DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE

Vista previa del material en texto

DISEÑO DE 
PAVIMENTOS 
FLEXIBLES
Ing. Eleazar Colina Morles
ecolina@ucla.edu.ve
Pavimentos
 La superestructura de una vía, construida sobre 
la subrasante, y compuesta normalmente por la 
sub-base, la base y la capa de rodamiento, cuya 
función principal es soportar las cargas rodantes 
y transmitir los esfuerzos al terreno, 
distribuyéndolos en tal forma que no se 
produzcan deformaciones perjudiciales, así 
como proveer una superficie lisa y resistente 
para los efectos del tránsito.
TIPOS DE PAVIMENTOS
 PAVIMENTOS 
RIGIDOS.
 PAVIMENTOS 
FLEXIBLES
Consideraciones Mecánicas de 
Pavimentos Flexibles
 Un pavimento está compuesto por un sistema 
Multicapas.
 Los materiales en cada capa son homogéneos.
 Cada capa tiene espesor finito, excepto la 
subrasante. Todas las capas, sin embargo son 
infinitas en la dirección lateral.
 El material que conforma cada capa es 
isotrópico.
 Se desarrolla la completa fricción entre las 
capas a nivel de las diferentes interfaces.
 No ocurren esfuerzos cortantes en la capa de 
rodamiento.
 Los esfuerzos para cualquier material se 
definen mediante dos propiedades: 
La relación de Poisson (μ).
Módulo de Elasticidad (E) 
Consideraciones Mecánicas de 
Pavimentos Flexibles
Factores que influyen en el diseño de 
un Pavimento
Está conformado por dos grandes categorías:
 Conocimiento de las características de los materiales y 
mezclas que serán empleadas en el pavimento.
 Determinación de los espesores de capas.
Los espesores se determinan considerando:
1. Tráfico
2. Condiciones Ambientales
3. Suelo de fundación
Factores que influyen en el diseño de 
un Pavimento
4. Materiales a ser 
empleados en la 
estructura del 
pavimento
a. Tipo de rodamiento
b. Tipo de base
c. Tipo de subbase
5. Nivel de servicio
Factores que influyen en el diseño de 
un Pavimento
6. Costos
7. Método de diseño
Factores relacionados con el proceso 
de diseño del pavimento
Necesid. 
de un 
pavim.
Decidir 
el tipo de 
pavim.
Valores 
de diseño 
tránsito y 
subras.
Diseño 
simplifi. 
a base de 
tablas
Selecc de 
materi. 
usables
Especific
. planos 
y escritos
Inspecci.
y control 
de 
calidad
Apertura 
al 
tránsito
Evalua-
ción de 
pavimen.
Aparició
n de 
fallas
Conserva
-ción 
preventiv
Vigilanc. 
continua 
del 
pavim.
Renovac. 
de 
paviment
CICLO DE DISEÑO 
SIMPLIFICADO DE UN 
PAVIMENTO
E
V
A
L
U
A
C
IÓ
N
 Y
 R
E
N
O
V
A
C
IÓ
N
Tipos de fallas en los pavimento
 Falla Estructural
 Falla funcional
1. Sobrecargas 
2. Efectos de las 
condiciones 
ambientales
3. Defectos en la 
construcción
4. Variabilidad propia de 
los materiales
Razones de falla de los Pavimentos
 Mantenimiento inadecuado
 Mala construcción
• Baja compactación
• Resistencia inadecuada de los 
materiales
• Falta de control de calidad
 Capilaridad del suelo del 
terraplén
• Permite ascensión de agua
Razones de falla de los Pavimentos
 Aguas Superficiales
• Flujo en superficie y 
taludes causa socavación 
 Falta de espesor para 
soportar las cargas y sus 
repeticiones. Aumento 
de tráfico y cargas
 Grietas en la carpeta 
asfáltica por fatiga
• Penetración de agua 
superficial 
Parámetros mínimos a considerar 
para el diseño de la Sub-Base y Base 
 Resistencia o Estabilidad
 Densidad
 Contenido de Humedad
 Textura y Estructura
 Grado de Confinamiento
 Disponibilidad
 Costo
Fuente de los Agregados para Sub-
Base y Bases
 Agregados Naturales
 Agregados Procesados
Fuente de los Agregados para 
Sub-Base y Bases
 Agregados 
Estabilizados
 Agregados Artificiales 
o
Sintéticos
 Con otro agregado
 Con cemento
 Con cal
 Con Asfalto
 Con aceite sulfonado
 Aliven
 Escoria de acería
 Vidrio
Chequeo de intrusión de finos
 La utilización de materiales granulares no 
tratados en la construcción de bases y 
subbases deben ser verificados en el 
sentido de chequear si se produce el 
fenómeno de intrusión, esto es, la 
migración de los finos de la subrasante 
hacia tales capas superiores.
Chequeo de intrusión de finos
 Existe un criterio que establece que cuando la 
relación D15/D85>5 implica que se hace 
necesario tomar medidas preventivas para la 
intrusión.
 D15 =tamaño de partícula, en la base o sub-base 
que cumple la condición de que el 15% del 
material es más fino que este tamaño.
D85 =tamaño de partícula, en el material de 
subrasante, que cumple la condición de que el 
85% del material es más fino que este tamaño.
Medidas preventivas para disminuir el 
fenómeno de intrusión
 Las medidas preventivas que pudieran 
considerarse son:
• Colocación de una membrana geotextil.
• Colocación de una capa de 
aproximadamente 10 cm. de espesor con 
un material adecuado.
Una u otra medida proporcionarían una 
barrera entre la subrasante y el material 
grueso que es susceptible a la intrusión.
CAPACIDAD DE SOPORTE 
SUBRASANTE
 El CBR de un material es función de su 
densidad, textura, humedad de 
compactación, humedad después de la 
saturación, su grado de alteración y su 
granulometría.
100*
patrón picada piedra la de unitaria Carga
ensayo bajo material del unitaria arg aC
CBR 
CAPACIDAD DE SOPORTE “CBR”
 SELECCIÓN DEL “CBR” EN LA SUB-RASANTE.
 (Criterio del percentil de diseño).
 Se recomienda hacer un mínimo de 5 ensayos 
por unidad de diseño.
 El CBR se determinará en base al número de 
ensayos realizados y al número de cargas 
equivalentes totales (Repeticiones de Ejes 
Equivalentes REE), que se ha estimado que 
ocurran durante el período de diseño.
Suelo de Fundación
Rep. Ejes Equiv.
“REE”
Percentil Diseño
sub-rasante 
Perc. Diseño Sub-
rasante mejorada
<10 E +5 75 85
>10 E+5≤10 E+6 80 90
>10 E+6≤10 E+7 85 90
>10 E+7≤10 E+8 90 95
>10 E+8 95 95
EJEMPLO
 Se tienen 10 resultados de ensayos de 
“CBR” de la subrasante de una unidad de 
diseño comprendida desde la progresiva 
0 +100 hasta la progresiva 2 + 800. 
 Del estudio de Ingeniería de Tránsito se 
estimaron para el período de diseño 
5.500.000 REE
Ensayo Nº Progresiva CBR (%)
1 0 + 100 3,8
2 0 + 400 7,3
3 0 + 700 5,5
4 1 + 000 6,0
5 1 + 300 3,8
6 1 + 600 3,8
7 1 + 900 2,8
8 2 + 200 7,0
9 2 + 500 6,6
10 2 + 800 6,0
Se ordenan los resultados de menor a mayor y se calculan los porcentajes de muestras 
con CBR igual o mayor al valor considerado
Ensayo Progresiva CBR (%) # Mues. con 
CBR≥
%Mues. con
CBR ≥
7 1 + 900 2,8 10 100
1 1 + 100 3,8
9 905 1 + 300 3,8
6 1 + 600 3,8
3 0 + 700 5,5 6 60
4 1 + 000 6,0
5 5010 2 + 800 6,0
9 2 + 500 6,6 3 30
8 2 + 200 7,0 2 20
2 0 + 400 7,3 1 10
Valor CBR- vs. -% Muestras con CBR ≥ al considerado
MODULO RELIENTE PARA SUBRASANTE
 ECUACIONES DE 
CORRELACIÓN ENTRE 
MODULO RESILIENTE Y 
EL CBR.
241*4326%20
*000.3%20%2,7
*500.1%2,7
65,0



LnCBRMRCBR
CBRMRCBR
CBRMRCBR
Criterio AASHTO 93 para 
caracterizar la subrasante
 Módulo Resilente
 Ponderar Mr Mr ponderado f (variación anual 
del Mr)
 Factor daño relativo
Mr (PSI)
32.28 *10*18.1  MrUf
Uf Mr
1 Mr Illinois
Criterio AASHTO 93 para 
caracterizar la subrasante
 Procedimiento
1. Determinar Mr por mes.
2. Determinar Uf por mes.
3. Determinar promedio Uf .
4. Determinar Mr DIS f (Uf) .
Ejemplo Modulo Resiliente “MR”
psiMRdiseñoMRx
Uf
xUf
xUf
xUf
xUf
642.5*1018,12337,0
2337,0
12
2*248,03*519,02*203,05*069,0
248,0500.5*1018,1
519,04000*1018,1
203,06000*1018,1
069,0500.9*1018,1
32,28
32,28
32,28
32,28
32,28






 










Cemento asfáltico
 Asfalto diluidos
 Asfalto emulsionados
DIAGRAMA PRODUCCION DE ASFALTOS
No COVENIN
No MOP
ENSAYO TIPO
* 4105
Penetración a 25ºC
-100g. 5s.
60-
70
85-
100
120-
150
* 421
Viscosidad a 135ºC
-Saybolt-Furol (s)
100+ 85+ 70+
* 424 -Cinemáteca (c.s) 200+ 170+ 140+
* 372Pto de Inflama C
(Vaso abierto de Cleveland)
232+ 232+ 218+
E-206
Ensayo en estufa de película 
delgada
-Penetración despúes del 
ensayo
(25ºC, 100g. (%) de la original
52+ 47+ 42+
* 1123 -Ductibilidad a 25ºC. (cm) 100+ 100+ 60+
* 1161 -Solubilidad en CCI. (%)
99,5
+
99,5+ 99,5+
*No COVENIN
Requisito 
General:
El cemento asfáltico debe se
preparado por refinación del
petróleo, debe ser de naturaleza
uniforme y no debe formar
espuma al ser calentado a 175
C.
60ºC Poises (para clasificar el cemento asfáltico
Viscosidad
135ºC Centistokes
MÉTODO DE ENSAYO
COVENIN ASTM ASSHTO MOP
426 E 102 T 72 E 211
Penetración: Ensayo de consistencia, se utiliza para identificación
y como parámetro para determinar susceptibilidad térmica.
MÉTODO DE ENSAYO
COVENIN ASTM AASHTO MOP
1105 D 5 T 49 E 203
Equipo necesario para el ensayo 
destacando el penetrómetro, el 
recipiente para la muestra y el recipiente 
para transferencia.
Vertido de la muestra y aplicación de llama para eliminar 
burbujas
Las muestras y la copa de transferencia se llevan al 
baño de agua
La muestra en la taza de 
transferencia se coloca 
sobre el penetrómetro
Verificando el peso del 
conjunto eje, aguja y 
accesorios
Con la muestra y la taza de 
transferencia en posición, 
se baja la aguja hasta tocar 
la superficie de la muestra.
Teniendo el indicador en cero, se deja caer la aguja 
por 5 segundos y se mide la distancia de penetración.
Al concluir la determinación, la muestra y la taza de transferencia se 
llevan al baño de agua mientras se limpia la aguja y se continúa con el 
ensayo
Punto de Ablandamiento: Ensayo de consistencia en 
el cual se determina la temperatura a la cual ocurre 
cambio de fase.
MÉTODO DE ENSAYO
COVENIN ASTM AASHTO MOP
419 2398 T 53 E 208
Equipo necesario 
para realizar el 
ensayo
Fluidificación del 
cemento asfáltico
Amalgamado y 
colocación de los 
anillos en la placa 
base
Anillos con el 
cemento asfáltico
Muestra como quitar el 
exceso de cemento 
asfáltico a los anillos
Equipo montado 
para realizar el 
ensayo
Ejecución del 
ensayo
Finalizado el ensayo, 
se anota la 
temperatura
Punto de inflamación: Ensayo de seguridad para 
el manejo y almacenamiento del cemento asfáltico.
MÉTODO DE ENSAYO
COVENIN ASTM AASHO MOP
372 D 92 T 48 E 202
Equipo e 
instrumentos
Fluidificación del 
cemento asfáltico
Llenado de la copa 
Cleveland con cemento 
asfáltico
Eliminación de 
burbujas en la 
superficie del cemento 
asfáltico
Calentamiento de la 
muestra a temperatura 
controlada
Aplicación de una 
pequeña llama en la 
superficie de la muestra
Inflamación instantánea de los 
vapores liberados en la 
superficie de la muestra
Ensayo de película delgada en horno (TFO Y RTFO): 
Para determinar el envejecimiento del cemento asfáltico.
MÉTODO DE ENSAYO
COVENIN AASHTO ASTM MOP
2046-92 T 179 D 1754 E 206
Equipo 
necesario 
para el 
ensayo Tara del platillo, vaciado del cemento 
asfáltico y eliminación de burbujas
Pesado de la 
muestra una vez 
enfriada.
Las muestras son 
colocadas al horno a 163 
ºC por 5 horas
Pesado de la muestra 
luego del 
envejecimiento
El residuo se vierte en 
los moldes 
correspondientes para 
realizarlos ensayos
Ductilidad: Ensayo de tipo califica – no 
califica, está relacionado con la adhesión 
y cohesión.
MÉTODO DE ENSAYO
COVENIN ASTM ASSHTO MOP
1123 D 113 T 51 E 205
Equipo necesario para el 
ensayo de ductilidad. 
Detalle del molde 
Ductilómetro.
Amalgamado 
de la placa 
base y 
colocación del 
molde sobre 
ella.
Llenado de la 
briqueta con el 
cemento asfáltico
Se retira el exceso de 
material de la muestra con 
una espátula ligeramente 
caliente
Solubilidad: Ensayo para medir 
la pureza del cemento asfáltico. 
MÉTODO DE ENSAYO
COVENIN ASTM ASSHTO MOP
1161 D 2042 T 44 E 207
Equipo necesario 
para el ensayo y 
detalle del crisol 
gooch.
Fibras de asbesto más agua 
destilada para preparar el filtro 
gooch.
Filtrado de la suspensión de 
asbesto en el crisol
El crisol 
preparado se lleva 
a un horno de alta 
temperatura hasta 
alcanzar peso 
constante
Proceso de enfriado y pesado del filtro gooch 
hasta obtener peso constante
Colocación de la muestra y 
el disolvente en el 
erlenmeyer
Se observa que toda la 
muestra se ha disuelto.
La solución de asfalto se decanta a 
través de la capa de asbesto del crisol, 
ayudado con una pequeña succión
Al terminar el filtrado se 
lava el material insoluble 
con el disolvente
El crisol se lleva al horno 
por 20 min a110 ºC, se 
enfría y se pesa hasta 
obtener peso constante
Peso específico: Para hacer
correcciones de temperatura
volumen y para determinación de
vacíos en el diseño de mezclas.
MÉTODO DE ENSAYO
COVENIN AASHTO ASTM MOP
1386-83 T 228 D 70 E 204
Picnómetro
Equipos necesarios para realizar el ensayo. Detalles.
Vaso de precipitado con el 
nivel de agua deseado. 
Detalle.
Peso del picnómetro vacío.
Vaso de precipitado con 
picnómetro lleno de agua 
en baño de agua. Peso del picnómetro + 
agua
Llenado y pesado del picnómetro con 
cemento asfáltico hasta ¾ de su 
capacidad. Detalles.
El picnómetro + muestra + 
agua, dentro del vaso de 
precipitado, se lleva al baño de 
agua por 30 min.
Peso del picnómetro + muestra + agua 
= D
Constituye alrededor del 95% en peso de la mezcla. Pueden ser
agregados naturales, agregados procesados y agregados sintéticos.
Para ser utilizados en pavimentos debe cumplir ciertas propiedades.
 Granulometría (Tamiz 8, 30 y
200) FGRPM
 Limpieza
 Dureza
 Forma de la partícula
 Textura ( Macro y micro tex)
 Capacidad de absorción
 Afinidad con el asfalto
 Peso específico
Peligro: No use 
agregado de origen 
Metamórficos
Agregados Típicos: Arena, Piedra Triturada, 
Arrocillo y polvo de roca ( Polvillo)
Procesamiento de agregados
• Rocas: Triturador de mandíbulas (Rendimiento de 3 hasta 60 Ton /hrs)
• Arenas: Triturador de impactos 
Tipo Barmac 
Rendimineto: 
de 12 a 360Ton /hrs
• Arrocillo Polvillo: Triturador cónico es adecuado para triturar minerales y 
piedras de media y alta dureza. Su sistema de seguridad de resorte es un dispositivo de 
protección contra sobrecarga, permite que los objetos metálicos pasen por la boca 
trituradora sin causar daños a la maquina.
Rendimiento de 40 hasta 340 ton/hrs
Procesamiento de agregados
• Maquina lavadora de arena que se usa junto con la Maquina elaborador de 
arena, la maquina lavadora puede eliminar el polvo e impurezas de la arena mezclara por la 
maquina elaboradora, a fines de aumentar la calidad de la arena.
• La Maquina lavadora de arena que se muestra es un equipo estilo toldo lavador y 
seleccionador.
Procesamiento de agregados
Capacidad de 50 hasta 150 ton/hrs
• La Criba vibradora circular hace movimientos circulares, es un nuevo equipo vibrador de 
multiniveles con alto rendimiento. Alto rendimiento de separación, Bajo ruido, Resistente y 
durable, Fácil de mantener y Seguro de usar, se usa ampliamente en la clasificación de productos 
en las industrias de Minería, Material de construcción, Transito, Recursos, Química, etc.
Procesamiento de agregados
Rendimiento de 30 hasta 810 ton/hrs
ESPECIFICACIONES CONCRETO ASFÁLTICO 
CARACTERISTICA DEL 
AGREGADO 
ENSAYO ESPECIFICACIONES 12-10 
Caras Fracturadas E-109 %60 
Desgaste de los Angeles E-113 
RODAMIENTO %40 
BASE %50 
Equivalente de Arena E-108 %45 
Adherencia E-308 BUENA 
Partículas Planas y 
Alargadas 
-------- %5 
 
MEZCLA DE 
DISEÑO 
 RODAMIENTO INTERMEDIA BASE 
Estabilidad Marshall 
(lbs) 
E-301 %1200. %1000. %900. 
Flujo 1/00 mm E-301 8-16 8-16 8-16 
Vacios llenados con 
asfalto 
E-301 75-85 75-85 60-85 
Vacios totales de la 
Mezcla 
E-301 3-5 3-7 3-8 
Vacios de 
agregados mineral 
VAM 
 * * * 
 
(1)TAMAÑO MAXIMO 
NOMINAL (mm)
VAM MINIMO (%)
%VACIOS DE DISEÑO (3)
(2) mmPulgadas 3.0 4.0 5.0
1.18 Nº 16 21.5 22.5 23.5
2.36 Nº 18 19.0 20.0 21.0
4.75 Nº 4 16.0 17.0 18.0
9.5 3/8 14.0 15.0 16.0
12.5 ½ 13.0 14.0 15.0
19.0 ¾ 12.0 13.0 14.0
25.0 1 11.0 12.0 13.0
37.5 1 ½ 10.0 11.0 12.0
50.0 2 9.5 10.5 11.5
63.0 2 ½ 9.0 10.0 11.0
Notas:
El tamaño máximo nominal de
partícula es el tamaño mas grande
que el primer tamiz que retiene mas
del 10 % de material.
Especificación normal para tamaños
de tamices usados en prueba ASTM-
11 (AASHTO-M92).
Interpole el VAM mínimo para los
valores de vacío de diseño que se
encuentre entre los que están
citados.
Los agregados y el asfalto son combinados en proporciones adecuadas y definidas para constituir una
mezcla asfáltica. Estas proporciones conjuntamente con sus características y la forma de mezclado y
compactado determinan las propiedades físicas de la mezcla y el desempeño de la misma como carpeta en
el pavimento.
El método Marshall es el utilizado comúnmente en Venezuela para el diseño de mezclas en caliente.
El método consiste en determinar la proporción de cemento asfáltico en función de un análisis de
densidad-vacios y un análisis de estabilidad-flujo.
Ilustración del VAM en una Probeta de Mezcla Compactada (Nota: para 
simplificar, el volumen de asfalto absorbido no es mostrado).
 Estabilidad
 Flexibilidad
 Durabilidad
 Impermeabilidad
 Trabajabilidad
 Resistencia a la fatiga
 Resistencia al deslizamiento
 Costos
Capacidad para resistir desplazamiento y deformación
bajo las cargas del transito.
Una carpeta de rodamiento inestable desarrolla
ondulaciones (corrugaciones), ahuellamientos (ruting,
canales).
CAUSAS EFECTOS
Exceso de asfalto en la mezcla
Ondulaciones, ahullamiento, y 
afloramiento o exudación
Exceso de arena de tamaño medio 
en la mezcla
Baja resistencia durante la 
compactación y posteriormente 
durante un cierto tiempo; dificultad 
para la compactación
Agregado redondeado sin, o con 
pocas, superficies trituradas
Ahullamiento y canalización
Causas y Efectos de Inestabilidad en el Pavimento
Capacidad de una carpeta
asfáltica de amoldarse a los
movimientos y asentamientos
graduales de la subrasante sin
que se agriete.
Habilidad para resistir factores como la
disgregación, cambios en las propiedades del
asfalto, separación de la película de asfalto.
Esto se logra: usando la mayor cantidad
posible de asfalto, usando una gradación densa
de agregado resistente a la separación y
considerando una alta impermeabilidad.
CAUSAS EFECTOS
Bajo contenido de asfalto
Endurecimiento rápido del asfalto y 
desintegración por perdida de agregado
Alto contenido de vacíos debido al diseño 
o a la falta de compactación
Endurecimiento temprano del asfalto seguido por 
agrietamiento o desintegración
Agregados susceptibles al agua 
(Hidrofilicos)
Películas de asfalto se desprenden del agregado 
dejando un pavimento desgastado, o desintegrado
Causas y Efectos de una poca durabilidad
Resistencia al paso de aire y agua 
hacia el interior de la carpeta o a 
través de ella.
Facilidad con que una mezcla asfáltica 
puede ser colocada y compactada.
CAUSAS EFECTOS
Bajo contenido de asfalto
Las películas delgadas de asfalto causaran, tempranamente 
un envejecimiento y una desintegración de la mezcla
Alto contenido de vacíos en la 
mezcla de diseño
El agua y el aire pueden entrar fácilmente en el pavimento, 
causando oxidación y desintegración de la mezcla
Compactación Inadecuada 
Resultara en vacíos altos en el pavimento, lo cual conducirá a 
infiltración de agua y baja estabilidad
Causas y Efectos de la Permeabilidad
Resistencia a la flexión repetida 
bajo las solicitaciones del tráfico 
Causas y Efectos de Problemas en la 
Trabajabilidad
CAUSAS EFECTOS
Tamaño máximo de particula: grande Superficie áspera, dificil de colocar
Demasiado agregado grueso Puede ser dificil de compactar
Temperatura muy baja de mezcla
Agregado sin revestir, mezcla poco durable; superficie 
áspera, dificil de compactar
Demasiada arena de tamaño medio
La mezcla se desplaza bajo la compactadora y 
permanece tierna o blanda
Bajo contenido de relleno mineral Mezcla tierna, altamente permeable
Alto contenido de relleno mineral Mezcla muy viscosa, dificil de manejar; poco durable
Causas y Efectos de una Mala 
Resistencia a la Fatiga
CAUSAS EFECTOS
Bajo contenido de asfalto Agrietamiento por fatiga
Vacios altos de diseño
Envejecimiento temprano de asfalto, seguido por 
agrietamiento por fatiga
Falta de Compactación 
Envejecimiento temprano de asfalto, seguido por 
agrietamiento por fatiga
Espesor inadecuado de 
pavimento
Demasiada flexión seguida por agrietamiento por fatiga
Habilidad de la carpeta de rodamiento de minimizar el 
deslizamiento o resbalamiento de los cauchos de los 
vehículos, particularmente en presencia de agua.
CAUSAS EFECTOS
Exceso de asfalto Exudación, poca resistencia al deslizamiento
Agregado mal gradado o con 
mala textura
Pavimento liso, posibilidad de hidroplaneo
Agregado pulido en la mezcla Poca resistencia al deslizamiento
Criterios del Instituto de Asfalto (U.S.A) para el Diseño Marshall
Criterios para Mezcla
del Método Marshall
Transito Liviano
Carpeta y Base
Transito Mediano
Carpeta y Base
Transito Pesado
Carpeta y Base
Min Max Min Max Min Max
Compactación, numero de
golpes en cada cara de la probeta
35 50 75
Estabilidad, N 3336 5338 8006
(lb.) (750) ---
(1200
)
--- (1800) ---
Flujo. 0.25 mm
(0.01 pulgadas)
8 18 8 16 8 14
Porcentaje de Vacíos 3 5 3 5 3 5
Porcentaje de Vacíos en el Agregado Mineral (VMA) Ver porcentaje mínimo de VMA
Porcentaje de vacíos llenos de Asfalto (VFA) 70 80 65 78 65 75
NOTAS
1 Todos tos criterios y no solo estabilidad, deben ser considerados al diseñar una mezcla asfáltica de pavimentación. Las mezclas asfálticas en caliente de base que no
cumplan estos criterios, cuando se ensayen a 60ºC, se consideraran satisfactorias si cumplen los criterios cuando se ensayen a 38ºC y si se colocan a 100 mm o mas por
debajo de la superficie. Esta recomendación se aplica solamente a las regiones que tengan una variedad de condiciones climáticas similar a la que prevalece en casi
todas las regiones de Estados Unidos. En las regiones que tengan condiciones climáticas mas extremas puede ser necesario usar temperaturas mas bajas de ensayo.
2 Clasificaciones del Transito
Liviano: Condiciones de transito que resultan en un EAL de diseño < 104
Mediano: Condiciones de transito que resultan en un EAL de diserto entre 104 y 106
Pesado: Condiciones de transito que resultan en un EAL de diseño> 106
3 Los esfuerzos de compactación en el laboratorio deberán aproximarse a la densidad máxima obtenida en el pavimento bajo el transito.
4 Los valores de fluencia se refieren al punto en donde la carga comienza a disminuir.
5 Cuando se este calculando el porcentaje de vacíos, deberá permitirse cierta tolerancia en la porción de cemento asfáltico perdida por absorción en las partículas de
agregado
6 El porcentaje de vacíos en el agregado mineral debe ser calculado con base en el peso especifico total ASTM del agregado.
UCLA – DIC
PAVIMENTOS
COMBINACION GRANULOMETRICA
Ing. Eleazar Colina Morles
COMBINACION GRANULOMETRICA
 Existen varios métodos que se utilizan 
para combinar agregados de tal manera 
que cumplan con ciertas especificaciones 
y exigencias del cliente. Estos se 
encuentran enmarcados en forma general 
en dos grupos: Métodos Analíticos
Métodos Gráficos.
 También existe un método Gráfico-
Analítico y el Método del Criterio por 
Experiencia con la comprobación de 
alguno de los métodos anteriores.
MEZCLAS DE GRANULOMETRIA DENSA. COVENIN 2000-87
CEDAZO
PULG.
TIPO I
RODAMIENTO
TIPO II
RODAMIENTO
TIPO III
RODAMIENTO
TIPO IV
RODAM-INTER
TIPO V
INTERMEDIA
1 1/2 100
1 100 80 - 100
3/4 100 100 80 - 100 70 - 90
1/2 85 - 100 100 80 - 100
3/8 80 - 100 70 - 90 60 - 80 55 - 75
N° 4 65 - 80 50 - 75 50 - 70 48 - 65 45 - 62
N° 8 50 - 65 35 - 50 35 - 50 35- 50 35 - 50
N° 30 25 - 40 18 - 29 18 - 29 19 - 30 19 - 30
N° 50 18 - 30 13 - 23 13 - 23 13 - 23 13 - 23
N° 100 10 - 20 8 -16 8 - 16 7 - 15 7 - 15
N° 200 3 - 10 4 - 10 4 - 10 2 - 8 2 - 8
MEZCLAS DE GRANULOMETRIA ABIERTA. COVENIN 2000-87
CEDAZO
PULG.
TIPO V I
RODAMIENTO
TIPO V II
RODAM-INTER
TIPO V I I I
BASE
TIPO I X 
BASE 
TIPO X
BASE
1 1/2 100
1 100 75 - 100
3/4 100 100 75 – 100 60 - 95
1/2 100 75 -100 75 – 100
3/8 75 - 100 60 - 85 60 - 85 45 - 70 40 – 65
N° 4 35 - 55 35 - 55 30 – 50 30 – 50 30 - 50
N° 8 20 - 35 20 – 35 20 - 35 20 - 35 20 – 35
N° 30 10 – 22 10 - 22 5 – 20 5 – 20 5 – 20
N° 50 6 – 16 6 – 16 3 - 12 3 - 12 3 – 12
N° 100 4 – 12 4 -12 2 - 8 2 - 8 2 - 8
N° 200 2 - 8 2 - 8 0 - 6 0 - 6 0 - 6
PRINCIPIOS BASICOS
 Independientemente del número de agregados y 
del método de proporcionarlos, las siguientes 
ecuaciones rigen la combinación:
 P = aA + bB + cC + ........ + nN
 a + b + c + ........ + n = 1,00 (100%)
 P = Porcentaje de un material que pasa un tamiz 
dado resultante de la combinación de los 
agregados A, B, C, ...N
 A,B,C,...,N = Porcentaje de material que pasa un 
tamiz dado, para cada uno de los agregados 
empleados en la combinación. 
 a,b,c,...,n = Proporciones expresadas en forma 
decimal, resultantes de la combinación para 
cada uno de los materiales empleados y cuya 
suma es igual a 1,00.
 Los valores de “P” y de “A,B,C,...,N” pueden 
estar referido tambiem al porcentaje total que es 
retenido en un tamiz determinado, o al 
porcentaje que pasa ese tamiz y es retenido en 
el siguiente.
METODO GRAFICO
 Este Método es práctico utilizarlo cuando se 
quiere combinar 2 materiales. A medida que se 
incremente el número de materiales, el Método 
es mas complejo y es preferible utilizar el 
Método analítico o el Método Combinado.
 Se tiene el siguiente ejemplo:
 Se desea satisfacer las especificaciones de una 
Mezcla COVENIN Tipo III, para lo cual se tienen 
2 materiales: Material “A” piedra picada; Material 
“B” una arena de rio. 
 La granulometría de los agregados y la 
especificación correspondiente se muestra en la 
siguiente tabla:
Porcentajes pasantes de los materiales “A” y “B”
Especificaciones de la mezcla COVENIN Tipo III
PORCENTAJES PASANTES
TAMIZ 19mm
3/4”
12,5
1/2”
9,5
3/8”
4,75
N° 4
2,16
N° 8
600µm
N° 30
300
N° 50
150
N°100
75 µm
N°200
ESP. 100 80
100
70
90
50
70
35
50
18
29
13
23
8
16
4
10
M ”A” 100 90 59 16 3,2 1,1 0 0 0
M”B” 100 100 100 96 82 51 36 21 9,2
COMBINACION DE 2 MATERIALES
COMBINACION DE 2 MATERIALES
 Toda combinación que se haga con 
proporciones dentro del rango de las 2 
líneas centrales, cumplirá con las 
especificaciones. Las 2 líneas representan 
los límites de aceptabilidad y la línea 
central ( promedio entre las 2 líneas 
exteriores) representa las proporciones 
óptimas de la combinación. En este caso: 
47% Material “A ” y 53% Material “B” (esto 
es a=0,47 y b=0,53). 
METODO ANALITICO PARA 2 MATERIALES
 
 
 
 n combinació laen A"" material del 50,050,01 
n.combinació laen participar deberá B"" material
 el quecon porcentaje al ecorrespond se 0,50b de valor 
 50,0
2,382
2,35,42
B"" material del 8 N tamizel pasa que %82
A"" material del 8 N tamizel pasa que %2,3
5,42
2
5035
P cionesespecifica
 las de Media 8. N tamizel paraobtener desea se que pasante 
 %5,42
:8 :
***1 
10,1.**
Aportea
Este
b
porcentajeB
porcentajeA
porcentaje
P
NTAMIZDOCONSIDERAN
AB
AP
bbBbAAPbBbAP
bababBaAP






 


























COMBINACION DE 2 MATERIALES
TAMIZ 19mm
3/4”
12,5
1/2”
9,5
3/8
4,75
N°4
2,36
N°8
600µm
N°30
300
N°50
150
N°100
75µm
N°200
MAT”A” 100 90 59 16 3,2 1,1 0,0 0,0 0,0
MAT”B” 100 100 100 96 82 51 36 21 9,2
ESPEC 100 80
100
70
90
50
70
35
50
18
29
12
23
8
16
4
10
A*a 50 45 29,5 8 1,6 0,6 0 0 0
B*b 50 50 50 48 41 25,5 18 10,5 4,6
TOTAL 100 95 79,5 56 42,6 26,1 18 10,5 4,6
METODO ANALITICO PARA 3 TIPOS DE AGREGADOS
 P = A*a + B*b + Cc ; a + b + c = 1,00
 Pasos a seguir:
 Normalmente se comienza el análisis con el 
tamiz mas fino si se utiliza el criterio de 
“porcentaje pasante”, o con los tamices mas 
gruesos si se emplea el criterio de porcentaje 
total retenido, ya que en ellos se cumple, al 
menos aproximadamente, la premisa de que 2 
de los 3 materiales tendran sus 
correspondientes porcentajes para ese tamiz, 
con valores iguales a cero.
 En caso de que no suceda tal cosa, se 
debe asumir que los porcentajes del 
segundo ó tercer material sean igual a 
cero para resolver la ecuación.
 PROBLEMA:
 Se desean combinar 3 tipos de agregados 
para satisfacer los requerimientos de una 
mezcla tipo III. La granulometría de los 
agregados se muestra en el siguiente 
cuadro:
3 TIPOS DE AGREGADOS
TAMIZ 19mm
3/4”
12,5
1/2
9,5
3/8
4,75
N° 4
2,36
N° 8
600 µ
N° 30
300 µ
N° 50
150 µ
N°100
75 µ
N°200
AGR.”A 100 90 59 16 3,2 1,1 0 0 0
AGR.”B 100 100 100 96 82 51 36 21 9,2
AGR.”C 100 100 100 100 100 100 98 93 82
ESPEC
TIPO III
100 80
100
70
90
50
70
35
50
18
29
13
23
8
16
4
10
 TAMIZ N° 200 (modalidad “pasante”):
 P = 7,0 ; A = 0,0 ; B = 9,2 ; C = 82,0
 7,0 = 0*a + 9,2*b + 82*c
 Se asume pasante del agregado “B” igual a “0” 
(muy pequeño respecto a “C”).
 7 = 82c  c = 0,09. Pero como realmente existe 
“b” se puede considerar c = 0,07 .
 TAMIZ 3/8” (fracción total “retenida”):
 R = 20% ; Ar = 41 ; Br = 0,0 ; Cr = 0,0.
 20 = 41*a + 0*b + 0*c  a = 0,49.
 A + b + c = 1,00  1,0 = 0,49+b+0,07 b=0,44
Tamiz 19mm 12,5 9,5 4,75 2,36 600µ 300µ 150µ 75µ
A*0,49 49,0 44,1 28,9 7,8 1,6 0,5 0,0 0,0 0,0
B*0,44 44,0 44,0 44,0 42,2 36,1 22,4 15,8 9,2 4,0
C*0,07 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 6,9 6,5 5,7
Total 100 95,1 79,9 57,1 44,6 30,0 22,7 15,8 9,8
Especf.
Tipo III
100 80
100
70
90
50
70
35
50
18
29
13
23
8
16
4
10
 
%47,528.44*
67,694,0
94,0
´%*
´`
´
% 








 B
CBBB
BB
C
 
%81,3828.44*
94,067.6
67,6
´%*
´`
´
% 








 B
BBCB
CB
B
METODO ASSHTO 
COMBINACION DE TRES AGREGADOS
S
B (19; 9,2)
B`
A (96,8;0)
C (0;82)
P
A
S
A
N
T
E
 T
A
M
IZ
 #
 2
0
0
Especificaciones:
Retenido #8 : 68- 50
%Pasante 200 : 10 - 4
A+B+C=55,72+38,81+5,47= 100%  OK
METODO ASSHTO 
COMBINACION DE CUATRO AGREGADOS
RETENIDO ACUMULADO TAMIZ # 8
P
A
S
A
N
T
E
 T
A
M
IZ
 #
 2
0
0
S
B (68; 3) A (93,8; 0,1)
C (9 ; 2,1)
D (0; 71)
B`
A´
Especificaciones:
Retenido # 8 : 68- 50
%Pasante 200 : 10 - 4
A´+B´= S=100 A´= A+C B´= B+D
Comprobando % B´= 100-A´ = 100-24,51= 75,49 =OK Comprobando % D´= (%B´ - % B) = 75,49 – 68,98 = 6,51  OK 
A+B+C+D =9,89+68,98+14,62+6,51= 100%  OK
Concreto Asfáltico. CONENIN 2000-87
Propiedad Uso de la mezcla
Rodamiento Intermedia Base
Estabilidad
Marshall (lb) 
>1.200 >1.000 >900
Flujo (1/100)
Pulg.
8 - 16 8 - 16 8 - 16
% Vacíos de 
mezcla
3 - 5 3 - 7 3 - 8
% vacíos 
llenados 
asfal.
75 - 85 70 - 85 65 - 85
ENSAYO DEL MÉTODO MARSHALL 
Preparación, 
Mezcla y Compactación
de las Briquetas
Tamizadora Eléctrica
Secado de los agregados a peso constante
Tamices
Agregados separados
Arena Natural
Piedra Picada
Polvillo
Calentamiento de los moldes y el martillo
Mezcla agregado en ponchera metálica sobre plancha
Colocación del papel en el fondo del molde
Calentamiento del Cemento Asfáltico
Dosificación del contenido del cemento asfáltico
Mezclado de los agregados con el contenido de 
cemento asfáltico
Chequeo de la temperatura de mezclado
Colocación del agregado
Revuelva la mezcla
Alisar la superficie
Chequeo de la temperatura
Colocación de la briqueta
Colocación del sujetador
TIPO DE TRÁFICO # GOLPES POR CARA
Liviano35
Mediano 50
Pesado 75 
Compactación con el martillo
Retiro del collar
Se invierte la base
Enfriamiento de las briquetas
ENSAYOS DE LAS BRIQUETAS
Extracción del espécimen del molde
Briquetas
Colocación de las briquetas en baño maría
Extraer la briqueta del Baño de María
Colocación de la briqueta en la mordaza inferior
Aplicación de la carga y rotura de la briqueta
Medición del flujo
CALCULOS Y CURVAS 
MARSHALL
CÁLCULOS
 G= F-E = 1186.8-685.2=501.6 cm3
 H= D/G= 1182.0/501.6=2.356 g/cm3
 I= ENSAYO RICE
 K= (H*(100-B)/Gsb= 2.346*(100-3.5)/2.658=85.17 %
 L= 100-K= 100- 85.17= 14.83 %
 N= 100-(100*H)/I= 100-(100*2.346)/2.528= 7.2 %
 L=100-K = 100-85.17= 14.83 %
 J= L-N= 14.83 - 7.2 = 7.63 %
 M= (J)*100/L = (7.63)*100 / (14.83) = 51.45 % 
 O= ESTABILIDAD MEDIDA= 3288 lb.
 P= FACTOR DE CORRECCIÓN= 1.04
 Q= O*P= 3288*1.04= 3.420 lb.
PLANTAS CONTINUAS: Dosificación por volumen 
en un proceso continuo (DRUMMIXER).
PLANTAS DISCONTINUAS: Dosificación por peso 
en un proceso discontinuo (TIPO BATCH).
El ingeniero inspector está en la obligación de visitar la planta de mezcla asfáltica, tomar
muestras, solicitar la calibración de la planta y levantar un informe sobre la misma. Para ello
es necesario que conozca el proceso de elaboración de la mezcla asfáltica y algunos
requisitos de la planta.
Planta Continua 
Planta Discontinua 
LEYENDA
Operación
Transporte
Almacenam.
Operac. Almac.
Piedra Arrocillo Polvillo Arena
Patio Almacenaje
de Materia Prima
Almacenaje
en Tolvas
Secado
Clasificadora
Cemento 
Asfáltico
Pesado
Mezclado
Descarga
en camiones
Pesado
Almacenaje en 
Tolva 
Calientes
Diagrama de flujo de proceso
Fuente: Autor.
Polvo (Filler)
Recolección, 
almacenaje y 
dosificación de filler
Polvo (Filler)
Aberturas ajustables de compuerta con
alimentadores de banda de velocidad fija:
)1(
.
mr
Rw
q


q = Tasa de flujo del agregado seco (Kg/min).
W = Peso del agregado medido (Kg).
r = longitud de la sección de banda donde se recogió “w”
R = Velocidad de banda (M/min).
m = Contenido de humedad del agregado.
Aberturas semifijas de compuerta con
alimentadores de banda de velocidad
variable:
)1(
.
mr
Rw
q


r = Número de revoluciones de la banda pequeña durante la
recolección de agregado.
R = Revoluciones de la banda grande por minuto (rpm)
Para ambos casos donde:
Q = Tasa de flujo requerida (Kg/min)
T = Producción de Planta (Tn/hora)
P = Porcentaje en peso de cada agregado
6
TP
Q 
El diseño de mezcla de concreto asfáltico para una obra requiere de cuatro tipos de
agregado:
(1) Piedra triturada gruesa (20 por ciento), (2) piedra triturada intermedia (40 por ciento), (3)
agregado fino (30 por ciento), y (4) relleno mineral (l0 por ciento). Cada uno de estos materiales es
cargado en tolvas separadas de alimentación en frío.
La Tolva #1 contiene la piedra triturada gruesa que se requiere para la mezcla. Durante las pruebas
de calibración, la compuerta de la Tolva #l fue ensayada para cuatro aberturas diferentes (5, 10. 15 y 20
centímetros), y muestras de agregado fueron recogidas y pesadas. Debido a que el tipo de sistema
utilizado descarga directamente el material sobre un transportador principal. Es necesario usar la primera
ecuación:
m)r(1
WR
q


Ahora, para la abertura de 5 centímetros, los siguientes datos fueron recopilados:
%)3(03.05.1min/75.3.14cm. 5
compuerta de Abertura m
m
r
m
R
Kg
W
Usando la ecuación:
m)r(1
WR
q


)03.01(5.1
(14.3)(75) 

 min/.694Kg
Cuando la compuerta se abre 5 centímetros, la Tolva #l suministra agregado a una 
tasa de 694 kg./minuto.
Si la producción horaria de la planta es de 250 T/h, se tiene : Q1 = 250X20/6 = 833 
k/mi ; Q2 = 1667k/mi ; Q3 = 1250k/mi; Q4 =417k/mi
A continuación se muestran los resultados y los cálculos de las tasas de flujo para las 
otras aberturas de compuerta de la Tolva # 1, y para las aberturas de compuerta de las 
otras tolvas.
Tolva #1 Piedra Triturada (Gruesa)
Abertura (cm.) W (Kg.) R (m./min.) r(m.) m(%) q(Kg./min.)
5 14.3 75 1.5 3 694
10 31.2 75 1.5 3 1515
15 37.9 75 1.2 3 2300
20 36.2 75 1 3 2636
Tolva #2 Piedra Triturada (Intermedia)
Abertura (cm.) W (Kg.) R (m./min.) r(m.) m(%) q(Kg./min.)
5 13 75 1.5 6 613
10 26.9 75 1.5 6 1269
15 32.3 75 1.2 6 1904
20 31.2 75 1 6 2208
Tolva #3 Agregado Fino
Abertura (cm.) W (Kg.) R (m./min.) r(m.) m(%) q(Kg./min.)
5 11.2 75 1.5 3 544
10 21.5 75 1.5 3 1044
15 31.7 75 1.5 3 1539
20 39.2 75 1.2 3 2379
Tolva #4 Relleno
Abertura (cm.) W (Kg.) R (m./min.) r(m.) M(%) q(Kg./min.)
5 8.4 75 1.5 4 404
10 18.9 75 1.5 4 909
15 27.4 75 1.5 4 1317
20 34 75 1.5 4 1635
Ecuación AASHTO 1962
 
 
 
  












19,5
18
1
1094
40,0
5,12,4
2,4
log
20,01log36,9
sn
pt
snLogWt
Ecuación AASHTO 1972
 Valor Soporte del Suelo
 Factor Regional
 SoSiKNLogW tt  1818 log
 
R
NW tt
1
1818 
Ecuación AASHTO 72
 
 
 
 
   SoSi
R
sn
pt
snLogWt















372,01log
1
1094
40,0
5,12,4
2,4
log
20,01log36,9
19,5
18
ECUACIÓN AASHTO 72
Ecuación AASHTO 72
Factor Regional R = 0.10*ICA+0,35*(ICB+ICC)+0,20*ICD
Cuadro A-2: Cargas Equivalentes diarias entre 51 y 150
TIPO DE VIA
PENDIENTE DE LA VIA %
0 - 4 4 - 8 8 - 12 >12
AUTOPISTA
0
TRONCALES
1
LOCALES
2
3
RAMALES
SUBRAMALES
VIALIDAD
AGRICOLA
Ecuación AASHTO 72
Factor Regional R = 0.10*ICA+0,35*(ICB+ICC)+0,20*ICD
Cuadro A-3: Cargas Equivalentes diarias entre 151 y 1000
TIPO DE VIA
PENDIENTE DE LA VIA %
0 - 4 4 - 8 8 - 12 >12
AUTOPISTA
0
4TRONCALES 2
LOCALES
1 3
4
RAMALES
SUBRAMALES
VIALIDAD
AGRICOLA
AASHTO 72. FACTOR REGIONAL
Cuadro B-3:Baja intensidad de lluvia (menor a 601 mm año)

TIPO DE 
SUELO 
SUB-RAS
TOPOGRAFIA
MONTAÑOSO ONDULADO 
SUAVE
LLANOS 
ALTOS
ZONAS 
INUNDABLES
SUELO 
GRANUL. A-1
0 1
SUELO 
GRANUL. A-2
SUELO 
ARENOSO A-3
SUELO 
LIMOSO A-4
1 2
SUELO 
ARCILLL. A-6
SUELO ARC-
LIM. A-7-5 2 4
SUELO 
ARC.LIM. A-7-6 1 4 5
AASHTO 72. FACTOR REGIONAL
Cuadro C: Tipo del suelo de fundac. y profund. nivel freático

TIPO DE 
SUELO 
SUB-RAS
PROFUNDIDAD DEL NIVEL FRATIC.
0 – 0,50 0,50 – 1,50 > 1,50
SUELO 
GRANUL. A-1
1 0
SUELO 
GRANUL. A-2
SUELO 
ARENOSO A-3
SUELO 
LIMOSO A-4 4 1
SUELO 
ARCILLL. A-6
5
3 
1SUELO ARC-
LIM. A-7-5 4
SUELO 
ARC.LIM. A-7-6
4
AASHTO 72. FACTOR REGIONAL
Cuadro D: Tipo de vía y facilidades disponibles

TIPO DE 
VIA
FACILIDADES DISPONIBLES.
OPTIMO PROMEDIO BAJO
AUTOPISTA
0 1 2
TRONCALES
LOCALES
RAMALES
2
3
SUB-RAMALES
1 4
VIALIDAD 
AGRICOLA
AASHTO 72. PROBLEMA
 DISEÑAR EL PAVIMENTO DE UNA CARRETERA DE 2 
CANALES ( 1 POR SENTIDO ) CON TRAFICO NORMAL 
Y CON LOS SIGUIENTES DATOS:
 Tráfico desbalanceado. F. Regional = 1,4
 PDT = 4150 vehículos. Terreno fund. CBR=3%
 VDP = 28% Sub-base. CBR = 25%
 Tasa de Crecimiento: 2% Base. CBR = 75%
 Factor Camión = 3,5 Carp. Rod.= 2000 lb.
 Período de Diseño = 10 años.
ASI SE TRABAJA EN UN PCI
USO DE LOS PAVIMENTOS
AASHTO 72
   
 
 
 
 
05,11
02,01
102,01
1
11
95,10
02,0
102,0111
*****%*
*
10
10
0
0































 








 



LnTcLn
Tc
fcexactaMas
Tc
Tc
fc
DAFucFdsFCVPPDTEE
fcEEREE
n
n
AASHTO 72
 Fds = 0,50 ; Fuc = 1,0 ; A = 1,20 ; D = 365
 fc = 11,05
 EEo = 4150*0,28*3,5*0,50*1,0*1,20*365=890673
 REE = 890673*11,05 = 9.849.825
 CBR = 3%  Si = 3,78
 CBR = 25%  Si = 7,80 ; a3= 0,10
 CBR = 75%  Si = 9,80 ; a2= 0,135
 Estab. Marshall = 2000 lb. ; a1= 0,42
AASHTO 72
 Pt = 2,5
 Estimación del SN para la sub.-rasante
18W
0001,118825.849.9096.851.91828,5
176,118825.849.9850.583.11184,5
566,218825.849.9376.271.25186679,018825.849.9365.695.6185




REE
W
EEWSN
REE
W
EEEEWSN
REE
W
EEEEWSN
REE
W
EEEEWSN




AASHTO72
 SUB-BASE:
 SNsb =3,10W18= 9.910.496 EEW18/REE=1,006
 BASE:
 SNb = 2,33W18=9.862.940EEW18/REE= 1,001
 Cálculo de espesores:
 SNb = a1*e1  2,33 = 0,42*e1  e1 = 5,547”= 14,09 cm
 SNsb= a1*e1 + a2*e2  3,10 = 2,33 + 0,135*e2 e2=5,70”
 e2 = 14,49 cm.
 SNsr = a1*e1+ a2*e2+ a3*e3 = SNsb + a3*e3 
 5,28=3,10+0,10*e3 e3= 21,8” = 55,37 cm.
AASHTO 72
 Chequeo de la 
capacidad de carga:
05,55341,13310,0905,7
310,010,0*3
025,2135,0*15
880,542,0*14
410,13
537,510,0*37,55
956,1135,0*49,14
917,542,0*09,14









ee
ee
esConstruiblEspesores
OKSNsr
AASHTO 72
 Espesores definitivos:
14 cm. Carp. Rod
15 cm. Base
55 cm. Sub-base
AASHTO 86-93
 
 
 















mieiaiSN
Mr
SN
PSI
SNSoZrLogW
**
07,8log32,2
1
1094
40,0
5,12,4
log
20,01log*36,9*
19,5
18
AASHTO 86-93
 W18 = Número esperado de repeticiones de ejes 
equivalentes (EE) a 18.000 Kips en el período 
de diseño.
 Zr = Desviación estándar normalizada obtenida 
de tablas de distribución normal según el nivel 
de confiabilidad requerido. 
 So = Desviación estándar del error de 
predicción de tráfico y comportamiento de la 
estructura.
AASHTO 86-93
 SN = Indicador de la capacidad estructural
 ai = Coeficiente estructural de la capa i.
 ei = Espesor de la capa i.
 mi = Coef. de drenaje de la capa granular i
 Δ PSI = Nivel de falla ( Po - Pf)
 Mr = Módulo resilente del suelo de fund.
AASHTO 86-93
 Confiabilidad estadística: (Zr. So)
 El concepto estadístico incorporado en la ecuación 
AASHTO 93, es una forma de incluir un cierto grado 
de confiabilidad en el proceso de diseño. En esencia se 
aplica un factor de confiabilidad (FR) que aumenta el 
número de repeticiones (W18) que resistiría la 
estructura que se diseña. Este aspecto es incorporado 
en el diseño mediante un nivel de confiabilidad (R), el 
cual se basa en la distribución normal y es función de la 
desviación estándar (So).
AASHTO 86-93
 En Venezuela no existe suficiente información para 
determinar So, el cual se viene ubicando entre 0,40 y 
0,50 para pavimentos flexibles. Este criterio ha arrojado 
factores de seguridad altos, como por ejemplo para So 
= 0,40 y un nivel de confiabilidad de 95%, se induce un 
factor de seguridad FS = 5,5. Debido a esto se ha 
propuesto en el país la sustitución en la ecuación de la 
AASHTO 93 del término Zr*So por la expresión 
Log(1/fs), de tal manera que el proyectista pueda 
incorporar el “fs”en una forma mas racional, evitando 
un excesivo sobre-diseño de la estructura del 
pavimento.
AASHTO 86-93
 Niveles recomendados de confiabilidad (R).
Tipo de Vía Urbana Rural
Autopista 85 – 99,9 80 – 99,9
Troncales 80 - 99 75 - 95
Locales 80 - 95 75 - 95
Ramales y Vía Agri. 50 - 80 50 - 80
AASHTO 86-93
 Valores de Zr en la 
curva normal para 
varios grados de 
confiabilidad.
Confiab. (R) Valor de Zr
50 0,00
60 -0,253
70 -0,524
75 -0,674
80 -0,841
90 -1,282
95 -1,645
98 -2,054
AASHTO 86-93
 Coeficientes estructurales: Medida relativa en 
función de la calidad de los materiales a ser 
considerada en el aporte estructural del 
pavimento.
 a cr  Función de la Estabilidad Marshall.
 a b Función del CBR de la base o del MR
 a sb Función del CBR de la sub-base o del MR.
 Se pueden determinar a través de los gráficos de 
AASHTO 72. 
AASHTO 86-93
 Estimación del Módulo Resiliente:
 El “MR” debe ser considerado para cada unidad de 
diseño y en función de la humedad del material.. De allí 
que debe tenerse en cuenta las condiciones climáticas ( 
caso de Venezuela: período de lluvia, período de 
transición y período de sequía ). 
 La AASHTO 93 establece una guía para la estimación 
del MR de diseño en función de un factor daño 
asociado respecto a una escala establecida para el suelo 
de Illinois.
AASHTO 86-93
 AASHTO 93 establece también ecuaciones 
correlativas para determinar el MR en función 
del CBR. Esto debido, a la ausencia de equipos 
en muchos países para la determinación de este 
parámetro. Estas ecuaciones para el caso del 
suelo de fundación fueron corregidas por el 
Dr. Augusto Jugo para ser aplicadas en 
Venezuela.

AASHTO 86-93
 
 
   
 
 psiCBRMRCBR
psiCBRMRCBR
BASESSUBYBASESPARA
psiCBRMRCBR
psiCBRMRCBR
psiCBRMRCBR
MEJORADARASANTESUBRASANTESUB
13327*05,321%80
8660*08,385%80
....
241ln*4326%20
*3000%20%2,7
*1500%2,7
:...
65,0









AASHTO 86-93
 Zonas climáticas de Venezuela:
Zona
Climática
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Meses
Condición
Seca
2 6 3 4 6 5,5 6 7 10 7 5 12
Meses Cond
Húmeda
2 4 3 4 2 3 3 3 1,5 4 5 0
Meses Cond
Saturado
8 2 6 4 4 3,5 3 2 0,5 1 2 0
AASHTO 86-93
 Valores de Coeficientes de Drenajes ( mí)
Calidad del drenaje
Del material usado
En la base y/o
Sub-base
%tiemp. con la estruc. prox. a satur
1% 1% a 5% 5% a25% >25%
Región del País
XII IX II ,VII, VIII
X ,XI
I, III, IV,
V, VI
Excelente drenaje 1,20 1,20 1,20 1,20
Buen drenaje 1,20 1,20 1,10 1,00
Regular drenaje 1,20 1,10 0,90 0,80
Mal drenaje 1,10 0,90 0,80 0,80
Muy mal drenaje 1,00 0,85 0,80 0,80
AASHTO 86-93
 Determine el valor SN de la sub-rasante de 
acuerdo a los siguientes datos:
 CBR = 5,5% ; Difer. de Servicibialidad = 
2,2
Tráfico: REE = 3.600.000 EE.
Determine SN para los siguientes valores de 
confiabilidad: R  50% ; 70% ; 90%.
Considere So = 0,45
AASHTO 86-93
 
 
 
007,1
000.600.3
129.625.318
129.625.31871,3524,0%70
017,1
000.600.3
233.661.318
233.661.31843,300,0%50
18
07,8log32,2
1
1094
40,0
5,12,4
log
20,01log*36,9*
19,5
18



















REE
W
EEWSNZrR
REE
W
EEWSNZrR
REEW
Mr
SN
PSI
SNSoZrLogW
AASHTO 86-93
73,3%90
35,3%70
1,3%50
:7,2
0002,1
000.600.3
963.600.318
963.600.31815,4282,1%90






SNR
SNR
SNR
PSIDOCONSIDERAN
REE
W
EEWSNZrR

METODO VENEZOLANO PARA EL CALCULO 
DE ESPESORES DE PAVIMENTOS
 Este método conjuga los resultados obtenidos en 
Venezuela con la aplicación del método de la AASHTO 
y las investigaciones realizadas por el Grupo SHELL.
 El método Venezolano se centró en estas dos 
organizaciones debido a :
 *El método AASHTO tiene un amplio fundamento y 
se ha establecido fuertemente en el país.
 *El método SHELL permite la incorporación de 
nuevos parámetros de diseño: temperatura, 
características de la mezcla y tipo de ligante asfáltico.
Ecuación Método Venezolano
533,0
0932log*094,0
10*236,3
CBR
CBR
tNNEV


































 NEV: Número Estructural Venezolano. Es un 
número indicativo de la capacidad estructural del 
pavimento requerida para soportar el tránsito 
previsto durante el período de diseño 
considerado.
 Nt: Número de repeticiones de cargas 
equivalentes esperadas durante el período de 
diseño considerado.
 CBR: Capacidad de Soporte ( California Bearing 
Ratio ) del material considerado.
PROCEDIMIENTO DE CALCULO
 Para simplificar el procedimiento se incluyen 3 
planillas para desarrollar el cálculo de espesores 
paso a paso.
 En la Planilla I se resumen las unidades de 
diseño determinadas en la vía en estudio.
 En la Planilla II se indica la información básica 
para cada unidad de diseño, incluyendo sus 
progresivas, datos topográficos( pendiente 
longitudinal ), clima, tránsito, materiales 
constituyentes del pavimento, coeficientes 
estructurales.
 En la Planilla III se calculan los espesores de las 
diversas capas que constituyen el pavimento, 
pudiéndose obtener varias alternativas de diseño.
 En la determinación de las Unidades de 
diseño se deben considerar los siguientesaspectos:
 1.- Tránsito: La vía puede tener variaciones de 
tránsito en su desarrollo, lo cual hace que las 
cargas equivalentes totales (REE) puedan ser de 
diferente magnitud.
 2.- Topografía: Intervienen 2 factores; uno 
relativo a la pendiente longitudinal (factor Rg)
 El segundo factor es el efecto del drenaje 
superficial, ya que en los tramos de drenaje 
deficiente se deben ejecutar los ensayos de CBR 
en condición saturados.
 3.- Clima: Intervienen 2 factores; el primero es la 
temperatura ambiental media anual 
(TMMAA).Fig.2.4
RgNNLuego
Rgp
p
Rg
tt *:
1%3..............
3
4


 En función de la TMAA se selecciona el tipo de 
cemento asfáltico a usar en las mezclas asfálticas 
y se calcula el Factor Regional de Temperatura 
(RTa) el cual se aplica al espesor total de mezclas 
asfálticas.
 El segundo factor climático es la precipitación 
anual, la cual afectaría el proceso de ejecución 
del ensayo de CBR.
 Una vez obtenida la información básica para 
cada unidad de diseño, se pasa a calcular los 
espesores de pavimento en la planilla III.
 En la planilla III se indican los factores principales 
obtenidos en la planilla II (Nt, RTa, materiales de 
subrasante y constituyentes de la estructura del 
pavimento con sus respectivos coeficientes 
estructurales (ai) y Número Estructural Venezolano 
(NEVi).
nn eaeaeaNEV *2211 .........** 
533,0
0932log*094,0
10*236,3
CBR
CBR
tNNEV


































PLANILLA Nº I. UNIDADES DE DISEÑO
UNIDADES DE DISEÑO
OBRA:____________________________________________________ FECHA:__________________
UBICACIÓN:________________________________________________
UNIDAD DE 
DISEÑO Nº
PROGRESIVAS
LONGITUD (Km.) OBSERVACIONES
DESDE HASTA
PLANILLA Nº III. DETERMINACION DE ESPESORES DE DISEÑO DE 
PAVIMENTOS
  
533,0
932,0log094,0
10
*236,3
CBR
N
NEV
iCBR
t
i


DETERMINACION DE LOS ESPESORES DE PAVIMENTOS
OBRA: 
UBICACIÓN:
UNIDAD DE DISEÑO FECHA
PERIODO DE DISEÑO (AÑOS) N1 CBR emin fatiga FIG Rta FIG
MATERIALES MINIMOS ALTERNATIVA ALTERNATIVA ALTERNATIVA
DESCRIPCIÓN 
CBR ó 
ESTABI
L a
i
NEV 
i
Δ NEV e 
i
e NEV e
o
e NEV e
o
e NEV e
o
TOTALES
DIBUJO
SSECCI
ONESe 
i
= Δ NEV 
a i
NEV = a i e i + a2 e2 +…………………….. an en OBSERVACIONES:
 Por consideraciones de diseño el espesor de 
carpetas asfálticas, está dividido en dos partes; 
los 5 CMS superiores como una capa y el 
espesor remanente como otra capa, 
obteniéndose los correspondientes coeficientes 
estructurales de los gráficos respectivos.
 
2
1*5
Re........
a
aNEV
e
manenteAsfálticaCarpetadeEspesore
b
car
car



 El espesor total de la carpeta asfáltica 
(et=ecar+5) hay que compararlo con el espesor 
mínimo de carpeta asfáltica determinado por 
fatiga (e min.f). Fig. 4.8 y 4.9.
 Si et es menor o igual a e min.f e min.f=e`D
 Si et>e min.f` et=e`D.
 Siendo e`D = Espesor de diseño de carpetas 
asfálticas.
 Una vez determinados todos los espesores, se 
aplica el factor regional por temperatura (RTa) al 
espesor total de carpetas asfálticas (e`D) para 
obtener el espesor de diseño (e D).
 e D = e`D*RTa.
 e D no debe ser menor que e min. Fatiga.
 Si alguno de los espesores calculados es menor 
que el indicado por las especificaciones 
COVENIN, se toma para el diseño éste último.
PROBLEMA “METODO VENEZOLANO”
 Diseñar un pavimento de 10 Kms de longitud, 
contemplando dos alternativas: la primera 
empleando una base de piedra picada y la 
segunda sin esa base.
 Transito : 5.000.000 REE
 Período de diseño: 20 años
 Topografía ( pendiente longitudinal de la vía)
 0+000 a 4+600  2%
 4+600 a 6+000 5%
 6+000 a 10+000 2%
 Clima: Temperatura media ambiente anual 
(TMAA)= 24°C.
 Precipitación: 1600 mm anuales
 Características de los materiales:
 Sub-rasante: CBR=3%
 Material seleccionado: se cuenta con un 
préstamo de material gravo arcilloso A2-6(2) que 
puede ser utilizado entre la progresiva 6+000 y 
la 10+000 como material seleccionado, cuyo 
CBR es 7%.
 Sub-base granular: grava estabilizada C11-4 
tipo 2 con CBR = 40%.
 Base granular: Piedra picada C11-5 tipo 1 con 
CBR = 80%.
 Cemento asfáltico: Temperatura ambiental 24°C, 
lo que indica que puede ser utilizado un cemento 
asfáltico 60-70.
 Rodamiento: Concreto asfáltico densamente 
gradado C12-10 tipo II con estabilidad de 1800 
libras y vacíos totales de 3%. Densidad real = 
2350 Kg/m3. 
 Base intermedia: Concreto asfáltico densamente 
gradado C12-10 tipo IV con estabilidad Marshall 
de 1600 lb y vacíos totales de 3,5%. Densidad 
real = 2350 Kg/m3.
 Costos. Los costos unitarios totales son:
 Material seleccionado----------- 35000 Bs
 Grava estabilizada-------------- 80000 Bs
 Piedra picada ------------------- 110000 Bs
 Concreto asfáltico tipo IV---- 160000 Bs
 Concreto asfáltico tipo II------ 170000 Bs
PLANILLA Nº I. UNIDADES DE DISEÑO
UNIDADES DE DISEÑO
OBRA: CARRETERA EL PLAYON FECHA:
UBICACIÓN:
UNIDAD DE 
DISEÑO Nº
PROGRESIVAS
LONGITUD (Kms) OBSERVACIONES
DESDE HASTA
1 0+000 4+600 4,6 PENDIENTE 2%
2 4+600 6+000 1,4 PENDIENTE 5%
3 6+000 10+000 4,0 PEND. 2% MATERIAL SELECCIONADO
SABIAS QUE?
 El signo de puntuación más usado en el mundo 
es la coma.
 Un iceberg puede llegar a medir hasta 280 
metros de profundidad.
 Las grandes montañas en un año crecen de 1 a 9 
cm.
 El chocolate es un alimento sumamente 
nutritivo. 
 Es prácticamente imposible estornudar con los 
ojos abiertos.
 Un grifo que gotea pierde 40 litros diarios.
 Los gorilas pueden llegar a reírse si se les hacen 
cosquillas. 
 En el transcurso de una hora, los fanáticos de la 
televisión ven, en promedio145 escenas de 
violencia.
 Uno de los nervios de la ballena azul mide 33 
metros de longitud.
DE LAS ESTATUAS ?
 Si una estatua es de una persona a caballo y tiene 
dos patas en el aire, la persona murió en 
combate.
 Si el caballo tiene una de las patas frontales en el 
aire, la persona murió de heridas recibidas en 
combate.
 Si el caballo tiene las cuatro patas en el suelo, la 
persona murió de causas naturales.
VIVA LA ENSEÑANZA
El ser humano aprende:
 10% de lo que leemos.
 20% de lo que escuchamos.
 30% de lo que vemos.
 50% de lo que vemos y escuchamos.
 70% de lo que discutimos.
 80% de lo que experimentamos personalmente.
 95% de lo que enseñamos a otros.
GRACIAS POR PERMITIRME APRENDER 
MAS.