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Nueva metodologa de diseo de pavimentos

Las prcticas modernas de diseo de pavimentos han sido actualizadas para incluir una serie de variables que permiten mejorar los diseos y hacerlos mas eficientes. La metodologa de diseo de pavimentos de hormign y su aplicacin en chile La metodologa de diseo de pavimentos masivamente conocida, enseada y usada en el pas ha sido la de la AASHTO, la cual nace como resultado de una prueba experimental realizada entre los aos 1958 y 1961 en Estados Unidos, conocida como la prueba AASHO, y donde se testearon diferentes secciones de pavimentos tanto de asfalto como de hormign. A partir de los deterioros que experimentaron tales secciones la informacin fue desarrollada en forma de ecuaciones que permitieron representar las relaciones serviciabilidad - trnsito para la mayor cantidad de las condiciones posibles probadas en los tramos. El mtodo de diseo AASHTO para pavimentos ha tenido una serie de modificaciones siendo actualmente la del ao 1993 la de uso preferente, que incluye mejoras de actualizacin y nuevas ecuaciones para estimar comportamiento en servicio, conocida como AASHTO 98. Esta nueva actualizacin permiti poder estimar fallas al comportamiento de los pavimentos de hormign, tales como el efecto de la combinacin de la carga en los bordes, los efectos de la temperatura y distintas condiciones de carga en la losa, entre otras. De manera adicional a las recomendaciones dadas para AASHTO 98, en Chile se realiz la gua Recomendaciones para el Diseo de Pavimentos en Chile segn AASHTO, editada en el ao 1997 como una iniciativa de la CChC y el ICH para mejorar las prcticas de diseo y llevarlas de mejor manera a representar la realidad chilena. Sin embargo, a pesar de la simplicidad y facilidad en el uso de esta metodologa de diseo AASHTO, tiene una serie de limitaciones en su formulacin, siendo una de las mas importantes su formulacin en base a informacin emprica muy limitada, lo cual afecta la validez de las relaciones cuando son utilizadas en condiciones diferentes a las consideradas en el desarrollo del modelo, es decir cuando las caractersticas del terreno, materiales y ambiente de exposicin difiere de las estudiadas con motivo de la prueba emprica. Este hecho ha permitido realizar bastante investigacin para validar las ecuaciones en base a condiciones locales de pavimentos de manera de mejorar la propuesta. Sin embargo, tales modificaciones y adecuaciones al mtodo a nivel local no necesariamente son conocidas y usadas por no estar incorporadas en el mtodo y por lo tanto, se debe tener mucho cuidado al extrapolar resultados de modelos con variables fuera de los rangos en los cuales fueron desarrollados. Algunas de las falencias especficas de la metodologa AASHTO original y que afecta a la realidad en Chile (ICH, 2008), son las siguientes: 1. El lugar especfico donde se realizaron los tramos de prueba en el estado de Illinois, el cual presenta caractersticas climticas muy rigurosas, altas temperaturas y humedad en verano, y fro y congelamiento en invierno, condiciones que difieren mucho de las caractersticas climticas tpicas existentes en Chile. 2. Otro ejemplo tiene que ver con la calidad del suelo donde se construyeron los tramos, el cual presentaba un solo valor de capacidad de subrasante, con CBR menor a 3%, por lo que la mayora de las losas present bombeo. En Chile la capacidad del suelo natural en su mayora es muy buena. 3. 4. Todos los pavimentos de hormign simple utilizados en la prueba AASHO utilizaban barras de traspaso de carga en las juntas transversales, prctica no habitual en Chile. Las solicitaciones de trfico de las secciones fue de apenas 8 MM de Ejes Equivalentes y actualmente es posible encontrar carreteras con trfico sobre los 50 MM de Ejes Equivalentes. A pesar de lo indicado, la ventaja del mtodo AASHTO es que entrega una metodologa bastante simple para obtener un valor del espesor del pavimento de hormign requerido para las condiciones de trfico y de terreno dadas.

En el ao 2002, se publicit el lanzamiento de la metodologa de diseo AASHTO 2002, de la cual fue realizado en el ao 2003 un seminario por nuestro instituto con una participacin importante de profesionales. Sin embargo, la nueva metodologa AASHTO 2002, posteriormente se hace partcipe de un proyecto mayor financiado por la AASHTO y con cooperacin de la FHWA, cambiando su nombre en el ao 2004 para convertirse en el proyecto NCHRP 1-37A. El principal objetivo de esta nueva metodologa es proporcionar una herramienta para el diseo de estructuras de pavimentos nuevos y rehabilitados utilizando principios tericos-empricos. La metodologa NCHRP 1-37A est basada tanto en los resultados de la prueba AASHO mas seguimientos de pavimentos reales construidos con posterioridad e incorpora tambin conceptos mecanicistas, analizados mediante tcnicas de Elementos finitos, lo cual permite incluir muchas variables que no han sido probadas en proyectos reales o de las cuales no se cuenta con informacin. Este hecho permite tener un mejor diseo para condiciones distintas a las de la formulacin original de aos anteriores. La metodologa se encuentra como un programa computacional y puede ser obtenida en forma gratuita para evaluacin en http://www.trb.org/mepdg/software.htm. La metodologa de diseo NCHRP 1-37A se plantea entonces como una nueva forma de mejorar las prcticas de diseo de pavimentos de hormign, de manera de optimizar los diseos en este material de manera que cumplan adecuadamente las cargas de trfico y la vida til definida para el proyecto de pavimentacin. La experiencia del uso de esta nueva metodologa en el extranjero ha sido adecuada y por lo tanto, sera importante poder comenzar a implementar y utilizar estos nuevos procedimientos en la prctica local. Como una forma de introducir estos nuevos conceptos modernos de diseo en el pas, el ICH ha organizado un seminario durante los das 29 de septiembre al 01 de octubre del 2008, donde se har una introduccin a los conceptos de estas nuevas prcticas de diseo y acerca de su uso y adems se expondrn las prcticas modernas de construccin y rehabilitacin de pavimentos de hormign. (http://www.ich.cl/email/Programa_Pav_ICH08.pdf)