Modulo Resilente

MÓDULO DE RESILIENCIA EN EL DISEÑO DE PAVIMENTOS

1. Introducción
Actualmente los métodos utilizados más comúnmente para el diseño de pavimentos, como lo son el método AASHTO (American Association of state Highway and Transportation Officials) y el método desarrollado por el Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México consideran que la propiedad fundamental paracaracterizar los materiales que constituyen la sección de un pavimento de una carretera o aeropista el el parámetro denominadoMódulo de Resiliencia.
Por tal razón el especialista encargado de diseñar, construir y conservar pavimentos debe tener muy claro lo que el parámetro módulo de resiliencia significa, es decir que es lo que representa en el diseño de pavimentos, como se obtiene en el laboratorioy cuales son los factores que hay que considerar para su correcta utilización.

2. Definición
Cuando los materiales que conforman la sección estructural de un pavimento se ven sometidos a un gran número de aplicaciones de carga, es decir son afectados por esfuerzos de fatiga, debido a repetidas solicitaciones, estos materiales empiezan a fracturarse o bien a acumular deformaciones dependiendode su rigidez inicial, y esta es la principal causa del deterioro observado en la superficie de los pavimentos. De hecho, podemos mencionar que dichos agrietamientos y deformaciones aparecen para esfuerzos muy por debajo de los que se supone debería resistir el material por si mismo.
Debido al paso por de los vehículos por la superficie de rodamiento de un pavimento, esta empieza a distribuir losesfuerzos hacia las capas inferiores, las cuales, por esta razón se ven sujetas a esfuerzos cíclicos de compresión c y luego de tensión t los cuales van provocando deformaciones en toda la estructura del pavimento. La curva esfuerzo-deformación obtenida en un espécimen de material de los que constituyen generalmente un pavimento , ya sea concreto asfáltico o hidráulico, algún material granular oun suelo cohesivo es cualitativamente.
En dicha gráfica podemos observar que después de descargar gradualmente el espécimen casi toda la deformación a que se vio sometida la muestra se recupera, sin embargo existe una pequeña deformación permanente, la cual al someter la muestra a un número N de ciclos de carga y descarga se va acumulando, aunque dicha deformación permanente es cada cicloconsecutivo cada vez va siendo menor hasta llegar al ciclo N donde prácticamente se recupera toda la deformación. Aún así debido a que el material describe prácticamente la misma curva y que la deformación permanente es muy pequeña, se considera para fines de análisis que el comportamiento de los materiales es fundamentalmente elástico durante cada ciclo de carga y por lo tanto se le puede caracterizarcon el denominado módulo de resiliencia.
El módulo de resiliencia queda definido entonces en forma análoga al módulo de young y se expresa con la siguiente ecuación:
Donde: 1 es el esfuerzo principal mayor
2 es el esfuerzo principal mayor
d es el esfuerzo principal mayor
r es la deformación recuperable.
Figura 1. Curva esfuerzo-deformación representativa del comportamiento de materialessometidos a carga cíclica

Debido a que después de la aplicación un gran numero de ciclos, para los niveles usuales de esfuerzos en pavimentos, se alcanza un estado perfectamente resiliente, en que cualquier deformación adicional es recuperable, es usual que se haga uso de las teorías de Burmister, para el análisis de esfuerzos en pavimentos, suponiendo que las capas son elásticas, y se utiliza comomódulo de young los valores obtenidos de módulo de resiliencia obtenidos a partir de ensayes triaxiales cíclicos para cada capa.
Se llama resiliencia de un material a la energía de deformación (por unidad de volumen) que puede ser recuperada de un cuerpo deformado cuando cesa el esfuerzo que causa la deformación. La resiliencia es igual al trabajo externo realizado para deformar un material...