Asfalto

ESFUERZOS Y DEFORMACIONES EN PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

CONTENIDO

Introducción Sistemas de capas de comportamiento elástico

Modelos elásticos no lineales
Modelos viscoelásticos Método de los elementos finitos

Método de los elementos discretos
Conceptos fundamentales de diseño

ESFUERZOS Y DEFORMACIONES

EN PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

RESPUESTADE UN PAVIMENTO ASFÁLTICO ANTE LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

 Desde los años 60, el método empírico – analítico ha ido ganando popularidad entre los ingenieros de pavimentos Este método emplea propiedades físicas fundamentales y un modelo teórico para predecir las respuestas del pavimento (esfuerzos, deformaciones y deflexiones) ante las cargas del tránsito Aunque las respuestas de los materialesdifieran de las asunciones de la teoría, el conocimiento de ésta es indispensable para reconocer los factores fundamentales en los cuales se basan los diseños de pavimentos

INTRODUCCIÓN
RESPUESTA DE UN PAVIMENTO ASFÁLTICO ANTE LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

INTRODUCCIÓN
CARACTERIZACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE UN PAVIMENTO ASFÁLTICO

La manera más elemental de caracterizar el comportamiento deun pavimento asfáltico bajo cargas, es considerando un semi espacio homogéneo Un semi espacio tiene un área infinitamente grande y una profundidad infinita con una superficie plana sobre la cual se aplican las cargas La teoría elástica se puede usar para determinar esfuerzos, deformaciones y deflexiones

ESFUERZOS Y DEFORMACIONES

EN PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

SISTEMAS DE CAPAS DECOMPORTAMIENTO ELÁSTICO

SISTEMA DE UNA CAPA Placa circular flexible

Cuando una carga se aplica sobre un área circular, los valores críticos de esfuerzo, deformación y deflexión ocurren en el eje de simetría bajo el centro del área circular
La carga aplicada a un pavimento por un neumático es similar a un placa flexible con radio ―a‖ y presión de contacto uniforme ―q‖.

SISTEMA DE UNA CAPA Placacircular flexible
ESFUERZOS BAJO EL CENTRO DE LA PLACA

es independiente de E y

,y

es independiente de E

SISTEMA DE UNA CAPA Placa circular flexible
DEFORMACIONES BAJO EL CENTRO DE LA PLACA

SISTEMA DE UNA CAPA Placa circular flexible
DEFLEXIONES BAJO EL CENTRO DE LA PLACA

SISTEMA DE UNA CAPA Placa circular flexible

Ejemplo
Determinar la deflexión en la superficie (z = 0)y el esfuerzo vertical a 0.30 metros bajo el centro de una carga circular, de acuerdo con la siguiente información: —Magnitud de la carga = 40,000 N —Radio de la placa = 0.15 m — m = 0.5 — E = 4*107 N/m2

SISTEMA DE UNA CAPA Placa circular flexible

CONCEPTO DE LOS SISTEMAS MULTICAPAS

SISTEMA ELÁSTICO MULTICAPA GENERALIZADO

CONCEPTO DE LOS SISTEMAS MULTICAPAS

SUPOSICIONES BÁSICASPARA LA SOLUCIÓN ANALÍTICA DE LOS ESTADOS DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES


El material de cada capa es homogéneo, isotrópico y linealmente elástico y está caracterizado por su módulo elástico (E) y su relación de Poisson (μ) El peso del material es despreciable Con excepción de la inferior, todas las capas tienen espesor finito Las capas son infinitas lateralmente y no tienen juntas nigrietas Hay fricción completa en las interfaces No existen fuerzas cortantes en la superficie Se aplica una presión uniforme a través de un área circular

CONCEPTO DE LOS SISTEMAS MULTICAPAS

LIMITACIONES Los materiales de los pavimentos sólo responden linealmente en los bajos rangos de esfuerzos

La respuesta de los materiales no es no – viscosa. Las mezclas asfálticas son materialesvisco-elásticos
No todas las deformaciones son recuperables. Los materiales de los pavimentos requieren tiempo para recuperar totalmente las deformaciones Algunas deformaciones plásticas se van acumulando tras la aplicación repetida de cargas

EVOLUCIÓN DE LAS SOLUCIONES MULTICAPA
DOS CAPAS (Carga circular)  Cálculo de esfuerzos, deformaciones y desplazamientos en función de z/a y r/a...