Métodos de diseño en pavimentos flexibles

Para el diseño y dimensionamiento de un pavimento existen varios métodos desarrollados por varios organismos, conoce los más utilizados en México.

 

Los métodos de diseño de pavimentos son guías desarrolladas por diferentes entidades gubernamentales con el fin de proveer a los especialistas, las herramientas necesarias para el diseño de estructuras de pavimento.

 

Un pavimento debe ser diseñado de tal manera que las cargas impuestas por el tránsito no generen deformaciones permanentes excesivas. Por lo que el método de diseño con el que se decida trabajar debe tener en cuenta las deformaciones que se producen en las diferentes capas de pavimento.

 

En esta ocasión presentamos 5 métodos de diseño:

 

Método del Instituto de Ingeniería de la UNAM

Desde hace aproximadamente tres décadas, en México contamos con un método de diseño para pavimentos desarrollado por el Instituto de Ingeniería de la UNAM. Este método partió del análisis de datos experimentales en tramos de prueba, en carreteras en servicio, de investigación teórica y de experimentación en laboratorio en la pista circular de pruebas, que influyó más recientemente en sucesivos perfeccionamientos. Este método considera como datos de entrada básicos el tipo de carretera, el número de carriles, la vida del proyecto, el tránsito diario promedio anual (TDPA), tasa de crecimiento y variables adicionales sobre características del terreno y materiales, así como de climas, nivel freático y precipitación pluvial. 

 

Método Español MOPU

El extinto Ministerio de Obras Públicas de España (MOPU) instruyó en 1989 a utilizar el “Catálogo de Secciones de Pavimentos Flexibles y Rígidos”. Toma en cuenta la intensidad media diaria de vehículos pesados que se prevea en el carril de proyecto y en el año de la puesta en servicio. Se utilizan para el diseño tres categorías de subrasante, definidas por su mínimo valor relativo de soporte (VRS). En base a las variables anteriores, el Catálogo proporciona 13 alternativas de solución para 5 diferentes tránsitos, 3 categorías de subrasantes y 8 clases de materiales diferentes, para usarse en las capas de la sección estructural de los pavimentos. Todo lo anterior se traduce en un Catálogo que proporciona al usuario o diseñador un abanico del orden de 500 secciones de pavimento.

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Método del Instituto del Asfalto de EU  

El método se basa principalmente en la aplicación de la teoría elástica en multicapas, que utiliza resultados de investigaciones recientes por parte de ese organismo. El manual presenta un procedimiento de diseño para obtener los espesores de la sección estructural de pavimentos, donde se utilizan el cemento asfáltico y las emulsiones asfálticas en toda la sección o en parte de ella. Como innovación en la versión actual, el método incorpora factores de ajuste de los ejes equivalentes de diseño, para diferentes presiones de contacto de las llantas sobre el pavimento, en función de su presión de inflado y de los espesores de la carpeta asfáltica, donde contempla desde cuatro hasta diez pulgadas de espesor (10 y 25 cm respectivamente). 

 

Método AASHTO

A partir de la versión del año 1986, y su correspondiente versión mejorada de 1993, el método AASHTO comenzó a introducir conceptos mecanicistas para adecuar algunos parámetros a condiciones diferentes a las que imperaron en el lugar del ensayo original. El método AASHTO-1993 para el diseño de pavimentos flexibles, se basa primordialmente en identificar un “número estructural (SN)” para el pavimento, que hace referencia a la resistencia estructural de un pavimento requerido para una combinación de soporte del suelo (Mr), transito total (W18), de la serviciabilidad terminal y de las condiciones ambientales.

 

Método IMT-PAVE

Aplica una metodología empírico-mecanicista, la cual pone énfasis en el concepto de espectro de carga para relacionarlo con el de daño; lo anterior mediante un análisis de esfuerzos y deformaciones en la estructura del pavimento y su correlación con los principales tipos de deterioros que presenta.

 

Lo primero será hacer una selección del diseño inicial, consistente en una estimación de valores para los componentes de entrada, mismos que se refieren a la geometría de la estructura. Después, se procede al cálculo de las respuestas estructurales en la sección estructural del pavimento. A partir de esto se calcula el nivel de daño esperado en el período de diseño (son dos), para introducir el concepto de vida remanente, el cual determinará cuando una sección ha excedido o no el valor máximo de daño acumulado.

 

Se observan diferencias importantes entre los métodos analizados y los niveles de tránsito, los cuales varían desde 500 vehículos diarios en ambas direcciones hasta 25,000, donde los espesores finales obtenidos convertidos a Número Estructural Equivalente, SN, muestran diferencias hasta del 100%.

 

En VISE estamos a la vanguardia en métodos de pavimentación y garantizamos el mejor para cada proyecto que realizamos.

 

Fuente: Instituto Mexicano del Transporte, SCT.

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