Diseño directo de pavimentos flexibles

DISEÑO DIRECTO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES
Ing. Henry A. Vergara B.- ECI Especialista en Diseño, Construcción y Conservación de Vías.- ECI

RESUMEN En el cálculo de una estructura de pavimento se determinan el tipo y la calidad de los materiales que la componen. Estos parámetros los establece previamente el ingeniero con una serie de criterios entre los que se pueden mencionar los técnicos,económicos y los del estado del arte; los materiales constituyentes del pavimento se caracterizan por su espesor (h), el módulo de elasticidad (E) y la relación de Poisson (µ). Para conocer el estado de esfuerzos y deformaciones (σz, εz, εt) del pavimento se aplica la teoría multicapa elástica desarrollada por inicialmente por Burmister. I. INTRODUCCION

La infraestructura vial incide mucho en laeconomía de nuestro país por el gran valor que tiene en ésta, pues al alto costo de construcción, mantenimiento o rehabilitación hay 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 presupuestoscada vez mas restringidos. Dentro del contexto del diseño de pavimentos se acepta que el dimensionamiento de estas estructuras 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 estedocumento está encaminado a dar una aproximación de las correlaciones empíricas logradas hasta la primera mitad del siglo XX en el diseño 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 queel ingeniero desee. Con este procedimiento se pueden obtener los esfuerzos, deformaciones y deflexiones producidas por las cargas a las que esta sometida la estructura (tránsito).El procedimiento seguido para el diseño de un pavimento por métodos racionales se planteo inicialmente por

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medio de modelos bicapas que generalizados a tricapas y multicapa. II.

posteriormente

fueronMODELACION MECANICISTA DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE

Existen en general dos clases de estructuras de pavimento, los flexibles y los rígidos; la principal 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 sistemade capas. Los rígidos tienen un gran módulo de elasticidad y distribuyen las cargas sobre una área grande, la consideración más importante es la resistencia estructural del concreto hidráulico.

Pavimento rígido Carga

Pavimento flexible Carga

Superficie Superficie Base

Subrasante

Figura 1. Distribución de carga característica de un Pavimento rígido versus uno flexible

Una buenaforma 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 donde son aplicadas las cargas. Como un primer análisis para determinar la distribución de esfuerzos en un pavimento se aplicó el modelo propuesto por el matemáticofrancés 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.

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Esta solución...