Deflexiones en Pavimentos

DEFLEXIONES La medida de deflexiones en la superficie de un pavimento, es de primordial importancia al evaluar  la capacidad de transferencia de carga que un pavimento rígido o flexible posee. El estudio de la deflexión de un pavimento es importante puesto que la forma y magnitud en que un pavimento deforma, es una función de del tráfico (tipo y volumen), sección (paquete) estructural del pavimento, temperatura y humedad. Las medidas de deflexión de un pavimento pueden ser utilizadas para determinar la r igidez estructural de una capa de pavimento así como el módulo resiliente de la subrasante.  Así mismo se pueden determinar determinar otras características de la forma en que el pavimento se comporta ante otras cargas. Las mediciones de deflexiones en pavimentos se las efectúa mediante ensayos no destructivos.

DEFLEXIONES MEDICIONES La deflexión de la superficie es medida como el desplazamiento vertical de esta s uperficie, ocasionado por una carga (estática ( estática o dinámica) aplicada. Mientras más avanzado es el método de medición, mayor es la posibilidad de medir los desplazamientos en varios puntos, obteniendo así una caracterización mejor documentada de la deflexión del pavimento. El área de pavimento afectada por el desplazamiento es denominada como la “cuenca de deformación”:

TÉCNICAS DE MEDICIÓN Existen tres categorías: Deflexiones Estáticas Deflexiones transientes -deflexiones de impacto

DEFLEXIONES MEDICIONES La deflexión de la superficie es medida como el desplazamiento vertical de esta s uperficie, ocasionado por una carga (estática ( estática o dinámica) aplicada. Mientras más avanzado es el método de medición, mayor es la posibilidad de medir los desplazamientos en varios puntos, obteniendo así una caracterización mejor documentada de la deflexión del pavimento. El área de pavimento afectada por el desplazamiento es denominada como la “cuenca de deformación”:

TÉCNICAS DE MEDICIÓN Existen tres categorías: Deflexiones Estáticas Deflexiones transientes -deflexiones de impacto

DEFLEXIONES MEDICIONES ESTÁTICAS – VIGA BENKELMANN El procedimiento general consiste en aplicar una carga de magnitud conocida a la superficie del pavimento y analizar la forma y magnitud de la cuenca de deformación para evaluar la resistencia de la estructura del pavimento.

Desarrollado por la Western Association of State Highway Organizations (WASHO) (WASHO) en 1952.

DEFLEXIONES MEDICIONES ESTÁTICAS – VIGA BENKELMANN

DEFLEXIONES MEDICIONES ESTÁTICAS – VIGA BENKELMANN La viga Benkelman ha sido utilizada con más frecuencia que otros métodos de medidas de deflexiones recuperables de pavimentos. El proceso de medida se refiere a una carga padrón de 82 kN (18.00 lbs) en el eje trasero (eje simple de rueda doble ESRD), la cual se encuentra apoyada sobre el pavimento, en el punto o puntos donde se pretende tomar la medida. Las medidas deben ser tomadas de acuerdo a la siguiente tabla:  Ancho de la Vía (m) 2.70 3.00 3.30 3.60

Distancia al borde (m) 0.46 0.6 0.75 0.9

Recomendación: Medidas tomadas a cada 20 m ( De Senco, 2001). En trechos uniformes se puede incrementar esta longitud.

DEFLEXIONES MEDICIONES ESTÁTICAS – VIGA BENKELMANN La viga Benkelman ha sido utilizada con más frecuencia que otros métodos de medidas de deflexiones recuperables de pavimentos. El camión debe ser colocado de manera a que uno de los conjuntos de huellas traseras sea centrado en la huella externa. La punta de prueba de la viga debe ser colocada entre las llantas de la rueda doble, sobre el punto seleccionado. Se libera la traba de la viga. Encendido el vibrador, se efectúa la lectura inicial (Lo) cuando el extensómetro indica movimiento igual o menor a 0.01 mm/min o después de recorridos 3 minutos del

DEFLEXIONES MEDICIONES ESTÁTICAS – VIGA BENKELMANN El camión debe ser desplazado lentamente, por lo menos 10 m delante, para proceder a la lectura final (Lf), cuando el extensómetro indique movimiento igual o menor a 0.01 mm/min o después de 3 minutos. Una vez desconectado el vibrador, la parte móvil de la viga es trabada y transportada para el nuevo punto. CUENCA DE DEFORMACION Para determinar el radio de curvatura de la cuenca de deformación, se efectúa una lectura adicional. Para ello se desplaza el eje de ruedas dobles del camión 25 cm al frente del punto de prueba del pavimento.

DEFLEXIONES MEDICIONES ESTÁTICAS – VIGA BENKELMANN RESULTADOS PARA Lo – Lf1 Por lo general se admite Fc=1.20 La deflexión característica se utiliza para determinar el espesor de refuerzo. Su determinación debe ser  precedida de un examen visual, durante el inventario del trecho o sub-trecho. Se recomienda: a) En áreas de pavimento que presentan deterioros o deficiencia de drenaje, se debe efectuar un estudio separado. b) Cuando las deflexiones sobrepasan la deflexión media más tres veces el desvío padrón:

 D   D  3  s Tomar medidas adicionales para localizar los límites del área en mal estado No considerar esos valores para el cálculo de la deflexión representativa del tramo.

DEFLEXIONES DIMENSIONAMIENTO DEL REFUERZO DE UN PAVIMENTO

Fases del pavimento: Consolidación: Las deflexiones recuperables son relativamente altas, estas indican que la estructura se está acomodando a las cargas a las que está soportando. Fase Elástica: Las deflexiones provocadas por el paso de vehículos son prácticamente constantes y recuperables. Es el periodo de vida útil del pavimento. Fase de Fatiga: Las deflexiones no son recuperables y el pavimento empieza a sufrir ruptura por fatiga: fisuras y hundimientos son constantes. Refuerzos antes de la fase de fatiga: Altamente económicos, se aprovecha toda la estructura resistente. Refuerzos después de la fase de fatiga: Altamente costosos, dependiendo de la gravedad se puede necesitar cambiar la base, sub base o hasta subrasante.

DEFLEXIONES DIMENSIONAMIENTO DEL REFUERZO DE UN PAVIMENTO METODO DNER Datos necesarios: Fecha de apertura del pavimento al tráfico Número de ejes equivalentes ( ESALs ) utilizados en el dimensionamiento original, en la actualidad y el previsto. Datos de los materiales y espesores de las capas. Geología e hidrología del local. Extracción de Calicatas: CBR, densidades, granulometrías, % de asfalto, espesores de capas, etc. Valores de deflexiones cada 200 m como mínimo.

DEFLEXIONES DIMENSIONAMIENTO DEL REFUERZO DE UN PAVIMENTO METODO DNER

Naturaleza de Fc la subrasante Estación seca Estación lluviosa  Arenoso y permeable 1.10-1.30 1  Arcillos y sensible a humedad 1.20-1.40 1 Deflexión de Proyecto:

D p  D c F c

DEFLEXIONES DIMENSIONAMIENTO DEL REFUERZO DE UN PAVIMENTO METODO DNER 3 136.458 1 10

Deflexión Admisible para Concreto Asfált

f ( x)  3. 01  0. 175log  (x)   m    1    0  .    0   n   e   s   e   n   o    i   x   e    l    f   e    D   m    d   a    D

g(x)

N 1.00E+05 1.00E+06 1.00E+07 1.00E+08

100

40 10 5 1 10 100000

1 10

6

1 10

7

x N - Nº Operaciones Eje 82 kN (18.000 lbs

1 10 100000000

8

D adm 135 90 60 40

DEFLEXIONES DIMENSIONAMIENTO DEL REFUERZO DE UN PAVIMENTO METODO DNER CRITERIOS PARA EVALUACIÓN ESTRUCTURAL

Hipótesis

I II

III IV V

Datos Calidad Necesidad Criterio de Medidas eflectométrico Estructural de Estudios Cálculo para Correctivas Obtenidos Complementarios Refuerzo Dp=100 de superficie Dp> Dadm Si Dp=100 regular   Si Dp>3Dadm Si Deflectométrico Refuerzo mala Resistencia Reconstrucción Dp