Especialista vías y transportes
PAVIMENTOS ASFALTICOS
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CONTENIDO
• • • • METODOS EMPIRICO MECANICISTA METODOS EMPIRICOS DISEÑO NUEVO VOL 3 AASHTO 2002
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METODOS DE DISEÑO
• EMPIRICOS MECANICISTAS
– SHELL – THE ASPHALT INSTITUTE – DESARROLLOS LOCALES
• EMPIRICOS
– AASHTO
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Método Empírico - Mecanicista
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Por que usar MEM?
• Clara conceptualización del diseño • Aplicable acondiciones de carga particulares • Aplicable a distintos tipos de mezclas
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Método Empírico Mecanicista
• Mecánica:
– Al aplicar carga, determina tensiones, deformaciones o deflexiones (Respuesta )
• Empírica
– Relaciona la respuesta con el comportamiento a través de Leyes de Fatiga o Funciones de Transferencia
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Modelación Estructura
p=20 kN r=0,105 m P=577,433 kPa
EjeSimple Rueda Dual
105 mm
105 mm
105 mm
1,8 m h1 E1 µ1
εh
h2 E2 µ2
h= ∞ E3 µ3
εv
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Caracterización Materiales: Módulos
• Suelo de Fundación • Capas No ligadas
M R = k1 σ
k2 d
M R = k1 θ
S mix
k2
• Mezcla
σ = (t , T ) ε
t = tiempo de c arg a T = temperatura
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Objetivo Diseño
• Reducir tensiones, deformaciones y deflexiones críticas a nivelesaceptables
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Respuestas críticas
• Aquellas que ocasionan daño estructural • Se presentan en más de una ubicación en un sistema multicapa
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Respuestas
Neumático con carga y presión específica
1. Deflexión superficial 2. Deformación unitaria por tracción mezcla
1 2 3
Capas asfálticas Capas Granulares
3. Deformación unitaria por compresión granulares 4. Deformaciónunitaria por compresión subrasante
4
Subrasante (semi infinita)
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Criterios de Diseño Típicos
Neumático con carga y presión específica
•
Agrietamiento Fatiga Mezcla • Deformación por tracción en mezcla Compresión en subrasante
Capas asfálticas Capas Granulares
•
Ahuellamiento •
Subrasante (semi infinita)
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Existen Otros Criterios?
• ¡¡ Si !!
–Ej: Grietassuperiores
• Condiciones térmicas • Envejecimiento mezcla • Presiones desuniformes
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Criterios típicos
• Grietas de Fatiga:
– Tracción en fibra inferior mezcla
• Ahuellamiento
– Compresión en la parte superior de la subrasante
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Leyes de Fatiga
ε
N
15
Leyes de Fatiga
• Mezcla asfáltica
– k, a, b: factores experimentales
1 N =k ε t
a
1 S mix
b
• Suelo
ε v = A( N )
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−b
Leyes de Fatiga
• Mas conocidas
– Shell – Asphalt Institute
• También empleadas
– NRB – Sudafricanas
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Tránsito
Ambiente
Subrasante
Características Materiales Pavimento
Consideraciones Construcción
RIESGO
Espesores Combinaciones Materiales Tentativos
ENTRADAS
Análisis Modo de Falla Específico FatigaAhuellamiento Grieta térmica Otros ANALISIS DETERIORO O FALLA
CRITERIO DE FALLA
Selección Espesores y Requisitos Materiales
DECISIONES DISEÑO
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Pasos en Diseño
1.
• • • •
Recopilación datos Entrada
Tránsito Ambientales Caracterización materiales Definir Sección Tentativa
2. 3.
• •
Cálculo Tensiones y Deformaciones Análisis Modo de Falla
Fatiga Ahuellamiento
4.
• •Decisión Respecto Sección Tentativa
Satisfactoria Insatisfactoria
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Paso 1: Sección Tentativa
Neumático con carga y presión específica
Capas asfálticas E1, µ1,h1 Capas Granulares E2, µ2, h2
Subrasante (E3, , µ3, semi infinita)
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Paso 2: Cálculo Tensiones y Deformaciones
• Deformación unitaria horizontal mezcla asfaltica
εh
• Deformación unitaria vertical suelo desubrasante
εv
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Paso 3:
• FATIGA MEZCLA
– k, a, b: factores experimentales
1 N =k ε t
a
1 S mix
b
• Ahuellamiento Suelo
ε v = A( N )
−b
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Paso 4: Decisión Sección Tentativa
EEadmisibles ≥ EEsolicitantes
Ecuaciones Fatiga Tránsito Esperado
• Satisfatoria
– FIN
• Insatisfactoria:
– Repetir Análisis con sección y/o materiales...
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