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ISSN 0188-7297

MECÁNICA DE MATERIALES PARA PAVIMENTOS

Paul Garnica Anguas José Antonio Gómez López Jesús Armando Sesma Martínez

Publicación Técnica No. 197 Sanfandila, Qro, 2002

SECRETARÍA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES INSTITUTO MEXICANO DEL TRANSPORTE

Mecánica de materiales para pavimentos

Publicación Técnica No. 197 Sanfandila, Qro. 2002

El presente trabajo ha sidoelaborado en la Coordinación de Infraestructura del Instituto Mexicano del Transporte por los investigadores Dr. Paul Garnica Anguas, M. en I. José Antonio Gómez López e Ing. Jesús Armando Sesma Martínez tesista de la Maestría en Vías Terrestres de la Universidad Autónoma de Chihuahua. Se agradece el apoyo a la M. en C. Natalia Pérez García investigadora de la Coordinación de Infraestructura. Índice
Resumen Abstract Resumen ejecutivo Introducción 1. Caracterización de la solicitación en pavimentos
1.1
Influencia del tránsito en la aplicación de las cargas en pavimentos 1.1.1 Magnitud de las cargas según la composición del tránsito 1.1.1.1 Composición vehicular y tipos de ejes representativos 1.1.1.2 Número de repeticiones de carga 1.1.2 Forma geométrica de cada solicitación sobre elpavimento, área de contacto y reparto de presiones sobre la misma Naturaleza cíclica de las cargas que actúan en un pavimento 1.2.1 Estado de esfuerzos que producen las cargas en función de la magnitud y tipología 1.2.2 Velocidad del vehículo y tiempo de solicitación en un punto 1.2.3 Estudios sobre interacción dinámica vehículo-pavimento 1.2.3.1 Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico(OCDE) 1.2.3.2 Instituto Mexicano del Transporte Mediciones de esfuerzos y deformaciones en casos reales Estimación de niveles de esfuerzo utilizando la teoría de Boussinesq Concepto de módulo de resiliencia VII

IX

XI

1

3 3
3 10 10 11 12 14 16 16 18 22 24 26

1.2

1.3 1.4 1.5

2.

Comportamiento de suelos cohesivos compactados bajo carga repetida
2.1 2.2 Mecanismo dedeformación de un material sujeto a carga cíclica Dispositivos experimentales usuales 2.2.1 Equipo triaxial cíclico 2.2.1.1 Descripción del equipo 2.2.1.2 Procedimiento de prueba 2.2.2 Columna resonante 2.2.2.1 Descripción del equipo 2.2.2.2 Procedimiento de prueba 29 30 31 31 32 35 35 38

I

Mecánica de materiales para pavimentos

2.3

2.4

2.5

2.6 2.7

Factores que afectan a ladeformación permanente en suelos 2.3.1 Estado de esfuerzos del suelo 2.3.2 Número de aplicaciones del esfuerzo desviador 2.3.3 Estado físico del suelo 2.3.4 Tipo de suelo Modelos constitutivos para la determinación del agrietamiento por fatiga y deformaciones permanentes en suelos cohesivos 2.4.1 Modelos de agrietamiento por fatiga 2.4.2 Modelos de deformación permanente Factores que afectan el módulo deresiliencia en suelos cohesivos 2.5.1 Parámetros de compactación: peso volumétrico seco, contenido de agua y grado de saturación 2.5.2 Método de compactación 2.5.3 Número de aplicaciones del esfuerzo 2.5.4 Tixotropía 2.5.5 Magnitud del esfuerzo desviador 2.5.6 Succión del suelo Determinación de módulos de resiliencia para suelos cohesivos Correlaciones

38 38 39 39 42 42 42 43 44 44 47 49 51 5253 54 56

3

Comportamiento de materiales granulares bajo carga repetida
3.1 3.2 3.3 3.4 Introducción Mecanismo de deformación de un material sujeto a carga cíclica Dispositivos experimentales usuales 3.3.1 Máquina servohidráulica universal Factores que afectan la deformación permanente en suelos granulares 3.4.1 Nivel de esfuerzos 3.4.2 Rotación del esfuerzo principal 3.4.3 Número deaplicaciones de carga 3.4.4 Contenido de humedad 3.4.5 Historial de esfuerzos 3.4.6 Densidad 3.4.7 Granulometría y tipo de agregado Modelos constitutivos para la determinación de deformaciones permanentes en materiales granulares Factores que afectan el módulo de resiliencia en suelos granulares 3.6.1 Tipo de material 3.6.2 Tamaño del espécimen, tipo de compactación, peso específico y granulometría...
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