5.5.1 Empleo de las gráficas de diseño. En una gráfica SHELL los espesores necesarios de las diversas capas del pavimento se hallan en base a cuatro parámetros:
Tránsito expresado , como N, el cual varía entre 10.000 y 100.000.000
Clima, evaluado por la temperatura media anual ponderada del aire y presenta valores para (4° - 12° - 20° - 28°C).
Módulo de elasticidad de la subrasante: para valores de MR (2.5 y 5 x 10ᶺ 7; 1 y 2 x 10ᶺ 8) que equivalen a CBR = 2,5 – 5 – 10 Y 20% respectivamente.
Código de la mezcla (ocho en total).
En cualquier grafica de diseño tres de los valores son constantes y el otro variable y por lo tanto, deberá escogerse una gráfica de diseño apropiada en función de los datos que se dispongan.14
Para el caso de este diseño el resumen de los parámetros es el siguiente: N = 141.938
Módulo de elasticidad de la subrasante : 3.5 x 10^7 (N/m2) Código de la mezcla: S1 – F1 – 50.
Con estos valores, se tiene la opción de utilizar la figura 13:
14
Figura 13. Diagrama HN – 17.
Fuente: SHELL INTERNATIONAL PETROLEUM COMPANY LIMITED. Manual de Diseño de Pavimentos. Londres: SHELL, 1985. p. 208.
Utilizando la figura 14 podemos encontrar las siguientes opciones:
Un espesor pleno de 15cm de concreto asfáltico, sin necesidad de capas granulares.
Un espesor de 12cm de concreto asfáltico y un espesor de capa granular con un CBR de 10%, de 16cm.
Un espesor de 10cm de carpeta asfáltica, un espesor de 7cm de material granular con CBR de 20% y una capa granular con un CBR de 10%, de 16cm.
CBR de 40%, un espesor de 7cm de material granular con CBR de 20% y una capa granular con un CBR de 10%, de 16cm.
Aunque todas las alternativas, se encuentran dentro de los parámetros de diseño, la alternativa, más óptima y económica es la 5, quedando la estructura de pavimento de la siguiente manera:
Figura 14. Estructura de pavimento óptima.
Fuente: Autor.
Pero es necesario establecer una estructura que se adapte a las exigencias establecidas por el INVIAS, en sus especificaciones generales de construcción para carreteras. Por lo que la estructura de pavimento definitiva es la siguiente:
Figura 15. Estructura de pavimento definitiva,
Fuente: Autor.
6. CONCLUSIONES
El método SHELL, se presenta como una herramienta sencilla para diseño de pavimentos flexibles, combinando conceptos básicos como la resistencia a la fatiga y la rigidez de las mezclas asfálticas, acompañadas del análisis de las capas granulares y de la fundación de la estructura de pavimento.
El resultado obtenido para la estructura de pavimento objeto de este diseño, es una estructura que no es tan común , pero que demuestra que el dimensionamiento de las capas granulares y asfálticas deben corresponder, a procesos racionales y no establecer estructuras estándar, según el tipo de vía a intervenir.
La elección de la estructura de pavimento no debe ceñirse exactamente a lo arrojado por el Método SHELL, debe combinar los resultados obtenidos mediante esta herramienta y las condiciones y disponibilidades de la zona del proyecto, que hagan de la estructura , la más adecuada y razonable, a la hora de realizar el proceso constructivo.
7. RECOMENDACIONES
Es necesario tratar de implementar por parte de los diseñadores de pavimentos flexibles, la metodología SHELL, como una alternativa más frecuente, ya que a la que se da más prioridad, es a la metodología AASHTO 93, lo que encamina el diseño de pavimento a una sola herramienta y restringe que otros métodos sean igual de útiles.
La Secretaría de Infraestructura del Municipio de Ibagué, debe tener en cuenta la realización de un diseño de pavimento flexible antes de realizar cualquier tipo de intervención, en las calles de la Ciudad, ya que esto permite la optimización de los recursos y garantiza la priorización de las inversiones destinadas para el mejoramiento de la malla vial.
Además se recomienda, tener bases de datos, de las vías que año tras año, son objeto de intervención, para que no se presenten inconvenientes, como los ocurridos en esta investigación, en donde, no se tuvo información adecuada y suficiente, de las intervenciones realizadas, desde la construcción de la misma. Aunque el Método SHELL es el resultado de un estudio detallado de las condiciones de fatiga y rigidez de las mezclas asfálticas y sus componentes, es necesario utilizar valores más reales obtenidos en los laboratorios nacionales, es decir módulos dinámicos de las mezclas asfálticas y módulos de rigidez del asfalto, deben ser más ajustados a la realidad y no a pruebas realizadas en otros lugares del mundo.
BIBLIOGRAFÍA
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MONTEJO FONSECA. Alfonso. Ingeniería de pavimentos. 3 ed. Bogotá: Universidad Católica de Colombia, 2006. 2v.
SHELL INTERNATIONAL PETROLEUM COMPANY LIMITED. Manual de Diseño de Pavimentos. Londres: SHELL, 1985. 328 p.
Anexo A. Conteo vehicular.
FORMATO DE CONTEO VEHICULAR