Metodología para el Diseño de Pavimentos Rígidos: Paso a Paso

Metodología para el Diseño de Pavimentos Rígidos

A continuación, se detalla el procedimiento técnico para el cálculo y diseño de pavimentos rígidos:

1. Determinación del Módulo de Rotura (MR)

Se calcula el MR y se divide para 10.197 para obtener el valor en MPa.

2. Evaluación de la Subrasante

Se ingresa con el valor de CBR para obtener el coeficiente de reacción K. Se debe considerar si la subbase es sin tratar o de suelo cemento, realizando la interpolación correspondiente entre los rangos mediante la fórmula:

x = X2 + ((X5 - X2) / (X4 - X1)) * (X3 - X1)

Se recomienda aproximar el resultado de 10 en 10.

3. Proyección de Tráfico

Utilizando la tasa de crecimiento y el periodo de diseño, se obtiene el factor de proyección de las tablas correspondientes.

4. Clasificación de Cargas

A partir de los datos de tipo de vehículo y TPDA, se construye una tabla con la siguiente estructura:

• Tipo de vehículo
• Ejes: Simple, Tándem, Tridem (datos específicos por eje).
• Carga: 9.81 * número del eje.
• TPDA: Dato obtenido previamente.
• Ttotal: TPDA * 365 * n (años) * factor de proyección.

5. Resumen de Ejes

Se totalizan los ejes (Eje simple llanta simple, eje simple llanta doble, eje tándem, eje tridem) sumando el Ttotal de cada categoría.

6. Factor de Seguridad de Carga (FS)

Se aplica un factor de seguridad (ejemplo: FS = 1.2) sobre las cargas de diseño. Por ejemplo:

• Eje simple llanta simple: 5.606.400
• Eje simple llanta doble: 1.587.750
• Eje tándem: 3.361.650
• Eje tridem: 2.518.500

7. Iteraciones de Espesor

Se requiere definir un espesor de tanteo (rango sugerido: 100-350 mm), el valor K, el módulo de rotura (MPa) y el factor de seguridad. Se deben considerar variables adicionales como: juntas con pasadores, berma de concreto y periodo de diseño.

8. Análisis de Fatiga y Erosión

Se elaboran tablas para:

• Carga K y Carga de Seguridad.
• Repeticiones esperadas.
• Análisis de fatiga (Repeticiones admisibles).
• Análisis de erosión (% Erosión).

Consideraciones especiales:

• Esfuerzo Equivalente: Se determina según la tabla de diseño para pavimento rígido.
• Relación de esfuerzo: Esfuerzo equivalente / Módulo de rotura.
• Eje Tridem: La carga se divide para 3 antes de ingresar a las tablas de fatiga y erosión.

9. Criterios de Aceptación (Final)

Se realiza la sumatoria de los porcentajes de fatiga y erosión:

• Si 25% ≤ Sumatoria ≤ 85%: El diseño es aceptable.
• Si la sumatoria es > 85%: Se debe aumentar el espesor.
• Si la sumatoria es < 25%: Se puede disminuir el espesor.

10. Gráfica y Refuerzo

Finalmente, se utilizan las tablas de requisitos mínimos para determinar el acero de refuerzo (diámetro de varilla, longitud y espaciamiento) según el espesor definido.