Método de vida remanente

Este método para determinar el espesor efectivo del pavimento requiere del cálculo de los ESALs soportados por el carril de diseño hasta la fecha y los ESALs que el pavimento soportará hasta el momento que alcance una serviciabilidad terminal de 1.5. También se requiere el espesor actual del pavimento, el cual se modifica por un factor de condición para llegar al espesor efectivo de la losa. El espesor efectivo de la losa entonces es sustraído del espesor de losa requerido para el nuevo tráfico para determinar un espesor de sobrecarpeta.

Figura 5.17 Método de vida remanente

Tráfico de ESALs pasados en el carril de diseño

El cálculo del factor de vida remanente requiere ambos, el número de ESALs que el pavimento ha soportado hasta la fecha y los ESALs que el pavimento soportará hasta el momento que alcance su serviciabilidad terminal. El tráfico soportado en ESALs por el carril de diseño puede ser introducido directamente, o si existen datos disponibles de tráfico pasado, este puede ser calculado usando los procedimientos propios de DIPAV.

ESALs para la serviciabilidad terminal de 1.5

Al calcular el espesor efectivo de la losa (Def) usando el método de vida remanente, el porcentaje de vida remanente requiere el cálculo del tráfico total que el pavimento podría soportar si se le permitiría mantenerse abierto hasta la “falla”. Esta falla definida en el contexto de la AASHTO, se produce cuando el pavimento alcanza una serviciabilidad de 1.5. El cálculo del número de ESALs que un pavimento podría soportar cuando alcance una serviciabilidad de 1.5 puede ser estimada usando las ecuaciones de diseño de pavimentos rígidos o los nomogramas de la Parte II de la Guía

de Diseño AASHTO. El uso de este procedimiento asume un factor de confianza del 50 por ciento para ser consistente con los valores asumidos que se usan en el desarrollo de las ecuaciones de diseño de AASHTO.

Figura 5.18 ESALs Terminales para Pavimento Existente

Para calcular los ESALs terminales para los pavimentos existentes en DIPAV 2.0, en la sub-pestaña “Vida Remanente” debe hacer clic en el botón Calcular situado al lado derecho de la casilla “ESALs para Serviciabilidad final de 1.5”. Los valores requeridos incluyen el espesor existente de la losa, la serviciabilidad inicial del pavimento, el módulo de ruptura, el módulo elástico del hormigón, el valor estático “k”, el factor de transferencia de carga y un coeficiente global de drenaje. El resultado son los ESALs terminales. Los datos adicionales que se requieren para usar la ecuación AASHTO - la serviciabilidad terminal, nivel de confianza y desviación estándar - están todos codificados dentro para conformar el uso recomendado de este procedimiento en la Guía AASHTO.

Espesores de hormigón existentes

Los espesores de las losas existentes se introducen. Esto puede obtenerse de corazones (testigos), registros de construcción, planos “As Build” u otros registros,

Serviciabilidad inicial

Se introduce la serviciabilidad inicial del pavimento después de la construcción. Si el valor es desconocido, se pueden usar valores típicos promedio. Mayor información acerca de la serviciabilidad inical se encuentran en el capítulo: Módulo de Diseño de Pavimentos Rígidos.

Módulo de ruptura del hormigón

El módulo de ruptura del hormigón (S´c

1. Extracción de varios testigos de 150 mm (6 pg) de diámetro, recuperados de una sección intacta del centro de las losas, y ensaye a tracción indirecta (ASTM C496). Cálculo del esfuerzo de tensión indirecto en los testigos y estimación el módulo de ruptura de la siguiente ecuación:

) puede ser introducido directamente basado en los registros de diseño o construcción o determinado por uno de los siguientes métodos:

S´c

S´

(kPa) = 1450 + 1.02IT (kPa) (5.15)

c Donde:

(psi) = 210 + 1.02IT (psi) (5.16)

S´c

IT = Esfuerzo indirecto de tensión en el hormigón.

= Módulo ruptura del hormigón.

2. Estime el módulo elástico retrocalculado de la losa en la siguiente ecuación:

S´c S´ (kPa) = 43.5 [E(kPa)/10^6] + 3,370 (5.17) c Donde: (psi) = 43.5 [E(psi)/10^6] + 448.5 (5.18) S´c

E = Módulo elástico de la losa retrocalculado. = Módulo ruptura del hormigón.

Para pavimentos continuamente reforzados, S´c puede ser determinado del valor retrocalculado Ec

Módulo elástico del hormigón

con valores solamente en puntos que no tienen fisuras dentro de los límites de la deflexión.

• Retrocalculado de mediciones de deflexión. Los valores típicos de Ec varían desde 21,000 a 56,000 MPa (3 a 8 millones de psi). Si un valor Ec de una losa se obtiene y está fuera de este rango, debe existir un error en el espesor asumido. El cuenco de deflexión debe haber sido medido sobre una fisura o el hormigón debe estar significativamente deteriorado. Si un espesor de sobrecarpeta simple se ha diseñado para una sección uniforme, calcule el valor medio Ec para las losas ensayadas en la sección uniforme. Este procedimiento se usa en el Módulo de retrocálculo de DIPAV 2.0.

• Estimado del esfuerzo indirecto de tensión. El módulo elástico del hormigón puede ser determinado del ensayo de tensión indirecto que puede ser realizado en laboratorio. Este valor puede ser usado como un dato directo en DIPAV 2.0.

Ref: Guía de Diseño AASHTO, Parte II, Sección 5.6.5.

Valor estático k

El valor estático k que es el valor requerido para el diseño, puede ser determinado de uno de los siguientes métodos:

• Retrocalcular el módulo k dinámico de los datos de los cuencos de deflexión. Dividir el valor efectivo dinámico k entre 2 para obtener el valor estático efectivo k. El valor estático efectivo puede necesitar ser ajustado para efectos estacionales usando el método presentado en la parte II Sección 3.2.1 de la Guía de Diseño AASHTO.

• Conducir ensayos de placa (ASTM D 1196) después de quitar la losa en varios sitios. Esta alternativa es cara y requiere tiempo y no se usa muy a menudo. El valor estático k obtenido puede necesitar ajustes por efectos estacionales (ver parte II Sección 3.2.1). • Estimarlo de datos de suelos y tipos de base y espesores, usando la figura 33 en la parte

II, Sección 3.3 en la parte II, Sección 3.2 de la Guía de Diseño AASHTO. Esta alternativa es simple, pero el valor estático k obtenido debe ser reconocido como un estimado aproximado. El valor estático puede necesitar ajuste para efectos estacionales (vea la parte II, Sección 3.2.1).

Coeficiente de transferencia de carga

El coeficiente de transferencia de carga (J) es una medida de la capacidad del pavimento existente para distribuir la carga a través de las juntas. Una guía en la selección del coeficiente de transferencia de carga se encuentra en la discusión asociada en el capítulo 3.

Coeficiente global de drenaje

El coeficiente de drenaje (Cd

Resultados calculados

) incorpora el efecto de drenaje en la vida del pavimento rígido. El efecto del drenaje en el desempeño del pavimento es una función de la calidad del drenaje (Ej. el tiempo requerido para que el pavimento drene) y la cantidad de tiempo durante el año que la estructura de pavimento está expuesta a niveles de saturación. Una guía en la selección del coeficiente de drenaje se encuentra en la sección correspondiente del capítulo 3.

Los resultados calculados incluyen el porcentaje de vida remanente y el factor de condición. Estos son cálculos internos y el espesor existente de la losa se multiplica por el factor de condición para llegar el espesor efectivo existente, el cual puede entonces ser exportado a la ventana primaria.