Diseño Mecanistico De Pavimentos

Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales UCR

Dise ño Me c a nístic o - Em p íric o d e Pa v im e nto s
Ing. Guillermo Loría M.Sc., PhD., LanammeUCR

Agosto 2012

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Dis eño vs Anális is

Dis e ñ o d e P a v im e n t o s

D e t e r m in a ció n d e l e s p e s o r r e q u e r id o p a r a t r a n s p o r t e d e ca r g a b a jo co n d icio n e s m e d io a mb ie n t a le s y d e lo s m a t e r ia le s

A n á lis is d e P a v im e n t o s

De t e r m in a c ió n d e la s c o n d ic io n e s d e l p a v im e n t o y p r e d ic c ió n d e s u c o m p o r t a m ie n t o a la r g o p la z o

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Dis e ño de Pavim e nto s y Otras Es truc turas Civile s
• La mayoría de las estructuras civiles o fallan inmediatamente o duran por siempre • Lospavimentos se deterioran gradualmente con el paso de los años
• como una función de la calidad de los materiales, la carga de tráfico, y las influencias del medio ambiente

• El diseño de pavimentos debe ser capaz de predecir la vida a largo plazo de el pavimento:
• para que no haya una falla repentina, si no un proceso lento de falla

Tipo s de fallas de en pavime nto s
• Es truc tural: Falla deuno o más de los componentes estructurales
• Comportamiento estructural: habilidad del pavimentos para resistir las acciones combinadas del tráfico y el medio ambiente

• Func io nal: Incapaz de complir con las funciones sin causar inconformidad, altos esfuerzos del conductor, o problemas de seguridad debidos a la rugosidad
• Comportamiento Funcional: percepción de los usuarios con respectoal servicio y la seguridad del camino

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Tipo s de fallas e n lo s pavime nto s fle xible s

§ § § § §

Ahuellamiento Agrietamiento por fatiga Agrietamiento por temperatura Rugosidad …

¿ Cómo falla un pavime nto as fáltic o ?

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A que temperatura ocurre este deterioro?

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A que temperatura ocurre este deterioro?

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A que temperatura ocurre este deterioro?

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Compone nte s de Dis e ño de Pavime nto s
• Diseño geométrico
• Alineamiento

• Diseño Estructural
• Espesor de Capa

• Diseño de Mezcla
• Materiales y Mezclas Cosntituyentes •

Re lac ió n e ntre Co s ntruc c ió n y De s e m pe ño

Construcción de Pavimentos

Diseño Geométrico

Diseño Estructural

Diseño de Mezcla

Desempeño de Pavimentos

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Dis eño Estructural
• Objetivos:
• • • • • Impedir deterioros prematuros Durabilidad Seguridad Calidad de viaje Efectividad-Costo

• Otras consideraciones:
• Rehabilitación futura – Perpetuidad del pavimento • Percepción del usuario

Re que rimie nto s de Dis e ño Es truc tural
• Construcciones nuevas • Rehabilitaciones importantes • Sobrecapas
• HMA sobre HMA • HMA sobre PCC • …

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S is tema Ide al de Dis e ño de Pavime ntos

Diseño de Mezcla y Estructural Basados en Parámetros Directamente Compatibles Relacionados al Desempeño de los Pavimentos!

¿Que requiere un s is tema ideal?

• Pruebas de laboratorio fundamentales de desempeño • Modelos de repuesta de pavimentos Clave para • Modelos de deterioro estructural el diseño • Análisis Económico de mezcla y estructural •Especificaciones relativas al desempeño
, QC/QA, y PRS

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Relacio ne s
Diseño Estructural Eslabón perdido Diseño de Mezcla Enlace roto Construcción de Pavimento

Méto do s de Dis eño Actuale s

DISEÑO ESTRUCTURAL § Espesor § Módulo de Resilencia § Resistencias § Coeficientes de capa

DISEÑO DE MEZCLA

NO COMPATIBLES

§ § § §

Vacíos VMA VFA Proporción de finos § Estabilidad

15Res po ns abilidade s actuale s

DISEÑO ESTRUCTURAL • Resistencia fatiga de

DISEÑO DE MEZCLA • Ahuellamiento de la HMA • Durabilidad

• Desplazamientos en la subrasante por ahuellamiento

NO COMPATIBLES

Dis e ño de Pavime ntos -¿ Dó nde e s tamos ?
Mé todos de Dis e ño Es truc tural

¿Práctica en la actualidad?

Estado de Práctica

Estado del arte

Empírico
Basado en...