El drenaje, como variable del diseño de pavimentos

Al diseñar un pavimento, el proyectista debe considerar los costos asociados a tres componentes: inversión inicial, costos de mantenimiento del pavimento (reparaciones, modernizaciones, ampliaciones) y los costos de operación o costos de los usuarios (combustible, mantenimiento del vehículo, tiempo de recorrido, accidentes).

A fin de lograr la solución de ingeniería que satisfaga los requerimientos y tome en cuenta los tres componentes antes mencionados, una de las variables a considerar es la capacidad de drenaje de los materiales que conforman la subrasante, subbase y base de la estructura del pavimento, las condiciones ambientales del sitio y las obras de drenaje necesarias para canalizar las aguas pluviales y evacuarlas adecuadamente.

Definir esta variable de forma adecuada, significa reducir la probabilidad de que ocurra fallas en la estructura del pavimento, como por ejemplo: grietas por fatiga (piel de cocodrilo), baches, desgaste prematuro, pérdida del material fino por la infiltración de agua a través de las grietas (tubificación) produciendo que las capas superiores pierdan estabilidad.

Método AASHTO

El método AASHTO establece el coeficiente de drenaje para el diseño de pavimentos flexibles y rígidos (m_i y C_d, respectivamente). En el caso de pavimentos flexibles, el coeficiente se considera al calcular el número estructural de cada capa que conforma la estructura del pavimento (método de diseño balanceado), y en el caso de pavimentos rígidos el diseño considera la capa sobre la que se apoya la losa de concreto.

El método de diseño AASHTO, establece los siguientes valores para el diseño:

Quality of drainage	Water removed within
Excellent	2 hours
Good	1 day
Fair	1 week
Poor	1 month
Very poor	(water will not drain)

Ref: AASHTO Guide for design of pavement structures

Table 2.5. Recommended values of drainage coefficient, Cd, for rigid pavement design
	Percent of time pavement structure is exposed to moisture levels approaching saturation
Quality of drainage	Less than 1%	1 – 5%	5 – 25%	Greater than 25%
Excellent	1.25 – 1.20	1.20 – 1.15	1.15 – 1.10	1.15
Good	1.20 – 1.15	1.15 – 1.10	1.10 – 1.00	1.10
Fair	1.15 – 1.10	1.10 – 1.00	1.00 – 0.90	0.90
Poor	1.10 – 1.00	1.00 – 0.90	0.90 – 0.80	0.80
Very poor	1.00 – 0.90	0.90 – 0.80	0.80 – 0.70	0.70

Ref: AASHTO Guide for design of pavement structures

Adicionalmente, las condiciones de humedad del suelo son consideradas, en ambos tipos de pavimento, para el cálculo de la variable: módulo resiliente ponderado de la subrasante, a través de la ponderación de daño relativo. Gracias a las investigaciones y aportes de los ingenieros Gustavo Corredor y Augusto Jugo y al Instituto Venezolano de Asfalto (INVEAS), se ha logrado establecer un mapa de distribución de duración de condiciones de humedad para Venezuela, el cual se recomienda utilizar para el cálculo de dicha variable.

Recordemos que el diseño de pavimentos es un método empírico que se ha ido perfeccionando a través del tiempo, gracias a investigaciones desarrolladas por profesionales del área; es por ello, que la experiencia y el know –how del diseñador juegan un papel importante en el levantamiento e interpretación de los datos, en la definición de las variables para el diseño y en el trazado de la geometría vial y elementos de captación y conducción de las aguas de lluvia, estos dos últimos aunque no forman parte del diseño del pavimento per se, nos indican donde pudiera presentarse problemas en el desalojo del agua de lluvia de la calzada vehicular o retrasos en el tiempo estimado que el pavimento estará sometido bajo las condiciones de humedad.

En las fotografías se observa un ejemplo del deterioro del pavimento por fatiga, y otro, por pérdida de material fino. Particularmente en esta calle, las aguas pluviales no eran desalojadas de la vía rápidamente porque no se cuenta con obras de captación adecuadas y adicionalmente el agua se infiltra por las juntas y laterales de la calzada, desestabilizando la superficie de apoyo, generando las primeras grietas hasta llegar al estado que se refleja en la fotografía. Esto nos demuestra que el proyectista/diseñador debe considerar todos los parámetros para poder otorgar valores a las variables de diseño del pavimento y hacer las recomendaciones apropiadas para el proceso constructivo.

El drenaje, como variable del diseño de pavimentos