EVALUACIÓN DE LA
ECUACIÓN DE DISEÑO
AASHTO 1993 APLICADA
EN PAVIMENTOS FLEXIBLES
DEL ALTIPLANO BOLIVIANO
Christian O. Rojas Torrico
Orlando Rojas Torrico
Introducción
Guía AASHTO 1993
Método empírico basado en
observaciones de campo
Introducción
Guía AASHTO 1993
Vehículos y cargas de la
época (década de los 50´s)
Velocidad oper. 56 Km/hora
Introducción
Guía AASHTO 1993
El diseño del
pavimento se basa en
la solución de la
ecuación:
log W 18  Z R S 0  9 . 36 log( SN  1)  0 . 20 
log  PSI ( 4 . 2  1 . 5 ) 
0 . 4  1094 ( SN  1)
SN  a 1 D 1  a 2 D 2  a 3 D 3
ai : Coeficientes de capa
Di: Espesor
5 . 19
 2 . 32 log M R  8 . 07
Introducción
Guía AASHTO 1993
Perfilómetro que medía
la variación de la
pendiente longitudinal
del pavimento (CHLOE)
Introducción
Guía AASHTO 1993
Método de sencilla aplicación, empleado en gran
parte de Latinoamérica
Adoptado en Bolivia
como metodología oficial
para diseño de
pavimentos
Introducción
Guía AASHTO 1993
Al ser empírico, el método difícilmente puede
extrapolarse a escenarios distintos al de su desarrollo
Illinois:
Introducción
Guía AASHTO 1993
• Gran parte de la Red
Vial Fundamental de
Bolivia atraviesa el
altiplano boliviano
• Hasta la fecha, no se
verificó la ecuación
de diseño aplicada
en esta región
Información empleada
• Inventario Vial ABC
Deflectometría FWD
Rugosidad
Determinación Mr subrasante Estimación PSI
• Estadística Vial ABC:
Anual (TPDA)
Composición Vehicular
Distribución de carga Eje Simple – Tipo 1S-2D
40
Frecuecia porcentual
Tráfico Promedio Diario
• Información de pesaje
30
20
10
0
0
5
Retén Suticollo
Retén Senkata
Carga por eje (Ton)
10
Retén Caihuasi
Retén San Antonio
15
Información empleada
Años de
Longitud
Año
Tramo
medición de
(km)
apertura
IRI
La Paz
Achica Arriba - Calamarca 20.00
2005* 2008, 2010
La Paz
Ayo Ayo - Patacamaya
20.16
2005* 2008, 2010
La Paz
Sica Sica - Cruce Luribay 16.15
2005* 2008, 2010
La Paz
Cruce Luribay - Panduro
20.06
2005* 2008, 2010
1
Potosí
Ventilla - Yocalla
62.50
2004 2008, 2012
Potosí
Yocalla - Tarapaya
19.50
2004 2008, 2012
Potosí
Potosí - Cuchu Ingenio
35.90
2004 2008, 2012
2008
Oruro
Caihuasi - Huayllamarca
30.00
1993
4
2008
Cochabamba Huayllamarca - Confital
25.00
1993
2012
Cochabamba – La
7 Cochabamba
9.20
1999
Angostura
2012
12
Oruro
Oruro – Capachos
3.10
1998
2008
2
La Paz
Río Seco – Patamanta
25.00
2001
2008
4
Oruro
Caracollo – Caihuasi
17.25
1994
* Año de conclusión del refuerzo del tramo con concreto asfáltico mezclado en
caliente
Ruta
Departamento
RVF
Información empleada
16
14
12
IRI (m/km)
10
8
6
4
2
0
00+000
50+000
IRI 2010
100+000
IRI 2008
Media móvil IRI 2010
150+000
Media móvil IRI 2008
200+000
Verificación Ecuación
AASHTO
• Estimación de PSI inicial a partir de valores de IRI
determinados a distintas edades
log W 18  Z R S 0  9 . 36 log( SN  1)  0 . 20 
log  PSI ( 4 . 2  1 . 5 ) 
0 . 4  1094 ( SN  1)
5 . 19
• Qué es ΔPSI?
PSI0
PSI
ΔPSI
PSIFinal
ESAL’s
ΔPSI= PSI0 - PSIFinal
 2 . 32 log M R  8 . 07
Verificación Ecuación
AASHTO
Índice de Rugosidad Internacional,
IRI
• Estimación del IRI inicial a partir de valores de IRI
determinados a distintas edades
4.00
Achica arriba Calamarca
3.50
Ayo Ayo - Patacamaya
3.00
Sica Sica - Luribay
2.50
Luribay - Panduro
Potosí - Khuchu Ingenio
2.00
Ventilla - Yocalla
1.50
Yocalla - Tarapaya
1.00
0
1'000'000
2'000'000
3'000'000
4'000'000
Ejes Equivalentes de 80 KN acumulados
5'000'000
Verificación Ecuación
AASHTO
• Estimación de PSI a partir de valores de IRI
determinados a distintas edades
Índice de Serviciabilidad, PSI
4.50
Achica arriba Calamarca
Ayo Ayo - Patacamaya
4.00
Sica Sica - Luribay
Luribay - Panduro
3.50
Potosí - Khuchu Ingenio
3.00
Ventilla - Yocalla
Yocalla - Tarapaya
2.50
0
1'000'000
2'000'000
3'000'000
4'000'000
5'000'000
Ejes Equivalentes de 80 KN acumulados
PSI  5  e
(  0 . 1818  IRI )
(Patterson et al)
PSI0 diferente al supuesto (4.2)
Verificación Ecuación
AASHTO
Suposiciones:
Carpeta
Concreto asfáltico
convencional
Coef.
Estabilidad
Estructural
CBR (%)
Marshall (lb)
(ai)
0.43
2000
-
Base granular
0.14
-
100
Subbase granular
0.11
-
50
Capa de
coronamiento
0.09
-
10
Factores de drenaje: 1.00
Verificación Ecuación
AASHTO
Procedimiento:
log W 18  Z R S 0  9 . 36 log( SN  1)  0 . 20 
log  PSI ( 4 . 2  1 . 5 ) 
0 . 4  1094 ( SN  1)
5 . 19
 2 . 32 log M R  8 . 07
• W18 se calculó para el SN, MR y ΔPSI de cada una
de las 13 carreteras
• Se calculó un segundo valor de W18 con un segundo
PSI
• Los valores obtenidos de W18 representan el tráfico
que debía haber soportado el pavimento para sufrir
el ΔPSI medido
Resultados obtenidos
Ejes Equivalentes calculados por
ecuación AASHTO 93
7,000,000
6,000,000
5,000,000
4,000,000
y = 0.405x
R² = 0.6236
3,000,000
2,000,000
1,000,000
0
Ejes Equivalentes observados en servicio al momento de la medición de IRI
•
Desempeño al 2008
Desempeño al 2010
Línea de igualdad
Recta de regresión calculada
Espesor C.A. de 5 a 14 cm
Desempeño al 2012
Conclusiones y
Recomendaciones
• La ecuación AASHTO tiende a sobreestimar el
número admisible de ESAL’s. (Confiabilidad = 50%)
• El método subestima el desempeño real de los
pavimentos en el altiplano
• Por tanto, tiende a existir un sobredimensionamiento
de los pavimentos diseñados
Agradecimientos
Se agradece a ABC por la información proporcionada
para la realización de este estudio
GRACIAS!!
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11 IAG84-03