Diseño de pavimentos flexibles

Diseño directo de pavimentos flexibles
Indice
1. Introducción
2. Modelacion mecanicista de un pavimento flexible
3. Fatiga en los materiales del pavimento
4. Diseño directo del pavimento
5. Bibliografia
1. Introducción
La infraestructura vial incide mucho en la economía de nuestro país por el gran valor que tiene en ésta, pues al alto costo de construcción, mantenimiento o rehabilitaciónhay que adicionarle también los costos que se derivan por el mal estado de las vías, por eso los nuevos ingenieros que se dediquen a esta rama de la profesión se enfrentaran a un reto muy importante que es el de proporcionar estructuras de pavimentos eficaces con presupuestos cada vez mas restringidos.
Dentro del contexto del diseño de pavimentos se acepta que el dimensionamiento de estasestructuras permite que se establezcan las características de los materiales de las distintas capas del pavimento y los espesores, de tal forma que el pavimento mantenga un "índice" de servicio aceptable durante la vida de servicio estimada.
El método que se describe en este documento está encaminado a dar una aproximación de las correlaciones empíricas logradas hasta la primera mitad del siglo XX en eldiseño estructural de pavimentos; se ha llegado a este estado del arte aplicando metodologías usadas en otras áreas de la ingeniería que tienen en cuenta las propiedades de los materiales que constituyen el pavimento; el procedimiento puede tener el grado de sofisticación que el ingeniero desee. Con este procedimiento se pueden obtener los esfuerzos, deformaciones y deflexiones producidas por lascargas a las que esta sometida la estructura (tránsito).El procedimiento seguido para el diseño de un pavimento por métodos racionales se planteo inicialmente por medio de modelos bicapas que posteriormente fueron generalizados a tricapas y multicapa.
2. Modelacion mecanicista de un pavimento flexible
Existen en general dos clases de estructuras de pavimento, los flexibles y los rígidos; laprincipal diferencia entre estos es la forma como reparten las cargas. Desde el punto de vista de diseño, los pavimentos flexibles están formados por una serie de capas y la distribución de la carga está determinada por las características propias del sistema de capas. Los rígidos tienen un gran módulo de elasticidad y distribuyen las cargas sobre una área grande, la consideración más importante esla resistencia estructural del concreto hidráulico.
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Figura 1. Distribución de carga característica de un Pavimento rígido versus uno flexible
Una buena forma de caracterizar el comportamiento de un pavimento flexible bajo la acción de cargas de ruedas, es considerarlo como un semiespacio homogéneo; este tiene una área infinita y una profundidad infinita con una carpeta delgada encima dondeson aplicadas las cargas.
Como un primer análisis para determinar la distribución de esfuerzos en un pavimento se aplicó el modelo propuesto por el matemático francés Boussinesq en 1885, estado de esfuerzos en una masa de suelo a cualquier profundidad; el estudio del matemático se basó en una carga concentrada aplicada en un semiespacio lineal, elástico, isótropo y homogéneo; los esfuerzos,deformaciones y deflexiones debidos a la carga concentrada pueden ser extrapolados para obtener aquellas debidas a una área circular cargada.
Esta solución fue por mucho tiempo la única disponible, hasta que en 1945 Donald M. Burmister propuso una teoría que se podía aplicar a estructuras de pavimentos, basada en la de Boussinesq pero que tenia en cuenta estratos y las propiedades mecánicas de losmateriales que conforman la masa de suelo, para calcular el estado de esfuerzos de ésta a cualquier profundidad. Desde el punto de vista del estudio de pavimentos, el modelo de Burmister puede ser usado para determinar los esfuerzos, deformaciones y deflexiones en la subrasante si la relación de módulos del pavimento y la subrasante es cercana a la unidad, si no es así, la modelación es más...