Esta investigación desarrolla un modelo que permite estimar una tarifa óptima de peaje en carreteras considerando costos sociales integrales como las externalidades por congestión, daños al pavimento, emisiones ambientales, costo del tiempo de los usuarios y costos operativos para la realización de un viaje, además de costos de mantenimiento y construcción de infraestructura vial. El modelo propuesto está basado en principios de bienestar social, proponiendo una forma funcional para calcular el bienestar social de un flujo multi-clase y que se desplaza en múltiples períodos, sujeto a una redistribución de los flujos, según la tarifa, de acuerdo a un modelo de elección de período de viaje tipo logit multinomial y restricciones de financiamiento de infraestructura. Se aplicó el modelo en tramos carreteros de la región Caribe colombiana, en específico, en el departamento del Atlántico. Los resultados de las simulaciones muestran que, en promedio, los camiones deben pagar por lo menos 2,53 veces lo que pagaría un automóvil. Por otra parte, se encontró que las estrategias de financiamiento que contemplan una tarifa mínima equivalente a 0,5 la externalidad que genera un vehículo pueden llegar a equilibrios con mayores bienestares sociales mediante la utilización de subsidios cruzados entre clases vehiculares. Por último, se encontró que las políticas de financiamiento de infraestructura parcial generan un bienestar social superior, a aquellas que requieren generar ingresos superiores al costo de infraestructura, ya que pueden desestimular la demanda vehicular y generar problemas distributivos.