Implementación de un modelo climático para el diseño de pavimentos rígidos con la metodología mecanística empírica AASHTO 2015 en Cerro de Pasco

Abstract

El diseño de pavimentos en el Perú se desarrolla principalmente bajo la metodología AASHTO 1993, enfoque que presenta limitaciones al sustentarse en relaciones empíricas y no integra la variabilidad climática, lo que conduce a diseños conservadores. En ese contexto, la presente investigación analiza la aplicabilidad de la metodología mecanística-empírica MEPDG AASHTO 2015 en la ciudad de Cerro de Pasco y tiene como objetivo desarrollar un Modelo Climático Integrado (ICM), para luego ser implementado como archivo de entrada en el software AASHTOWare Pavement ME Design para el diseño de pavimentos rígidos. El principal aporte radica en la creación de dicho modelo climático local, generado a partir de recopilación y procesamiento de datos de estaciones meteorológicas del OEFA y de base de datos electrónicas conforme a los requerimientos del MEPDG. Asimismo, se diseñó un prototipo de pavimento rígido y se analizó la influencia del clima mediante la comparación de tres escenarios contrastantes: clima frío (Cerro de Pasco), clima templado (Austin) y clima muy cálido (Key West), manteniendo constantes las condiciones de tráfico y la caracterización de materiales. Los resultados evidenciaron que el MEPDG permite optimizar el espesor de la losa frente a la metodología tradicional. En términos de desempeño, se identificó que el Índice de Rugosidad Internacional (IRI) resultó mayor en climas fríos; mientras que, otros indicadores como el escalonamiento promedio de juntas y el agrietamiento transversal evidenciaron menor sensibilidad frente a la variación climática, al estar controlados principalmente por variables geométricas y mecánicas de la estructura. En contraste, el módulo elástico de la base y el módulo de reacción dinámico de la subrasante alcanzaron mayor rigidez en climas templados y muy cálidos, en comparación con climas fríos debido al contenido de humedad. Finalmente, el daño acumulado por fatiga es mínimo para concretos rígidos, lo que sugiere que el clima no controla este mecanismo de falla.