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8/17/2019 Método de Diseño de La AASHTO
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Método de diseño de la AASHTO.-86(93) en el diseño de pavimentos
fexibles
Alane
!a apliai"n del Método AASHTO-#$ se mant%vo &asta mediados del
año '983 %ando se detemin" *%e a%n %ando el poedimiento *%e
se apliaba alan+aba s%s ob,etivos bsios pod.an inoposele
al/%nos de los adelantos lo/ados en los anlisis 0 el diseño de
pavimentos *%e se &ab.an onoido 0 est%diado desde ese año '9#$1
2o esta a+"n en el pe.odo '98-'984 el S%bomité de 5iseño de
2avimentos ,%nto on %n /%po de n/enieos 7ons%ltoes omen+" a
evisa el 2oedimiento 2ovisional paa el 5iseño de 2avimentos
AASHTO-#$ 0 a nales del año '986 onl%0e s% taba,o on la
p%bliai"n del n%evo Man%al de 5iseño de :st%t%as de 2avimentos
AASHTO ;86 0 si/%e %na n%eva evisi"n en el año '993 po lo %al &o0
en d.a el método se onoe omo Método AASHTO-931
:ste Man%al mantiene las e%aiones de ompotamiento de los
pavimentos *%e se estableieon en el :xpeimento eentes eas del diseño inl%0endo las
si/%ientes?
'1 nopoai"n de %n @ato de 7onabilidad->%ndamentado en
%n posible ambio del to a lo la/o del pe.odo de diseño *%e
pemite al n/enieo 2o0etista %tili+a el onepto de anlisis de
ies/o paa los divesos tipos de >ailidades viales a po0eta1 $1 S%stit%i"n del
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la teo.a elstia paa la deteminai"n de los popiedades de
esistenia de los mateiales1 31 :mpleo de los m"d%los esilientes paa la deteminai"n de los
oeientes est%t%ales tanto de los mateiales nat%ales o
poesados omo de los estabili+ados1 1 :stableimiento de /%.as paa la onst%i"n de sistemas de
s%b-dena,es 0 modiai"n de las e%aiones de diseño *%e
pemiten toma en %enta las venta,as *%e es%ltan sobe el
ompotamiento de los pavimentos omo onse%enia de %n
b%en dena,e1 41 S%stit%i"n del @ato e/ional -valo ind%dablemente
bastante s%b,etivo- po %n en>o*%e ms aional *%e toma en
onsideai"n los e>etos de las aate.stias ambientales tales
omo &%medad 0 tempeat%a sobe las popiedades de los
mateiales1
Ecuación de diseño:
!a e%ai"n AASHTO-93 toma la si/%iente >oma?
SN +1¿5.19
¿¿
0.40+1094¿
log10Wt 18=Z R∗SO+9.36∗log10 (SN +1 )−0.20+log10 [ ∆ PSI 4.2−1.5 ]
¿
Variables independientes:
Wt 18 ? CBmeo de apliaiones de a/as e*%ivalentes de 8D EC
a%m%ladas en el peiodo de diseño (n)
ZR:
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7onabilidad del diseño () o /ado onan+a en *%e las a/as de
diseño no sen s%peadas po las a/as eales apliadas sobe el
pavimento1
So? 5esviai"n estnda del sistema >%ni"n de posibles vaiaiones en
las estimaiones de tnsito (a/as 0 volBmenes) 0 ompotamiento del
pavimento a lo la/o de s% vida de seviio1
FPSI? 2édida de Seviiabilidad (7ondii"n de Seviio) pevista en el
diseño 0 medida omo la di>eenia ente la Gplanit%d (alidad de
aabado) del pavimento al onl%ise s% onst%i"n (Sevieabilidad
niial (po) 0 s% planit%d al nal del peiodo de diseño (Seviapaidad
@inal (pt)1
MR? M"d%lo esiliente de la s%basante 0 de las apas de bases 0 s%b-
bases /an%laes obtenido a tavés de e%aiones de oelai"n on la
apaidad potante (7I) de los mateiales (s%elos 0 /an%laes)1
Variable dependiente:
SN: CBmeo :st%t%al o apaidad de la est%t%a paa sopota las
a/as ba,o las ondiiones (variables independientes) de diseño1
a) Las variables que se tienen que considerar en este mtodo!
ser"n las si#uientes:I$% &ariables en 'unción del tiempo$
:xisten dos vaiables *%e deben tomase en %enta 0 son?
J :l pe.odo de diseño1
J !a vida Btil del pavimento
:l pe.odo de diseño? es el tiempo total paa el %al se diseña %n
pavimento en >%ni"n de la po0ei"n del tnsito 0 el tiempo *%e se
onsidee apopiado paa *%e las ondiiones del entono se omienen
a altea despopoionadamente1
!a vida Btil del pavimento es a*%el tiempo *%e tans%e ente la
onst%i"n del mismo 0 el momento en *%e alan+a el m.nimo de
Seviiabilidad1
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:l pe.odo de diseño p%ede lle/a a se i/%al a la vida Btil de %n
pavimento= en los asos en *%e se onsideen eonst%iones "
e&abilitaiones a lo la/o del tiempo el pe.odo de diseño ompende
vaios pe.odos de vida Btil *%e son? el de pavimento oi/inal 0 el de las
e&abilitaiones1
Se eomiendan pe.odos de diseño en la si/%iente >oma?
2eiodos de diseño Tipo de 7aetea 2eiodo de diseñoA%topista e/ional $D - D años
Tonales s%b%banas
'4 K 3D años Tonales %ales
7oletoas s%b%banas
'D K $D años7oletoas %ales
ii1
%ni"n del tnsito1
II$% &ariables en 'unción del tr"nsito$
:sta vaiable es la al%lada en el ap.t%lo 3 de este man%al *%e es el
nBmeo de epetiiones de e,es e*%ivalentes de '8 Eips ( 8D EC ) o :SA!
Ls1 !a onvesi"n de %na a/a dada po e,e a e,e e*%ivalente o :SA! Ls se
&ae a tavés de los >atoes e*%ivalentes de a/a (!:@s)1
III$% (onabilidad *R)$
:ste valo se eee al /ado de se/%idad o veaidad de *%e el diseño
de la est%t%a de %n pavimento p%ede lle/a al n de s% pe.odo de
diseño en b%enas ondiiones1 1
I&$% Subrasantes e+pansivas$
:n el aso de existi s%basantes expansivas po e>eto de la sat%ai"n
es neesaio anali+a la pédida de seviiabilidad (N2S) debido a esta
a%sa &aiendo los anlisis de laboatoio a los mateiales existentes en
el po0eto1
@%ente? man%al ento ameiano de nomas paa el diseño /eométio de las
aeteas e/ionales S:7A $ DD'1
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&$% (riterios para determinar la serviciabilidad$
!a seviiabilidad de %na est%t%a de pavimento es la apaidad *%e
tiene éste de sevi al tipo 0 vol%men de tnsito paa el %al >%e
diseñado1 :l .ndie de seviiabilidad se alia ente D (malasondiiones) 0 4 (pe>eto)1
2aa el diseño de pavimentos debe as%mise la seviiabilidad iniial 0 la
seviiabilidad nal= la iniial (po) es >%ni"n dieta del diseño de la
est%t%a de pavimento 0 de la alidad on *%e se onst%0e la
aetea la nal " teminal (pt ) va en >%ni"n de la ate/o.a del
amino 0 se adopta en base a esto 0 al iteio del diseñado= los valoes
*%e se eomiendan po expeienia son?
Serviciabilidad inicial$
Po 14 paa pavimentos ./idos1
Po 1$ paa pavimentos fexibles1
Serviciabilidad nal ,$
Pt $14 o ms paa aminos pinipales1
Pt $1D paa aminos de tnsito meno1
&I$% Propiedades de los materiales$
:n el ap.t%lo se onsideaon las popiedades de los mateiales *%e
son las *%e se valoan paa obtene el m"d%lo de esilienia 0a *%e en
>%ni"n de éste se lle/a a los oeientes de los nBmeos est%t%ales
(SC)1
&II$% -rena.es$
:n el ap.t%lo 6 se est%dian estos valoes on el método de AASHTO 0
son los oeientes de apa los %ales se a,%stan on >atoes ma0oes
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o menoes *%e la %nidad paa toma en %enta el dena,e 0 el tiempo en
*%e las apas /an%laes estn sometidas a niveles de &%medad ea
de la sat%ai"n1
b) -eterminación de espesores$
:n el iniso a) se pesent" la >"m%la de diseño paa pavimentos
fexibles 0 las vaiables (n%meales del a "m%la p%ede esolvese en >oma man%al lo %al es%lta bastante
ompliado1 2o medio elet"nio de l%lo se lo/a exatit%d 0
apide+ paa la obteni"n de es%ltados1
:n los pavimentos de me+las as>ltias po medio de la >"m%la de
diseño se obtiene el nBmeo est%t%al (SC) 0 en >%ni"n del mismo se
deteminan los distintos espesoes de las apas *%e on>oman el
pa*%ete est%t%al= el diseño est basado en la identiai"n del
nBmeo est%t%al del pavimento fexible 0 la antidad de e,es de a/a
tansitando
I$% -eterminación del n/mero estructural requerido$
:n la /%a #-' se pesenta la /%a del bao po medio del %al se
obtiene el nBmeo est%t%al1 !as vaiables paa detemina el nBmeo
est%t%al de diseño e*%eido son las si/%ientes?
!a antidad estimada de e,es e*%ivalentes (:SA! Ls) po ail
paa el pe.odo de diseño1
!a onabilidad () omo se india en a) 1
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:l on,%nto total de las desviaiones estnda (So) se eomienda
%tili+a los valoes ompendidos dento de los intevalos
si/%ientes?
2aa pavimentos fexibles D1D K D14D
:n onst%i"n n%eva D134 K D1D
:n sobe-apas D14D
• :l m"d%lo de esilienia e>etivo (*%e tome en %enta las
vaiaiones a lo la/o del año) de la s%basante (M)1• !a pédida de seviiabilidad P2S 2o K 2t
A ontin%ai"n se da %n e,emplo en la %al se aplian deteminadas
ondiiones espe.as paa el diseño de %n pavimento= %ando se
tienen " as%men estos valoes el nBmeo est%t%al obtenido es a*%el
*%e es neesaio paa las ondiiones espe.as *%e on>oman %n
pa*%ete est%t%al1
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:sta
>"m%la tiene m%&as sol%iones en >%ni"n de las di>eentes
ombinaiones de espesoes= no obstante existen nomativas *%e
tienden a da espesoes de apas *%e deben se onst%idas 0
pote/idas de de>omaiones pemanentes po e>eto de las apas
s%peioes de ma0o esistenia1
!as nomas *%e se deben onsidea son las si/%ientes?
II$% Estabilidad 0 'actibilidad de la construcción$
:n la ptia no deben oloase apas on espesoes menoes *%e los
m.nimos e*%eidos 0a *%e las apas on espesoes ma0oes *%e el
m.nimo son ms estables1 @e%entemente se espeia %n valo ma0o
en el espeso de apas on el ob,eto de mantene la est%t%a de
pavimento en me,oes ondiiones paa absobe los e>etos *%e
pod%en los s%elos expansivos1
7%ando se %tilien omo apa de odad%a tatamientos s%peiales no
se debe onsidea apote est%t%al de esta apa= peo tiene %n /an
e>eto en la base 0 la s%bbase 0a *%e impemeabili+a la s%peie 0 no
pemite la entada de a/%a a la est%t%a de pavimento1
:n la si/%iente tabla se dan valoes de los espesoes m.nimos s%/eidos
paa apas as>ltias 0 base /an%la en >%ni"n del tnsito1
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Tales m.nimos dependen de las ptias loales 0 est ondiionado el
%salos= diseñadoes p%eden enonta neesaio modia &aia aiba
los espesoes m.nimos po s% expeienia obtenida= estos valoes son
s%/eidos 0 se onsidea s% %so tomando en %enta *%e son apas
as>ltias sobe bases /an%laes sin tata1
III$% Espesores m1nimos en 'unción del n/mero estructural$
:l ob,eto de este onepto est basado en *%e las apas /an%laes no
tatadas deben de esta pe>etamente pote/idas de pesiones
vetiales exesivas *%e lle/%en a pod%i de>omaiones
pemanentes1
2aa
evita las de>omaiones exesivas los mateiales son seleionados
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paa ada apa as.? S%peie de odad%a base /an%la 0 s%bbase on
b%en 7I l.mites et1 2aa ada %no de los mateiales se deben
onoe los m"d%los de esilienia1
Qtili+ando el bao se p%eden enonta los nBmeos est%t%alese*%eidos paa pote/e ada apa no tatada eempla+ando el m"d%lo
de esilienia de la apa s%peio po el m"d%lo de esilienia de la apa
*%e esta inmediatamente aba,o= as. paa detemina el espeso 5' de la
apa as>ltia se s%pone %n M i/%al al de la base 0 as. se obtiene el
SC' *%e debe se absobido po di&a apa1 :l espeso de 5' debe se?
a 5 m 0 SC estn denidos en el texto 0 son los valoes m.nimos
e*%eidos1
J :l asteiso GR en 5 o SC india 0 epesenta el valo at%almente
%sado *%e debe se i/%al o ma0o al valo e*%eido1
Se adopta %n espeso 5'R li/eamente ma0o 0 el nBmeo est%t%al
absobido po esta apa es?
SC'R a' x 5'R
2aa detemina el espeso m.nimo de la base se enta al bao on el
M de la s%bbase 0 entones se obtiene el SC$ a se absobido po el
oneto as>ltio 0 la base1 As.?
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Se adopta %n espeso li/eamente ma0o 5$R 0 el nBmeo est%t%al
absobido se?
2o Bltimo paa la s%bbase se enta on el M oespondiente a la
s%basante 0 se obtiene SC3 SC paa todo el pa*%ete est%t%al
al%lado o sea la apa as>ltia base 0 s%bbase1 :n este aso el
espeso es?
Se adopta %n espeso li/eamente ma0o 53R 0 se obtiene el nBmeo
est%t%al absobido po la s%bbase1
7omo veiai"n tenemos?
7on el es%ltado *%e se obtiene en la >"m%la (#-8) de *%e el nBmeo
est%t%al total debe se omo m.nimo i/%al " ma0o a la s%ma de los
nBmeos est%t%ales de ada apa el iteio es *%e ada apa del
pa*%ete est%t%al *%eda pote/ida de los es>%e+os a los %ales va a
se sometida1
:ste poedimiento no es apliable paa detemina espesoes de apas
*%e estén sobe otas *%e ten/an %n m"d%lo de esilienia ma0o de
$8D M2a (DDDD 2S)= en estos asos el espeso de la apa oloada
sobe ota *%e ten/a estas aate.stias debe se denida po el
osto-eienia de la misma o %tili+a espesoes m.nimos desde el p%nto
de vista onst%tivo= esto *%iee dei *%e omo la apa de aba,o tiene
%n m"d%lo de esilienia alto la apa *%e se olo*%e enima de ella
debe tene omo m.nimo %n m"d%lo de esilienia i/%al " ma0o 0 se
deidi si es neesaio oloala o se %tili+a el m.nimo espeiado1
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E.emplo?
7al%la el pa*%ete est%t%al %tili+ando los si/%ientes valoes1
5e
a%edo a los M"d%los de esilienia (M) se obtienen los nBmeos
est%t%ales de diseño (SC) %tili+ando el bao de la /%a #-' de la
si/%iente >oma?
'1 7omen+ando en el lado i+*%iedo del bao en donde die
G7onabilidad () se sale on valo de D1941$1 :n la si/%iente l.nea inlinada *%e die G5esviai"n Standad So
se pone el valo de So D134 0 %niendo este p%nto on el de
D194 del p%nto anteio se ta+a %na l.nea *%e inteepte la
si/%iente l.nea T! en %n p%nto *%e va a sevi de pivote131 :n la si/%iente l.nea vetial die GCo1 Total de :SA! Ls apliados
'8 (millones) en esta enontamos el valo de 4 x 'D 6 :SA! Ls
4DDDDDD 4 en el bao= entones %niendo el p%nto de pivote
de la l.nea anteio on este n%evo p%nto se en%enta oto p%nto
pivote en la si/%iente l.nea vetial T!11 :n la si/%iente l.nea vetial *%e die GM"d%lo esiliente e>etivo
de la s%basante (Esi) se en%enta el valo de M (Mpa-psi)
4DDD 4 *%e est en la tabla paa la s%basante se %ne el Bltimo
p%nto pivote enontado anteiomente 0 el valo de 4 en esta
l.nea &asta enonta la pimea l.nea vetial i+*%ieda del %ado
sit%ado a la extema dee&a1
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41 5e este p%nto de intesei"n se ontinBa &oi+ontalmente &asta
enonta la l.nea inlinada *%e oesponde a %n valo de N2S
$D *%e es G2édida de seviiabilidad de diseño " N2S de este
p%nto se ba,a a la l.nea in>eio del %ado en donde se en%enta
el GCBmeo est%t%al de diseño SC *%e paa el aso es 41D
(paa pote/e la s%basante) *%e es el CBmeo :st%t%al
e*%eido paa pote/e toda la est%t%a del pavimento161 2aa los si/%ientes valoes de M 'DDD ' el valo de SC$ es
316D (paa pote/e la s%bbase /an%la) 0 paa M 3DDDD 3D
el valo de SC' es de $164 (paa pote/e la base tit%ada)1#1 Se/%idamente paa enonta los valoes de los oeientes
est%t%ales de apa ( a x ) se &ae %so de las /%as si/%ientes
en >%ni"n del m"d%lo elstio del oneto as>ltio 0 los m"d%los
de esilienia de la base 0 la s%bbase paa lo %al se poede as.?#1') 7on el valo del m"d%lo elstio del oneto as>ltio (M2a
DDDDD ) se en%enta el oeiente est%t%al de apa a'
&aiendo %so de la /%a #-3= paa el aso saliendo del valo de
DDDDD en la /%a &aia aiba a inteepta la l.nea de pivote 0
de all. &oi+ontalmente &aia la i+*%ieda paa enonta el valo
oespondiente de a ' D1$17%ando no se ten/a el valo del m"d%lo de elastiidad del oneto
as>ltio el oeiente est%t%al se p%ede al%la on base en
la estabilidad Mas&all
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#1$
#1$
#1$
2aa enonta el valo de oeiente de apa a$ de las bases
tit%adas o /an%laes se %sa la /%a 0 on el M"d%lo de
esilienia M 3DDDD " 3D (2S) en la l.nea vetial del lado
extemo dee&o &oi+ontalmente se ta+a %na l.nea &asta
enonta la l.nea vetial del extemo i+*%iedo lo %al da %n
valo de a$ D1'1
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7%ando se %tilien bases estabili+adas el oeiente est%t%al se
al%la on>ome a la si/%iente /%a1
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#13 2aa
enonta el valo del oeiente de apa a3 en la s%bbase se %sa la
/%a #-# 0 on el M"d%lo de esilienia M 'DDD " ' (2S) (Tabla #-
3) en la l.nea vetial del lado extemo dee&o &oi+ontalmente se
ta+a %na l.nea &asta enonta la l.nea vetial del extemo i+*%iedo lo
%al da %n valo de a 3 D1'D1
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81-
Se/%idamente on>ome lo estip%lado en el ap.t%lo 61'14 (método del
a%dal onstante) se al%la el 7oeiente de 5ena,e (mi) *%e paa el
aso son los valoes *%e apaeen en la ol%mna de la extema dee&a
de la tabla1
91- Se al%la el espeso de apa as>ltia s%poniendo %n M i/%al al de
la base= as. se al%la el SC' *%e debe se absobido po el oneto
as>ltio on>ome la >"m%la #-$ en >%ni"n de?
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:ntones el SC'R absobido po el 7oneto As>ltio on>ome la
>"m%la #-6 es?
5esp%és se al%la el espeso m.nimo de la apa de base1
:ntones el SC$R absobido po la base1
5esp%és se al%la el espeso de la s%bbase1
Siendo el SC3R absobido po la s%bbase1
2aa veiai"n tenemos la >"m%la *%e es la s%ma de los valoes1
2o lo tanto los espesoes de diseño *%e %mplan on las
espeiaiones de los mateiales son?
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Si el es%ltado de la s%ma de los nBmeos est%t%ales es meno al
nBmeo est%t%al e*%eido es neesaio evisa los espesoes
as%midos en el iniio inementndolos paa obtene %n nBmeo
est%t%al ma0o1 Se deben onsidea otos >atoes *%e p%eden
modiase paa obtene el nBmeo est%t%al e*%eido (mateiales
dena,es pe.odos de diseño et)1