2 – Diseño
El objetivo del diseño del pavimento es producir una estructura que distribuya las cargas del tráfico de manera eficiente y minimice el costo de vida útil del pavimento. El término “vida útil” refiere a duración estimada que una estructura puede tener, cumpliendo con la función para la cual ha sido creada. Los costos incurridos en este período incluyen: costos de las obras (construcción, mantenimiento y valor residual) y los costos del usuario (retrasos en el tráfico, accidentes, consumo de combustible, desgaste de los neumáticos, etc.). El diseño del pavimento es esencialmente un proceso de evaluación estructural, necesario para garantizar que las cargas del tránsito se distribuyan de manera tal que las tensiones desarrolladas en cada capa estén dentro de las admisibles de ese material. Implica además la selección de materiales para las diferentes capas, el cálculo del espesor requerido y la determinación de su rigidez. En consecuencia, las propiedades mecánicas de los materiales que constituyen cada una de las capas en un pavimento son importantes para diseñar la estructura (7).
Un pavimento es entonces una compleja estructura que debe cumplir varias funciones diferentes entre sí. En general, la estructura flexible del pavimento consta de dos conjuntos característicos de capas con diferentes propiedades mecánicas: las capas de agregados “sueltos” asentados en la subrasante y las capas “ligadas” por asfalto, asentadas sobre las primeras. Esta separación de la estructura se basa en los diferentes comportamientos mecánicos de cada capa y constituye la base para el desarrollo de cualquier metodología de diseño de pavimentos flexibles (1).
Una de las primeras metodologías empíricas consistió en una inmensa prueba de campo, realizada de 1958 a 1962, por AASHO (American Association of State Highway Officials) en el estado de Illinois denominada la “AASHO Road Test”. Los resultados se utilizaron para desarrollar una guía de diseño de pavimentos, emitida por primera vez en 1961 como la “Guía provisional de AASHO para el diseño de pavimentos rígidos y flexibles”, con actualizaciones importantes publicadas en 1972, 1986 y 1993. En esta última, AASHTO (se agregan los oficiales de transporte en la nomenclatura) toma los datos que produjo la prueba y plantea una serie de ecuaciones empíricas de comportamiento estructural que siguen siendo la base para procedimientos de diseño de pavimentos en la actualidad. Si bien la investigación se limitó a un conjunto de suelos y condiciones climáticas, los resultados de la prueba usualmente se extrapolan para adaptarse a otras condiciones de diseño (8). El método plantea que la función de caída de la serviciabilidad (una medida de la calidad de conducción) con el número de reiteraciones de ejes de referencia, depende de una combinación entre espesores y calidades de los materiales que constituyen la estructura. La calidad se define por medio del coeficiente de aporte estructural “ai”, mediante la utilización del módulo de rigidez conjuntamente con el tipo de capa (2).
El método AASHTO 93´ ha sido utilizado en Uruguay en el pasado, aunque actualmente la Dirección Nacional de Vialidad utiliza métodos empírico mecanicistas, donde no solamente se enfoca en la serviciabilidad, sino en la predicción de los deterioros de pavimentos más comunes. La parte mecanicista calcula las respuestas del pavimento (esfuerzos, deformaciones y deflexiones) y el daño que el pavimento acumulará en el tiempo, mientras que la sección empírica relaciona el daño a través del tiempo con los deterioros típicos del pavimento (9).
