UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE HONDURAS FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL “CONSEVACION DE CARRETERAS”
ELABORADO POR DANIEL ENRIQUE RODRIGUEZ MEJIA
CUENTA No. 20081003084 20081003084
DOCENTE ING. JORGE MATHEU
TEGUCIGALPA, M. D. C. 29 DE JULIO DE DE JULIO HONDURAS, C. A.
INTRODUCCION
Existen diferentes métodos para evaluar la capacidad estructural de los Pavimentos, lo anterior con la finalidad de definir su aptitud para resistir las cargas que circulan por diversos tramos carreteros. La evaluación de la capacidad estructural en pavimentos se realiza utilizando predominantemente métodos no destructivos y métodos destructivos, los cuales consisten en aplicar una carga bajo condiciones dinámicas, estáticas, por impacto, etc., cuyos resultados ayudan a determinar en cada estructura del pavimento, las deformaciones o deflexiones asociadas a la solicitación inducida, y así poder definir su capacidad para soportar las cargas vehiculares. A continuación mencionamos algunos métodos no destructivos.
Viga Benkelman Llamado así en honor al Ing. A.C. Benkelman, quién la desarrollo en 1953 como parte del programa de ensayos viales de la WASHO (WASHO Road Test). Desde entonces su uso se ha difundido ampliamente en proyectos de evaluación estructural de pavimentos flexibles, tanto por su practicidad como por la naturaleza directa y objetiva de los resultados que proporciona. El deflectómetro Benkelman funciona según el principio de la palanca. Es un instrumento completamente mecánico y de diseño simple. Según se esquematiza en la figura 2.4, la viga consta esencialmente de dos partes: (1) Un cuerpo de sostén que se sitúa directamente sobre el terreno mediante tres apoyos (dos delanteros fijos "A" y uno trasero regulable "B") y (2) Un brazo móvil acoplado al cuerpo fijo mediante una articulación de giro o pivote "C", uno de cuyos extremos apoya sobre el terreno (punto "D") y el otro se encuentra en contacto sensible con el vástago de un extensómetro de movimiento vertical (punto "E"). Adicionalmente el equipo posee un vibrador incorporado que al ser accionado, durante la realización de los ensayos, evita que el indicador del dial se trabe y/o que cualquier interferencia exterior afecte las lecturas, como se verá más adelante. El extremo "D" o "punta de la viga" es de espesor tal que puede ser colocado entre una de las llantas dobles del eje trasero de un camión cargado. Por el peso aplicado se produce una deformación del pavimento, consecuencia de lo cual la punta baja una cierta cantidad, con respecto al nivel descargado de la superficie. Como efecto de dicha acción el brazo DE gira en torno al punto fijo "C", con respecto al cuerpo AB, determinando que el extremo "E" produzca un movimiento vertical en el vástago del extensómetro apoyado en él, generando así una lectura en el dial indicador. Si se retiran luego las llantas cargadas, el punto "D" se recupera en lo que a deformación elástica se refiere y por el mismo mecanismo anterior se genera otra lectura en el dial del extensómetro. La operación expuesta representa el "principio de medición" con la Viga Benkelman. Lo que se hace después son sólo cálculos en base a los datos recogidos. Así, con las dos lecturas obtenidas es posible determinar cuanto deflectó el pavimento en el lugar subyacente al punto "D" de la viga, durante el procedimiento descrito. Es de anotar que en realidad lo que se mide es la recuperación del punto "D" al remover la carga (rebote elástico) y no la deformación al colocar ésta. Para calcular la deflexión deberá considerarse la geometría de la viga, toda vez que los valores dados por el extensómetro (EE') no están en escala real sino que dependen de la relación de brazos existentes (Ver figura 2.4b)
Viga Benkelman: es un equipo de medición de deflexiones consistente en un brazo de pivote montada sobre una base de referencia liviana. La deflexión se mide colocando el extremo libre del brazo en medio de las ruedas duales de un camión o volqueta cargado con 8.2 toneladas (18000 libras) en el eje trasero de este. Se mueve entonces el camión o volqueta y se mide indirectamente cuanto se eleva el pavimento al liberarlo de la carga. Esto se hace indirectamente midiendo cuanto desciende el otro extremo del pivote con respecto a la rasante de referencia con un medidor de deformaciones (micrómetro) que tiene un precisión de 0.025 mm (0.001 pulgadas). Las deflexiones Benkelman representan el estándar de comparación más utilizado en el mundo, sobre todo porque se dispone de más de 40 años de experiencia acumulada.
Deflectómetro Dynaflect es un equipo electro-mecánico para la evaluación de Deflexiones fabricado por la casa Geo-Log Inc. del estado de Texas, Estados Unidos d e Norteamérica. Consiste en un remolque con un sistema vibratorio que aplica una carga sinusoidal de 1000 libras (454 Kg) de amplitud a través de un par de ruedas rígidas que se apoyan sobre el pavimento. La deformación es medida utilizando 5 geófonos que pueden colocarse a distancias variables del punto de aplicación de la carga (en general cada 30 cm) de manera de registrar el cuenco de deflexión. El equipo es halado por un vehículo, de manera que el primero este ubicado en el punto donde se quiere medir la deflexión. Se bajan entonces las ruedas rígidas descargándose todo el peso vibratorio sobre estas, se baja el sistema de geófonos y se espera que se estabilicen las lecturas; luego estas son anotadas en la plantilla destinada para tal fin, entonces se a paga el sistema vibratorio, se eleva el sistema de sensores y las ruedas rígidas y se moviliza el equipo al siguiente punto de medición. La distancia entre puntos de medición puede variar desde los 10 metros hasta un kilómetro, dependiendo del tipo de evaluación que se realice (Evaluación a nivel de Red o a nivel de un proyecto específico).
Equipo dinámico para la determinación de deflexiones (Dynaflect)
Sistemas de Ensayo FWD/HWD de Dynatest
VEHÍCULO TR
El Deflectómetro de impacto DYNATEST HWD 8081 consta de: Unidad de control. Ordenador de mando y Adquisición de datos. REMOLQUE Sistema hidráulico de Aplicación de cargas y sistema de medidas
El vehículo tractor permite el transporte del tráiler de ensayo. Este vehículo es un Nissan Navaral 4 WD de 6 cilindros, con una potencia de 170 Cv, desde donde el operador gobierna los ensayos mediante la unidad de control y ordenador de mando. El sistema hidráulico permite el levantamiento de las masas de ensayo hasta una determinada altura, desde la que se dejan caer sobre una placa de ensayo de 30 cm. de diámetro, pudiéndose aplicar al pavimento una carga variable a voluntad en función de las masas aplicadas y la altura de caída. El rango de variación de dicha carga se encuentra comprendido entre 4 y 24 Tn.
La medida de las deflexiones se realiza mediante siete sensores (geófonos) que se sitúan uno debajo de la placa de carga y los otros seis a distancias variables de hasta 2,5 m. del punto de impacto. Existe la posibilidad de colocar sensores a ambos lados de la placa de carga. El uso de geófonos en la medida de l as deflexiones elimina la necesidad de un sistema de referencia, obteniéndose valores de hasta 10-3 mm. con una precisión de 0,5%. Toda la información aportada por el sistema, es registrada y almacenada por un ordenador personal Compag 80286 de 12 Mhz, que a su vez comanda un "Procesador Dynatest 8000" para controlar la realización de las siguientes tareas: - Control operativo del equipo de medida. - Escaneo y acondicionamiento de las ocho señales emitidas por los sensores. - Lectura y cálculo del valor de deflexión y carga aplicada a través del chequeo de las trescientas muestras obtenidas de cada señal. Antes de realizar medidas de las deflexiones es necesario determinar la masa y las alturas de caída de la misma apropiadas para producir las cargas deseadas. Se pueden seleccionar secuencias de medidas con distintas alturas de caída de las masas. Para el emplazamiento del aparato en cada punto de medida, se cuenta con un odómetro de precisión que controla la distancia desde un origen de tramo. En cada punto en donde se realiza la medida se aplica una carga de asentamiento de la placa de carga. Una vez que se ha producido esta, se aplican otras cargas y se procede a la medida de las deflexiones.
KUAB
El FWD simula carga de la rueda de un vehículo en movimiento mediante el uso de un sistema de carga de caída de peso para crear una cuenca de deflexión temporal en la superficie sometida a prueba. Deflexión es una medida más dinámico que estático, en que la desviación describe La respuesta de la superficie a un tráfico de cambio-como carga-en lugar de un material propiedad-como compresión sólida. Mediciones DEFL superficie son el pavimentación de medios dinámicos más comunes de la industria de la realización de análisis estructural, evaluación de la vida útil, y la identificación de áreas en necesidad de reparación. Remolque L a 3,500 libras (1,600 kg) remolque descansa sobre dos ruedas durante el viaje entre los sitios de prueba. Puertas de la bodega en la parte inferior si el remolque permanecen cerradas durante el viaje y se abre automáticamente durante la prueba de deflexión. Una concha metálica de protección cubre el equipo en el remolque durante el uso normal, pero la cáscara se puede abrir y cerrar manualmente para tener acceso al equipo para la calibración y reparación. La carcasa ha sido alterada desde el diseño KUAB estándar para permitir que el FWD para encajar en el interior del compartimiento de almacenamiento T3. Un sistema de energía para el equipo de pruebas está montado en la parte delantera del remolque y recibe alimentación de la camioneta.
Cerca de la mitad del remolque, sistema de carga del FWD puede producir diferentes cargas para diversas necesidades de pruebas, a partir de 3.000 libras-fuerza (un coche pequeño) a 33.000 libras de fuerza (un pequeño avión durante el aterrizaje). El KUAB FWD utiliza un sistema único de carga de doble masa para crear una deflexión. En un sistema de una sola masa, una masa se deja caer sobre una sola memoria intermedia conectada a una placa de carga, que se apoya sobre la superficie que está sien do probado. La carga fuerza se transfiere a través de la placa, y la placa crea una deflexión que simula una carga de la rueda. En contraste, el sistema de doble masa KUAB gotas de una primera masa en un sistema de doble piel de ante, que incluye un tampón fi primera, una segunda masa, y un segundo tampón. El sistema de doble masa esencialmente produce una mayor duración de carga que representa más precisamente una carga de la rueda. Para producir diferentes fuerzas de carga, la masa que cae inicial puede se r aumentado o disminuido, y la altura de la gota puede ser alterado.
