Analisis deflexiones de pavimentos

Métodologia YONAPAVE para la Métodologia Evaluación Estructural de Pavimentos Evaluación Flexibles con Deflexiones FWD
ING. PABLO DEL AGUILA
CAMINEROS SAC/Perú – Consultores en Gestión Vial Basado en la presentación en Inglés en el 82nd Annual Meeting of TRB, Washington DC, January 2003 por el Dr. Mario S. Hoffman

Metodología YONAPAVE
Método simple y directo “YONAPAVE” para evaluar lasnecesidades estructurales de pavimentos flexibles que: Se basa en el análisis de cuencos de deflexiones del FWD, Es independiente del espesor de capas o pavimento, Usa ecuaciones simples – Excel o Calculadora, Toma en cuenta la capacidad portante total del pavimento y verificación a la fatiga de la carpeta asfáltica. Permite el cálculo independiente del Módulo Equivalente del conjunto de capas delpavimento.

Dependencia Típica de ESG (Rohde) del Espesor Total del Pavimento HP
400 350

E sg/E sg(50) [%]

300 250 200 150 100 50 0 20 30 40 50

Hp [cm]

60

70

80

90

Rohde, G. T., "Determining Pavement Structural Number from FWD Testing", TRR 1448, Transportation Research Board, Washington DC, 1994

•

Espesores (en cms) de Capa en Secciones de Carretera Típicas deIsrael
Carretera Longitud No. de No. (km) Calicatas 4 90 60 2 73 767 MB 5.5 7.0 2.0 2.0 5.7 2.5 1.0 11 29 8 9 22 10 8 Espesor Capa Asfáltica 13 -28 8 - 20 15 - 33 9 - 13 20 - 50 12 - 17 8 - 18 Espesor de Rango Base/ Espesor Subbase Total 25 - 44 5 - 72 17 - 115 36 - 65 20 - 85 0 - 55 22 - 90 45 - 70 15 - 80 40 - 130 45 - 80 50 - 120 15 - 70 35 - 110

Cuál es el valor de cálculo para Hp?Desarrollo del Método YONAPAVE
Guía AASHTO 1993 (Método NDT)
SN eff = 0.0045h p 3 E p

hp

Ep

Subrasante

Modelo de Hogg: Parámetros y Definiciones
a p

Geometría del Modelo

D

h

ESG, µSG

Losa ≡Pavimento con hp, Ep, y µP

Rigidez de losa (pavimento),

D=

E p hp 3 12(1 − µ p 2 )

Parámetros Básicos

Longitud Característica,

l0 = 3

D (1 + µsg )(3 − 4µsg ) * E sg2(1 − µsg )

Módulo de Subrasante y Coef. de Poisson, ESG, µSG

Substituyendo en el Modelo de Hogg, la ecuación de AASHTO se redefine como:

SN eff = 0.0182l0 3 ESG

SNeff es independiente de hp
El problema se reduce a evaluar l0 y ESG

Parámetros del Cuenco de Deflexiones Usados en YONAPAVE 1. AREA = 6 (1 + 2D1 + 2D2 + D3)/D0

D0

D1

D2

D3

2. D0, D1, D2, D3 á 0, 30, 60 y90 cm del eje de carga

MEDICION DE DEFLEXIONES CON FWD

Variación típica del “Area” versus l0 en el Modelo de Hogg
34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

A r e a, inc h

l0, cm

Obtención de l0 en función del “Area”

l0 = A × e

B× Area

A,B = Parámetros de ajuste de la curva

Ecuación para Obtención de ESG

p n E SG = m × × l0 D0
m, n= Parámeteros de ajuste de la curva

Comparación de ESG-Modulus versus ESG-YONAPAVE
600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 50 100 150 200 250 300 350

ESG-Modulus (Mpa)

R = 0.92

2

400

450

500

550

600

ESG-YONAPAVE(Mpa)
4 90 60 2 73 767 MB

Cálculo de SNeff
Para compensar el efecto de “losa” vs “capa” (deformaciones unitarias verticales) usando MODULUScomo referencia: SN
(YONAPAVE)

= 2 x SN (HOGG) – 0.5

Corrección por Temperatura => temperatura base de 30°C cuando h AC > 10 cm SN T/SN 30°C = 1.33 – 0.011 T (°C)

Diagrama de Flujo de YONAPAVE Indice de Capacidad Estructural del Pavimento
Medir Cuencos con FWD Evaluar Tráfico Futuro YONAPAVE ESG

Determinar l0,, ESG

Determinar AASHTO SNReq

Determinar SNEff Corregido

CalcularIndice Capacidad Estructural “ICE”: ICE=(SNeff/SNReq)x100

Espesor de Refuerzo por Déficit Estructural (ICE < 100%)

hAC = (SNReq – SNEff)/aAC aAC = Coeficiente de Capa AC

SN según AASHTO 1993 (psif = 2.0)
7.0 6.0 5.0
50x106 20x106 5x106

SN req , inch

4.0 3.0

1x106

SNReq SNEff

Deficit

2.0 1.0 0.0 0 50

100

150

200

250

300

E sg' Mpa

Ejemplos...