Facultad de Ingeniera

ISSN: 0121-1129

revista.ingenieria@uptc.edu.co

Universidad Pedaggica y Tecnolgica

de Colombia

Colombia

Higuera Sandoval, Carlos Hernando

Leyes de comportamiento de la deformacin vertical admisible de compresin en

pavimentos flexibles

Facultad de Ingeniera, vol. 16, nm. 23, 2007, pp. 17-24

Universidad Pedaggica y Tecnolgica de Colombia

Tunja, Colombia

Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=413940756002

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ISSN0121-1129

eyes de comportamien o de la eformacin verticaladmisible de compresin en pavimentos flexibles

Compression Admissible Vertical Deformation Behaviorls Laws for

Flexible Povements

Carlos Hernando Higuera Sandoval*

es en b act

Se exponen las diferentes leyes de comportamientode la deformacin vertical admisible de compresinsobre la subrasante de un modelo estructural depavimento flexible, que aparecen en el estado del artede la mecnica de pavimentos. La deformacinvertical admisible de compresin sobre la subrasanteque puede soportar un modelo estructural de pavimentoflexible se detennina en funcin del trnsito de diseoo del nmero de repeticiones acumuladas de ejesequivalentes de 8.2 toneladas que circularn por elcarril de diseo durante el periodo de diseo. El trabajorealizado permite analizar el comportamiento de lasdiferentes expresiones para el clculo de ladeformacin vertical admisible de compresin sobrela subrasante que puede soportar una estructura depavimento flexible y que es considerada como uncriterio de diseo, con el objeto de que las estructurasde pavimento no presenten deformacin oahuellamiento y, por consiguiente, la aparicin dedaos funcionales y estructurales. Como resultado

It is presented the difIerent behaviour laws on thecompression admisible vertical's deformation on thesub-levelling line ofa flexible pavement's structuralmodel, that are in the pavements mechanics' state ofarto The compression admissible vertical's defonnationon the sublevelling line, that can support a flexiblepavement's structural model, is determined in functionofthe designed transit ofthe accumulated repetitionsof8.2 tones equivalent axis' number, thatwill circulateon the designed lane during the designed periodoThe work carried out, allows to examine the behaviourof the different expressions to calculate thecompression admissible' vertical deformation on asub-levelling line that can support a flexible pavement'sstructure and which is considered as a design criterion,with the objetive that the pavement structures do notpresent deformations or bulge, and therefore mayappear funtional and structural damages.As a result of the analysis the calculationexpression's definitions that show a very similar

* Ingeniero en Transportes y Vas, Especialista en Vas Terrestres, Especialista en Carreteras, Especialista en Transportes Terrestres,Magster en Ingeniera de Vas Terrestres, Profesor de la Escuela de Transporte y Vas de la Facultad de Ingeniera de la UniversidadPedaggica y Tecnolgica de ColOInbia, Investigador del Grupo de Investigacin y Desarrollo en Infraestructura Vial GRINFRAVIAL-Categora B. Correo e.: carlos.higuera(q)uptc.edu.co.

Revista Facultad de Ingeniera, UPTC, 16(23), 2007 I pp. 17-24 ~ g- CEDEC

del anlisis se obtuvo la definicin de las expresionesde clculo que presentan un comportamiento muysimilar o una tendencia semejante. El aporte de estetrabajo es de gran utilidad para los ingenieros viales,porque permite conocer el comportamientoestructural de un pavimento flexible, profundizar enlos temas de la mecnica de pavimentos y obtenerlos parmetros para el diseo de estructuras depavimentos que cumplan satisfactoriamente el criteriode diseo referente a la deformacin vertical decompresin sobre la subrasante.

Palabras clave: Deformacin vertical, Ahuellamiento,Diseo de pavimentos flexibles, Mecnica depavimentos.

Revisto Facultad de In~J(~niero, UPTC, 16(23), 2007

partem or an alike tendency was reached. This workis useful for the road civil engineers, because itallows to know the structural behaviour ofa flexiblepavement, it helps to deepen into the subjects ofpavement mechanics and to achieve the necessaryparameters to satisfactory comply with the designcriterion related to the compression vertical'sdeformation on the sublevelling lineo

Key words: Vertical Deformation, Bulge, FlexiblePavements' Design, Pavement Mechanics.

Tf- CEDEC

1. Introduccin

Los criterios de diseo racional de pavimentosflexibles ms difundidos en nuestro medio permi-ten determinar los valores admisibles referentesa la fatiga, la deformacin o ahuellamiento y ladeflexin que puede soportar una estructura depavimento flexible, para asegurar un buencomportamiento tanto funcional como estructuraldurante su periodo de servicio. Dentro de loscriterios de diseo se contempla la deformacinvertical admisible de compresin sobre lasubrasante del modelo estructural de pavimentoflexible; las expresiones de clculo de ladeformacin vertical admisible, que existen en laliteratura tcnica de la mecnica de pavimentos,son variadas y ajustadas a los sitios donde segeneraron, por 10 tanto su utilizacin requiere deanlisis y conocimiento de ellas.

Hecha una revisin del estado del arte de lasexpresiones para determinar la deformacinvertical admisible de compresin de un modeloestructural, se encontraron alrededor de diezexpresiones, que se analizan en detalle en elpresente artculo, para finalmente hacer algunasrecomendaciones sobre su utilizacin en nuestromedio.

Revisto Facultad de Ingeniera, UPTC, 16(23), 2007

2. Deformacin vertical admisible decompresin sobre la subrasante, EZ adm

La forma general de la ley de comportamiento de ladeformacin vertical de compresin sobre lasubrasante es la siguiente:

log E = e - D log N (1)zadm

E = e N -D (2)z adm

Donde:EZ adm: Defonnacin vertical admisible de compre-

sin sobre la subrasante.N-: 1rnnsito de diseo expresado en ejes equivalentes

acumulados de 8.2 toneladas en el carril de diseodurante el periodo de diseo.

C, D: Constantes que se determinan a partir de ensayosde laboratorio.

3. Expresiones para el clculo de la defor-macin admisible de compresin sobre lasubrasante

El estado del arte sobre mecnica de pavimentospermite encontrar varias expresiones de clculo dela defonnacin vertical admisible de compresin sobrela subrasante de un modelo estructural de pavimentoflexible [1, 2]. Dichas expresiones fueron deducidasde manera experimental por diferentes autores, talcomo se muestran en el cuadro l.

1f- CEDEC

Cuadro 1. Leyes de comportamiento de la deformacin verticaladmisible de compresin sobre la subrasante.

Autor Lej de comportamientoFrmula de la Universidad de Nottingham E = 2.16 X 10-2N-O.28z admFrmula de la Shell para un NC = SO% E z adm= 2.80 x 10-2N-O.25Frmula de la Shell para un NC = 8S% E 7 ~nm= 2.10 X 10-2 N-O.25Frmula de la Shell para un NC = 9S E = 1.80 X 10-2N-o.25

z adm

Frmula de la CRR de Blgica E = 1.10 X 10-2N-o.23z adro

Frmula de la Chevron E = 1.0S X 10-2N-o.223zadm

Frmula de Dormon y Metcalf E = 1.16 X 10-2N-o.21zadro

Frmula del Instituto del Asfalto E = 1.0S X 10-2 N-o.2233z adro

Frmula de la TRRL para un NC = 8S% E = 1.496 x 10-2N-O.253zadro

Frmula del LCPC de Francia E = 2.10 X 10-2N-O.24z adro

E Z adm: Defonnacinvertical admisible de compresin sobre la subrasante.

NC: Nivel de confianza

N Nmero de ejes equivalentes acumulados de 8.2 toneladas en el carril de diseo durante el periodo de diseo.

Fuente: LILLI, Flix 1. Curso sobre diseo racional de pavimentos. Universidaddel Cauca. Popayn. 1987 y otros autores.

Elaboracinpropia. 2007.

4. Anlisis comparativo de las expresiones de clculo

4.1 Valores de la deformacin vertical admisible de compresin sobre la subrasante en funcin deltrnsito equivalente de diseo

La deformacin vertical admisible de compresin sobre la subrasante de un pavimento flexible se determin conbase en las expresiones de clculo que se indican en el cuadro 1, Ysus valores se presentan en el cuadro 2.

Cuadro 2. I)eforrnacinvertical admisible de compresinsobre la subrasante en funcin del trnsito, EZ adm x 10-4 strain

Trnsito de diseo~jes equivalentes acumulados de 8.2 toneladas en el carril de diseo

Criterio durante el periodo de diseo x 1()60.2 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 7.0 9.0 10.0 15.0 20.0

UniversidaddeNottingham 7.08 5.48 4.51 3.72 3.32 3.06 2.88 2.62 2.44 2.37 2.11 1.95

SHELL, NC = 50% 13.24 10.53 8.85 7.45 6.73 6.26 5.92 5.44 5.11 4.98 4.50 4.19SHELL,NC = 85% 9.93 7.90 6.64 5.58 5.05 4.70 4.44 4.08 3.83 3.73 3.37 3.14SHELL, NC =95% 8.51 6.77 5.69 4.79 4.33 4.02 3.81 3.50 3.29 3.20 2.89 2.69CRRde Blgica 6.64 5.38 4.59 3.91 3.56 3.33 3.17 2.93 2.77 2.70 2.46 2.30Chevron 6.90 5.63 4.82 4.13 3.77 3.54 3.37 3.12 2.95 2.89 2.64 2.47Donnon y Matcalf 8.94 7.37 6.37 5.51 5.06 4.76 4.55 4.24 4.02 3.93 3.61 3.40Instituto del

Asfalto 6.88 5.61 4.80 4.11 3.76 3.52 3.35 3.11 2.94 2.87 2.62 2.46TRRL, NC = 85% 6.82 5.41 4.54 3.81 3.44 3.2 3.02 2.77 2.60 2.5