Mecanica de Materiales Para Pavimentos

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 sido elaborado en laCoordinación 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

VIIAbstract

IX

Resumen ejecutivo

XI

Introducción
1.

Caracterización de la solicitación en pavimentos
1.1

1.2

1.3
1.4
1.5

2.

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 cadasolicitación sobre el pavimento, 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 laCooperación 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

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

Comportamiento de suelos cohesivos compactados bajo
carga repetida
2.1
2.2

Mecanismo de deformación de un material sujeto acarga 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

3

38
38
39
39
42
42
42
43
44
44
47
49
51
52
53
54
56

Comportamiento demateriales granulares bajo carga
repetida
3.1
3.2
3.3
3.4

3.5
3.6

3.7
3.8

II

Factores que afectan a la deformación 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
2.4.1Modelos de agrietamiento por fatiga
2.4.2 Modelos de deformación permanente
Factores que afectan el módulo de resiliencia 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 sueloDeterminación de módulos de resiliencia para suelos cohesivos
Correlaciones

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 de aplicaciones de carga
3.4.4Contenido 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
3.6.3 Magnitud del esfuerzo...