4ta 5taclase Pavimentos Especiales (Pav. Rigidos)

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UNI Pavimentos Especiales 05/05UNI Pavimentos Especiales 05/05 11

4ta y 5ta sesión:4ta y 5ta sesión:

Tensiones y Deformaciones Tensiones y Deformaciones en Pavimentos Rígidosen Pavimentos Rígidos

Ing. Ing. M.ScM.Sc. J.Rafael Menéndez A.. J.Rafael Menéndez A.


SylaboSylabo1.1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

–– 1.1).1.1).Conceptos generalesConceptos generales–– 1.2).1.2).Tipos de pavimentosTipos de pavimentos–– 1.3).1.3).Evolución de los métodos de diseñoEvolución de los métodos de diseño

22 REVISIÓN DEL METODO MECANISTICOREVISIÓN DEL METODO MECANISTICO–– 2.1).2.1).Modelos matemáticos e idealización del comportamientoModelos matemáticos e idealización del comportamiento–– 2.1.1 Pavimentos Flexibles2.1.1 Pavimentos Flexibles–– 2.1.2 Pavimentos Rígidos2.1.2 Pavimentos Rígidos–– 2.2).2.2).Aplicación en el análisis de pavimentosAplicación en el análisis de pavimentos–– 2.3).2.3).Programas de cómputoProgramas de cómputo

33 MATERIALES Y ENSAYOSMATERIALES Y ENSAYOS–– 3.1).3.1).Ensayos EspecialesEnsayos Especiales–– 3.2).3.2).Estabilización Estabilización –– 3.3).3.3).GeosintéticosGeosintéticos–– 3.4).3.4).Asfaltos modificadosAsfaltos modificados

44 PAVIMENTOS ESPECIALESPAVIMENTOS ESPECIALES–– 4.1).4.1).Cargas extraordinariasCargas extraordinarias–– 4.2).4.2).Pavimentos de alturaPavimentos de altura–– 4.3).4.3).Pavimentos segmentadosPavimentos segmentados

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SylaboSylabo22 REVISIÓN DEL METODO MECANISTICOREVISIÓN DEL METODO MECANISTICO

2.1).2.1).Modelos matemáticos e idealización del comportamientoModelos matemáticos e idealización del comportamiento2.1.1 Pavimentos Flexibles2.1.1 Pavimentos Flexibles2.1.2 Pavimentos Rígidos2.1.2 Pavimentos Rígidos

Esfuerzos por gradiente tEsfuerzos por gradiente téérmicormicoEsfuerzos por cargasEsfuerzos por cargasEsfuerzos combinadosEsfuerzos combinadosEsfuerzos por fricciEsfuerzos por friccióónnDiseDiseñño de barras de transferenciaso de barras de transferenciasDiseDiseñño de juntaso de juntas


Esfuerzos por carga, gradiente Esfuerzos por carga, gradiente térmico y friccióntérmico y fricción

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Distribución de esfuerzosDistribución de esfuerzos


ModeloModelo de de winklerwinkler

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a).a).Esfuerzos por Esfuerzos por

gradiente térmicogradiente térmico


AlabeoAlabeo

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Esfuerzos por gradiente térmicoEsfuerzos por gradiente térmico



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( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )

( )C

sin sinhtan

sinh= −

++

⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟1

22 2

cos coshcosh

*cosh

λ λλ λ λ

λλλ

ales sexagesim;8

gradosJtspacel

=λ


Ejemplo de gradiente térmico en Ejemplo de gradiente térmico en una losa de 0.25 m de espesoruna losa de 0.25 m de espesor

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Esfuerzos Esfuerzos en el en el

fondo de fondo de losa por losa por

gradiente gradiente térmicotérmico


b).b).Esfuerzos por Esfuerzos por

cargacarga

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MetodosMetodos para calcular esfuerzos y para calcular esfuerzos y deformaciones en pavimentos deformaciones en pavimentos rigidosrigidos

Formulas (Formulas (WestergaardWestergaard))Suelo de fundación líquido Suelo de fundación líquido Cargas circulares, se Cargas circulares, se micircularesmicirculares, , elipticaselipticas y y semielípticassemielípticas

Tablas de influencia (Tablas de influencia (PickettPickett y y RayRay))Suelo de fundación liquidoSuelo de fundación liquidoTodo geometría de cargaTodo geometría de carga

Elementos finitosElementos finitos


Esfuerzos por cargasEsfuerzos por cargas

Carga en el borde (circunferencia)Carga en el borde (circunferencia)

Carga en el borde (semicírculo)Carga en el borde (semicírculo)

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Deflexión por carga en el bordeDeflexión por carga en el borde


Esfuerzos por cargas interioresEsfuerzos por cargas interiores

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Esfuerzos por cargas interioresEsfuerzos por cargas interioresPara u=0.15


Esfuerzos por cargas en esquinaEsfuerzos por cargas en esquina

Sin considerar el soporte de la subrasante

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Esfuerzos en esquinaEsfuerzos en esquina

Ioannides (1985)

C=1.772a

Westergaard (1926)


Cargas Cargas tandemtandem

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Cargas en Cargas en esquinaesquina


Datos experimentalesDatos experimentales

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Influencia de la ubicación de la Influencia de la ubicación de la cargacarga


c).c).Esfuerzos combinadosEsfuerzos combinados

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Esfuerzos combinadosEsfuerzos combinados



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c).c).Esfuerzos combinados Esfuerzos combinados

(metodología HDM 4)(metodología HDM 4)


Daño acumulado por fatigaDaño acumulado por fatiga

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Distribución de gradiente térmicoDistribución de gradiente térmico


Factor de cobertura lateral del Factor de cobertura lateral del tráficotráfico

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Espesor equivalente baseEspesor equivalente base--losalosa

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Esfuerzos en la losa por carga en el bordeEsfuerzos en la losa por carga en el borde


Factor de ajuste por soporte en el borde de la Factor de ajuste por soporte en el borde de la losalosa

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Factor de Factor de ajuste por ajuste por

bermasbermas


Coeficiente de RegresiónCoeficiente de Regresión

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Gradiente térmico corregidoGradiente térmico corregido

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c).c).Esfuerzos combinados Esfuerzos combinados

(metodología AASHTO 2002)(metodología AASHTO 2002)



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d).d).Esfuerzos por Esfuerzos por

fricciónfricción


Esfuerzos por fricciónEsfuerzos por fricción

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e).e).Diseño de Diseño de Barras de Barras de

transferenciatransferencia


Transferencia de cargaTransferencia de carga

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Transferencia de cargaTransferencia de carga


Refuerzo para el control de Refuerzo para el control de agrietamiento por temperaturaagrietamiento por temperatura

fs= esfuerzo admisible en el acerofa=coeficiente de fircción losa-subrasante=1.5γc= peso unitario del concretoh= espesor de la losaL= Longitud de la losa

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Diseño de barras de transferencia Diseño de barras de transferencia ((dowelsdowels))



Esfuerzo admisible

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Esfuerzo actuante

Momento de inercia

Rigidez relativa de la barra

Deformacion de la barra


Efecto de los Efecto de los dowelsdowels y bermasy bermas

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f).f).Diseño de Diseño de

Juntas Juntas


Tipos de juntasTipos de juntas

Juntas TransversalesJuntas TransversalesDe contracciónDe contracciónDe construcciónDe construcciónDe expansión/aislantesDe expansión/aislantes

Juntas longitudinalesJuntas longitudinalesDe contracciónDe contracciónDe construcciónDe construcción

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Apertura de juntaApertura de junta

∆l: longitud máxima de la losaC=factor de ajuste por fricción 0.65 sub-base estabilizada0.85 sub-base granularαt=coeficiente de expansión termica 5x10-6ºF∆T: Gradiente térmicoε=coeficiente de contracción=0.5-2.5x10-4


Junta de contracciónJunta de contracción

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Junta de expansiónJunta de expansión


Junta longitudinal y de Junta longitudinal y de construcciónconstrucción

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Tipos de juntas especialesTipos de juntas especiales

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