Pavimentos de Larga Duracion-Alberto Bardesi Orue-echevarria
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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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5
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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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Fatiga de MB
Zona típica deestudios de FATIGA
Zona de disede firm9
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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