Pavimentos de Larga Duracion-Alberto Bardesi Orue-echevarria

8/18/2019 Pavimentos de Larga Duracion-Alberto Bardesi Orue-echevarria

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Pavimentos de Larga Duración

Alberto Bardesi

1er. Congreso Nacional de Pavimentos Asfálticos / Lima – Perú /13-14/10/2015.


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“Perpetual Pavements” (Asphalt Pavement Alliance. 2000)

Pavimentos diseñados de forma que,

siempre que se realice un adecuado mantenimiento sup

no sufran deterioros significativos:

a nivel de la explanada (subrasante) o

de las capas inferiores del firme (base o intermed

al menos, no los sufran durante un periodo dilat

tiempo (40-50 años)

Pavimentos de Larga Duración (PLD)


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• Optimización de los costes del ciclo de vida al aumentar ladurabilidad y reducir las reparaciones estructurales (en

profundidad) o las reconstrucciones

• Reducción los costes de los usuarios puesto que la

intervenciones superficiales requieren mucho menos

tiempo de corte al tráfico

• Reducción de los costes medioambientales por la

necesidad de menores cantidades de materias primas

Ventajas de los PLD


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• Experiencias USA y GB con F.F. de los ’60

• TRB (Transportation Research Board) Circular nº 503 (2001-d

• FEHRL (Forum of European National Highway Research Labor

“A guide to the use of Long-Life Fully-Flexible Pavements” (2

preparada por ELLPAG (European Long-Life Pavements Grou• Asphalt Pavement Alliance: “PERPETUAL ASPHALT PAVEMEN

A Synthesis” 2010-mar

• España: Proyecto de Investigación FENIX

PLD: ¿Un nuevo concepto?


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Algunos documentos interesantes


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• Especializar los diseños de las mezclas en base a su posició

función en el pavimento: capas resistentes a deformacione

plásticas y capas resistentes a fatiga

• Umbral de deformación a fatiga para ilimitadas repeticione

carga (FEL: Fatigue Endurance Limit).

•

Monismith (1992): 60 με a tracción en mezcla asfáltica y 20compresión vertical en materiales granulares)

• Nuevas formas de deterioro: distinta incidencia Fisuraci

descendente (Top-down cracking)

PLD: ¿qué es lo nuevo?


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• Desintegración de la mezcla asfáltica

• Deformación permanente con origen en la explanada

• Deformación permanente con origen en el pavimento asfáltico

• Fisuración por fatiga estructural

• Fisuración térmica

• Fisuración por fatiga térmica y envejecimiento

• Fisuración por reflexión ascendente (semirrígidos)

• Fisuración descendente (top-down)

Formas de deterioro

Ex

S

R


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150 mm

50 mm

Fisuración descendente


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©

M.

deform

Explanada + subbase granular o

Zona de altascompresiones

Zona detraccionesmáximas

Rodaduras renovables

Capas superiores

resistentes a

deformaciones plásticas

Capas inferiores

resistentes a fatiga

Soportes de muy buena

calidad

PLD: Algunas ideas básicas


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9

8

7

6

5

4

3

2

10-4

10-3

104 105 106 107

ε6= 115 μ

Fatiga de MB

Zona típica deestudios de FATIGA

Zona de disede firm9

8

7

6

5

0,3 MESAL 10 MESAL 100 MESAL


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La hipótesis Monismith


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9

8

7

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5

4

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10-4

10-3

104 105 106 107

Fatiga de MB

Zona típica deestudios de FATIGA

Zona de disede firm9

8

7

6

5

0,3 MESAL 10 MESAL 100 MESAL


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PLD cómo calcularlos

Auburn Un., NCAT

• Cálculo multicapa elástico “clásico”

• Simulación Método Montecarlo

Versión Simplificada PerRoadXpress


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Clima mediterráneo

Tráfico medio: 6 MESAL 18kp

Distribución : 50% ejes simples/tandem

Firmes clásicos

Base 5” 750 kpsi

Explanada15 kpsi

SubbaseGranular 10”

35 kpsi

Rod. 2” 900 kpsi

Binder 3” 900 kpsi

Layer Location Criteria Threshold Units

3 Bottom Horizontal Strain 60.00 microstrain

5 Top Vertical Strain 200.00 microstrain


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El cálculo clásico

Explanada ∞, En , n

ei, Ei, i

e2, E2, 2

e1, E1, 1

ZSimetría de revolución

δθ

z

Coordenadas

cilíndricas

z

δθ

σZ τrz

τzrσΦ

Adh./desp.

Adh./desp.

Adh./desp.

Adh./desp.

Adh./desp.

Ø , p, nºCarga


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LIMA4

POSITION DE LA VALEUR MAXIMALE

A SOUS UNE ROUE SIMPLE

B SOUS UNE DES ROUES DU JUMELAG

C AU CENTRE DU JUMELAGE

A= 12.500 D= 37.500 Q=

NOMBRE DE COUCHES 6

***********************************************

* * * *

* Z * * EPSILONT * SIGMAT ***********************************************

* 0.00* * 0.666E-04B* 0.832E+01B

* * E= 50000. * *

* * NU=0.35 * *

* * H1= 3.00 * *

* 3.00* * 0.385E-04C* 0.596E+01B

*-------*--- COLLE---*-----------*-----------

* 3.00* * 0.385E-04C* 0.608E+01B

* * E= 60000. * *

* * NU=0.33 * *

* * H2= 6.00 * *

* 9.00* *-0.895E-05A* 0.215E+01B

*-------*--- COLLE---*-----------*-----------

* 9.00* *-0.895E-05A* 0.215E+01B

* * E= 60000. * *

* * NU=0.33 * *

* * H3= 9.00 * *

* 18.00* *-0.232E-04B*-0.939E+00C*

*-------*--- COLLE---*-----------*-----------

* 18.00* *-0.232E-04B*-0.939E+00C** * E= 60000. * *

* * NU=0.33 * *

* * H4= 10.00 * *

* 28.00* *-0.590E-04C*-0.428E+01C*

*-------*--- COLLE---*-----------*-----------

* 28.00* *-0.590E-04C*-0.552E-01C*

* * E= 6000. * *

* * NU=0.40 * *

* * H5= 25.00 * *

* 53.00* *-0.506E-04C*-0.257E+00C*

*-------*--- COLLE---*-----------*-----------

* 53.00* *-0.506E-04C* 0.265E-01C

* * E= 2850. * *

* * NU=0.45 * *

* * H6=INFINI * *

* * * *

***********************************************

* D * 14.35MM/100 *

* R * 1100.66M *

***********************************************MODULES ET CONTRAINTES EN BARS

Siguiendo con el ejemplo clásico.

La sección 131 de la norma española

AC 22 bin S

Subbase granular

AC 32 base G

AC 32 base G

Explanada

BBTM 11 B

2 ruedas, R=12,5 cm

d= 37,5 cm, p= 0,662MPa

25cm, 600 MPa, 0,35

∞, 285 MPa, 0,35

9cm, 6.000 Mpa, 0,33

10cm, 6.000 Mpa, 0,33

6cm, 6.000 Mpa, 0,33

3cm, 5.000 MPa, 0,35Adh

Adh

Adh

Adh

Carga: 13 t

Adh

єv= 106 E-6

Єr = 59,0 E-6

+ 3 cm


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*

LIMA4

POSITION DE LA VALEUR MAXIMALE

A SOUS UNE ROUE SIMPLE

B SOUS UNE DES ROUES DU JUMELAG

C AU CENTRE DU JUMELAGE

A= 12.500 D= 37.500 Q=

NOMBRE DE COUCHES 5

***********************************************

* * * * *

* Z * * EPSILONT * SIGMAT *

***********************************************

* 0.00* * 0.656E-04C* 0.816E+01B*

* * E= 50000. * * *

* * NU=0.35 * * *

* * H1= 3.00 * * *

* 3.00* * 0.438E-04C* 0.637E+01B*

*-------*--- COLLE---*-----------*-----------*

* 3.00* * 0.438E-04C* 0.874E+01B*

* * E=110000. * * *

* * NU=0.30 * * *

* * H2= 7.00 * * *

* 10.00* *-0.369E-05A* 0.169E+01B*

*-------*--- COLLE---*-----------*-----------*

* 10.00* *-0.369E-05A* 0.169E+01B*

* * E=110000. * * *

* * NU=0.30 * * *

* * H3= 12.00 * * *

* 22.00* *-0.573E-04C*-0.775E+01B**-------*--- COLLE---*-----------*-----------*

* 22.00* *-0.573E-04C* 0.152E-01B*

* * E= 6000. * * *

* * NU=0.40 * * *

* * H4= 25.00 * * *

* 47.00* *-0.555E-04C*-0.271E+00C*

*-------*--- COLLE---*-----------*-----------*

* 47.00* *-0.555E-04C* 0.411E-01C*

* * E= 2850. * * *

* * NU=0.45 * * *

* * H5=INFINI * * *

* * * * *

***********************************************

* D * 15.20MM/100 *

* R * 1178.40M *

***********************************************

MODULES ET CONTRAINTES EN BARS

Una alternativa: las mezclas de alto módulo

AC 22 bin AM

Subbase granular

AC 22 base AM

Explanada

BBTM 11 B

2 ruedas, R=12,5 cm

d= 37,5 cm, p= 0,662MPa

25cm, 600 MPa, 0,35

∞, 285 MPa, 0,35

12cm, 11.000 Mpa, 0,3

7cm, 11.000 Mpa, 0,3

3cm, 5.000 MPa, 0,35Adh

Adh

Adh

Adh

Carga: 13 t

Adh

єv= 118 E-6

Єr = 57,3 E-6

- 6 cm


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Otra alternativa: los firmes semirrígidos

AC 22 bin S

Suelocemento

AC 32 base S

Explanada

BBTM 11 B

2 ruedas, R=12,5 cm

d= 37,5 cm, p= 0,662MPa

20cm, 8.000 MPa, 0,25

∞, 285 MPa, 0,35

11cm, 5.000 Mpa, 0,33

6cm, 7.000 Mpa, 0,33

3cm, 4.000 MPa, 0,35Adh

Adh

Semi

Adh

Carga: 13 t

065,01(8,0, R LP F

t

Valor típico: R F,LP ≈0,9 Mpa

єv= 45,9 E-6

Єr = 8,0 E-6

σr = 0,366 MPa

¿Sistema antirreflexió


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• PLD: pavimentos para 40-50 años sin necesidad de rehabilitación

• Diseñar PLD supone cambiar algunos conceptos clásicos:

• Capas de MA resistentes a deformaciones plásticas sobre cap

a fatiga, apoyadas en subrasantes de muy buena calidad

• Asumir umbrales de deformación a fatiga

• Muchas secciones clásicas para tráficos pesados se adaptan al c

• La fisuración descendente se configura como una forma de deter

preponderante en los PLD

• Las mezclas de alto módulo resultan idóneas para el concepto de

• Las secciones semirrígidas pueden resultar una alternativa si se s

correctamente el problema de la fisuración por reflexión

CONCLUSIONES


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MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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