*DISEO AVANZADO DE PAVIMENTOS (C-904)IICARACTERIZACION DE MATERIALES

M. Sc. ERASMO FERNANDEZ SIXTOHunuco, noviembre 2014

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*1. MODULO RESILIENTE

El Mdulo Resiliente (MR) es la propiedad elstica representativa del suelo para el caso de cargas de trfico. Se obtiene con ensayos cclicos de carga y descarga.

a axial

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*MODULO RESILIENTE

Deformacin unitaria bajo cargas cclicas

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* MODULO RESILIENTELa deformacin plstica llega a un mximo despus de N ciclos de carga y descarga. En este momento se toma el valor de la deformacin unitaria recuperable r

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*ONDA DE CARGA DINAMICA

El pulso de carga de trfico, segn el tipo y duracin de la carga, puede ser aproximado a modelos: sinusoidales, triangulares o rectangulares (Barksdale, 1971).

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*ONDA DE CARGA DINAMICA

La duracin (d) del pulso del esfuerzo vertical puede ser relacionada con la velocidad del vehculo para los tres tipos de onda .

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*MODULO RESILIENTE

MATERIALES GRANULARES

Se aplica la prueba AASHTO (1989) T274-82 Resilient Modulus of Subgrade Soils

Se aplican las ecuaciones con los datos de la prueba triaxial cclica.

E=MRK1=valor de E para =1 psiK2= pendiente de lnea de correlacin = Invariante de esfuerzos d= Esfuerzo desviador

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*Ejemplo de clculo en la Tabla 7.2 de Huang (2004), para materiales granulares.

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*SUELOS FINOS GRANEADOS

Se aplica tambin la prueba AASHTO (1989) T274-82 Resilient Modulus of Subgrade Soils

El Mdulo Resiliente disminuye con el incremento del esfuerzo desviador

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*SUELOS FINOS GRANEADOSEjemplo de aplicacin

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*MEZCLAS ASFALTICAS

La prueba de carga cclica es similar que para los suelos y tambin se usa la misma frmula

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*CORRELACIONES CON OTROS ENSAYOSPara suelos de sub rasante (Huang, 2004).

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*CORRELACIONES CON OTROS ENSAYOSPara mezclas asflticas (Huang, 2004).

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CORRELACIONES CON OTROS ENSAYOSPara bases (Huang, 2004).

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CORRELACIONES CON OTROS ENSAYOSPara sub bases (Huang, 2004).

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2. MODULOS DINAMICOS DE MEZCLAS BITUMINOSAS 2.1 MODULO DINAMICO COMPLEJO

El Mdulo Dinmico Complejo reemplaza al MR. En este caso, la aplicacin de pulso de carga, se hace sin periodo de descanso.

El mtodo de prueba describe el comportamiento esfuerzo deformacin de materiales viscoelsticos.

El comportamiento se representa por un nmero complejo, donde la parte real representa la rigidez elstica y la parte imaginaria representa el amortiguamiento interno, mientras que el valor absoluto se refiere al Mdulo.

El ensayo es especificado por ASTM D3497-79 Standard Test Method for Dynamic Modulus of Asphalt Mixtures.

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MODULOS DINAMICOS DE MEZCLAS BITUMINOSAS

2.2 MODULO DE RIGIDEZ DINAMICO

Es el mdulo elstico basado en la deformacin resiliente de una prueba de especmen en forma de viga, en el ciclo 200.

=En la fibra extrema inferior Es=Mdulo de rigidez =Deflexin en el centro t=Deformacin unitaria tensin P= Carga dinmica

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3. CARACTERISTICAS DE FATIGA

Es un factor importante en el diseo de pavimentos.

3.1 EN PAVIMENTOS FLEXIBLES

Nf= Nmero de repeticiones para la fallac2= Constante de fatiga cuando t=1f2=Inversa del talud de la lnea de que relaciona t y Nf

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En pavimentos flexible , se puede usar nomogramas para hallar t

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3. CARACTERISTICAS DE FATIGA

3.2 EN PAVIMENTOS RIGIDOS

Nf= Nmero de repeticiones para la falla= Esfuerzo de flexin en la losaSc= Mdulo de rotura del concreto

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En pavimentos rgidos, existen tambin nomogramas

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4. PARAMETROS DE DEFORMACION PERMANENTE

4.1 PRINCIPIOS BASICOS

Para determinar la profundidad de HUELLA en pavimentos asflticos, es necesario determinar los parmetros de deformacin permanente de cada capa.

El ensayo es similar a las pruebas de Mdulo Resiliente, excepto que el nmero de repeticiones de carga es en el orden de 100,000.

p = Deformacin permanente = Mdulo de Poissonq=Esfuerzo aplicado sobre un rea circular de radio a. =Parmetro de deformacin que relaciona con NE= Mdulo elstico de cargaN= Ciclo de carga=Parmetro que relaciona la deformacin permanente y elstica

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4. PARAMETROS DE DEFORMACION PERMANENTE

4.1 TIPOS DE PRUEBASa) Carga esttica con incremento de duraciones

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4. PARAMETROS DE DEFORMACION PERMANENTE

4.1 TIPOS DE PRUEBASb) Prueba dinmica

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4. PARAMETROS DE DEFORMACION PERMANENTE

4.1 TIPOS DE PRUEBASc) Prueba de fluencia (creep)

Puede ser usado para obtener las caractersticas de deformacin por fluencia (creep compliance) en varios tiempos de ingreso en el anlisis de sistemas viscoelsticos, y tambin para estimar la profundidad de huella por deformacin permanente.

Shell Pavement Design Manual:

Cm= Factor que depende del tipo de mezcla (1 a 2)h1= Espesor de capa asfltica av= Esfuerzo vertical promedio en la capa de asfaltoSmix= Mdulo de rigidez de mezcla (se obtiene de la prueba de fluencia)

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5. OTRAS PROPIEDADES

5.1 MODULO DE REACCION DE LA SUB RASANTE (k)

Se obtiene con la prueba de carga sobre placa, siendo til en el diseo de pavimentos rgidos.p= 10 psi y es la deformacin en pulgadas

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CORRELACIONES

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5.2 MDULOS ELSTICOS Y MDULOS DE POISSON

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5.3 CONCRETOS DE CEMENTO PORTLAND

Sc= Mdulo de rotura del concreto (psi)fc= Resistencia a la compresin del concreto (psi)ft= Resistencia a la tensin (psi) Ec= Mdulo de elasticidad del concreto (psi)

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