los factores que intervienen en el diseño del pavimento son el clima, el transito, etc. elementos que constituyen un pavimento,.

1. UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SANTO
DOMINGO
(UASD)
SANTIAGO
PAVIMENTOS CIV- 445
FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL DISEÑO DE LOS PAVIMENTOS

2. FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL DISEÑO DE
LOS PAVIMENTOS
SUELOS DE LA SUB-RASANTE, CAPACIDAD
SOPORTE.
MATERIALES ESTRUCTURALES.
CARGA GENERADA POR TRÁFICO, EJES
EQUIVALENTES.

3. FACTORES A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DE PAVIMENTOS
EL TRÁNSITO
Interesan para el dimensionamiento de los pavimentos las
cargas más pesadas por eje (simple, tándem o tridem)
esperadas en el carril de diseño (el más solicitado, que
determinará la estructura del pavimento de la carretera)
durante el período de diseño adoptado. La repetición de
las cargas del tránsito y la consecuente acumulación de
deformaciones sobre el pavimento (fatiga) son
fundamentales para el cálculo. Además, se deben tener en
cuenta las máximas presiones de contacto, las
solicitaciones tangenciales en tramos especiales (curvas,
zonas de frenado y aceleración, etc.), las velocidades de
operación de los vehículos (en especial las lentas en zonas
de estacionamiento de vehículos pesados), la canalización
del tránsito, etc.

4. LA SUBRASANTE
De la calidad de esta capa depende, en gran parte, el espesor que debe tener un pavimento, sea éste
flexible o rígido. Como parámetro de evaluación de esta capa se emplea la capacidad de soporte o
resistencia a la deformación por esfuerzo cortante bajo las cargas del tránsito. Es necesario tener en cuenta
la sensibilidad del suelo a la humedad, tanto en lo que se refiere a la resistencia como a las eventuales
variaciones de volumen (hinchamiento - retracción). Los cambios de volumen de un suelo de subrasante de
tipo expansivo pueden ocasionar graves daños en las estructuras que se apoyen sobre éste, por esta razón
cuando se construya un pavimento sobre este tipo de suelos deberá tomarse la precaución de impedir las
variaciones de humedad del suelo para lo cual habrá que pensar en la impermeabilización de la estructura.
Otra forma de enfrentar este problema es mediante la estabilización de este tipo de suelo con algún
aditivo, en nuestro medio los mejores resultados se han logrado mediante la estabilización de suelos con
cal.

5. EL CLIMA
Los factores que en nuestro medio más afectan a un pavimento son las lluvias y los
cambios de temperatura.
Las lluvias por su acción directa en la elevación del nivel freático influyen en la resistencia, la
compresibilidad y los cambios volumétricos de los suelos de subrasante especialmente. Este
parámetro también influye en algunas actividades de construcción tales como el
movimiento de tierras y la colocación y compactación de capas granulares y asfálticas.
Los cambios de temperatura en las losas de pavimentos rígidos ocasionan en éstas
esfuerzos muy elevados, que en algunos casos pueden ser superiores a los generados por
las cargas de los vehículos que circulan sobre ellas. En los pavimentos flexibles y dado que
el asfalto tiene una alta susceptibilidad térmica, el aumento o la disminución de
temperatura puede ocasionar una modificación sustancial en el módulo de elasticidad de
las capas asfálticas, ocasionando en ellas y bajo condiciones especiales, deformaciones o
agrietamientos que influirían en el nivel de servicio de la vía

6. LOS MATERIALES DISPONIBLES
Los materiales disponibles son determinantes para la selección de la estructura de pavimento más
adecuada técnica y económicamente. Por una parte, se consideran los agregados disponibles en canteras
y depósitos aluviales del área. Además de la calidad requerida, en la que se incluye la deseada
homogeneidad, hay que atender al volumen disponible aprovechable, a las facilidades de explotación y al
precio, condicionado en buena medida por la distancia de acarreo. Por otra parte, se deben considerar los
materiales básicos de mayor costo: ligantes y conglomerantes, especialmente.
El análisis de los costos de construcción debe complementarse con una prevención del comportamiento
del pavimento durante el período de diseño, la conservación necesaria y su costo actualizado y,
finalmente, una estimación de futuros refuerzos estructurales, renovaciones superficiales o
reconstrucciones.
Deberá tenerse en cuenta, además, los costos del usuario relacionados con su seguridad y con las
demoras que se originan en carreteras relativamente congestionadas por los trabajos de conservación y
repavimentación.

7. LA SUBRASANTE CAPACIDAD SOPORTE
LA SUB RASANTE ES LA SUPERFICIE TERMINADA
DE LA CARRETERA A NIVEL DE MOVIMIENTO DE
TIERRA (CORTE Y RELLENO) , SOBRE LA CUAL SE
COLOCA LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO.
ES EL ASIENTO DIRECTO DE LA ESTRUCTURA DEL
PAVIMENTO Y FORMA PARTE DEL PRISMA DE LA
CARRETERA QUE SE CONSTRUYE ENTRE EL
TERRENO NATURAL ALINEADO O EXPLANADA Y
LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO.

8. CAPA DE LA SUBRASANTE
LA CARACTERIZACIÓN DE LOS SUELOS DE LA SUBRASANTE COMPRENDE LAS SIGUIENTES
ETAPAS:
 EVALUACIÓN TOPOGRÁFICA
 EXPLORACIÓN DE LA SUBRASANTE
 DEFINICIÓN DEL PERFIL Y DELIMITACIÓN DE ÁREAS HOMOGÉNEAS
 EJECUCIÓN DE ENSAYOS DE RESISTENCIA SOBRE LOS SUELOS PREDOMINANTES
 DETERMINACIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA DE DISEÑO PARA
CADA ÁREA HOMOGÉNEA

9. EXPLORACIÓN DE LA SUB RASANTE
SE DEBE ADELANTAR UNA INVESTIGACIÓN A LO LARGO DEL ALINEAMIENTO
APROBADO, CON EL FIN DE IDENTIFICAR LA EXTENSIÓN Y LA CONDICIÓN DE
LOS DIFERENTES DEPÓSITOS DE SUELO QUE SE ENCUENTRE. LA
EXPLORACIÓN DE REALIZA MEDIANTE PERFORACIONES A INTERVALOS
DEFINIDOS DE ACUERDO CON LA VARIABILIDAD DEL TERRENO, LA LONGITUD
Y LA IMPORTANCIA DEL PROYECTO Y LOS RECURSOS TÉCNICOS Y
ECONÓMICOS DISPONIBLES. LAS PERFORACIONES DEBERÁN ALCANZAR,
CUANDO MENOS, 1.5 MT BAJO LA COTA PROYECTADA DE SUBRASANTE.

10. Con el objeto de establecer las
propiedades físicas de cada suelo
muestreado y estimar su
comportamiento bajo diversas
condiciones, es necesario efectuar
varias pruebas. Al respecto, se
encuentran normalizadas cierto
número de pruebas cuyos
nombres identifican las
características que determinan.
ENSAYOS DE LABORATORIO A LAS MUESTRAS OBTENIDAS PARA
DETERMINAR SUS PROPIEDADES FÍSICAS EN RELACIÓN CON LA
ESTABILIDAD Y CAPACIDAD DE SOPORTE DE LA SUBRASANTE.
Determinación del contenido de humedad
Análisis granulométrico
Determinación del límite plástico de los suelos
Determinación del límite líquido de los suelos
Peso específico
Ensayos de compactación de suelo
Determinación de la densidad del suelo en el terreno
Determinación de la resistencia de los suelos:
Los ensayos de resistencia más difundidos en nuestro
medio son el CBR (de laboratorio y campo) y los ensayos
de carga sobre una placa.
Ensayo CBR
Ensayo de carga directa sobre placa: (AASHTO Dl195 y Dl196):
Esta prueba se utiliza para evaluar la capacidad portante de las subrasantes, las bases y, en ocasiones, los
pavimentos completos. Aunque esta prueba es generalmente aplicada al diseño de pavimentos rígidos, en la
actualidad también se utiliza en pavimentos flexibles.

11. Una forma de clasificación de la capacidad
de un suelo para ser utilizado como sub-
rasante o material de base en construcción
de carretera.
El ensayo CBR (la ASTM denomina el
ensayo simplemente un ensayo de relación
de soporte) mide la resistencia al corte de un
suelo bajo condiciones de humedad y
densidad controlada.

12. Es interesante comentar que el experimento puede hacerse en el terreno o en un suelo
compactado.
El número CBR (o simplemente, CBR) se obtiene como la relación de la carga unitaria (en
libras por pulgada cuadrada) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración
del pistón de penetración (con un área de 19.4 cm') dentro de la muestra compactada de
suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrón
requerida para obtener la misma profundidad de penetración en una muestra estándar de
material triturado.

13. EN FORMA DE ECUACIÓN ESTO ES:
De esta ecuación se puede ver que el número CBR es un porcentaje de la carga unitaria
patrón. En la práctica, el símbolo de porcentaje se quita y la relación se presenta
simplemente por el número entero, como 3, 45, 98. Los valores de carga unitaria que
deben utilizarse en la ecuación, son los siguientes:

14. El número CBR usualmente se basa en la relación de carga para una penetración de 2.5 mm.
Sin embargo, si el valor de CBR a una penetración de 5.0 mm es mayor, el ensayo debería
repetirse (ordinariamente). Si un segundo ensayo produce nuevamente un valor de CBR
mayor de 5.0 mm de penetración, dicho valor debe aceptarse como valor final del ensayo.
Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de
humedad óptimo para el suelo específico determinado, utilizando el ensayo de
compactación estándar (o modificando) del experimento No. 9.
A continuación utilizando los métodos 2 ó 4 de las normas ASTM D698-70 ó D1557-70
(para el molde de 15.2 cm de diámetro), se debe compactar las muestras utilizando las
siguientes energías de compactación:

15. A menudo se compactan dos moldes de suelo, uno para penetración inmediata y otro para penetración
después de dejarlo saturar por un período de 96 horas.
El ensayo sobre la muestra saturada cumple dos propósitos:
1. Dar información sobre la expansión esperada en el suelo bajo la estructura de pavimento cuando el
suelo se satura.
2. Dar indicación de la pérdida de resistencia debida a la saturación en el campo.
El ensayo de penetración se lleva a cabo en una máquina de compresión utilizando una tasa de
deformación unitaria de 1.27 mm/min o Se toman lecturas de carga contra penetración a cada 0.5 mm de
penetración hasta llegar a un valor de 5.0 mm, a partir del cual se toman lecturas con incrementos de 2,5
mm hasta obtener una penetración total de 12.7 mm
El valor de CBR se utiliza para establecer una relación entre el comportamiento de los suelos
principalmente Con fines de utilización con base y sub-rasante bajo pavimentos de carreteras y
aeropistas.

16. Las deformaciones resilientes o elásticas son de recuperación instantánea y suele denominarse
plásticas a aquéllas que permanecen en el pavimento después de cesar la carga.

17. ESTUDIO DE LA SUBRASANTE
Definición del perfil y programación de los ensayos de resistencia
Completada la exploración y clasificados los suelos por un sistema convencional con el apoyo de
la clasificación visual, se deberá elaborar un perfil para cada unidad, con base en el cual se
determinan los suelos que controlarán el diseño y se establecerá el programa de ensayos para
establecer su resistencia.
Si en un determinado tramo se presenta una gran heterogeneidad en los suelos de subrasante
que no permita definir uno como predominante, el diseño se basará en el más débil que se
encuentre.
Dada la variabilidad que presentan los suelos (aún dentro de un mismo grupo), así como los
resultados de los ensayos de resistencia, el Instituto de Asfalto recomienda la ejecución de 6 a 8
ensayos por suelo, con el fin de aplicar un criterio estadístico para la selección de un valor único
de resistencia del suelo. Teniendo en cuenta los volúmenes de tránsito de las carreteras de que
trata el método de variabilidad de las condiciones y los resultados de los ensayos, así como
algunos conceptos de tipo económico parece recomendable la elección de un valor de diseño
tal, que el 75% de los valores de resistencia sean inferiores a él, lo que implica que es de esperar
un deterioro prematuro hasta en el 25% del pavimento que se construya.

18. RELLENOS EN SUELOS
 EN RELLENOS CON UNA ALTURA HASTA SUBRASANTE DE 1.20 M Ó MÁS, EL MATERIAL QUE
CONTENGA MÁS DE UN VEINTICINCO (25) POR CIENTO DE FRAGMENTOS DE ROCA O
PIEDRAS DE UN DIÁMETRO DE 15 CENTÍMETROS O MAYOR, DEBERÁ SER COLOCADO EN
CAPAS CON SUFICIENTE ESPESOR PARA ACOMODAR LAS ROCAS DE TAMAÑO MÁXIMO
QUE EL MATERIAL CONTENGA; SIN EMBARGO, EN NINGÚN CASO DEBERÁ EXCEDER 60
CENTÍMETROS EL ESPESOR DE LAS CAPAS ANTES DE SU COMPACTACIÓN
 CADA CAPA DEBERÁ SER NIVELADA Y PERFILADA CON MOTONIVELADORAS
DISTRIBUYENDO UNIFORMEMENTE EN LA SUPERFICIE LOS FRAGMENTOS Y LA TIERRA.

19.  LAS CAPAS CONSTRUIDAS DE ESTA MANERA NO DEBERÁN SER LEVANTADAS HASTA UNA ALTURA
MAYOR DE 60 CENTÍMETROS POR DEBAJO DE LA SUBRASANTE ACABADA. EL RESTO DEL
TERRAPLÉN SE DEBE COMPONER DE MATERIAL ADECUADO COLOCADO Y PERFILADO EN CAPAS
QUE NO EXCEDAN DE 20 CENTÍMETROS EN TIERRA COMPACTADA DE ACUERDO A LAS
ESPECIFICACIONES.
 EL MATERIAL QUE CONTENGA EN VOLUMEN MENOS DEL VEINTICINCO (25) POR CIENTO DE
FRAGMENTOS DE ROCA Y PIEDRAS CUYO TAMAÑO MÁXIMO ESTÉ POR DEBAJO DE UN DIÁMETRO
DE 15 CMS DEBERÁ EXTENDERSE EN CAPAS SUCESIVAS CUYO ESPESOR NO EXCEDA DE 30 CMS.
 EN RELLENOS CON UNA ALTURA HASTA SUBRASANTE DE 2.75 M O MÁS, EL MATERIAL QUE
CONTENGA MÁS DE UN VEINTICINCO (25) POR CIENTO DE FRAGMENTOS DE ROCA O PIEDRAS DE
UN DIÁMETRO DE 15 CMS O MAYOR, DEBERÁ COLOCARSE EN CAPAS DE SUFICIENTE ESPESOR
PARA CONTENER EL TAMAÑO MÁXIMO DE MATERIAL ROCOSO; PERO EN NINGÚN CASO TALES
CAPAS PODRÁN EXCEDER DE 75 CMS ANTES DE SU COMPACTACIÓN. ESTAS CAPAS DE MAYOR
ESPESOR SÓLO SERÁN PERMITIDAS HASTA 2 METROS POR DEBAJO DE LA COTA DE LA
SUBRASANTE

20.  LOS ÚLTIMOS DOS METROS DE TERRAPLÉN SERÁN COLOCADOS EN CAPAS NO
MAYORES DE 30 CMS DE ESPESOR, ATENDIENDO A LO DISPUESTO ANTERIORMENTE
EN LO QUE SE REFIERE AL TAMAÑO MÁXIMO DEL MATERIAL.
 LA CONFORMACIÓN DE LAS CAPAS SE EJECUTARÁ MECÁNICAMENTE, DEBIENDO
EXTENDERSE Y EMPAREJARSE EL MATERIAL CON EQUIPO APROPIADO Y
COMPACTARSE MEDIANTE RODILLOS VIBRATORIOS. DEBERÁ OBTENERSE UN
CONJUNTO LIBRE DE GRANDES VACÍOS, LLENÁNDOSE LOS INTERSTICIOS QUE SE
FORMEN CON MATERIAL FINO PARA CONSTITUIR UNA MASA COMPACTADA Y
DENSA.
 LOS RELLENOS DE ACCESO A LOS PUENTES DEBERÁN SER COMPACTADOS DE
ACUERDO A INSTRUCCIONES DEL INGENIERO Y EVITANDO ASENTAMIENTOS
DIFERENCIALES ENTRE EL RELLENO Y EL PUENTE.

21. EL CONTRATISTA DEBERÁ COMPACTAR EL MATERIAL COLOCADO EN TODOS LOS RELLENOS Y EL MATERIAL
ESCARIFICADO HASTA LA PROFUNDIDAD DESIGNADA POR DEBAJO DE LA SUBRASANTE EN SECCIONES DE
CORTE, DE ACUERDO A LAS SIGUIENTES DENSIDADES:
 PARA SUBRASANTE EN CORTES: LOS 20 CMS SUPERIORES AL CIEN (100) POR CIENTO DE LA DENSIDAD
MÁXIMA DADA POR EL ENSAYO AASHTO DESIGNACION T-180.
 SUBRASANTE EN RELLENOS: LOS 60 CMS SUPERIORES AL CIEN (100) POR CIENTO DE LA DENSIDAD
MÁXIMA DADA POR EL ENSAYO AASHTO DESIGNACION T-180. POR DEBAJO DE LOS 60CM SUPERIORES
ESTOS TERRAPLENES DEBERÁN COMPACTARSE AL 95% DE LA DENSIDAD MÁXIMA DADA POR EL ENSAYO
AASHTO DESIGNACION T-180.
EL CONTENIDO DE LA HUMEDAD SERÁ DETERMINADO POR EL INGENIERO, PARA QUE SE AJUSTE A TALES
DENSIDADES. DURANTE EL PROGRESO DE TRABAJO, EL INGENIERO REALIZARÁ ENSAYOS DE DENSIDAD DE
MATERIAL COMPACTADO DE ACUERDO CON AASHTO T-191, T-205 U OTROS ENSAYOS APROBADOS. LOS
ENSAYOS DEBERÁN SER REALIZADOS CADA CINCUENTA (50) METROS ALTERNANDO SU POSICIÓN EN LA
PLATAFORMA SEGÚN EL ORDEN: LADO DERECHO, CENTRO, LADO IZQUIERDO, CENTRO, LADO DERECHO Y ASÍ
SUCESIVAMENTE.

22. LOS SUELOS POR DEBAJO DEL NIVEL SUPERIOR DE LA SUBRASANTE EN UNA PROFUNDIDAD NO
MENOR A 0.6 MT DEBERÁN SER SUELOS ADECUADOS Y ESTABLES CON CBR >= 6%, EN CASO QUE
EL SUELO DEBAJO DEL NIVEL SUPERIOR DE LA SUB RASANTE TENGA CBR < 6% (SUB RASANTE
POBRE O INADECUADA) Y CORRESPONDE A ESTABILIZAR EL SUELO.
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN:
 ESTABILIZACIÓN MECÁNICA
 REEMPLAZO DEL SUELO DE CIMENTACIÓN
 ESTABILIZACIÓN QUÍMICA DE SUELO
 ESTABILIZACIÓN CON GEO SINTÉTICOS
 EVALUACIÓN DE RASANTE
ELIGIÉNDOSE LA MÁS CONVENIENTE TÉCNICA Y ECONÓMICA.

23. ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN UN
PAVIMENTO.
• Subrasante
• Subbase
• Base
• Capa de rodadura

24. MATERIALES
Agregados
Los agregados para las capas no tratadas de sub-base y base cumplirán
los requerimientos del AASHTO M-147, con excepción de lo que se
describe a continuación.
Base
• El material de base consistirá en materiales granulares
en estado natural, o en una combinación de
agregados gruesos y agregados finos. Los agregados
gruesos, a no ser que se estipule lo contrario en las
Especificaciones Particulares, serán de piedra o grava
trituradas y/o clasificadas o de una combinación de
estos materiales que queden retenidos en un tamiz
de malla cuadrada de 9.5 mm (3/8”).
• Los agregados finos serán de arena natural, de
fracciones de piedra o de una combinación de ambos
que pasen un tamiz de malla cuadrada de 9.5mm
(3/8”).
Subase
El material de sub-base consistirá en
material granular en estado natural o
debidamente clasificado y mezclado.

26. ADITIVOS QUÍMICOS
Los aditivos químicos deberán satisfacer los
siguientes requisitos:
 Cloruro de Calcio AASHTO M-144
 Cloruro de Sodio AASHTO M-144
 Cal hidratada ASTM C207, Tipo N
El cloruro de calcio deberá ser aplicado
uniformemente por medios mecánicos cuando
lo señale el Ingeniero y en la forma en que él
indique.

27. TRITURACIÓN Y CRIBADO
El material natural proveniente de las minas resulta con frecuencia pobremente graduado y con cantidades
apreciables de piedras y pedrones excesivamente grandes. Por este motivo, se hace necesario el cribado o
triturado de los agregados para base y sub-base.

29. MEZCLADO
 Si no se especifica lo contrario, las fracciones gruesas y finas del agregado, conjuntamente con cualquier otro material fino
adicional, deberán mezclarse en una planta para mezclado continuo tipo estacionaria, equipada con un mínimo de cuatro
tolvas con suficiente capacidad para abastecer una mezcladora que esté operando a su capacidad máxima. Las tolvas
deberán estar colocadas de forma tal que aseguren un almacenaje adecuado y separado de cada material a ser mezclado.
La planta deberá estar equipada para alimentar cada material dentro de la mezcladora de acuerdo al ritmo requerido para
la producción de la mezcla especificada.
 La unidad mezcladora deberá ser del tipo dos ejes (twin shatf pugmill), capaz de producir una mezcla uniforme dentro de
los límites que se estipulen para la mezcla.
 Las paletas de la mezcladora deberán ser ajustables a la posición angular de los ejes y reversibles para así retrasar el flujo
de la mezcla si es necesario.
 La mezcladora deberá estar equipada de forma tal que rocíe agua a ritmo uniforme y regulado durante la operación de
mezclado; también deberá estar equipada con una tolva de descarga con compuertas que permitan la descarga rápida y
completa de la mezcla. La mezcla producida en esta planta deberá tener un contenido de humedad satisfactorio que
permita obtener la densidad especificada durante la compactación.

30. COLOCADO
 La colocación del material deberá iniciarse en el punto señalado por el Ingeniero; se hará por medio de
camiones de volteo o por vehículos especialmente equipados para distribuir el material en una capa
continúa y uniforme. Esa capa o camellón deberá ser de un tamaño tal que al ser extendida y
compactada, tomando debidamente en cuenta cualquier material de mezcla que tenga que ser añadido
en la carretera, tenga un espesor nominal razonablemente conforme con el señalado en los planos.
 La capa de sub-base no se colocará a una distancia mayor de cuatrocientos (400) metros por delante
de la capa de base sin el consentimiento del Ingeniero.

31. DISTRIBUCIÓN Y COMPACTACIÓN
 Inmediatamente después del esparcimiento y perfilado finales, cada capa deberá ser compactada, con el
debido contenido de humedad óptimo, en todo el ancho, por medio de rodillos vibradores
autopropulsados de ruedas lisas u otros equipos aprobados para compactación.
 La compactación deberá avanzar gradualmente de los bordes al centro, paralelamente a la línea central de
la carretera, y deberá continuar hasta que toda la superficie haya sido compactada.
 Cualquier irregularidad o bache que surja, deberá ser corregido escarificando el material en esos lugares
para añadir o remover material hasta que la superficie quede lisa y uniforme.
 En los cabezales, muros y en todos los lugares inaccesibles para el rodillo, el material deberá ser
debidamente compactado con pisones o con compactadores aprobados.

32.  Tanto la sub-base como la base serán compactadas a un mínimo del cien (100) por ciento de la
máxima densidad, según se determina en AASHTO (T-180) (Proctor modificado y/o modificado
corregido). Las pruebas de densidad de campo deberán ser realizadas cada 50.00mts alternando su
ubicación en el borde derecho, eje y borde izquierdo.
 El espesor máximo de cada capa de base a compactarse no deberá exceder de 15cms, y en la sub-
base de 20 cms. Capas más gruesas hasta un máximo de 30 cms. pueden ser permitidas, con
autorización previa del Ingeniero.
 En caso de que sea necesario construir la base o sub-base en más de una capa, los trabajos deberán
planificarse para que la capa superior, tanto de la sub-base como de la base, tenga por lo menos
diez
 (10) centímetros de espesor.
 Los ensayos de densidad de campo en sitio, deberán ser efectuados y determinados de acuerdo con
AASHTO T-191 u otro método debidamente aprobado.

33. CARGAS GENERADAS POR TRAFICO,EJES EQUIVALENTES.

34. TRAFICO

35. El transito interesa para el dimensionamiento de los pavimentos ,las cargas
más pesadas por ejes esperados en el carril de diseño solicitado, que
determinara la estructura del pavimento. Este se define como la
determinación del número, tipo y peso de vehículos que transitan por
determinada vía.
El transito es una variable fundamental en la ingeniería vial, pues constituye
un antecedente básico para:
 La categorización de una carretera
 El diseño geométrico de la calzada principal e intersecciones
 El diseño del pavimento

36. El procedimiento de diseño de pavimentos consideran al transito de acuerdo
a las siguientes características:
 Volumen y composición (TMDA)
 Crecimiento del flujo vehicular
 Peso por ejes.

37. EL TRÁNSITO DEBE SUBDIVIDIRSE EN UN CIERTO NÚMERO DE GRUPOS,
CADA UNO CON DIFERENTES CONFIGURACIONES:
Tipos de vehículos.
Configuración y número de llantas por
eje.
Número de repeticiones de carga por
cada punto en la superficie de
rodamiento

38. CONCEPTOS GENERALES
 Eje sencillo: Es un eje con una o dos ruedas sencillas en sus extremos.
 Eje tandem: Son dos ejes sencillos con ruedas dobles en los extremos.
 Eje tridem: Son tres ejes sencillos con ruedas dobles en los extremos.
 Volumen de tránsito:Se define como el número de vehículos que pasan por
un punto o un carril durante una unidad de tiempo. Sus unidades son
vehículos/día; vehículos/hora, etc.

39.  Vehículos livianos: Son aquellos de menos de 5 toneladas de capacidad tales como
automóviles, camionetas, camperos, etc.
 Vehículos comerciales: Son aquellos de más de 5 toneladas de capacidad tales como
camiones, buses, remolques, etc.
 Tránsito medio diario: Es el volumen de tránsito durante un período de tiempo,
dividido por el número de días del período. Abreviadamente se denota como TPD.
Según el período utilizado para medir el volumen de tránsito, el TMD puede ser anual,
mensual o semanal, denominándose TMDA, TMDM, Y TMDS, respectivamente.
TMDA: es el indicador que define el total de vehículos que circula como promedio
diario en un año y es el parámetro que utilizaremos en nuestro diseño de pavimentos.

40.  Tránsito existente: Es aquel que presenta la vía antes de ser pavimentada.
 Tránsito atraído: Es el volumen de tránsito que, sin cambiar ni su origen ni su
destino, puede ocupar la futura vía pavimentada como ruta alterna, afluyendo
a ella a través de otras vías ya existentes.
 Tránsito generado en una vía nueva o mejorada: Es el volumen de tránsito
que resulta como consecuencia del desarrollo económico y social de la nueva
zona de influencia.
 Tránsito inducido: Es la suma del tránsito atraído y generado.

41.  Nivel de servicio: Es una medida de la calidad del flujo de tránsito por la
vía. Se cuantifica con una serie de factores tales como la velocidad, el
tiempo de recorrido, las interrupciones del tránsito, la libertad de manejo,
seguridad y los costos de operación.
 Volumen de servicio: Es el volumen de tránsito que le corresponde a cada
nivel de servicio.
 Capacidad: La capacidad de una vía o de un carril es el número máximo
de vehículos que puede circular por una u otra durante un período de
tiempo determinado sin que se presenten demoras ni restricciones en la
libertad de movimiento de los vehículos.

42. Peso máximo por eje: Es la carga permitida según el tipo de eje.
Tara de un vehículo (peso seco) :Peso del vehículo, en orden de marcha, excluyendo la carga
(incluye el peso del combustible con los tanques llenos, herramientas y neumáticos de
Período de diseño: El pavimento puede ser diseñado para soportar el efecto acumulativo del
tránsito durante cualquier período de tiempo. El período seleccionado en años, para el cual se
diseña el pavimento, se denomina período de diseño. Al final de este período puede esperarse
que el pavimento requiera trabajos de rehabilitación, para devolverle a la vía un adecuado nivel
de transitabilidad.

43. TIPOS DE VEHÍCULOS.
Existen tres formas diferentes para poder clasificar los vehículos:
 Por medio del Tránsito Diario Promedio Anual (TDPA): el cual se define como el
número de vehículos que pasan por un lugar durante un año, dividido entre el
número de días del año, Es decir:
TDPA= N. VEHICULOS/365 DIAS
 De acuerdo a la clase.
 Por medio del número de ejes.

44. Clasificación de los vehículos
de acuerdo a la clase.
Clasificación de los vehículos de acuerdo
al número de ejes.

45. CLASIFICACIÓN DEL TIPO DE VEHÍCULO DE ACUERDO
CON LA DISPOSICIÓN DE SUS EJES
La diversidad en las características de los vehículos que circulan sobre un
pavimento durante su vida de diseño, traen como consecuencia un amplio
espectro de ejes de carga, con diferentes espacios entre llantas y distintas
presiones de inflado, lo que origina una amplia gama de esfuerzos y
deformaciones aplicados a un determinado punto de la estructura.
Dado que la estimación de daño producido por las diversas cargas por eje es
muy complejo, y que la única fuente confiable de información para afrontarla es
el "AASHO ROAD TEST", cuya elección se hizo por dos motivos principales:
 Porque el valor de esta carga era similar a la de 8.0 toneladas.
 Porque dicha carga por eje fue normalizada como carga para diseño de
pavimentos flexibles.

46. NÚMERO DE REPETICIONES DE CARGA POR CADA PUNTO EN LA
SUPERFICIE DE RODAMIENTO.
Es necesario conocer el número de vehículos que pasan por un punto dad por
lo que se deben de realizar estudios de volumen de tránsito (Aforo Vehicular).
Los aforos se realizan con el objeto de:
 Determinar la composición y volumen de tránsito.
 Evaluar índices de accidentes.
 Datos útiles para planeación de rutas y determinación de proyectos
 geométricos.
 Elaborar sistemas de mantenimiento.
 Establecer prioridades y técnicas de construcción.
 Determinar el tránsito futuro.

47. Clasificacion del Tipo de vehiculo
En sentido general se pueden dividir los vehículos en 3 grupos:
Vehículos livianos, buses y camiones (los cuales a su vez, se
subdividirán en C2, C3, C4 y C5, de acuerdo a la disposición de
sus ejes).
Tasa de Crecimiento Vehicular (%)
El calculo de las solicitaciones para diseño debe considerar
habitualmente el TMDA varia año a año, por lo que se debe
contar con un estudio previo que determine dicho cambio,
normalmente es diferente para cada tipo de vehículo y requiere
un análisis estadístico detallado, en general, para datos
aproximados se pueden utilizar las siguientes tasas de
crecimiento:

48. Para determinar la proyección del transito medio diario anual (TMDA), es necesario establecer la
forma del crecimiento, ya sea exponencial o aritmética. La recomendada por la norma de diseño es
la siguiente:
𝑇𝑀𝐷𝐴 𝑡 = 𝑇𝑀𝐷𝐴0 ∗ (
(1 + 𝑖) 𝑡−1
𝑖
)
Donde:
TMDAo= TMDA actual
i= tasa de crecimiento
P= periodo de diseño
AUTO C2E C+2E BUS
Camino Pav 8 6.5 5.5 7.5
Camino No Pav. 6 4 4.5 5

49. Hay que tomar en cuenta que el transito inicial de vehículos comerciales utilizado para el diseño
de un pavimento será la suma de: el normalmente existente, el atraído y el generado.
Además, es conveniente tener en cuenta que para efectos del 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,
pesados, y para su determinación deben utilizarse los siguientes valores:
% de Veh. Pesados en el carril de
diseño
100
80-100
60-80
50-75

51. FACTORES EQUIVALENTES DE CARGAS
Los pavimentos pueden clasificarse en Rígidos y Flexibles. La diferencia se presenta ya que
las cargas que transmiten a la fundación se comportan de manera distinta. En las siguientes
imágenes se detalla el comportamiento de las cargas por tipo de pavimento:

52. En un pavimento rígido, debido a la rigidez de la losa de hormigón se produce
una buena distribución de las cargas de las ruedas de los vehículos, dando como
resultado tensiones muy bajas en la subrasante. En un pavimento flexible, el
concreto asfáltico, al tener menor rigidez, se deforma y transmite tensiones
mayores en la subrasante. El procedimiento de cálculo de los Factores
Equivalentes de Cargas es el mismo para pavimentos rígidos y flexibles, sin
embargo ambos pavimentos tiene diferentes tablas para determinar los FEC y
están en función de:
 El numero estructural en pavimento flexible
 El espesor de la losa en pavimento rígidos
 El valor del índice de Serviciavilidad asumido para el diseño

53. La conversión del tráfico a un número de ESAL’s de 18 kips (Equivalent Single Axis Loads)
se realiza utilizando factores equivalentes de carga LEFs (Load Equivalent Factor). Estos
factores fueron determinados por la AASHTO en sus tramos de prueba, donde
pavimentos similares se sometieron a diferentes configuraciones de ejes y cargas, para
analizar el daño producido y la relación existente entre estas configuraciones y cargas a
través del daño que producen. El factor equivalente de carga LEF es un valor numérico
que expresa la relación entre la pérdida de serviciabilidad ocasionada por una
determinada carga de un tipo de eje y la producida por el eje patrón de 18 kips.
 Factor numérico que relaciona el número de aplicaciones de la carga por eje de
referenciaque producen el pavimento un determinado deterioro y el número querido
de aplicacionesde otra carga por eje para producir el mismo deterioro.
El deterioro se mide en términos de la pérdida de índice de servicio presente.

54. Para Pavimento Flexible
Calculamos los factores para el cálculo de (EALF)
Donde:
Gt,B18 y Bx= factores para el calculo
SN= numero estructural que más adelante se especificara como calcular
Lx= Carga en kips de un eje simple, tándem o tridem
L2= Código de eje (1, 2,3) dependiendo si es un eje simple, tándem o tridem.
Pt= índice de servicio terminal que indica las condiciones del pavimento al momento de fallar.

55. Luego de encontrar los factores se remplazan en la fórmula siguiente y se despeja EALF
factor de carga de eje equivalente

56. Estos factores EALF se calcularan para cada tipo de eje en un camión y al final se suman y se
obtiene un EALF total para el camión.Para calcular el número estructural
SN
debemos tener en cuenta que este factor depende delmódulo de elasticidad, espesor de capa y
de la capacidad de drenar en la base y la sub-base.Sabiendo esto pasaremos a definir la fórmula
que nos ayudara a calcular el número estructural
Donde:
a= Coeficiente por unidad de espesor (determinado mediante
graficas del AASHTO)
D = Espesor de la capa en pulgadas
m= Coeficiente de drenaje

58. Para pavimento Rígido
Calculamos los factores para el cálculo de (EALF)
Donde:
Gt,B18 y Bx= factores para el calculo
SN= numero estructural que más adelante se especificara como calcular
Lx= Carga en kips de un eje simple, tándem o trídem
L2= Código de eje (1, 2,3) dependiendo si es un eje simple, tándem o trídem.
Pt= índice de servicio terminal que indica las condiciones del pavimento al momento defallar
D =Es el espesor del pavimento en pulgadas

59. Luego de encontrar los factores se remplazan en la fórmula siguiente y se despeja EAL
factor de carga de eje equivalente

65. Para expresar el daño que produce el tráfico, en términos del deterioro que produce
un vehículo en particular, hay que considerar la suma de los daños producidos por
cada eje de ese tipo de vehículo. De este criterio nace el concepto de Factor de
Camión, que se define como el número de ESAL’s por
número de vehículo. Este factor puede ser calculado para cada tipo de camiones, o
para todos los vehículos como un promedio de una determinada configuración de
tráfico
FACTOR DE CAMIÓN
FC = (
𝑁𝑜. 𝑑𝑒 𝐸𝑆𝐴𝐿𝑠
𝑁𝑜.𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠
)
Se ha demostrado que el eje delantero tiene una mínima influencia en el daño producido
en el pavimento. Por esta razón el eje delantero no está incluido en los factores de
equivalencia de carga, lo cual no afecta a la exactitud del cálculo.

67. CALCULO SIMPLIFICADO DEL ESALs
Procedimiento simplificado Sirve para hacer una rápida estimación del número de
ESALs. Este procedimiento se llama simplificado porque usa un factor de camión
promedio en lugar de factores de camión para cada tipo de vehículo. El resultado
no es muy exacto y se debería usar sólo como una primera aproximación.

68. Factores que afectan la exactitud del cálculo de los ESALs
Es importante entender que los cambios en determinadas variables afectan notablemente
la exactitud de la estimación de ESALs que solicitarán a la carretera, dependiendo de las
condiciones locales puede ser importante considerar este aspecto en el diseño. Estos
factores son:
 Valor inicial de la serviciabilidad Este parámetro tiene un impacto significativo en la
elección de los LEFs para el cálculo de los ESALs. Análisis recientes indican que los
factores equivalentes de carga están influenciados por la serviciabilidad en el momento
de la aplicación de la carga. Los LEFs aumentan a medida que la serviciabilidad inicial
baja, por ello es importante procurar los más altos niveles de regularidad superficial en
las carreteras, aspecto que incrementa su vida útil.
 Valor final de la serviciabilidad. Este valor también influye en el valor del LEF. Esto resulta
de la relación no lineal entre las cargas y el decremento de serviciabilidad. Por otro lado
las fallas producen una disminución en la serviciabilidad relacionada de una manera
logarítmica con el número de cargas

69.  Resistencia Relativa del pavimento. Si bien los LEFs varían de acuerdo al tipo de
pavimento, esta diferencia no es muy grande y no se justifica hacer un cálculo iterativo
en el cual el número estructural o espesor de losa del pavimento deban converger al
número estructural o espesor de losa usado para el cálculo de los ESALs. Una sola
iteración suele ser más que suficiente y se eliminan los errores por una mala
estimación de los valores iniciales.
 Composición del tránsito. El flujo vehicular está compuesto por vehículos de distinto
tipo y pesos. Los vehículos livianos tienen una incidencia muy pequeña en el cálculo de
los ESALs y pueden ser despreciados. Por el contrario, los vehículos pesados tienen una
incidencia muy grande sobre los ESALs y cualquier variación en la cantidad de los
mismos puede arrojar diferencias significativas en el valor final.
 Peso y porcentaje de camiones. Últimamente el número de camiones, se está
elevando proporcionalmente con respecto al de los automóviles y sus respectivas
cargas también. Todo esto trae como consecuencia un fuerte incremento en el número
de ESALs en los últimos años.

70.  Configuración de ejes. Un eje tándem de 160 KN no produce el mismo daño que dos ejes
simples de 80 KN cada uno. En la medida en que aumenten las cargas se irán pensando
nuevas configuraciones de ejes para mantener la carga por eje dentro de valores
Esta práctica, sin embargo, no va a garantizar una tasa similar de deterioro del pavimento.
Para comparar distintas configuraciones de ejes, es necesario analizar su efecto sobre el
pavimento, es decir tensiones y deformaciones inducidas, y no extrapolar valores de LEFs
las tablas de la AASHTO.
 Presión de neumáticos. Los análisis de pavimentos fueron hechos considerando presiones
de neumáticos entre 70 y 80 psi, sin embargo, medidas en Arizona e Illinois, por ejemplo,
proporcionado valores comprendidos entre 90 y 130 psi (Carpenter y Feeman 1986). Un
incremento en las presiones de neumáticos produce un incremento de tensiones en el
pavimento creando diferentes tipos de falla que los previstos para la confección de los LEF
la AASHTO, aunque los deterioros se limitan a las capas más superficiales. En el Road Test
la AASHO la presión de neumáticos era de 85 psi y no era una variable. Para pavimentos de
gran espesor, la presión no afecta el número de ESALs que el pavimento puede soportar.

71. GRACIAS