pavimento por el método AASHTO

El método de diseño de la AASHTO, está en función del número ejes  equivalentes en el periodo de diseño, número estructural, pérdida de servicialidad en el tiempo y el módulo de residencia de la subrasante.

Para aplicar el método de diseño de pavimentos flexibles AASHTO se debe realizar el siguiente proceso:

• Determinación del tránsito de diseño aplicando la ecuación de número de ejes equivalentes.
• Determinación del módulo resiliente de la subrasante con la expresión:

• Determinación de los módulos resiliente de las capas de subbase y base granular, mediante las figuras 7.29 a 7.32 de libro Ingeniería de Pavimentos, Alfonso Montejo Fonseca.
• Determinación del SN o volumen estructural del pavimento a partir del módulo resiliente de la subrasante, mediante el uso de la gráfica de diseño que se presenta en la figura 7.33 del libro antes mencionado.
• Determinar el espesor necesario de asfalto a partir del módulo resiliente de la base y mediante el uso de la figura 7.33, procediendo lo mismo que el ya calculado, pero entrando en la gráfica con el Módulo resiliente de la base. De esta forma se obtiene SN 1 (número estructural sobre la base).
• Teniendo en cuenta que SN 1 = a1 D1 y que a1 se lo obtiene de la figura 7.28, se puede obtener D1, AASHTO recomienda redondear D1, por esta razón es necesario recalcular el número estructural correspondiente al concreto asfáltico SN 1.

• Determinar el espesor que debe tener la base granular, a partir del Módulo Resiliente de la capa de subbase, mediante el empleo de la Figura 7.33 pero, entrando con el módulo resiliente de la subbase. El valor que se obtiene es de SN2 y corresponde al volumen estructural que aportan la base granular y el concreto asfáltico.
• Teniendo en cuenta que es conocido el valor de SN 1, entonces, el valor del coeficiente estructural de la base se obtiene SN (Base granular). Recuerde que se debe redondear el valor obtenido y luego corregir en valor SN (Base granular).

• Determinación del espesor de la subbase a partir del número estructural del total del pavimento, del concreto asfáltico y de la base granular; de la siguiente forma:

2. Diseño de pavimentos por el método SHELL

Este método es de tipo racional, considera la estructura del pavimento como un sistema multicapa linealmente elástico, bajo la acción de las cargas de tránsito, en el cual los materiales se encuentran caracterizados por su módulo de elasticidad de Young (E) y su relación de Poisson (μ). Los materiales de la estructura se consideran homogéneos y se asume que las capas tienen una extensión infinita en sentido horizontal (Pablo lederman, 2008).

Los parámetros que se deben evaluar para el diseño son los siguientes:

• Transito  
• Temperatura
• Las propiedades de la subrasante, subbase y base
• Características de la mezcla asfáltica

Para determinar el tipo de mezcla asfáltica la Shell propone una serie de gráficas que están en función de ensayos rutinarios de laboratorio. El procedimiento a seguir es el siguiente:

1. Determinación del índice de penetración y la temperatura T800 del asfalto.
2. Determinación del Stiffness del asfalto a la temperatura de trabajo en obra.
3. Determinación del Stiffness de la mezcla asfáltica.
4. Identificación del código de rigidez de la mezcla (Tipo S1 o S2).
5. Determinación de la deformación máxima admisible específica de tracción en la fibra inferior de las capas asfálticas.
6. Identificación del código de fatiga de la mezcla.
7. Identificación del código total de la mezcla.

El empleo de gráficas de diseño en las gráfica SHELL, los espesores necesarios de las diversas capas del pavimento se hallan en base a cuatro parámetros:

• Tránsito esperado, expresado como N, el cual varía entre 104- 108.
• Clima, evaluado por la temperatura media anual ponderada del aire w-MAAT y presenta valores para (4° – 12° – 20° - 28°C).
• Módulo de elasticidad de la subrasante: para valores de MR (2.5 y 5 x 107; 1 y 2 x 108) que equivalen a CBR = 2.5 - 5 - 10 Y 20% respectivamente.
• Código de la mezcla (ocho en total).

En cualquier gráfica de diseño tres de los valores son constantes y el otro variable y por lo tanto, deberá escogerse una gráfica de diseño apropiada en función de los datos de que se dispongan.

3. Diseño del pavimento rígido por el método PCA

Los pavimentos rígidos son aquellos formados por una losa de concreto sobre una base o directamente sobre la subrasante, las cargas se transmiten directamente al suelo de forma minimizada ya que el pavimento rígido absorbe gran parte de los esfuerzos que las ruedas de los vehículos ejercen sobre el pavimento.

Este método tiene como propósito estimar los espesores mínimos de pavimento que se traduzcan en menores costos anuales. Si se toma un espesor mayor que el necesario, el pavimento presentara buen comportamiento con bajos costos de mantenimiento, pero el costo inicial será muy elevado. Ahora, si por el contrario, el espesor elegido es muy bajo, se requerirá un mantenimiento importante e interrupciones de tránsito prematuras y costosas, que excederán la compensación por el menor costo inicial(Fonseca, 2008).

1. Factores de diseño

Una vez elegido el tipo de pavimento por construir, el tipo de subbase y el tipo de berma, el diseño se realiza a partir de los siguientes factores:

• Módulo de rotura (MR)
• Resistencia de la subrasante (K)
• Los tipos, frecuencias y magnitudes de las cargas por eje esperadas
• Periodo de diseño, usualmente 20 años.

1. Diseño de pavimento rígido por el método AASHTO

El diseño del pavimento rígido por el método AASHTO involucra el análisis de diversos factores como el  tráfico, drenaje, clima, características de los suelos, capacidad de transferencia de carga, nivel de serviciabilidad deseado y el grado de confiabilidad al que se desea efectuar el diseño acorde con el grado de importancia de la carretera. Todos estos factores son necesarios para predecir un comportamiento confiable de la estructura del pavimento y evitar que el daño del pavimento alcance el nivel de colapso durante su vida en servicio.

La ecuación fundamental AASHTO para el diseño de pavimentos rígidos es:

Donde:

W18: Número de ejes equivalentes de 8.2 t

ZR: Desviación estándar

S0: Error estándar combinado

D: Espesor del pavimento de concreto

DPSI: Diferencia entre los índices de servicio inicial y final

Pt: Índice de servicio final

Sc: Módulo de rotura del concreto en psi.

J: Coeficiente de transferencia de carga.

Cd: Coeficiente de drenaje.

EC: Módulo de elasticidad del concreto, en psi.

K: Módulo de reacción de la subrasante (coeficiente de balasto), en pci (psi/pulg).

2. Método de diseño de pavimentos con adoquines

Estos pavimentos tienen la particularidad de que su capa de rodadura está conformada por adoquines de hormigón, colocados sobre una capa de arena y son sellados entre sus juntas con la misma arena. Los pavimentos con adoquines se comportan de la misma manera que un pavimento flexible estos pueden tener solamente una base o base y subbase, con espesores ligeramente menores que los utilizados para los pavimentos con asfalto.

4. RESULTADOS OBTENIDOS

1. Estudio del tránsito

Del aforo realizado se obtuvo un tránsito promedio diario inicial de 4532 vehículos, de los cuales el 82.8% son vehículos livianos, el 7.8% son buses y el 9.5% son camiones, el tránsito de camiones está distribuido así: C-2P=29.1%, C-2G=49.9%, C-3=12.1%, C-5=1.4% y mayores de C-5=7.5%.

2. Determinación del factor camión

Para la determinación de este factor se utilizó los factores de equivalencia de la Universidad del Cauca y factores del Mopt – Ingeroute, el cual se obtuvo los siguientes valores:

Tabla 1. Resultados del factor camión

3. Determinación del número de ejes equivalentes en el carril de diseño

Para el diseño  del pavimento de la vía Loja – Catamayo,   se ha determinado los siguientes valores  del Número de Pasadas de Ejes Equivalentes:

Tabla 2. Numero de ejes equivalentes de 8.2 toneladas en el carril de diseño

4. Diseño de la estructura del pavimento

1. Método de diseño de pavimento flexible según el instituto del asfalto

En la siguiente tabla se presenta el resumen de las mesclas que se obtuvieron al leer las tablas que se usan para realizar este método de diseño de pavimento.

Tabla 3. Resultados por el método del Instituto del asfalto

2. Método AASHTO

De conformidad con esta metodología se ha procedido el cálculo para el diseño del pavimento flexible como se describe a continuación:

2. Calculo del módulo resiliente de la subrasante

El Módulo Resiliente, se obtiene en función del C.B.R de diseño, utilizando la siguiente fórmula matemática:

3. Determinación de la serviciabilidad

La serviciabilidad de un pavimento se define como la capacidad de servir al tipo de tránsito para el cual ha sido diseñado, es el valor que indica el grado de confort que tiene la superficie para el desplazamiento de un vehículo.

Los índices de servicio inicial y final recomendados por la AASTHO 93 para pavimento flexible para una Arteria de mayor importancia son los siguientes:

Una vez establecido Po y Pt, se aplica la siguiente ecuación para definir el cambio total en el índice de servicio:

Para este caso DPSI corresponde un valor de 2.5

4. Confiabilidad

La confiabilidad está definida como la probabilidad de que un pavimento desarrolle su función durante su vida útil en condiciones adecuadas para su operación. Por tratarse de una vía Urbana principal la confiabilidad utilizada para el proyecto, corresponde a 90%.

5. Desviación estándar combinado (So)

La Guía AASHTO recomienda adoptar para So valores comprendidos dentro de los siguientes intervalos:

Para este caso la desviación estándar So = 0.45

6. Determinación del Número Estructural Requerido (SN)

Este parámetro se lo realizo mediante la aplicación AASHTO, para comparar los resultados que salieron de unas la figura 7.33 del libro Ingeniería de Pavimentos Alfonso Montejo, los resultados fueron:

7. Determinación de los espesores de la estructura de pavimento

1. Determinación del espesor necesario de concreto asfaltico

2. Determinación de espesor de la base granular

3. Determinación del espesor de la subbase

8. Estructura del pavimento

Una vez realizado el proceso de cálculo se puede obtener los siguientes resultados para la estructura que conforma el pavimento:

3. Método SHELL

Parámetros que se deben tener en cuenta para el diseño:

9. Transito

El dato del tránsito, requerido para el diseño del pavimento se efectúa a través del número acumulado de ejes equivalentes de 8.2 toneladas, el cual es:

10. Temperatura

Debido a que la temperatura influye en las propiedades de las capas asfálticas a causa de la susceptibilidad térmica, para el presente cálculo se tomara una temperatura de w-MAAT= 16 °C, que es la temperatura media anual del aire en la ciudad de Loja.

11. Propiedades de la subrasante, subbase y base

El conocimiento del módulo resiliente de la subrasante (Mr) o módulo dinámico de elasticidad, se puede determinar mediante ensayos tipo triaxial, con aplicación dinámica de carga sobre las muestras. Para este cálculo se emplean las mismas correlaciones para determinar el módulo resiliente de la base y subbase que se utilizó en el método AASHTO. Son las siguientes:

12. Características de la mescla asfáltica

De acuerdo a las propiedades del módulo de elasticidad dinámico, resistencia de la mescla a la fatiga, la Shell reconoce 8 tipos de mezclas asfálticas y presenta gráficas para cada una de ellas.

El procedimiento a seguir considera los siguientes pasos:

1. Determinación del índice de penetración y temperatura T800 del asfalto

La temperatura T800 se define como la temperatura a la cual el asfalto tiene una penetración de 800 milímetros, y se determina en la Figura. 7.40 del libro guía.

Con los datos que se muestran en la tabla se lee en la figura 7.40 un valor T800 = 56°C, y un índice de penetración IP= 0

2. Determinación del Stiffness del asfalto a la temperatura de trabajo en obra

Se emplea la gráfica de Van Deer Poel, figura 7.41, con un tiempo de aplicación de la carga igual a 0.02 segundos (recomendación Shell)

Con T mescla se lee en la figura 7.41:

3. Determinación del Stiffness de la mezcla asfáltica

Es necesario conocer la composición volumétrica de la mescla asfáltica de acuerdo con el diseño en el laboratorio. Para el caso se asume la siguiente dosificación:

Se emplea la figura 7.43 para la determinación de Stiffness:

4. Identificación del código de rigidez de la mezcla (Tipo S1 o S2)

Se emplea la Figura 7.44 en la cual se ubica el punto de confluencia del Stiffness del asfalto y de la mezcla. Con el Stiffness del asfalto de 1x107 N/m² y el Stiffness de la mezcla de 5x108 N/m².

Determinándose que este punto está más cerca de la curva S 2, por lo tanto el tipo de mezcla es S 2.

5. Se Determinación de la deformación máxima admisible específica detracción en la fibra inferior de las capas asfálticas

En la figura 7.45, con el módulo de rigidez de la mezcla de 5x108 N/m² , trazamos una recta que pase por el % en volumen de asfalto = 16 %, y la prolongamos hasta la primera línea vertical izquierda del cuadro situado a la derecha, encontrar la línea inclinada que corresponde al tránsito expresado N = 7.71 x106 ejes simples equivalentes, desde este punto se baja a la línea inferior del cuadro donde se determina la deformación horizontal por tracción  Є = 4x 10-3.

6. Identificación del código de fatiga de la mezcla

Se emplean las Figuras 7.46 y 7.47. En ambas gráficas se busca el punto de confluencia entre el Stiffness de la mezcla (5x108 N/m²) y la deformación por tracción (Є = 4x 10-3).

En ambas gráficas se busca el punto de confluencia entre el Stiffness de la mezcla y la deformación por tracción Є, para determinar el tránsito N (ejes simples equivalentes) más próximo al N de diseño.

El punto de confluencia más próximo al N de diseño determina el código de la mezcla.

El código de la mesclas seria: S2-F2

7. Identificación del código total de la mezcla

Como este método sólo permite la elección de dos penetraciones 50 y 100, en este caso se escoge el de 100 (1/10 mm) a una temperatura de 25 °C.

El código de la mesclas seria: S2-F2-100

Una vez determinado el código total de la mezcla se procede a determinar los espesores de las capas del pavimento.

13. Diseño estructural

Para determinar los espesores de las diversas capas de un pavimento por el método Shell se emplean gráficos en base a los siguientes parámetros:

• Tránsito esperado, expresado como N, el cual varía entre 104 – 108.
• Clima, evaluado por la temperatura media anual ponderada del aire w-MAAT y presenta valores para (40 – 120 – 200 - 28°C).
• Módulo de elasticidad de la subrasante: para valores de MR (2.5 Y 5 x 107; 1 Y 2 x 108) que equivalen a CBR = 2.5 - 5 - 10 Y 20% respectivamente.
• Código de la mezcla (ocho en total).

De la gráfica HN 51 se obtiene los siguientes datos:

Tabla 4. Resultados por el método SHELL

4. Pavimento rígido por el PCA

En la tabla se muestra el formato utilizado para la ejecución del diseño:

5. Pavimento rígido por AASHTO

Para la determinación del espesor del pavimento rígido por este método se cuenta con varias maneras de realizar este cálculo. El cual se describe a continuación:

1. Se puede realizar utilizando directamente la formula (7) descrita anteriormente, con ella ponemos realizar una hoja electrónica en Excel y proceder a realizar tanteos, dando valores de espesores, cuando se obtengan una igualdad se podrá leer directamente el espesor calculado del pavimento.
2. Existe una amplia gama de gráficos y tablas realizados por la AASHTO para el cálculo directo de el espesor de pavimento. Estas tablas están realizadas con la misma fórmula para calcular el espesor del pavimento (7), y sus valores se encuentran en tablas y luego se los pueden relacionar utilizando  el nomograma de la figura 8.6 del libro “Ingeniería de pavimento” de Alfonso Montejo Fonseca.
3. También se lo puede realizar directamente utilizando la aplicación que ha proporcionado el propio AASHTO para este cálculo, basta con digitar los datos que necesita el programa para obtener el resultado del espesor del pavimento.

1. Pavimento con adoquines

Para el diseño de este tipo de pavimento se utilizó como principal referencia el libro “Ingeniería de pavimento” de Alfonso Montejo Fonseca, ya que este  me presenta un procedimiento muy sencillo basado en gráficas  y siguiendo un procedimiento adecuado y ordenado se puede obtener un resultado que puede ser confiable  al momento de compararlo con un segundo procedimiento que me presenta el libro. Dicho segundo procedimiento se basa como ya lo habíamos mencionado en que el pavimento articulado funciona como un pavimento flexible, entonces con los datos suficientes se lo puede calcular siguiendo el procedimiento del AASHTO para pavimentos flexibles.

5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Para la determinación de los espesores de la estructura del pavimento flexible se han utilizado los métodos de la AASHTO 93, SHELL y MÉTODO DEL INSTITUTO DEL PAVIMENTO. Así también para el pavimento rígido se han utilizado el método PCA, AASHTO para pavimento rígido, y el cálculo para el pavimento articulado se lo realizo con el método del libro guía “Ingeniería de Pavimentos”. Calculándose para varias alternativas de diseño. A continuación se presenta el resumen de los espesores del pavimento requerido por cada método.

5. Método de diseño según el instituto del asfalto

Se deberá escoger el tipo de combinación que se ajuste a los requerimientos del proyecto en este caso se podrá usar concreto asfáltico o mezclas asfálticas Tipo I, base granular de 10 cm.

6. Método de diseño según AASHTO

Una vez que se ha establecido los cálculos, de acuerdo a los criterios que han sido descritos, la estructura del pavimento quedaría de la siguiente forma:

7. Método de diseño según SHELL

Para este método se ha selecciona la combinación número 4 para el espesor del pavimento:

8. Pavimento rígido por el PCA

Debido a las propiedades mecánicas del pavimento rígido, para este caso no es necesario utilizar una capara de base para la estructura ya que solo con la subbase trabaja muy bien y los esperes calculados se muestran a continuación.

9. Pavimento rígido por AASHTO

10. Pavimento con adoquines

6. CONCLUSIONES

• Para el análisis del tránsito se tomaron datos de aforos realizados por estudiantes de la escuela de ingeniería civil. Estos datos fueron promediados y a partir de ahí se asumió un TPD como resultado del promedio de 1 día. Esto puede generar que los cálculos arrojen un número de ejes equivalentes para los 20 años de periodo de diseño un poco bajo, que podría desfavorecer el dimensionamiento del pavimento. Sin embargo, este fenómeno puede ser contrarrestado por el ajuste realizado para un nivel de confiabilidad del 90%.
• La estructura de pavimento arrojada por el método AASHTO 93 para los parámetros adoptados en el presente proyecto, consta de una capa mínima de asfalto, la cual coincide con el espesor mínimo establecido por el manual de la ASSHTO para el tránsito establecido en las proyecciones realizadas.
• Durante el desarrollo del diseño según el método SHELL los parámetros para la definición del tipo de mezcla S2-F2-100 son muy sensibles al trazado en las gráficas, sin embargo al efectuar el trazado en las gráficas de las figuras tendencia estuvo altamente marcada hacia el tipo S2-F2.
• Al realizar el diseño de la estructura por el método de la AASHTO 93 bajo los parámetros asumidos, se nota claramente la diferencia con las dimensiones de la estructura diseñada por el método del Asfalto. Las capas asfálticas propuesta por la ASSHTO tiene dimensiones menores a la del Instituto del Asfalto y aun así las capas granulares de ésta última son menores.
• Luego de revisar los resultados obtenidos en cada uno de los métodos presentados en este informe, se puede concluir  que la mejor opción de diseño para el pavimento de esta vía es el pavimento flexible calculado con el método AASHTO, esto debido a que por su espesor de la capa de pavimento sería más económico en comparación  con un pavimento rígido, es sin duda alguna que un pavimento rígido sería mejor estructuralmente pero muy costos y su mantenimiento debido a la topografía que presenta la vía sería aún más, por ello y más, se escogió el pavimento flexible.
• Dentro del cálculo de los espesores del pavimento tanto en flexible como rígido es de vital importancia tener datos reales del tipo de suelo presente en esta vía en estudio, ya que de este dependerá muchos factores que al momento de calcular pueden variar los datos y  esto nos llevaría a un diseño deficiente.

7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Arango Arredondo,Carlos Eduardo, A. A. L. (n.d.). Enfoque Mecanistico Del metodo Shell y su aplicacion en la republica de colombia. Colombia.

ESCOBAR, L. M. M., VASQUEZ, L. C. G., & GAVIRIA, J. M. (2012). DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE Y RÍGIDO (Universida). Armenia.

Fonseca, A. M. (2008). Ingeniería de Pavimentos. (Universidad Católica de Colombia, Ed.). Bogotá DC: 2006.

Guillermo Thenoux Z., Felipe Halles A., Á. G. V. (2002). GUÍA DE DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS PARA CAMINOS DE BAJO VOLUMEN DE TRÁNSITO. Chile.

Pablo lederman. (2008). Metodo de diseño de la shell.