Presentacion rsistencia subrasante fwd 2011

Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval MSc.

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VI JORNADAS DE PAVIMENTOS Y VI JORNADAS DE PAVIMENTOS Y MANTENIMIENTO VIALMANTENIMIENTO VIAL

CARACTERIZACION DE LA RESISTENCIA DE LA SUBRASANTE CARACTERIZACION DE LA RESISTENCIA DE LA SUBRASANTE CON LA INFORMACION DEL DEFLECTOMETRO DE IMPACTOCON LA INFORMACION DEL DEFLECTOMETRO DE IMPACTO

ING. CARLOS HERNANDO HIGUERA SANDOVAL MSc.ING. CARLOS HERNANDO HIGUERA SANDOVAL MSc.

BOGOTA, NOVIEMBRE DE 2011BOGOTA, NOVIEMBRE DE 2011

DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS


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UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIAUNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIADIVISION DE INVESTIGACIONESDIVISION DE INVESTIGACIONES

FACULTAD DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE TRANSPORTE Y VIAS ESCUELA DE TRANSPORTE Y VIAS

GRUPO DE INVESTIGACION Y DESARROLLO EN GRUPO DE INVESTIGACION Y DESARROLLO EN INFRAESTRUCTURA VIAL – GRINFRAVIAL – CATEGORIA CINFRAESTRUCTURA VIAL – GRINFRAVIAL – CATEGORIA C

CARACTERIZACION DE LA RESISTENCIA DE LA SUBRASANTE CARACTERIZACION DE LA RESISTENCIA DE LA SUBRASANTE CON LA INFORMACION DEL DEFLECTOMETRO DE IMPACTOCON LA INFORMACION DEL DEFLECTOMETRO DE IMPACTO

ING. CARLOS HERNANDO HIGUERA SANDOVAL MSc.ING. CARLOS HERNANDO HIGUERA SANDOVAL MSc.

BOGOTA – 2011BOGOTA – 2011

VI JORNADAS DE PAVIMENTOS Y MANTENIMIENTO VIAL


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CARACTERIZACION DE LA RESISTENCIA DE CARACTERIZACION DE LA RESISTENCIA DE LA SUBRASANTE CON LA INFORMACION DEL LA SUBRASANTE CON LA INFORMACION DEL

DEFLECTOMETRO DE IMPACTODEFLECTOMETRO DE IMPACTO

PROYECTO DE INVESTIGACION PROYECTO DE INVESTIGACION UPTC - DIN – SGI - 759UPTC - DIN – SGI - 759



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CARLOS HERNANDO HIGUERA SANDOVAL

Ingeniero en Transportes y Vías de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia.Especialista en Vías Terrestres de la Universidad del CaucaEspecialista en Carreteras de la Universidad Politécnica de Madrid – EspañaEspecialista en Transportes Terrestres de la Universidad Politécnica de Madrid - EspañaMagíster en Vías Terrestres de la Universidad del CaucaProfesor Asociado, Escuela Transporte y Vías – Facultad de IngenieríaUniversidad Pedagógica y Tecnológica de ColombiaIntegrante del Grupo de Investigación y Desarrollo en Infraestructura Vial – GRINFRAVIAL- Categoría C. [email protected]



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TEMARIO

1. CONCEPTO DE LA DEFLEXION1. CONCEPTO DE LA DEFLEXION

2. FORMAS DE MEDIR LA DEFLEXION EN LAS ESTRUCTURAS DE 2. FORMAS DE MEDIR LA DEFLEXION EN LAS ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOSPAVIMENTOS

3. MEDICION DE LA DEFLEXION CON EL DEFLECTOMETRO DE IMPACTO3. MEDICION DE LA DEFLEXION CON EL DEFLECTOMETRO DE IMPACTO

4. METODOLOGIAS PARA DETERMINAR EL MODULO RESILIENTE DE LA 4. METODOLOGIAS PARA DETERMINAR EL MODULO RESILIENTE DE LA SUBRASANTE CON LA INFORMACION DEL DEFLECTOMETRO DE SUBRASANTE CON LA INFORMACION DEL DEFLECTOMETRO DE IMPACTOIMPACTO

5. COMPARACION DE METODOLOGIAS – CASO PRACTICO5. COMPARACION DE METODOLOGIAS – CASO PRACTICO

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES



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1. CONCEPTO DE LA DEFLEXIONCONCEPTO DE LA DEFLEXION


• La deflexión de un pavimento se define como el valor que representa la respuesta estructural ante la aplicación de una carga vertical externa.


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1. CONCEPTO DE DEFLEXION1. CONCEPTO DE DEFLEXION

También se define como el desplazamiento vertical del paquete estructural de un pavimento ante la aplicación de una carga; generalmente la carga es producida por el tránsito vehicular.

Cuando se aplica una carga en la superficie no solo se desplaza el punto bajo la aplicación de esta, produciendo una deflexión máxima, sino que también se desplaza una zona alrededor del eje de aplicación de la carga, que se denomina cuenco de deflexión.


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r, cm

P = 4100 kg

D D D D D D D

Def

lex

ión

, mm

a

a = 15.27 cm

30 cm 60 cm 90 cm 120 cm 150 cm 180 cm 210 cm 7 6 5 4 3 2 1D 0

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

0.900

r

Cuenco de Deflexión


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2. FORMAS DE MEDIR LA DEFLEXION EN LAS FORMAS DE MEDIR LA DEFLEXION EN LAS ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS



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1. La viga Benkelman (INV E-795-07)

2. El deflectógrafo Lacroix

3. Los deflectómetros de impacto (Falling Weight Deflectometer – FWD) (INV E-798-07)

EQUIPOS PARA MEDIR LA DEFLEXION


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3. MEDICION DE LA DEFLEXION CON EL MEDICION DE LA DEFLEXION CON EL DEFLECTOMETRO DE IMPACTO DEFLECTOMETRO DE IMPACTO



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El deflectómetro de impacto (Falling Weight Deflectometer - FWD) es un equipo ampliamente utilizado en el mundo para la evaluación del estado estructural de pavimentos flexibles, semirígidos y rígidos.


13Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval MSc.


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ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DEL DEFLECTOMETRO DE IMPACTO



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ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DEL DEFLECTOMETRO DE IMPACTO



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La principal aportación del deflectómetro de impacto frente a los equipos clásicos de deflectometría es el análisis de la capacidad de soporte mediante el cálculo inverso de los módulos de rigidez de las capas de un pavimento a partir de los cuencos de deflexión registrados.

También se utiliza el deflectómetro de impacto para aplicaciones específicas de pavimentos rígidos, tales como el análisis de la transferencia de carga en juntas o la detección de huecos bajo las losas.




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MEDICION DE LOS CUENCOS DE DEFLEXION DE UNA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO

Esquema del Retrocálculo

Deflexiones Medidas

Módulos Semilla

Control sobre el Rango de los

Módulos

Espesores de capa, Cargas

Deflexiones calculadas Busqueda de

nuevos módulos

Resultados

Verificación de Convergencia

OK

NoVerifica



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4. METODOLOGIAS PARA DETERMINAR EL METODOLOGIAS PARA DETERMINAR EL MODULO RESILIENTE DE LA SUBRASANTE MODULO RESILIENTE DE LA SUBRASANTE

CON LA INFORMACION DEL DEFLECTOMETRO CON LA INFORMACION DEL DEFLECTOMETRO DE IMPACTO DE IMPACTO



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MÉTODO AASHTO 1993

MÉTODO DE HOGG

MÉTODO SIMPLIFICADO DE HOGG

MÉTODO DE LUKANEN

MÉTODO DE YONAPAVE

MÉTODO DE LA FHWA (BASADO EN BOUSSINESQ)

MÉTODO DE LA FHWA (BASADO EN MODELO DE HOGG)

ECUACIONES DEL DEPARTAMENTO DE TRANSPORTE DEL ESTADO DE WASHINGTON

METODOLOGIAS PARA DETERMINAR EL MODULO METODOLOGIAS PARA DETERMINAR EL MODULO RESILIENTE DE LA SUBRASANTERESILIENTE DE LA SUBRASANTE

PROGRAMA PARA CALCULAR Mr 2011\PROGRAMA PARA CALCULAR Mr CHHS 2011.xlsx


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5. COMPARACION DE METODOLOGIAS – COMPARACION DE METODOLOGIAS – CASO PRACTICOCASO PRACTICO



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No. ENSAYO CARGA kN (lb)

UBICACIÓN DEL SENSOR “r”, cm (pulgadas)

D0 D30 (12) D60 (24) D90 (36) D120 (48) D150 (60) D180 (72)

DEFLEXIONES “dr”, mm (pulgadas)

1 40 (9,000) 0.769

(0.0303) 0.338

(0.0133) 0.176

(0.00693) 0.118

(0.00465) 0.087

(0.00343) 0.068

(0.00268) 0.055

(0.00217)

a. Información para la modelación estructural del pavimento flexible • Carga del deflectómetro, P = 4,100 kg = 40 KN = 9,000 lb. • Radio de carga, a = 15 cm = 5.9 pulgadas. • Presión de contacto, q = 5.76 kg/cm2 = 80 lb/pulg2. • Relación de Poisson de la subrasante, µ = 0.5. • Información deflectométrica:


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6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES



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Del estudio se deducen las siguientes conclusiones:

• Existen varias metodologías que permiten calcular el módulo resiliente (Mr) de una subrasante a partir de la información del cuenco de deflexiones obtenido por medio del deflectómetro de impacto – FWD.

• Dentro de las metodologías más conocidas se pueden citar las siguientes: AASHTO-93, Lukanen, Yonapave, Hogg modificado, Hogg simplificado, ecuaciones de regresión del Departamento de Transporte de Washington y las Ecuaciones de Darter. Estas metodologías determinan el módulo resiliente de retrocálculo de una subrasante (Mrr), el cual resulta ser mayor que el módulo resiliente de laboratorio.

• La relación entre el módulo resiliente de retrocálculo (Mrr) y el módulo resiliente de laboratorio (Mr) define el factor C que se denomina el factor de ajuste.


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• Actualmente, las Universidades y las firmas consultores de Latino América, están adelantando proyectos de investigación con el fin de calcular el factor C o factor de ajuste para los suelos típicos de sus territorios y de esta manera, poder determinar el valor más real del módulo resiliente de una subrasante utilizando la información del cuenco de deflexión obtenida por medio del deflectómetro de impacto.

• La experiencia de Estados Unidos y de algunos países de Latinoamérica indican que el factor de ajuste - C varía entre 0.33 y 0.68, para subrasantes de suelos finos, tipo limus y arcillas, predominantemente.


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• Se espera que en el próximo quinquenio el número de deflectómetros de impacto en cada país se incremente notoriamente y la utilización de ensayos no destructivos predominen especialmente para la evaluación de subrasantes de estructuras nuevas o en servicio de pavimento, por lo tanto, es importante contar con el factor de ajuste para cada uno de los suelos típicos de una zona, una región o un país.

• Con la información del cuenco de deflexión obtenido con el deflectómetro de impacto, se puede calcular la capacidad estructural de un pavimento en servicio, mediante el parámetro denominado número estructural efectivo – SNefec. Este parámetro es básico para determinar el refuerzo o la rehabilitación de una estructura de pavimento, tal como lo definen las metodologías de la AASHTO-93 y Yonapave.


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Investigación para Colombia

Determinación del Factor Determinación del Factor de Ajuste Cde Ajuste C

C = Mrr/MrC = Mrr/Mr

Mr = CxMrr



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FIN

Ing: CARLOS HERNANDO HIGUERA SANDOVAL

PROFESOR ASOCIADOESCUELA DE TRANSPORTE Y VIASFACULTAD DE INGENIERIAUNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIATUNJA – BOYACATeléfono: 7422174/75/76 Extensión 1565Celular: [email protected]

GRACIAS.................

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