Agosto 2007 • No 18 • Infraestructura Vial30
Comparación de diseños de pavimentos flexibles nuevos según el método 
de diseño AASHTO 93, la Normativa Chilena vigente y la guía de diseño de 
pavimentos empírico-mecanística NCHRP 1-37A
Ing. Carlos Wahr Daniel
Ingeniero Civil.  Universidad Técnica Federico Santa María, Chile
carlos.wahr@usm.cl
Ing. Christian Montenegro Araya
Ingeniero Civil.  Universidad Técnica Federico Santa María, Chile
cmontenegroaraya@gmail.com
Pavimentos flexibles
Resumen
Se presenta una comparación de diseños de pavimentos flexibles 
nuevos según el método de diseño AASHTO 93, la normativa vigente 
en Chile y la Guía de Diseño de Pavimentos Empírico-Mecanística 
NCHRP 1-37A. Ésta, a su vez, se realiza para pavimentos situados en 
la Región de Valparaíso, Chile.
En la guía de diseño del proyecto NCHRP 1-37A se introduce un nuevo 
concepto en cuanto a los datos de tránsito se refiere: el espectro 
normalizado de carga por eje en reemplazo de los ejes equivalentes. 
Para obtener esta nueva variable se aplica la metodología propuesta en 
la guía utilizando la información de plazas fijas de pesaje localizadas en 
la Región Metropolitana. La variable asociada al clima se incorpora al 
diseño mediante la utilización de una estación climática que se ajusta a 
la región en estudio, creada a partir de datos de temperatura, velocidad 
del viento, nubosidad, precipitación y humedad relativa. Con respecto a 
la estructuración del pavimento se escogen diseños que cumplen con 
las especificaciones nacionales y a partir de las propiedades de las 
mezclas asfálticas se desarrollan Curvas Maestras, según el Nivel 2 de 
la guía de diseño norteamericana. Para la caracterización de éstas se 
emplean seis ligantes asfálticos CA 60/80 de las principales industrias 
asfalteras del país y cinco diseños de mezclas asfálticas empleadas 
actualmente.
A partir de los resultados obtenidos por los tres programas puede 
comentarse, como resumen, que la estructuración no varía 
sustancialmente, existiendo sí una diferencia en los diseños basados 
en los programas AASHTO 93 y PAVIVIAL: éstos no predicen el 
comportamiento en cuanto a los deterioros se refiere, contrastando con 
las predicciones obtenidas mediante la guía norteamericana. A modo 
de comentario, cabe destacar que, en el empleo del procedimiento 
empírico-mecanicista, los modelos de deterioro no han sido calibrados 
para la realidad nacional, lo cual incide en los resultados obtenidos en 
este estudio.
Palabras clave:  diseño de pavimentos, AASHTO 93, NCHRP 1-37A, 
pavimento, diseño.
Abstract
This research presents a new flexible pavement designs comparison 
between the design method presented in AASHTO 93, the valid 
regulations currently in Chile and the Empirical-Mechanistic Pavements 
Design Guide NCHRP 1-37A.  This work was made for pavements of 
Valparaíso Region, Chile.
The NCHRP 1-37A design guide introduced a new concept for the 
traffic data: the load normalized spectrum by axles in replacement of 
the equivalent axles.  To obtain this new variable is necessary to apply 
the proposed guide methodology, using the information of fixed weigh 
located in the Metropolitan Region.  The variable associate to climate 
is incorporated to the design through the use of weather stations that 
are adjusted to the study region, created from temperature data, wind 
velocity, cloudiness, rainfall and relative humidity.  Regarding to the 
pavement structure, this research choose designs that comply with 
the national specifications and based on asphalt mixtures properties 
it develope Master Curves, according to the Level 2 of the Empirical-
Mechanistic Pavements Design Guide NCHRP 1-37A.  To do these 
characterization, were employed six asphalt binders CA 60/80 from the 
main asphalt industries of the country and five asphalt mixtures designs 
actually employed.
From the results obtained by three programs, as a summary, is clear 
that the structure does not vary substantially, although it is a difference 
between the designs based on AASHTO 93 and PAVIVIAL: these do not 
estimate distress development, contrasting with the predictions obtained 
by the Empirical-Mechanistic Pavements Design Guide NCHRP 1-37A. 
It’s important to emphasize that in the empirical-mechanistic procedure, 
the distress models have not been calibrated for the national reality, 
which impacts in the results obtained in this study.
Keywords:  pavements design, AASHTO 93, NCHRP 1-37A, pavement, 
design.
1. Introducción
El diseño de pavimentos flexibles nuevos mediante 
un modelo empírico-mecanicista requiere de una 
aproximación práctica e iterativa de parte del diseñador. 
Éste debe seleccionar un diseño preliminar para luego 
analizarlo en detalle y así determinar si éste se ajusta 
a los criterios de desempeño establecidos por el 
profesional.
En este estudio se presenta una comparación de diseños 
de pavimentos flexibles nuevos según AASHTO 93, la 
normativa vigente en el país y la aplicación de la Guía de 
Diseño de Pavimentos Empírico-Mecanística NCHRP 1-
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37A. Esta comparación se efectúa para diseños situados 
en la Región de Valparaíso de Chile, empleándose el 
método de diseño AASHTO 93, el programa PAVIVIAL y 
el software Design Guide, Pavement Analysis & Design 
System (versión preliminar).
Para diseñar pavimentos mediante el software de la 
guía norteamericana se deben ingresar ciertos inputs 
que agrupan variables y parámetros de diseño, siendo 
éstos los siguientes: tránsito, clima, estructuración del 
pavimento y propiedades de los materiales.
Estos datos de entrada se detallan a lo largo de este 
documento, los cuales, siendo ingresados al software 
permiten la aplicabilidad de modelos de deterioro y la 
obtención de la progresión del desempeño en el tiempo. 
Para pavimentos flexibles, los deterioros posibles de 
analizar son los siguientes: deformación permanente, 
grietas por fatiga (de abajo hacia arriba y de arriba hacia 
abajo), grietas térmicas y verificación de la regularidad 
superficial (IRI).
El procedimiento de diseño contempla que si el diseño 
inicial no satisface los criterios de desempeño, éste 
se modifica y reanaliza hasta que satisfaga todos los 
criterios. El diseño que se ajuste a los criterios citados 
es considerado confiable desde el punto de vista 
estructural y funcional.
2. Métodos de diseño de pavimentos a 
comparar
2.1. Método de Diseño AASHTO 93 [1]
Este método no se describirá en este documento 
debido a su gran conocimiento en el medio.
2.2. Normativa Vigente en el País [2]
La metodología vigente en Chile para el diseño 
de pavimentos flexibles se describe en el Manual 
de Carreteras Volumen Nº3: Instrucciones y 
Criterios de Diseño – Junio 2002 y corresponde 
a un procedimiento basado en el método 
AASHTO 93 adecuado a nuestra realidad. La 
modificación principal al método AASHTO es 
en lo que se refiere al espesor de la carpeta 
asfáltica, en que se reemplaza la verificación 
por capas por una aproximación basada en las 
curvas de diseño del manual de SHELL 1978, 
lo cual asegura que un porcentaje adecuado 
del número estructural total se coloque en 
mezclas asfálticas. El procedimiento de diseño emplea 
el programa PAVIVIAL incorporado en el Manual de 
Carreteras anteriormente citado.
2.3 Guía de Diseño de Pavimentos Empírico-
Mecanística NCHRP 1-37A [3]
La metodología de diseño de la guía norteamericana 
es del tipo empírico-mecanicista y requiere de una 
aproximación práctica e iterativa de parte del diseñador, 
el cual debe seleccionar un diseño preliminar para luego 
analizarlo en detalle para determinar si éste se ajusta a 
los criterios de desempeño establecidos.
2.3.1 Datos del Proyecto [4]
Se describe el ingreso de los datos de entrada, los 
que permiten iniciar el procedimiento de diseño para 
pavimentos flexibles mediante el software Design 
Guide, Pavement Analysis & Design System [5]. La 
figura 1 muestra el procedimiento a seguir en el diseño 
de pavimentos flexibles.
2.3.1.1 Información General
Los siguientes datos de entrada definen el período y 
tipo de análisis: vida de diseño, mes de construcción 
de la base y de la subrasante, mes de construcción del 
pavimento (MAC), mes de apertura al tránsito y tipo de 
pavimento (flexible).
2.3.1.2 Identificación del Lugar y del Proyecto.
Este grupo de datos de entrada incluye lo siguiente: 
ubicación del proyecto, identificación del proyecto y 
clase funcional del pavimento a diseñar.
Figura 1Procedimiento general de diseño para pavimentos asfálticos (3)
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2.3.1.3 Parámetros de Análisis.
El diseñador debe seleccionar el nivel de confiabilidad 
y el límite admisible para cada deterioro en el período 
de diseño seleccionado, además del valor inicial para 
el IRI.
- IRI Inicial: se define como la regularidad del pavimento 
recién construido. Este parámetro es altamente 
dependiente de las especificaciones de regularidad del 
proyecto y tiene un impacto significativo en la calidad 
del pavimento. Los rangos típicos van desde 0.8 a 1.6 
metros por kilómetro (50 a 100 pulgadas por milla).
-Criterio de Desempeño: el diseño de pavimentos 
flexibles considera los siguientes modelos de deterioro:
• Deformación permanente para todas las capas 
(asfáltica, granulares y subrasante)
• Agrietamiento por fatiga de arriba hacia abajo 
en la mezcla asfáltica
• Agrietamiento por fatiga de abajo hacia arriba 
en la mezcla asfáltica
• Agrietamiento térmico de la mezcla asfáltica y
• Regularidad (IRI) del pavimento.
2.3.2 Datos de Entrada.
2.3.2.1 Tránsito [6].
Los espectros normalizados de cargas por eje fueron 
generados a partir de datos del pesaje selectivo 
obtenidos de las plazas fijas de pesaje localizadas en la 
Región Metropolitana, siendo éstas:
• Curacaví, ubicada en la Ruta 68 Santiago-
Valparaíso;
• Lampa, ubicada en la Ruta 5 Norte; y 
• El Monte, ubicada en la Ruta 78 Santiago-San 
Antonio.
Estas estaciones de control de peso, que se encuentran 
situadas a lo largo de todo Chile, tienen por objetivo 
controlar la circulación de vehículos con sobrepeso, a fin 
de evitar el deterioro y daño prematuro de los caminos. 
El pesaje selectivo de las estaciones de pesaje permite 
controlar el peso de cada eje de un vehículo pesado 
mientras éste se encuentra en movimiento. 
La administración de las plazas de pesaje corresponde 
a la Unidad Nacional de Pesajes, dependiente de la 
Dirección de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas 
de Chile.
En esta investigación se calculan los espectros 
normalizados de cargas por eje para los siguientes 
puntos:
• Plaza de pesaje (Nivel 1) y para el Área 
Metropolitana (Nivel 2);
• Sentido de circulación (sentido saliente de 
Santiago o sentido 12 y sentido entrante a Santiago o 
sentido 34) y considerando ambos sentidos (Total);
• Tipo de vehículo pesado (para las clases 
FHWA 4 a la 13);
• Tipo de eje (eje simple, doble o triple).
Los años de observación considerados para el análisis 
para cada estación de pesaje, son:
• Estaciones de pesaje Curacaví y Lampa: 
desde 1999 - 2002;
• Estación de pesaje El Monte: desde 2000 - 
2002.
Figura 2 Espectros de vehículos clase 4, ejes simples y dobles del punto de 
control Curacaví (6)
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La información de tránsito requerida por el software es 
la siguiente: información del volumen de tránsito para 
el año base, factores de ajuste del volumen de tránsito 
(factores de ajuste mensual, distribución de vehículos 
por clase, distribución horaria y factores de crecimiento 
del tránsito), factores de distribución de cargas por eje y 
datos de entrada de tránsito generales (ubicación media 
de la rueda, desviación estándar del desplazamiento 
lateral, ancho de la pista de diseño, número de tipos 
de ejes por clase de camión, configuración de ejes y 
distancia promedio entre ejes-porcentaje de camiones)
A modo de ejemplo, en la figura 2, se muestran los 
espectros de vehículos clase 4, ejes simples y dobles 
del punto de control de Curacaví.
2.3.2.2  Clima [7].
Las condiciones medioambientales son importantes 
en el desempeño de los pavimentos flexibles, siendo 
compleja la interacción de los factores climáticos con los 
materiales y las cargas. Factores como la precipitación, 
temperatura, ciclos hielo-deshielo y profundidad de la 
capa afectan el contenido de humedad del pavimento 
y de la subrasante, incidiendo directamente en la 
capacidad de soporte de las capas del pavimento y 
finalmente en el desempeño del mismo.
Es necesario recordar que los aspectos climáticos 
no fueron una variable de importancia durante el 
procesamiento de datos obtenidos de la prueba de 
rodadura AASHTO (AASHTO Road Test), hecho 
que dificultó la evaluación de aspectos tales como la 
influencia del clima en las características mecánicas 
intrínsecas del material, su relación con las cargas 
provenientes del tránsito y la interpolación del método 
hacia otras realidades climáticas.
El Modelo Climático Integrado Mejorado (Enhanced 
Integrated Climatic Model, EICM) que trae consigo el 
software de la guía se encarga de elaborar perfiles de 
humedad y de temperatura. Para ello se debe especificar 
la ubicación del lugar en que se desarrolle el proyecto a 
través de un archivo de tipo climático con extensión .icm 
(input climate model).
Para incorporar una estación climática al software se 
debe crear un archivo con extensión .hcd (hourly climatic 
database). Este tipo de archivos debe poseer sus datos 
estructurados de la siguiente forma:
2001010100,60,1,100,0,94
2001010101,60,5,100,0,91
2001010102,60,1,100,0,92
Los primeros cuatros dígitos de este esquema 
corresponden al año de medición; los cuatro dígitos 
siguientes corresponden al mes, día y hora de 
medición. Posterior a éstos se separan con coma los 
datos de temperatura [ºF] y velocidad del viento [mph], 
el porcentaje de nubosidad, la precipitación [in] y el 
porcentaje de humedad relativa.
Como puede apreciarse del párrafo anterior, la creación 
de una estación climática requiere de la recolección 
de datos cada una hora, por un periodo de tiempo no 
inferior a dos años, de los siguientes datos: temperatura, 
velocidad del viento, nubosidad, precipitación y humedad 
relativa.
En este estudio se emplean los datos de la Región de 
Valparaíso, los cuales son posible de emplear dada 
la similar condición climática entre esta región y la 
Metropolitana.
La mayoría de los datos se recogen del Laboratorio 
de Energía Solar de la Universidad Técnica Federico 
Santa María, en donde se realizan mediciones, cada 
diez minutos, de temperatura, precipitación, humedad 
relativa, velocidad del viento y otros parámetros de 
radiación solar; los datos de nubosidad se obtienen de 
la Estación Meteorológica de Valparaíso, perteneciente 
a la Armada de Chile.
Para que el programa reconozca este archivo se debe 
modificar una estación existente en la lista de estaciones 
climáticas del software; debido a que no se puede 
ingresar una nueva estación. Se debe elegir alguna 
que sea similar en cuanto a latitud, de modo que los 
cálculos de balance de energía realizados internamente 
por el EICM sean representativos. Además se realiza 
un estudio de los datos climáticos de las estaciones 
que mejor representen la Región de Valparaíso, siendo 
la estación de Santa Bárbara del Estado de California 
(archivo 23190.hcd) la elegida. Este archivo se modifica 
cambiando los datos que contiene por los recolectados 
para la estación climática de Valparaíso, teniendo en 
cuenta de que las estaciones del año entre ambos 
países se encuentran desfasadas 6 meses. Como el 
software opera con los datos de Norteamérica, los datos 
recolectados en Chile se deben ingresar desfasados.
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A través del software se escoge entre las dos opciones 
que existen para especificar este tipo de archivos: 
importar un archivo de tipo climático previamente 
generado (.icm) o a través de la formación de un 
archivo con extensión .icm, el cual emplea los datos de 
tiempo disponibles en el EICM para varias estaciones 
climáticas de Estados Unidos.
A partir de la primera opción y luego de ingresar el 
valor del nivel freático en pulgadas para Valparaíso, se 
escoge la estación climática de Santa Bárbara (cuyos 
datos se encuentran cambiados, como se mencionó 
anteriormente), generándose un archivo nuevo, al cual 
se le da el nombre de Valparaíso.icm. Este archivo 
puede ser empleado directamente, previa elección, en 
cualquier otro proyecto que se emplace en la Región de 
Valparaíso.
2.3.2.3 Estructura del Pavimento y Propiedades de los 
Materiales [8].
La predicción correcta del desempeño de los 
pavimentos asfálticos es reconocida como una de 
las más importantes, compleja y difícil de estudiar. La 
metodología para predecir el desempeño se puede 
optimizar a partir de la selección adecuada de los 
materiales y los espesores de capas de la estructura 
del pavimento.
Los datos de los ligantes asfálticos se ingresan a partir de 
ensayos convencionales, efectuados en el Laboratorio 
de Ensayo de Materiales y Control de Obras LEMCO 
(perteneciente a la Universidad Técnica Federico Santa 
María), empleándose seis asfaltos tradicionales de las 
principales industrias asfalteras de la nación. Para datos 
de diseño volumétricos se consideran cinco mezclas 
asfálticas empleadas en nuestro país.
A partir de estos datos el software desarrolla el modelo 
de envejecimiento de los ligantes asfálticos y es posible 
determinar las curvas maestras del módulo dinámico de 
las mezclas asfálticas.
2.3.2.3.1  Sistema de Envejecimiento Global.
La caracterización del ligante asfáltico y su relación 
con el comportamiento del pavimento son una de las 
mayores preocupaciones en el desarrollo del sistema 
de envejecimiento de los pavimentos asfálticos. Entre 
los diferentes factores usados en la caracterización del 
ligante, las propiedades de durabilidad y endurecimiento 
son factores claves.
En el desarrollo del sistema de envejecimiento global 
se emplean mediciones de consistencia para estudiar 
el comportamiento del asfalto en función del tiempo. El 
cambio en las principales propiedades se estudia en 
dos fases:
• Cambio en las propiedades originales en la 
etapa de mezclado y compactación (corto plazo); y
• Envejecimiento a largo plazo que sufre el 
ligante asfáltico en el terreno con el tiempo.
De esta manera los resultados de la primera fase 
se encuentran relacionados con los de la segunda, 
conduciendo al Sistema Global de Envejecimiento, el 
que es capaz de predecir las propiedades del asfalto 
desde la condición inicial en cualquier instante y posición 
en la estructura durante la vida del pavimento.
2.3.2.3.2  Curvas Maestras.
La guía se basa en principios empírico-mecanicistas y la 
teoría elástica, requiriendo conocer el Módulo Dinámico 
E* de mezclas de asfalto en caliente con el fin de calcular 
los esfuerzos y deformaciones de los pavimentos 
en cada incremento de tiempo. El Módulo Dinámico 
de la mezcla asfáltica es función de condiciones del 
pavimento tales como temperatura, velocidad de carga, 
edad y características de la mezcla (rigidez del ligante, 
graduación del agregado, contenido de ligante y vacíos 
de aire). Este módulo puede ser determinado a partir 
de la Curva Maestra, construida a una temperatura de 
referencia.
Las curvas maestras se construyen usando el Principio 
de Superposición Tiempo-Temperatura. Primero se 
selecciona una temperatura de referencia estándar (en 
este caso 25ºC) y los datos a distintas temperaturas 
se ajustan con respecto al tiempo hasta que la curva 
se combina en una sola función. La Curva Maestra del 
módulo dinámico con sus Shift Factors, como función 
del tiempo, es la manera de describir la dependencia del 
tiempo (temperatura y velocidad de carga) del material.
Para el Nivel 2 de análisis, la Curva Maestra se obtiene 
directamente de la ecuación de predicción para el 
Módulo Dinámico (ecuación de Witzac), la cual permite 
predecir el E* de las mezclas asfálticas para una 
frecuencia que depende de la velocidad y profundidad 
a la que se desee evaluar, además de las condiciones 
de temperatura y envejecimiento representadas por la 
viscosidad del asfalto y de las propiedades volumétricas 
de la mezcla.
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3. Resultados [4].
Los resultados que se presentan en este estudio son 
obtenidos a partir de los tres programas citados en el 
capítulo anterior. Éstos difieren principalmente entre sí 
por la cantidad de variables y parámetros que emplean, 
así como en su forma de operación, siendo éstos: 
PAVIVIAL, AASHTO 93 y ME-PDG.
A partir de numerosas iteraciones en los mismos, en 
donde se emplean los datos de tránsito recopilados en 
la estación de pesaje de Curacaví, del sentido del flujo 
vehicular más desfavorable (alejándose de Santiago), 
nivel de confianza igual a 70%, estructuración basada 
en una subrasante con CBR igual a 10% y seis asfaltos, 
entre otras variables y/o parámetros, se obtuvieron los 
resultados que se muestran en las siguientes hojas.
En la Tabla 3-1 se muestran los resultados de las 
estructuraciones mínimas que se necesitan para 
cumplir los criterios establecidos para cada programa. 
Cabe destacar que para la ME-PDG estos valores 
se obtuvieron mediante numerosas iteraciones, 
seleccionando finalmente el asfalto que cumpliese 
de mejor manera todos los criterios de desempeño 
establecidos.
En las Tablas 3-2 y 3-3 se muestra una comparación 
de los criterios de desempeño según la ME-PDG para 
los seis asfaltos en cuestión, para la estructuración 
de la Tabla 3-1 y para dos tipos de mezclas asfálticas 
Capa
Asfalto F
ME-PDG AASHTO 93 PAVIVIAL
Concreto asfáltico 
(capa rodadura)
55 50 50
Concreto asfáltico 
(binder) 75 70 70
Base asfáltica 
permeable 100 95 95
Base granular 150 150 150
Sub-base granular 150 150 150
Tabla 3-1Estructuración mínima en (mm) que cumple los criterios de cada 
programa, según sea el caso
Criterio de desempeño
Deterioro 
límite
Deterioro predicho según asfaltos
A B C D E F
IRI terminal (in/mi) 172 85,5 85,8 85,6 85,6 85,7 85,4
Agrietamiento del CA de arriba hacia abajo (Agriet. Long.) (ft/500) 1000 4,6 7,0 4,9 5,0 5,6 3,7
Agrietamiento del CA de arriba hacia abajo (Agriet. Tipo Cocodrilo) (%) 25 12,2 13,3 12,3 12,4 13,1 11,4
Fractura térmica del CA (Agriet. Transversal( (ft/mi) 1000 1 1 1 1 1 1
Deformación permanente (Sólo CA) (in) 0.25 0,22 0,26 0,23 0,23 0,22 0,21
Deformación permanente (Pavimento total) (in) 0.75 0,45 0,49 0,46 0,46 0,45 0,43
Criterio de desempeño Confiabilidad límite
Confiabilidad predicha según 
asfaltos
A B C D E F
IRI terminal (in/mi) 70 99,99 99,99 99,99 99,99 99,99 99,99
Agrietamiento del CA de arriba hacia abajo (Agriet. Long.) (ft/500) 70 94,92 92,09 94,53 94,39 93,64 96,06
Agrietamiento del CA de arriba hacia abajo (Agriet. Tipo Cocodrilo) (%) 70 88,94 86,08 88,66 88,43 86,62 90,85
Fractura térmica del CA (Agriet. Transversal( (ft/mi) 70 99,99 99,99 99,99 99,99 99,99 99,99
Deformación permanente (Sólo CA) (in) 70 64,61 46,17 59,05 58,17 64,41 70,41
Deformación permanente (Pavimento total) (in) 70 99,73 98,87 99,58 99,54 99,7 99,85
para la capa de rodadura (manteniéndose las mezclas 
de las capas asfáltica intermedia y base), las que se 
diferencian entre sí por el tamaño máximo de los 
agregados empleados, siendo 1/2” y ¾” pulgadas los 
valores empleados. Los resultados que se obtienen 
se comparan con los esfuerzos y niveles de confianza 
críticos impuestos en un comienzo al programa de 
diseño norteamericano.
El Gráfico 3-1 muestra el comportamiento del módulo 
de las capas asfálticas estructurales para los distintos 
meses que conforman la vida de diseño para el asfalto, 
evaluándose éste a distintas profundidades.
Tabla 3-2Comparación de criterios según la ME-PDG para distintos asfaltos, 
estructuración según Tabla 3-1 y mezcla asfáltica para la capa de 
rodadura tipo 1
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Finalmente se presenta la última tabla, la cual muestra 
los resultados que se obtienen para el asfalto que 
cumple con todos los criterios de desempeño de la ME-
PDG para el nivel 2 del ligante asfáltico (Conventional 
binder test data) y se comparan con los valores que se 
obtienen empleando el nivel 3 del mismo (Conventional 
Penetration Grade, Pen 60-70).
5. Conclusiones y comentarios
A partir de los resultados obtenidos por los tres 
programas, los cuales se resumen en la     Tabla 3-1, se 
aprecia que la estructuración no varía sustancialmente, 
existiendo sí una diferencia en los diseños basados 
en los programas AASHTO 93 y PAVIVIAL: éstos no 
predicen el comportamiento en cuanto a los deterioros 
se refiere, contrastando con las predicciones obtenidas 
mediante la guía norteamericana; sin embargo, cabe 
destacar que, en el empleo del procedimiento empírico-
mecanicista, los modelos de deterioro no han sido 
calibrados para la realidad nacional, lo cual incide en 
los resultados obtenidos en este estudio.
A través de las Tablas 3-2 y 3-3 es posible apreciar que 
los resultados son sensibles a los tipos de asfaltos y, 
de menor manera, a la granulometría de las mezclas 
asfálticas empleadas. Realizando este análisis es posible 
observar que el asfalto F es el único que cumple con 
todos los criterios de desempeño que presenta la ME-
Criterio de desempeño
Deterioro 
límite
Deterioro predicho según asfaltos
A B C D E F
IRI terminal (in/mi) 172 85,6 85,8 85,6 85,6 85,7 85,4
Agrietamiento del CA de arriba hacia abajo (Agriet. Long.) (ft/500) 1000 5,0 7,7 5,3 5,5 6,2 4,1
Agrietamiento del CA de arriba hacia abajo (Agriet. Tipo Cocodrilo) (%) 25 12,3 13,5 12,5 12,6 13,3 11,5
Fractura térmica del CA (Agriet. Transversal( (ft/mi) 1000 1 1 1 1 1 1
Deformación permanente (Sólo CA) (in) 0.25 0,22 0,26 0,24 0,24 0,22 0,21
Deformación permanente (Pavimento total) (in) 0.75 0,45 0,5 0,47 0,47 0,45 0,44
Criterio de desempeño Confiabilidad límite
Confiabilidad predicha según 
asfaltos
A B C D E F
IRI terminal (in/mi) 70 99,99 99,99 99,99 99,99 99,99 99,99
Agrietamiento del CA de arriba hacia abajo (Agriet. Long.) (ft/500) 70 94,33 91,34 93,92 93,8 92,96 95,56
Agrietamiento del CA de arriba hacia abajo (Agriet. Tipo Cocodrilo) (%) 70 88,66 85,58 88,2 87,96 86,12 90,59
Fractura térmica del CA (Agriet. Transversal( (ft/mi) 70 99,99 99,99 99,99 99,99 99,99 99,99
Deformación permanente (Sólo CA) (in) 70 62,64 44,42 57,04 56,17 62,98 68,86
Deformación permanente (Pavimento total) (in) 70 99,68 98,71 99,5 99,47 99,66 99,82
Tabla 3-3 Comparación de criterios según la ME-PDG para distintos asfaltos, 
estructuración según Tabla 3-1 y mezcla asfáltica para la capa de 
rodadura tipo 2
PDG, permitiendo escoger de manera fundamentada un 
asfalto por sobre otro, dado su mejor comportamiento 
predicho para la vida de diseño escogida. Cabe destacar 
que el criterio de desempeño Fractura Térmica del CA 
(Agriet. Transversal) no presenta resultados válidos para 
ningún asfalto debido a que el criterio no tiene cabida en 
esta oportunidad. Esto se debe a que en la zona en 
donde se realizó el estudio climático no se presentan 
variaciones de temperatura significativas durante el día 
y la noche, ni temperaturas extremas que agrieten la 
carpeta asfáltica térmicamente.
Del Gráfico 3-1 se puede visualizar que el módulo de las 
capas presenta variaciones mensuales, mostrándose 
más altos en los meses más fríos (comienzo del invierno 
en Norteamérica) y más bajos desde el comienzo de 
los meses más calurosos. Se debe destacar que este 
comportamiento se repite cíclicamente de año a año 
desde los primeros meses hasta el término de la vida de 
diseño, manteniéndose constantes los módulos de las 
capas asfálticas para un mismo mes de un año a otro. 
La problemática se presenta al analizar en el tiempo 
el comportamiento del asfalto y de la mezcla asfáltica. 
Para el primero, la composición química de éste cambia 
a medida que pasa el tiempo o que envejece, lo que 
hace que el módulo del asfalto aumente, traduciéndose 
en un aumento del módulo de la mezcla. Por lo tanto, el 
módulo, a través del tiempo, no debería presentar ciclos 
iguales de año a año, sino que un comportamiento que 
Infraestructura Vial • No 18 • Agosto 2007 37
denote un aumento. A su vez, si se aplica la ecuación de 
Witzac y el modelo de envejecimiento global se obtiene 
que el módulo aumenta, hecho que no ve reflejado en 
el programa.
También se ve que para las tres capas asfálticas los 
valores máximos y mínimos de los módulos varían 
significativamente, principalmente entre la primera capa 
asfáltica (de rodadura) y las dos siguientes (ligante 
asfáltico y base asfáltica). Esto se explica en que la 
primera capa se ve más afectada a los distintos tiempos 
de carga y a la acción del medio ambiente (principalmente 
a los cambios de temperatura) en comparación con las 
siguientes. Por otra parte, la variación de los módulos 
para una misma capa a diferentes profundidades, no es 
tan relevante como la mencionada en líneas anteriores, 
basando su causa en la misma explicación anterior.
Gráfico 3-1Módulo de capas asfálticas estructurales en función de la edad del 
pavimento para distintas profundidades
De la Tabla 3-4 se desprende que el comportamiento para 
el asfalto F mejora a medida que el nivel escogido para 
el ligante asfáltico aumenta. Esto queda de manifiesto 
en la confiabilidad entregada por el software para los 
criterios de desempeño para ambos niveles, llegando a 
presentarse para éstos una diferencia máxima de un 15 
por ciento, quedando de manifiesto que mientras más 
alto sea el nivel de entrada de los datos, más confiable 
será la predicción que el software realiza a lo largo del 
tiempo.
Al ingresar la estructuración obtenida, mediante los 
programas AASHTO 93 y PAVIVIAL, en el software de 
la guía norteamericana, se obtuvo que ésta cumple 
Criterio de desempeño
Deterioro predicho Confiabilidad predicha
Asfalto F Asfalto F
Deterioro 
Lím.
Nivel 
2
Nivel 
3
Confiabilidad 
Lím.
Nivel 
2
Nivel 
3
IRI terminal (in/mi) 172 85,4 86,6 70 99,99 99,99
Agrietamiento del CA de arriba hacia abajo (Agriet. Long.) (ft/500) 1000 3,7 14,7 70 96,09 86,11
Agrietamiento del CA de arriba hacia abajo (Agriet. Tipo Cocodrilo) (%) 25 11,4 17,2 70 90,85 74,7
Fractura térmica del CA (Agriet. Transversal( (ft/mi) 1000 1 1 70 99,99 99,99
Deformación permanente (Sólo CA) (in) 0,25 0,21 0,23 70 70,41 59,49
Deformación permanente (Pavimento total) (in) 0,75 0,43 0,47 70 99,85 99,42
Tabla 3-4Comparación de criterios de desempeño según el deterioro predicho y 
la confiabilidad predicha empleando distintos niveles de asfalto e igual 
estructuración
Agosto 2007 • No 18 • Infraestructura Vial38
Bibliografía
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y Criterios de Diseño, Gobierno de Chile, Ministerio de Obras 
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2003.
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and Rehabilitated Pavement Structures, National Cooperative 
Highway Research Program 1-37A, Final Report, March 2004.
4. MONTENEGRO ARAYA, Christian. “Comparación de 
Diseños de Pavimentos Flexibles Nuevos según el Método de 
Diseño AASHTO 93, la Normativa Chilena Vigente y la Guía de 
Diseño de Pavimentos Empírico-vMecanicista NCHRP 1-37A”. 
Profesor Guía: Carlos Wahr Daniel. Memoria para Optar al Título 
de Ingeniero Civil. Universidad Técnica Federico Santa María, 
Departamento de Obras Civiles, 2005.
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de Ingeniero Civil. Universidad Técnica Federico Santa María, 
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7. FUENZALIDA OGALDE, Paulina. “Empleo del 
Modelo Climático Integrado Mejorado de la Guía de Diseño 
de Pavimentos Empírico-Mecanicista NCHRP 1-37A para 
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Optar al Título de Ingeniero Civil. Universidad Técnica Federico 
Santa María, Departamento de Obras Civiles, 2005.
8. AMIGO FINGER, María. “Caracterización de 
Materiales Asfálticos Chilenos. Desarrollo de Modelo de 
Envejecimiento de Ligantes Asfálticos y Curvas Maestras 
de Mezclas Asfálticas”. Profesor Guía: Carlos Wahr Daniel. 
Memoria para Optar al Título de Ingeniero Civil. Universidad 
Técnica Federico Santa María, Departamento de Obras Civiles, 
2005.
con todos los criterios de desempeño, salvo con el de 
Deformación Permanente (Sólo CA).
A modo de comentario, puede enunciarse lo siguiente:
-Si se escoge el nivel 2 del ligante asfáltico (Conventional 
binder test data) la guía presenta problemas, en lo que 
a resultados se refiere. Por ejemplo si se ingresa, para 
distintos asfaltos, la cantidad máxima de datos de 
viscosidad y temperatura en conjunto con los datos de 
penetración, los resultados entregados por el software 
para los deterioros y los módulos de las capas no 
varían de un caso a otro. Existe diferencia entre asfaltos 
sólo cuando se ingresan los datos de la temperatura 
para el punto de ablandamiento y las viscosidades 
absoluta y cinemática (caso considerado en este 
estudio). Complementando lo anterior, para el asfalto 
F se verifica manualmente de dos maneras distintas (a 
través del empleo de tres y de nueve pares de datos de 
la relación viscosidad-temperatura) que los valores de 
los coeficientes A y VTS de la misma relación no varían 
significativamente entre una forma u otra.
-Para una subrasante con un CBR de un 10% (suelo 
tipo A-6) se obtiene que los valores del módulo 
resiliente, calculados mediante el software y a partir de 
la correlación 2555 * CBR0,64 (psi), difieren a lo largo del 
tiempo. El valor del módulo entregado por el programa, 
en un inicio, es un 8% menor al que se obtiene mediante 
la correlación, para luego pasar a ser, de manera 
paulatina y en los cuatro años siguientes, un 14% 
inferior, para posteriormente mantenerse constante y 
sin variación estacional en lo que resta de horizonte de 
análisis. Lo que se cuestiona es que el valor del módulo 
resiliente no debería presentar un comportamiento 
en que sólo denote variaciones en un comienzo, sino 
que a lo largo de todo el período de análisis, dados los 
significativos cambios estacionales que ocurren de año 
a año.
-La baja significancia estadística de los modelos 
de predicción de la deformación permanente 
(ahuellamiento) empleados por la ME-PDG pone en 
duda su aplicabilidad hoy en día.
Finalmente, se puede decir que la guía norteamericana 
da un paso adelante en lo que a diseño de pavimentos 
flexibles nuevos se refiere, pero es deseable, una 
mayor significancia estadística para algunos modelos 
de deterioro (deformación permanente) y una solución 
a los pequeños inconvenientes detectados en la versión 
preliminar del software.