METODOLOGÍA DE DISEÑO DE PAVIMENTOS DE HORMIGÓN DE LOSAS CORTAS

Abstract

El presente estudio forma parte de las investigaciones realizadas por el Instituto Chileno del Cemento y tiene como propósito elaborar un método de diseo teórico empírico para pavimentos de hormigón de losas cortas. La filosofía de diseo corresponde básicamente a una extensión de la metodología de diseo de pavimentos de hormigón teórico empíricos (mecanicista) para lo cual se desarrolla y calibra modelos de deterioros en pavimentos de Hormigón de losas cortas. Considerando los principales modos de falla de los pavimentos de hormigón de losas cortas, se desarrollan modelos de agrietamiento longitudinal, transversal y esquina en forma independiente. Los modelos desarrollados para predecir cada tipo de agrietamiento se basan en el concepto de fatiga acumulada como consecuencia de la acción conjunta de cargas de tránsito y alabeo en el pavimento. Para ello, se hace necesario calibrar la fatiga acumulada con el nivel de agrietamiento experimentado en pavimentos en servicio. Por lo anterior, el análisis tensional de losas es fundamental. Para ello, la metodología utilizada consideró el uso de análisis dimensional para lo cual se utiliza la Ecuación de Westergaard como condición base a la que se le introducen factores de corrección para incorporar las diferentes condiciones de carga y de borde a que se encuentra sometida lo losa. Entre ellos destacan, las distintas configuraciones de carga (tipos y posición de los ejes sobre la losa), longitud de losa, distribución lateral del tránsito, transferencia de carga en juntas transversales y longitudinales y presencia de alabeo. Estos factores se obtienen mediante ecuaciones de regresión a partir de la ejecución de programas de elementos finitos, para un variado número de casos y configuraciones, los que se determinaron utilizando análisis dimensional. Para efectuar las calibraciones de los tres modelos de agrietamientos desarrollados en este estudio se diseó y conformó una base de datos que contiene información de pavimentos en servicio y que corresponden a los tramos experimentales diseados por el ICH de Chinquihue (Puerto Montt) y Padre Las Casas (Temuco). Se incluye además un tramo de la Alameda y que corresponde a losas de 1.2 m de lado. Por último, se han incluido tres tramos de pavimentos correspondientes a las Zonas Testigo de los estudios de Seguimiento de Pavimentos de Hormigón efectuados en los Convenios ÍDEM MOP de los aos 80. La calibración de los modelos de agrietamiento longitudinal, transversal y esquina se efectúa en base a la relación entre la fatiga acumulada determinada en cada uno de los pavimentos incorporados en la Base de Datos y sus respectivos niveles de agrietamientos generados para cada fecha de auscultación. or último, la metodología de diseo desarrollada en este estudio se implemento en una planilla de cálculo Excel