ENFOQUE PROBABILÍSTICO DEL ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD PARA DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS

Abstract

En el diseo de pavimentos de hormigón intervienen una gran cantidad de parámetros, entre los que se cuentan las cargas de tráfico esperadas, la resistencia y módulo de elasticidad del hormigón, el clima, las características de las capas inferiores, las dimensiones de la losa, entre otros. Algunos de estos parámetros presentan una importante variabilidad y grados importantes de incertidumbre. La evaluación de la confiabilidad del diseo y de la influencia de la variabilidad de los parámetros relevantes en la vida útil de un pavimento son temas que no son abordados en profundidad en las metodologías actuales de diseo de pavimentos. En Chile el diseo se basa en el Manual de Carreteras, el que utiliza un método empírico que incluye la confíabilidad de una manera muy rudimentaria, basada en la variación espacial de la resistencia del suelo y de la seguridad requerida para el diseo de acuerdo a la categoría de la vía proyectada. En Estados Unidos se utiliza un método empírico-mecanicista, que incorpora la confíabilidad en base a la comparación de un modelo de deterioros con los deterioros históricos observados en pavimentos reales. Ninguno de estos métodos de diseo considera la confíabilidad basada en la variabilidad de los parámetros de los modelos de diseo en forma independiente. En este estudio se busca determinar la sensibilidad del diseo de pavimentos rígidos debido a la variación de algunos de los parámetros de entrada de los modelos de análisis. La bibliografía existente muestra que las variables relevantes presentan una distribución normal, existiendo información de valores medios y desviación estándar. Estas propiedades fueron utilizadas para generar datos y realizar las simulaciones de respuestas de pavimentos de hormigón. Los parámetros estudiados fueron la resistencia del hormigón, el espesor de la losa y la rigidez de las capas subyacentes. Para este último caso, se utilizó la herramienta de campos aleatorios, analizando tres capas de fundación con distintos grados de correlación en la profundidad. Los análisis de sensibilidad indicaron que los parámetros más sensibles fueron el módulo de ruptura del hormigón y el espesor de la losa. Las simulaciones realizadas permitieron determinar las dimensiones requeridas para la estructura del pavimento (espesor de losa), en función de la confíabilidad deseada, para las variaciones independientes de los parámetros del modelo mencionados anteriormente. Estos resultados constituyen la base para llegar a obtener un diseo robusto de pavimentos de hormigón