La metodología de diseño de pavimentos masivamente conocida, enseñada y usada en el país ha sido la de la AASHTO, la cual nace como resultado de una prueba experimental realizada entre los años 1958 y 1961 en Estados Unidos, conocida como la prueba AASHO, y donde se testearon diferentes secciones de pavimentos tanto de asfalto como de hormigón. A partir de los deterioros que experimentaron tales secciones la información fue desarrollada en forma de ecuaciones que permitieron representar las relaciones serviciabilidad - tránsito para la mayor cantidad de las condiciones posibles probadas en los tramos.
El método de diseño AASHTO para pavimentos ha tenido una serie de modificaciones siendo actualmente la del año 1993 la de uso preferente, que incluye mejoras de actualización y nuevas ecuaciones para estimar comportamiento en servicio, conocida como AASHTO 98. Esta nueva actualización permitió poder estimar fallas al comportamiento de los pavimentos de hormigón, tales como el efecto de la combinación 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 realizó la guía “Recomendaciones para el Diseño de Pavimentos en Chile según AASHTO”, editada en el año 1997 como una iniciativa de la CChC y el ICH para mejorar las prácticas de diseño y llevarlas de mejor manera a representar la realidad chilena.
Sin embargo, a pesar de la simplicidad y facilidad en el uso de esta metodología de diseño AASHTO, tiene una serie de limitaciones en su formulación, siendo una de las mas importantes su formulación en base a información empírica 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 características del terreno, materiales y ambiente de exposición difiere de las estudiadas con motivo de la prueba empírica. Este hecho ha permitido realizar bastante investigación para validar las ecuaciones en base a condiciones locales de pavimentos de manera de mejorar la propuesta. Sin embargo, tales modificaciones y adecuaciones al método a nivel local no necesariamente son conocidas y usadas por no estar incorporadas en el método 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 específicas de la metodología AASHTO original y que afecta a la realidad en Chile (ICH, 2008), son las siguientes:
- El lugar específico donde se realizaron los tramos de prueba en el estado de Illinois, el cual presenta características climáticas muy rigurosas, altas temperaturas y humedad en verano, y frío y congelamiento en invierno, condiciones que difieren mucho de las características climáticas típicas existentes en Chile.
- 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 mayoría de las losas presentó bombeo. En Chile la capacidad del suelo natural en su mayoría es muy buena.
- Todos los pavimentos de hormigón simple utilizados en la prueba AASHO utilizaban barras de traspaso de carga en las juntas transversales, práctica no habitual en Chile.
- Las solicitaciones de tráfico de las secciones fue de apenas 8 MM de Ejes Equivalentes y actualmente es posible encontrar carreteras con tráfico sobre los 50 MM de Ejes Equivalentes.
A pesar de lo indicado, la ventaja del método AASHTO es que entrega una metodología bastante simple para obtener un valor del espesor del pavimento de hormigón requerido para las condiciones de tráfico y de terreno dadas.
En el año 2002, se publicitó el lanzamiento de la metodología de diseño AASHTO 2002, de la cual fue realizado en el año 2003 un seminario por nuestro instituto con una participación importante de profesionales. Sin embargo, la nueva metodología AASHTO 2002, posteriormente se hace partícipe de un proyecto mayor financiado por la AASHTO y con cooperación de la FHWA, cambiando su nombre en el año 2004 para convertirse en el proyecto NCHRP 1-37A. El principal objetivo de esta nueva metodología es proporcionar una herramienta para el diseño de estructuras de pavimentos nuevos y rehabilitados utilizando principios teóricos-empíricos.
La metodología NCHRP 1-37A está basada tanto en los resultados de la prueba AASHO mas seguimientos de pavimentos reales construidos con posterioridad e incorpora también conceptos mecanicistas, analizados mediante técnicas 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 información. Este hecho permite tener un mejor diseño para condiciones distintas a las de la formulación original de años anteriores.
La metodología se encuentra como un programa computacional y puede ser obtenida en forma gratuita para evaluación enhttp://www.trb.org/mepdg/software.htm.
La metodología de diseño NCHRP 1-37A se plantea entonces como una nueva forma de mejorar las prácticas de diseño de pavimentos de hormigón, de manera de optimizar los diseños en este material de manera que cumplan adecuadamente las cargas de tráfico y la vida útil definida para el proyecto de pavimentación. La experiencia del uso de esta nueva metodología en el extranjero ha sido adecuada y por lo tanto, sería importante poder comenzar a implementar y utilizar estos nuevos procedimientos en la práctica local.
Como una forma de introducir estos nuevos conceptos modernos de diseño en el país, el ICH ha organizado un seminario durante los días 29 de septiembre al 01 de octubre del 2008, donde se hará una introducción a los conceptos de estas nuevas prácticas de diseño y acerca de su uso y además se expondrán las prácticas modernas de construcción y rehabilitación de pavimentos de hormigón.
Vía ICH
