Evaluación de metodología AASHTO y SHELL para el diseño de pavimento de la vía “Caracolí” que conecta a “la carretera del amor” en Villavicencio - Meta

Garzon Garzon, Carolina Cecilia

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2020-10-14

TY - GEN T1 - Evaluación de metodología AASHTO y SHELL para el diseño de pavimento de la vía “Caracolí” que conecta a “la carretera del amor” en Villavicencio - Meta UR - http://hdl.handle.net/11634/30437 AB - Hoy día el mundo cuenta con diferentes métodos para el diseño de pavimentos flexibles que se diferencian entre sí, por las ecuaciones y nivel de información que requieren. Si bien es cierto que en Colombia se utiliza el método AASHTO 93, es válido cuestionarse respecto de la conveniencia de explorar y analizar otros métodos que pudiesen ser aplicables en el país. Teniendo en cuenta lo anterior, en este proyecto se estudiaron y compararon los métodos de diseño semiempírico (AASHTO 93) y mecanicista-racional (SHELL 78). Para ello se realizó en primera instancia una comparación teórica de los métodos seleccionados en cuanto al enfoque y al nivel de información requerido por cada método. Posteriormente se realizó una comparación de resultados obtenidos por los distintos métodos, en una serie de escenarios definidos para la vía “Caracolí”, en el municipio de Villavicencio en el Meta, según variables de tránsito, subrasante y clima. Al igual que en términos de espesores de capa y costo de materiales. Los resultados indicaron que el método más conservador, considerando los espesores de las capas de una estructura de pavimento flexible y los costos que ello implica, es el método AASHTO 93. Sin embargo, el método que considera una mayor cantidad de información, es el de SHELL 78, porque que ha logrado determinar las combinaciones de espesores de las diferentes capas del pavimento que garantizan el cumplimiento de los valores de deformación por tracción en las capas asfálticas (εt) y la deformación vertical por compresión en la subrasante (εz) durante el periodo de diseño, este método supone la estructura del pavimento como un sistema multicapa linealmente elástico, bajo la gestión de las cargas de tránsito, en el cual los materiales se hallan por su módulo de elasticidad. La principal recomendación es complementar los resultados obtenidos con programas más actualizados que incorporen el análisis de los datos según un método empírico-mecanicista. 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Para ello se realizó en primera instancia una comparación teórica de los métodos seleccionados en cuanto al enfoque y al nivel de información requerido por cada método. Posteriormente se realizó una comparación de resultados obtenidos por los distintos métodos, en una serie de escenarios definidos para la vía “Caracolí”, en el municipio de Villavicencio en el Meta, según variables de tránsito, subrasante y clima. Al igual que en términos de espesores de capa y costo de materiales. Los resultados indicaron que el método más conservador, considerando los espesores de las capas de una estructura de pavimento flexible y los costos que ello implica, es el método AASHTO 93. Sin embargo, el método que considera una mayor cantidad de información, es el de SHELL 78, porque que ha logrado determinar las combinaciones de espesores de las diferentes capas del pavimento que garantizan el cumplimiento de los valores de deformación por tracción en las capas asfálticas (εt) y la deformación vertical por compresión en la subrasante (εz) durante el periodo de diseño, este método supone la estructura del pavimento como un sistema multicapa linealmente elástico, bajo la gestión de las cargas de tránsito, en el cual los materiales se hallan por su módulo de elasticidad. La principal recomendación es complementar los resultados obtenidos con programas más actualizados que incorporen el análisis de los datos según un método empírico-mecanicista. OL Spanish (121)

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Hoy día el mundo cuenta con diferentes métodos para el diseño de pavimentos flexibles que se diferencian entre sí, por las ecuaciones y nivel de información que requieren. Si bien es cierto que en Colombia se utiliza el método AASHTO 93, es válido cuestionarse respecto de la conveniencia de explorar y analizar otros métodos que pudiesen ser aplicables en el país. Teniendo en cuenta lo anterior, en este proyecto se estudiaron y compararon los métodos de diseño semiempírico (AASHTO 93) y mecanicista-racional (SHELL 78). Para ello se realizó en primera instancia una comparación teórica de los métodos seleccionados en cuanto al enfoque y al nivel de información requerido por cada método. Posteriormente se realizó una comparación de resultados obtenidos por los distintos métodos, en una serie de escenarios definidos para la vía “Caracolí”, en el municipio de Villavicencio en el Meta, según variables de tránsito, subrasante y clima. Al igual que en términos de espesores de capa y costo de materiales. Los resultados indicaron que el método más conservador, considerando los espesores de las capas de una estructura de pavimento flexible y los costos que ello implica, es el método AASHTO 93. Sin embargo, el método que considera una mayor cantidad de información, es el de SHELL 78, porque que ha logrado determinar las combinaciones de espesores de las diferentes capas del pavimento que garantizan el cumplimiento de los valores de deformación por tracción en las capas asfálticas (εt) y la deformación vertical por compresión en la subrasante (εz) durante el periodo de diseño, este método supone la estructura del pavimento como un sistema multicapa linealmente elástico, bajo la gestión de las cargas de tránsito, en el cual los materiales se hallan por su módulo de elasticidad. La principal recomendación es complementar los resultados obtenidos con programas más actualizados que incorporen el análisis de los datos según un método empírico-mecanicista.

Abstract

Nowadays, the world has different methods for the design of flexible pavements that differ from each other, due to the equations and level of information they require. Although it is true that the AASHTO 93 method is used in Colombia, it is valid to question the advisability of exploring and analyzing other methods that could be applicable in the country. Bearing in mind the above, in this project the semi-empirical (AASHTO 93) and mechanistic-rational (SHELL 78) design methods were studied and compared. Taking this in place, a theoretical comparison of the selected methods was carried out in the first instance in terms of the approach and the level of information required by each method. Subsequently, a comparison was made of the results obtained by the different methods, in a series of scenarios defined for the "Caracolí" road, in the small townof Villavicencio at Meta, according to variables of traffic, subgrade and weather as well as in terms of layer thicknesses and cost of materials. Furthermore, the results indicated that the most conservative method, considering the thickness of the layers of a flexible pavement structure and the costs that this implies, is the AASHTO 93 method. Nonetheless, the method that considers a greater amount of information is by SHELL 78 because it has managed to determine the combinations of thicknesses of the different layers of the pavement that tensile strain in the asphalt layers (εt) and vertical compression strain in the subgrade (εz) values during the design period, this method assumes the pavement structure as a linearly elastic multilayer system, under the management of the traffic loads, in which materials are found by their modulus of elasticity. The main recommendation is to complement the results obtained with more updated programs that incorporate a complete data analysis according to an empirical-mechanistic method.

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