Articles

Flexible Pavement Design Using the AASHTO 93 Methodology and Artificial Intelligence through a Customized GPT Model

Authors

  • Fabricio Antonio Oyola Torres Central University of Ecuador image/svg+xml
  • Paul Javier León Torres Central University of Ecuador image/svg+xml
  • Jorge Humberto Maila Paucar NO

Abstract

This research aimed to determine the feasibility of using artificial intelligence in flexible pavement design through the customization of the OpenAI GPT-5.1 model, which is also applicable to GPT-5.2 and later versions. Five design cases were developed, each applying the design procedure through step-by-step spreadsheet calculations, the DIPAV 3.0 software, and a customized GPT model. Additionally, the adopted pavement thicknesses were evaluated using the rational method via WinDEPAV 2.6 software. For each design case, using both the GPT 5.1 and 5.2 models, five runs of the design prompt were performed with the Instant variant and five with the Thinking variant. For the comparative analysis, the mean error, mean absolute error, mean percentage error, and root mean square error were determined, as well as the coefficient of variation of the Equivalent Single Axle Loads (ESALs) and Structural Numbers (SN) obtained using AI, compared with the results generated by the DIPAV 3.0 software. Likewise, the pavement thicknesses determined by AI for each design case, model, and variant were evaluated in DIPAV 3.0 to determine the percentage of designs meeting the required SN.

Keywords

Ingeniería civil chat GPT análisis comparativo diseño empírico evaluación empírico-mecanicista

How to Cite

Oyola Torres, F. A., León Torres, P. J., & Maila Paucar, J. H. (2026). Flexible Pavement Design Using the AASHTO 93 Methodology and Artificial Intelligence through a Customized GPT Model. Revista Tecnológica - ESPOL, 38(1), 103-120. https://doi.org/10.37815/rte.v38n1.1439
BibTeX

Author Biographies

  • Fabricio Antonio Oyola Torres, Central University of Ecuador

    Graduate of the Faculty of Engineering and Applied Sciences at the Central University of Ecuador

  • Paul Javier León Torres, Central University of Ecuador

    Professor at the Civil Engineering Program, Faculty of Engineering and Applied Sciences, Central University of Ecuador

References

Ahmed S, Sherif M y Alaa R. (2021). A Simplified Mechanicistic-Empirical Flexible Pavement Design Method for Moderate to Hot Climate Regions. Sustainability, 13 (19), 10760. https://doi.org/10.3390/su131910760

American Association of State Highway and Transportation Officials [AASHTO]. (1993). AASHTO Guide for Design of Pavement Structures (AASHTO 93). [Documento técnico]. https://books.google.com.ec/books?id=1HRB12tBQNMC&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_vpt_read#v=onepage&q&f=false

Fangfang, L. (2025, 14 de diciembre). ¿Qué son las redes neuronales?. IBM. https://www.ibm.com/es-es/think/topics/neural-networks

Fraga, J., & López, A. (2023). Alternativas de diseño para las vías de acceso a Nayón con una distancia aproximada de 6.72 km, ubicadas en la Parroquia Rural de Nayón Distrito Metropolitano de Quito [Tesis de grado]. Repositorio Universidad Central del Ecuador. https://www.dspace.uce.edu.ec/entities/publication/0aaeea71-919f-4cee-8a57-bb93252acea2

Instituto Boliviano del cemento y el hormigón (IBCH) (2025). Software de diseño de pavimentos (DIPAV 3.0) [Archivo PDF]. IBCH. https://www.ibch.com/dipav/

Instituto Mexicano del Transporte. (2022). Software para diseño mecanicista de pavimentos IMT-PAVE 3.2. https://imtpave.com/

Labre, F., & Santamaría, J. (2022). Diseño de la vía Abdón Calderón y extensión de la calle Atahualpa en las parroquias Nayón y Cumbayá, cantón Quito, provincia de Pichincha [Tesis de grado]. Repositorio Universidad Central del Ecuador. https://www.dspace.uce.edu.ec/entities/publication/133899ff-aea9-496e-9c36-a858fb07446b

Loja, R., & Sarmiento, J. (2018). Diseño de pavimento flexible para la reconstrucción de las vías: Av. Samuel Cisneros (1.758km), Av. Principal 5 de Junio (1.240km), Av. Jaime Nebot (1.380km), Av. Juan León Mera (2.620km), Vía de Acceso 3M (0.247km), de la parroquia Eloy Alfaro cantón Durán provincia del Guayas [Tesis de grado]. Repositorio Universidad Central del Ecuador. https://www.dspace.uce.edu.ec/entities/publication/d8ad6bdd-8a8a-49fc-bbe3-83a663b731a2

Maila, J., & Neptalí, P. (2017). Diseño de la estructura del pavimento flexible en siete km de las calles del casco urbano de la ciudad de Carlos Julio Arosemena Tola, provincia de Napo [Tesis de grado]. Repositorio Universidad Central del Ecuador. https://www.dspace.uce.edu.ec/entities/publication/03dadb82-3f4e-44c2-848c-082665673481

Ministerio de Obras Públicas y Comunicaciones. (2002). Especificaciones Generales para la construcción de caminos y puentes (MOP-001-F 2002). [Documento técnico]. https://www.mit.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2021/01/MPR_Chimborazo_Cumanda_Especificaciones-Tecnicas-MOP-001-F-2002.pdf

Ministerio de Obras Públicas y Comunicaciones. (2003). Normas de Diseño Geométrico de carreteras (MOP 2003). [Documento técnico]. https://sjnavarro.wordpress.com/wp-content/uploads/2011/08/manual-dedisec3b1o-de-carretera_2003-ecuador.pdf

Ministerio de Transporte y Obras Públicas. (2013). Volumen Nª2 – Libro A. Norma para estudios y diseños viales (NEVI-12-MTOP). [Documento técnico]. https://www.mit.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2013/12/01-12-2013_Manual_NEVI-12_VOLUMEN_2A.pdf.

Oyola, F. (2026). Análisis comparativo del diseño de pavimento flexible aplicando la metodología AASHTO 93: uso del software DIPAV 3.0 y diseño aplicando inteligencia artificial a través de un modelo personalizado de GPT [Tesis de grado inédita]. Universidad Central del Ecuador.

Solís, D., & Zhunio, B. (2022). Alternativas de diseño de la vía Tulipe-Las Tolas (longitud 6 km) en la parroquia de Gualea, cantón Quito, provincia de Pichincha [Tesis de grado]. Repositorio Universidad Central del Ecuador. https://www.dspace.uce.edu.ec/entities/publication/71a5846a-4327-47c7-a521-0ba5de0d5549

Universidad Politécnica de Valencia. (2022). SIMEPU 2.0: SOluciónm Integral para la gestión del Mantenimiento Predictivo de Pavimentos Urbanos. https://aplicat.upv.es/exploraupv/ficha-tecnologia/patente_software/49343

Vásquez Varela, L. (2018). WinDEPAV 2.6 con DosBOX 0.74. Manizales: Universidad Nacional de Colombia. https://sites.google.com/site/windepav/