CAPITULO 7 - PROGRAMA BAND 2.0 SHELL PÁRTE 2 - 2010

UNIVERSIDAD SANTO TOMAS UNIVERSIDAD FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZACION EN GEOTECNIA GEOTECNIA VIAL Y PAV IMENTOS

D I S E Ñ O A V A N Z A D O D E PA PA V I M E N T O S M E TODO S H EL L – PA R T E 2

Ing.. MSc. Carlos Hernando Higuera Ing Hig uera Sandoval Company

LOGO Tunja, 2010

GUIAS DE CLASE DE CURSO DE DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS I

Ing: Carlos Hernando Higuera

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MANUAL PRÁCTICO PARA EL USO DEL PROGRAMA BANDS 2.0 DE LA SHELL


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MANUAL PRÁCTICO PARA EL USO DEL PROGRAMA BANDS 2.0 DE LA SHELL

El programa BANDS 2.0 está diseñado para calcular las propiedades de los mate ma teri rial ales es bi bitu tumi mino noso soss y me mezc zcla lass as asfá fált ltic icas as pa para ra un am ampl plio io ra rang ngo o de condiciones y composiciones, para su uso en los cálculos de diseño de espesores.


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Uso del formato SBIT para la predicción de la rigidez del bitumen El formato de entrada SBIT para la predicción de la rigidez de bitumen es una simulación exacta del nomogramas de Van der Poel (1954). Selección del método de cálculo 1. Punto de ablandamiento e índice de penetración 2. Punto de ablandamiento y penetración con temperatura 3. Uso de dos penetraciones con sus respectivas temperaturas 4. Penetración con su respectiva temperatura e penetración.

índice de

Parámetros de entrada Load Time: (tiempo de aplicación de la carga). Bitumen Temp: (temperatura de la mezcla). Softening Point (T800):(punto de ablandamiento). Penetration Index: (índice de penetración). Pen.: (penetración). Pen. Temp.: (Temperatura de penetración). Ing: Carlos Hernando Higuera

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Uso del formato SMIX para la predicción de la rigidez de la mezcla asfáltica El formato de entrada SMIX para la predicción de la rigidez de la mezcla asfáltica a partir de la rigidez del bitumen y la composición volumétrica de la mezcla asfáltico.

Parámetros de entrada Bitumen stiffness: Los valores de entrada deben estar entre 5 MPa y 3 GPa (rigidez del bitumen). Volume porcentaje bitumen: (porcentaje en volumen de bitumen). Volume porcentaje aggregate: (porcentaje en volumen de agregado).


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Uso del formato NFAT para la predicción de la vida de fatiga de la mezcla asfáltica El formato de entrada NFAT es utilizado para predecir las características de fatiga partiendo de la rigidez de la mezcla asfáltica y de su contenido en volumen de bitumen. Selección del método de cálculo Cálculo de la vida de fatiga (por defecto) Cálculo de la deformación de fatiga Parámetros de entrada Volume porcentaje bitumen: (Porcentaje en volumen de bitumen). Asphalt mix stiffness: (rigidez de la mezcla asfáltica MPa). Fatigue strain: μm/m (deformación de fatiga μm/m).

Fatigue life: (vida de fatiga). Ing: Carlos Hernando Higuera

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Uso del formato COMB para el uso combinado de SBIT, SMIX Y NFAT El formato de entrada COMB es una combinación de los formatos de entrada SBIT, SMIX y NFAT. Al abrir un nuevo formato de entrada COMB se despliega la siguiente ventana:

Selección del método de cálculo Cálculo de la vida de fatiga (por defecto) Cálculo de la deformación de fatiga Parámetros de entrada Las condiciones de los parámetros y opciones de entrada son las mismas aplicables para los formatos de entrada SBIT, SMIX y NFAT.


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Ejemplo de aplicación BANDS 2.0 Información para el cálculo Determinar las características del bitumen y la mezcla asfáltica haciendo uso del paquete computacional BANDS 2.0


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Comparación de los resultados del paquete BANDS 2.0 con el método tradicional por ábacos En el Cuadro se presentan los resultados de los cálculos obtenidos por el paquete BANDS 2.0 y por el método tradicional por ábacos del Manual de Diseño de Pavimentos de la Shell (1978):

En el Cuadro se aprecia que la deferencia entre los resultados calculados con el programa BANDS 2.0 y los obtenidos de las gráficas y nomogramas de diseño del Manual de Diseño de Pavimentos de la Shell (1978) son muy similares, lo cual afianza el uso de esta herramienta computacional, y lo mas importante es que se agilizan ampliamente las soluciones para los parámetros que identifican las características y propiedades de fatiga del bitumen y la mezcla asfáltica respectivamente, que permiten analizar diferentes alternativas orientadas para interpretar y recomendar refinamientos de los diseños. Ing: Carlos Hernando Higuera 10

MANUAL PRÁCTICO PARA EL USO DEL PROGRAMA BISAR 3.0 DE LA SHELL El programa BISAR 3.0 está diseñado para el cálculo automatizado de los esfuerzos, deformaciones y deflexiones presentes en una estructura de pavimento flexible.

Coordenadas de posición de las cargas Las coordenadas de posición de entrada para las cargas en BISAR es expresada en relación con un sistema de coordenadas cartesianas (X,Y,Z). Sin embargo, los cálculos de BISAR, determinan la reacción de una carga en cierta posición en relación con los esfuerzos, deformaciones y deflexiones resultantes realizadas en un sistema de coordenadas cilíndricas local (r, ,z) para cada carga. Sistema de coordenadas de posición de las cargas. Donde: a: Radio del área cargada, m. s: Separación entre ejes de carga, m. q: Esfuerzo o presión de contacto, kPa. P: Carga vertical, kN.


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Parámetros de entrada Después de crear un nuevo proyecto se procede a la entrada de la información de la estructura de pavimento. La figura muestra la ventana inicial del proyecto creado en el programa. En esta ventana tiene 3 pestañas, las cuales corresponden a la entrada de información para las cargas, capas y posiciones.

Información de las cargas Se determina el número de sistemas del proyecto (máximo 10) Se suministra el modo para indicar la componente normal vertical de la carga y sus respectivas magnitudes (Esfuerzo y carga, Carga y radio, Esfuerzo y radio) El número de cargas circulares (máximo 10) Las coordenadas de posición de las cargas La magnitud y dirección de la carga horizontal (si esta presente).

Existe la opción de utilizar la configuración de rueda doble estándar. Esta carga de diseño estándar para eje sencillo adoptada es 80 kN. Cada eje estándar es asumido con dos ruedas dobles de 20 kN cada una con presión de contacto de 577.4 Mpa, un radio del área de contacto de 105 mm y una separación entre Ing: Carlos Hernando Higuera

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Información de las capas Se suministra el número de capas (máximo 10) que componen la estructura de pavimento, asignando para cada capa el espesor en metros, el módulo de elasticidad en Mpa y la relación de Poisson.


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Pestaña posiciones Se suministra la información de las coordenadas en las cuales se evalúan los diferentes parámetros (máximo 10). Al definir posiciones para una interfase el programa ofrece la opción de seleccionar entre ejecutar los cálculos para ambas capas o para una capa específica.

Cada una de las pestañas tiene opciones para guardar (Save) o cargar (Retreive) información referente a configuraciones de carga, características de las capas y Ing: Carlos Hernando Higuera

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Salidas Cuando se ha ingresado la totalidad de los parámetros de entrada requeridos y después de seleccionar la opción Calculate del Menú Results, el programa inicia la ejecución de los cálculos, y al finalizarse esta, el siguiente mensaje se despliega:

El programa ofrece cuatro tipos de salidas: Reporte general Reporte detallado Tabla general Tabla detallada.


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Reportes de resultados En BISAR 3.0 existen dos tipos de reportes de resultados, el reporte general (Block Report) y el reporte detallado (Detail Report). Los reportes de resultados consisten de una plantilla prediseñada para la impresión de los resultados realizados por el programa. En el reporte general, las entradas y salidas para un sistema están recopiladas. Las salidas comprenden esfuerzos y deformaciones normales y deflexiones uniaxiales para cada posición seleccionada en la estructura. Son denotados como XX, YY, ZZ de acuerdo a las direcciones en el sistema de coordenadas Cartesianas. Las deflexiones uniaxiales son denotados respectivamente como UX, UY y UZ.

Los botones en la parte superior de la ventana que despliega al seleccionar cualquiera de los dos diferentes tipos de reporte facilitan al usuario el desplazamiento hacia delante y hacia atrás en los reportes. Ing: Carlos Hernando Higuera

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Al presionar el botón un cuadro de dialogo se despliega para imprimir el reporte en la impresora por defecto del sistema. Impresión de los reportes de resultados.

Tablas de resultados


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Ejemplo de aplicación BISAR 3.0 Información para el cálculo Un pavimento asfáltico de espesor pleno (full depth) de 8 pulgadas de espesor (203 mm), se encuentra sometido a una carga de rueda doble de 9000 libras (40 kN) separadas 11.5 pulgadas entre centros de carga con presión de contacto de 67.7 psi (467 kPa). El módulo elástico de la capa asfáltica es de 150,000 psi (1034 MPa), el de la subrasante de 15,000 psi (103 Mpa) y la relación de Poisson 0.5 para ambas capas Determinar la deformación crítica por tensión en la fibra inferior de la capa asfáltica con los siguientes datos: Modelo estructural del ejemplo

Parámetros de entrada: q = 467 kPa P = 40 kN E1 = 1034 Mpa E2 = 103 Mpa Coordenada X1 de la carga: 0 m Coordenada X2 de la carga: 0 m Coordenada Y1 de la carga: 0.1461 m Coordenada Y2 de la carga: - 0.1461 m Coordenada de posición Z1: 0.203 m


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Resultados de la modelación: En el cuadro se presenta un resumen de resultados obtenidos del programa BISAR 3.0, comparaciones con el programa EVERSTRESS:

Deformación horizontal en función de la profundidad.


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Distribución de la deformación horizontal en función de la profundidad.

La figura muestra la variación de la deformación en la estructura. El mayor porcentaje de la deformación es asumida por la carpeta asfáltica y se disipa de forma uniforme en la base granular. El tercio superior de la carpeta está trabajando a compresión mientras que los dos tercios restantes a tracción. Las deformaciones por tensión en el fondo de la capa asfáltica y por compresión sobre la subrasante son sensibles a variaciones experimentadas tanto en las características del material como en las de la carga. Ing: Carlos Hernando Higuera

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MANUAL PRÁCTICO PARA EL USO DEL PROGRAMA SPDM 3.0 DE LA SHELL Con el programa de SPDM 3.0, se puede realizar el diseño estructural de espesores para pavimentos asfálticos de vías nuevas, estimación de la deformación permanente (ahuellamiento) en las capas asfálticas, diseño estructural de espesores para refuerzos asfálticos en pavimentos asfálticos de vías existentes. USO DEL FORMATO THICKNESS DESIGN PARA EL DISEÑO DE ESPESORES PARA PAVIMENTOS ASFÁLTICOS DE VÍAS NUEVAS. Los componentes del formato de entrada son los siguientes los cuales dan la posibilidad de suministrar la entrada requerida seleccionando pantallas separadas para: Clima CLIMATE Tráfico & Vida de Diseño TRAFFIC & DESIGN LIFE Deformaciones de las Capas de Base y la Subrasante Composición & Fatiga de la Mezcla Asfáltica Rigidez del Asfalto & Espesor de las Capas Ing: Carlos Hernando Higuera

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Formato de entrada CLIMATE.

Selección del método de cálculo Entrar los doce valores de las MMAT), que se pueden almacenar con el comando SAVE Seleccionar los valores de las MMAT de la base de datos con el comando Retrieve Entrar directamente el valor de la w-MAAT. Parámetros de entrada MMAT oC: Temperaturas medias mensuales del aire Location: Lugar donde se lleva a cabo el diseño


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Formato de entrada TRAFFIC & DESIGN LIFE Selección del método de cálculo Entrada directa de la vida de diseño haciendo clic en el cuadro de chequeo Presionando el botón Espectro de Tráfico (Traffic Spectrum) Parámetros de entrada Number of days with traffic per year: Número de días con tráfico por año. Rate of traffic growth per year (%): Tasa de crecimiento del tráfico por año (se permiten valores negativos). Design period of pavement (in years): Período de diseño del pavimento (en años).


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Formato de entrada BASE LAYERS & SUBGRADE STRAIN Selección del método de cálculo Ingresar el valor del modulo de elasticidad de la sub-base (Mpa). Calcularlo bajo cierto nivel de confianza que varia entre 50, 85 y 95%. Selección del criterio de deformación de la subrasante puede ser: Usando un criterio especifico o, Utilizar el criterio por defecto que varia entre niveles de confianza del 50, 85 y 95%

Parámetros de entrada Sub-base Modulus of Elasticity (MPa): Módulo de la sub-base en Mpa Sub-base Poisson’s Ratio: Relación de Poisson de la sub-base. Sub-base Thickness (m): Espesor de la sub-base (m). Subgrade Modulus of Elasticity (MPa): Módulo de la subrasante en Mpa Subgrade Poisson’s Ratio subgrade: Relación de Poisson de la subrasante. Ing: Carlos Hernando Higuera

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Formato de entrada ASPHALT MIX COMPOSITION & FATIGUE Selección del método de cálculo Ingresar el contenido de vacíos y asfalto de la mezcla. Ingresar el contenido de agregados y vacíos de la mezcla Ingresar el contenido de agregados y asfalto de la mezcla Además debe tenerse en cuenta que para el cálculo de la fatiga se tienen las siguientes opciones: Usando características de fatiga propias. Utilizar nomogramas de fatiga por defecto. Parámetros de entrada Volume % of Bitumen: Porcentaje en volumen de bitumen Volume % of Aggregate: Porcentaje en volumen de agregados. Volume % of voids: Porcentaje en volumen de vacíos. Ing: Carlos Hernando Higuera

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Formato de entrada ASPHALT STIFFNESS & LAYER THICKNESS

Selección del método de cálculo El ingreso del módulo de rigidez de la mezcla asfáltica (Smix) puede proporcionarse por tres formas: Entrar la rigidez de la mezcla Entrar la rigidez del bitumen Entrar las propiedades tradicionales del bitumen

Parámetros de entrada Thickness (m) (initial/calculated): El espesor inicial (estimado, m). Poisson’s Ratio: Relación de Poisson Mix Stiffness (MPa): Módulo de la mezcla (MPa).


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El programa ofrece dos tipos de salidas: reporte general del espesor calculado, reporte de iteraciones realizadas.

Reportes de resultados En SPDM 3.0 existen dos tipos de reportes de resultados, el Thickness Design report el cual muestra los datos suministrados en los cinco módulos anteriores, al igual que el espesor de la capa asfáltica calculado. Además se presenta el Thickness Design Iteration report que muestra en detalle los resultados intermedios durante el proceso de cálculo.


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USO DEL FORMATO RUTTING CALCULATION PARA EL CÁLCULO DEL AHUELLAMIENTO . El formato de entrada RUTTING CALCULATION puede realizar el cálculo del ahuellamiento. Los componentes del formato de entrada son los siguientes los cuales dan la posibilidad de suministrar la entrada requerida seleccionando pantallas separadas para: Clima CLIMATE Tráfico & Vida de Diseño TRAFFIC & DESIGN LIFE Estructura STRUCTURE 1ra, 2da y 3ra sub-capa asfáltica

Formato de entrada CLIMATE. Los cálculos de ahuellamiento requieren entrada detallada de los datos del clima. No es suficiente con entrar la temperatura media (como en el diseño de espesores), sino que se tiene que dar la distribución completa de la temperatura media mensual del aire o entrarla manualmente a través del botón Retrieve. La tabla de entrada para este modulo es la misma que para el diseño de espesores, sin embargo, difiere en el sentido que no aparece una entrada directa para la temperatura media mensual promedio.


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Formato de entrada TRAFFIC & DESIGN LIFE.

Selección del método de cálculo Es posible proporcionar un espectro con un máximo de doce clases de tráfico caracterizado por la carga por eje, el número de ruedas por eje, el número de ejes por día (para el carril considerado) y el esfuerzo de contacto entre la llanta y la superficie de la carretera cuyos datos se pueden almacenar con el botón Save o, seleccionar un espectro de tráfico de la base de datos a través del botón Retrieve (recuperar). Parámetros de entrada Number of days with traffic per year: Número de días con tráfico por año. Rate of traffic growth per year (%): Tasa de crecimiento del tráfico por año (se permiten valores negativos). Design period of pavement (in years): Período de Diseño del Pavimento (en años). Loading time (in seconds): Tiempo de aplicación de laHernando carga Ing: Carlos Higuera

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Formato de entrada STRUCTURE. .

Selección del método de cálculo En pantalla de entrada para la estructura se puede utilizar de dos maneras: Ingresar el modulo de la sub-base directamente o, Calcularlo bajo cierto nivel de confianza que varia entre 50,85 y 95%

Parámetros de entrada Total thickness of asphalt layers (m): Espesor total de las capas asfálticas Poisson’s ratio of asphalt layers: Relación de Poisson de las capas asfálticas Sub-base thickness: Espesor de la sub-base. Sub-base modulus: Módulo de la sub-base. Sub-base Poisson’s ratio: Relación de Poisson de la sub-base. Subgrade modulus: Módulo resiliente de la subrasante. Subgrade Poisson’s ratio: Relación de Poisson de la subrasante. Ing: Carlos Hernando Higuera

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Formato de entrada 1st, 2st, 3rd ASPHALT SUB-LAYER

Selección del método de cálculo En pantalla de entrada para las sub-capas asfálticas se puede utilizar de dos maneras: Ingresar los valores de las propiedades del asfalto directamente sin los datos de viscocidad para el ligante bituminoso o, La posibilidad de entrar los datos de viscosidad para el ligante bituminoso haciendo clic en el cuadro de chequeo “Entrada de Viscosidad para Ligantes Modificados” (Viscosity Input for Modified Binders?). Parámetros de entrada Esta pantalla requiere entrada para: Pen @ 25oC(0.1 m.m): Penetración del asfálto a 25oC Vol.% Bitumen and Vol.% Aggregate: Composición volumétrica de la mezcla asfáltica Creep Characteristics: Parámetros B y Q como características de relajamiento [1] 

[1] En el manual de 1.978 y en las versiones anteriores del programa de computador SPDM, B y Q se obtuvieron de pruebas de relajación estática y se aplicó un factor dinámico de corrección.


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El programa ofrece solamente un tipo de salida: Total Estimated Permanent Deformation Asphalt Layerdeformación permanente total estimada en la capa asfáltica.

Reportes de resultados El reporte de ahuellamiento contiene todos los detalles de la entrada y la salida puede imprimirse y examinarse seleccionado el botón View Report (visualizar el Reporte).


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USO DEL FORMATO OVERLAY DESIGN PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL DE REFUERZOS El formato de entrada OVERLAY DESIGN puede realizar el diseño estructural de capas asfálticas de refuerzo para pavimentos asfálticos de vías nuevas. Los componentes del formato de entrada son seis, los cuales dan la posibilidad de suministrar la entrada requerida seleccionando pantallas separadas para: Clima CLIMATE Capa asfáltica existente EXISTING ASPHALT LAYER Deformaciones de las Capas de Base y Subrasante BASE LAYERS & SUBGRADE STRAIN Tráfico & Vida de Diseño TRAFFIC & DESIGN LIFE Mezcla del Refuerzo y Fatiga Específica OVERLAY MIX & SPECIFIC FATIGUE. Rigidez del refuerzo & Espesor de la Capa. OVERLAY STIFFNESS & LAYER THICKNESS

Cálculo de la temperatura media anual ponderada del aire w-MAAT Para el cálculo de la temperatura media anual ponderada del aire W-MAAT el formato OVERLAY DESIGN presenta una pantalla de entrada que proporciona la misma selección del método de cálculo y los mismos parámetros de entrada que en el módulo de DISEÑO DE ESPESORES


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Formato de entrada EXISTING ASPHALT LAYER

Selección del método de cálculo Condición de la capa asfáltica existente, como: En forma razonable, todavía actúa como una capa asfáltica ligada Severamente agrietada, como una capa de subbase no ligada Dependiendo de esta selección la entrada requerida para capa existente, la vida de diseño y la fatiga será diferente. Parámetros de entrada Thickness (m): Espesor de la capa asfáltica. Poisson’s ratio: Relación de Poisson para la capa asfáltica. Modulus of elasticity (MPa): Módulo de elasticidad de la capa asfáltica existente. Volume percentage of Bitumen: PorcentajeIng: en Carlos volumen de asfalto. Hernando Higuera

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Formato de entrada BASE LAYERS & SUBGRADE STRAIN Formato de entrada TRAFFIC & DESIGN LIFE.

Selección del método de cálculo

El número de ejes estándares para el período futuro puede determinarse a partir del espectro de tráfico (de la misma manera que se hizo para la vida de diseño en la parte de Diseño de Espesores). También puede entrarse directamente haciendo clic en el cuadro de chequeo ‘Enter Equivalent Number of Standard Axles per Lane for Future Period’ (Entre el Número Equivalente de Ejes Estándares por Carril para el Período Futuro). El número equivalente de ejes estándares por carril para el diseño original tiene que darse directamente. El programa no proporciona un procedimiento para estimar la vida residual. . Ing: Carlos Hernando Higuera

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Parámetros de entrada Number of days with traffic per year:

Número de días con tráfico por año.

Equivalent number of standard axles per lane per day:

Número de ejes equivalentes por carril por dia.

Rate of traffic growth per year (%):

Tasa de crecimiento del tráfico por año

Design period of pavement (in years):

Período de Diseño del Pavimento).

Equivalent number of standard axles per lane for future period

Número de ejes equivalentes por carril para el periodo futuro.

Equivalent number of standard axles per lane for original design:

Número de ejes equivalentes por carril para el diseño original.

Percentage residual life of existing asphalt layer (%):

Porcentaje de vida residual para el pavimento existente


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Mezcla del refuerzo & fatiga específica La manera para proporcionar la composición volumétrica de la mezcla asfáltica que se va a utilizar en el refuerzo es la misma que para el Diseño de Espesores.

Rigidez del refuerzo & espesor de las capas La pantalla para proporcionar detalles sobre la rigidez bajo las condiciones de tráfico (temperatura y tiempo de carga) es similar al módulo de Diseño de Espesores.


El proceso de cálculo, en principio es el mismo que para un nuevo diseño pero con algunas diferencias distintivas. La deformación de diseño para la capa asfáltica existente está relacionada con una vida ficticia de diseño: la vida de diseño futuro corregida por la vida residual de la capa ligada existente. Ing: Carlos Hernando Higuera

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Ejemplo de aplicación BISAR 3.0 Información para el cálculo Para ilustrar la aplicación y el manejo del paquete SPDM 3.0, se presenta a continuación un ejemplo básico que hace uso de todas las herramientas con que cuenta este programa, en cuanto al módulo de DISEÑO DE ESPESORES. El ejemplo fue tomado de HIGUERA SANDOVAL, Carlos Hernando. “Nociones sobre métodos de diseño de estructuras de pavimentos para carreteras”. Guías de clase. Escuela de Transporte y Vías, Facultad de Ingeniería. UPTC. Tunja, 2006. Determinar el espesor de la capa asfáltica para un pavimento nuevo haciendo uso del paquete computacional SPDM 3.0 (comparar con el procedimiento tradicional por ábacos) para las siguientes condiciones:


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Comparación de los resultados del paquete SPDM 3.0 con el método tradicional por ábacos En el cuadro se presentan los resultados de los cálculos obtenidos por el paquete SPDM 3.0 y por el método tradicional por ábacos del Manual de Diseño de Pavimentos de la Shell (1978):

En el cuadro se aprecia que la deferencia entre los resultados calculados con el programa SPDM 3.0 y los obtenidos de las gráficas y nomogramas de diseño del Manual de Diseño de Pavimentos de la Shell (1978) son muy similares, lo cual afianza el uso de esta herramienta computacional

Chequeo de la estructura diseñada Para el ejemplo, los modelos para evaluar los valores máximos de los modos de falla de las alternativas de los paquetes estructurales que se adoptaron fueron los criterios de: la Shell Bélgica para deformación de tracción y vertical, CRR de Bélgica y Dormon-Kerhoven para el esfuerzo vertical y el Instituto del Asfalto para la deflexión (calculados con el programa CEDAP 3.0[1]). 

[1] CEDAP 3.0: Programa para el cálculo de esfuerzos, deformaciones, deflexión y tránsito Ing: Carlos Hernando Higuera 40

Modelo estructural.

Analizadas la estructura se concluye que cumple con los criterios de control de fatiga y control de ahuellamiento, es decir, que los valores de los esfuerzos, deformaciones y deflexión calculados (de servicio) son menores a los valores admisibles (fatiga de los materiales) para los rangos estipulados de resistencia de la subrasante y de tránsito. Ing: Carlos Hernando Higuera

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES  Con

la implementación de esta herramienta se abre al campo investigativo de la modelación de pavimentos reales en prácticas de campo y en laboratorios de estructuras, gracias a la variedad de situaciones que puede representar este programa. Además de tener en cuenta que los avances científicos en el área de pavimento parten de una misma fuente y se ha demostrado que la metodología Shell continua siendo la más importante y reconocida a nivel mundial.

 Uno

de los aportes que se hizo a este proyecto fue describir el desarrollo y el manejo del paquete computacional de la Shell para colocarlo al alcance del lector en el idioma español, sustentando las aplicaciones que se pueden desarrollar con el programa mediante la implementación de este en el análisis de casos reales y teóricos a fin de mostrarle al lector con resultados y pruebas reales las ventajas y utilidades que tiene esta herramienta al ser aplicada a nuestro medio.


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

El programa BISAR 3.0 se constituye en un avance importante para el diseño de pavimentos flexibles, ya que permite realizar análisis de sensibilidad de los parámetros que permiten apreciar el efecto de algunas variables sobre el comportamiento de una estructura de pavimento flexible.



Dentro del diseño de pavimentos flexibles la utilización del programa BISAR 3.0 presenta una manera muy amplia de evaluar y considerar cada uno de los factores que afectan la fatiga de la estructura como son: el tránsito, parámetros de compactación, etc.; y los factores principales que determinan la deformación permanente de la estructura de pavimento como son: el nivel de esfuerzos, el número de repeticiones de carga, las características de los materiales, la temperatura, etc., que en ultimas reflejan la consecución de un diseño correcto.



La correcta utilización del software reduce notoriamente el tiempo empleado en el diseño de una estructura de pavimento, permite que las decisiones que deben tomarse en campo sean lo mejor ajustadas a las condiciones para lo cual son realizadas, además, permiten optimizar optimizando los recursos económicos en la obra sin demeritar la calidad de la misma teniendo en cuenta que la aparición de nuevos procesos y herramientas de diseño no reemplazan el buen juicio del ingeniero; cualquier modelo de pavimento flexible deberá seguir evaluándose desde el punto de vista técnico y económico. Ing: Carlos Hernando Higuera

43



Los manuales contienen ejemplos de aplicación, donde se indica el procedimiento para el uso de cada uno de los módulos con que cuenta el software y en los anexos se presenta el procedimiento desarrollado con expresiones de cálculo, comparaciones de los resultados y los reportes de resultados del programa BANDS 2.0, SPDM 3.0 y BISAR 3.0.



Del ejemplo de aplicación para la implementación del programa BANDS 2.0 se muestra que el procedimiento para el manejo de los componentes del paquete es relativamente sencillo y solo se recomienda, para su buena utilización, que el usuario del software tenga conocimientos básicos de la metodología de diseño de pavimentos de la Shell, esencialmente de los criterios de diseño, los supuestos asumidos y las limitaciones.



Teniendo en cuenta la necesidad de sistematizar procesos y de reducir considerablemente el trabajo de oficina y profundizar aun más en los conceptos se presenta a consideración el programa CEDAP 3.0 que es una aplicación desarrollada en VISUAL BASIC 6.0 con el fin de hacer una recopilación de diversos autores y metodologías para el cálculo del Esfuerzo vertical admisible, Deformación de tracción admisible, Deformación vertical admisible y Deflexión vertical admisible para el diseño y evaluación de pavimentos flexibles.


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RECOMENDACIONES 

Si bien es cierto que los alcances de la metodología desarrollada por SHELL en el diseño y evaluación de pavimentos flexibles permiten obtener unos resultados muy satisfactorios, cabe anotar que es necesario explorar nuevos descubrimientos y compartirlos integrando a los grupos de investigación de todas las universidades y entidades especializadas en esta temática en eventos de carácter académicos e investigativos a nivel nacional e internacional.



Realizar durante el desarrollo de la actividad académica la interacción del estudiante con todas las herramientas computacionales adquiridas con fines académicos e investigativos, proporcionándolas al servicio de la comunidad universitaria en las condiciones y los espacios que sean necesarios para su correcto uso y aprovechamiento, al igual que los equipos para el desarrollo de la investigación de materiales, sin las limitaciones que genera el desconocimiento de su funcionamiento y todo lo que su utilización compete.



Se considera recomendable utilizar un método mecanicista de diseño como el de la SHELL u otro método basado en las deformaciones elásticas superficiales del pavimento con el propósito de verificación o control de los resultados obtenidos con métodos empíricos, como el método AASHTO. Respecto a los espesores mínimos, éstos serán establecidos por el diseñador de acuerdo a las condiciones locales y tecnologías disponibles. Ing: Carlos Hernando Higuera

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CAPITULO 7 - PROGRAMA BAND 2.0 SHELL PÁRTE 2 - 2010

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