Par´ametros t´ecnicos para evaluar la Capacidad Estructural del pavimento

2.4.

Par´ametros t´ecnicos para evaluar la Capacidad Estructu-

ral del pavimento

La utilizaci´on de un par´ametro que permita evaluar la capacidad estructural de un pavimento es necesaria para que su an´alisis en un modelo de evaluaci´on por niveles de servicio, nos indique el nivel desempe˜no de este. Se recopila una serie de par´ametros que ser´an estudiados para la posterior elecci´on de uno y su introducci´on al modelo.

2.4.1.

Deflexi´on

La deflexi´on es el valor del desplazamiento vertical en la superficie del pavimento al aplicarle una carga. El valor de la deflexi´on depende de una serie de factores, entre los que se destacan: la rigidez y espesor del pavimento, su temperatura, adem´as del soporte del suelo de fundaci´on (Contreras, 2015). En pavimentos flexibles, los resultados permiten utilizar el m´etodo de dise˜no de pavimentos AASHTO. En pavimentos r´ıgidos, las deflexiones medidas en el centro de la losa permiten, mediante m´etodos el´asticos de retroc´alculo, evaluar las caracter´ısticas el´asticas del pavimento y del suelo de fundaci´on (Contreras, 2015).

La deflexi´on nos permite variadas aplicaciones:

• Evaluar la capacidad de soporte de calles, carreteras, aeropuertos y otras superficies, sean flexi- bles, r´ıgidas o semirr´ıgidas.

• Evaluaci´on de la transferencia de carga en pavimentos de hormig´on. • Detecci´on de vac´ıos en pavimentos de hormig´on (estabilidad de losas). • Control de calidad.

• An´alisis de tramos de prueba. • Sectorizaci´on de zonas da˜nadas. • Dimensionamiento de refuerzos.

2.4.2.

M´odulo El´astico

El m´odulo resiliente de la subrasante (Mr), representa el m´odulo el´astico del suelo luego de aplicar cargas c´ıclicas sobre ´el. Este par´ametro se emplea para caracterizar el suelo de la subrasante en un pavimento asf´altico y se utiliza en los dise˜nos de pavimentos asf´alticos y de recapado asf´altico sobre hormig´on. Mediante la t´ecnica del retroc´alculo, es posible determinar los m´odulos de cada una de las capas que conforman la estructura, Para el retroc´alculo de las deflexiones se utiliza un modelo simplificado de dos capas; una superior (capas aglomeradas y granulares) y una inferior (suelo de fundaci´on) (Contreras, 2015).

2.4.3.

M´odulo de Reacci´on

En los pavimentos r´ıgidos es necesario transformar el valor del m´odulo resiliente al del m´odulo de reacci´on de la subrasante ”kr”. La ventaja del uso de este m´etodo en lugar del valor de soporte del

suelo es, por una parte que permite predecir con suficiente exactitud en el an´alisis estructural de los sistemas multicapa, la irregularidad, el agrietamiento, el ahuellamiento y otras posibles fallas; por otra parte puede determinarse mediante ensayos no destructivos (Garc´ıa Loncomilla, 2005).

2.4.4.

N´umero Estructural

El n´umero estructural efectivo (N eef) es una evaluaci´on de la capacidad estructural del pavimento

al momento de la medici´on, es un concepto introducido en la prueba AASHTO para caracterizar la capacidad estructural de los pavimentos asf´alticos y utilizado por el m´etodo AASHTO para el dise˜no de pavimentos de asfalto (Contreras, 2015). Se definen tres m´etodos alternativos para establecerlo.

M´etodo del an´alisis de los componentes: eval´ua la calidad del paquete estructural de un pavimento, calculando la capacidad estructural a trav´es de la suma ponderada de los espesores por los coeficientes estructurales, determinados experimentalmente. Los coeficientes estructurales son co- rrelacionables con los m´odulos de las capas estructurales (Direcci´on de Vialidad, 2018b).

M´etodo de la vida remanente:este m´etodo se basa en la determinaci´on de la reducci´on de la capacidad estructural del pavimento debido a la fatiga acumulada en los materiales.

M´etodo utilizando ensayos con deflect´ometro de impacto FWD (retroc´alculo):se obtie- ne del retroc´alculo cuando se dispone de ensayos de deflexi´on realizados con deflect´ometro de impacto, los datos sirven para determinar las propiedades (m´odulos) de los materiales necesarios para determi- nar la capacidad estructural efectiva (LanammeUCR, 2009).

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2.4.5.

Vida Remanente

Este m´etodo se basa en la determinaci´on de la reducci´on de la capacidad estructural del pavimento debido a la fatiga acumulada en los materiales, esto es, que las cargas repetidas da˜nan gradualmente el pavimento y reducen el n´umero de cargas adicionales que puede soportar y que lo llevan a la falla. En este caso, se supone que la reducci´on en la capacidad estructural del pavimento no presentar´a da˜nos observables pero si una reducci´on en t´erminos de la cantidad de cargas futuras que puede soportar. Para determinar la “Vida Remanente”, el dise˜nador debe determinar la cantidad de tr´ansito que el pavimento ha soportado hasta ese momento y la cantidad total de tr´ansito que se espera, pueda soportar hasta la “falla” (LanammeUCR, 2009).

Bajo el punto de vista de la metodolog´ıa AASHTO, ambas cantidades de tr´ansito deben expresarse en t´erminos de Ejes Equivalentes de Dise˜no. La diferencia entre estos valores, expresado como un porcentaje del tr´ansito total para la “falla” se define como “Vida Remanente”.

Es posible aplicar el m´etodo si se conocen las cargas aplicadas al pavimento desde la construcci´on hasta el momento evaluado, de lo contrario, se puede aplicar un criterio razonable de Ejes Equivalentes para estimarlo.

Analizando la “Vida Remanente” bajo una metodolog´ıa mecanicista, la cual resultar´ıa m´as acerta- da, s´olo requerir´ıa conocer el tr´ansito futuro no en t´erminos de Ejes Equivalentes, mas bien considerar las cantidades de veh´ıculos pesados seg´un sus diferentes tipos y cargas.