MÓDULO RESILIENTE La mayoría de los libros de texto de ingeniería mecánica de pavimento o de ingeniería tendrán una definición similar de módulo resiliente. Generalmente, se describe como la relación del esfuerzo desviador aplicada a recuperable o tensión "res "resis iste tent nte" e".. Esta Esta defi defini nici ción ón es corr correc ecta ta,, pero pero !u !u sign signif ific ica a en fáci fácill para para comprender trminos# $ara entender me%or, más práctico del estrs y la tensión en cuenta el seguimiento.
Estres &i una una carg carga a dad dada se apli aplic ca a un mate materi rial al se prod produc ucir irá á una una tens tensió ión n de contacto. Esta tensión es igual a la carga dividida por el área de contacto del ob%eto de carga. El estrs proporciona esencialmente un mtodo de normalización carga y el área para fines de prueba y de dise'o. $or e%emplo, un () x () x () in. *lo!ue de pesa%e )++ libras !ue descansan sobre un suelo rinde un esfuerzo de contacto promedio de )++ libras -() x () pulg. / (,0 libras en ) o (,0 psi. 1ientras el blo!ue permanece en pleno contacto con el suelo, el estrs será igual, independientemente del tipo de suelo. 2uan 2uando do se apli aplica ca una una carg carga a de la rued rueda a de un pavi pavime ment nto, o, luga lugare res s ba%o ba%o la expe experi rien enci cia a de carg cargas as dife difere rent ntes es nive nivele les s de la tens tensió ión n en func funció ión n de su profundidad desde la superficie y la distancia de la carga aplicada. 3eviator el estrs es la tensión vertical o axial en un punto en el sistema de pavimento debido a la carga aplicada.
Deformación y Strain 1ientr 1ientras as !ue !ue el estr estrs s sigue sigue sien siendo do,, la magnit magnitud ud const constan ante te obser observa vada da de la deformación del suelo como resultado de cargado probablemente variará. Esta deformación puede ser significativo -por e%emplo, el blo!ue de descanso en suelo blando o ligero -por e%emplo, el blo!ue de descanso en suelo rígido. En ambos casos, la carga se 4a mantenido constante5 sin embargo, es las propiedades del
suelo !ue influyen en la deformación. 6na parte de la deformación puede ser recuperable o "resistente", mientras !ue el resto es irrecuperable o "plástico". 3eformación discusión conduce a la variable de dise'o crítico de tensión. La cepa se describe a menudo como la relación de la deformación de un ob%eto a su dimensión original en la misma dirección. La cepa puede ser calculada para cual!uier dirección deseada -por e%emplo, vertical, 4orizontal, longitudinal, etc. 7enga en cuenta la blo!ue discutido previamente. &i el blo!ue se coloca sobre una gruesa capa de 8 pulgadas del suelo y "se 4unde" +.)9 pulgadas, la tensión vertical total en el suelo sería -+,)9 pulg. 8 pulg. / +.+0) pulg. pulg. : 0.) por ciento. &i al retirar el blo!ue, el suelo "rebota" a un espesor de 9,; pulgadas, el recuperable o cepa resistente sería -9,; in <. 9,=9 in. 8 in / +,+)9 in in. : ),9 por ciento. >o cepa "plástico" o recuperable sería igual a -8 in <. 9,; in. 8 in. / +.+(= en in. in. : (.=?. La @igura ( ilustra una respuesta típica espcimen durante un ciclo de carga y descarga.
Confinamiento 1ateriales de
pavimento
experimentan diferentes niveles
de estrs de
confinamiento, en base a su posición con la estructura del pavimento. El confinamiento es el resultado de los materiales del entorno y la profundidad del material dentro de la estructura de pavimento. Esto es importante por!ue la capacidad de un granular material para resistir la carga es, en parte, una función de confinar magnitud estrs.
Rigidez, no !erza 6n punto importante a recordar es !ue el módulo resiliente es una medición de la rigidez, no la fuerza, de un material. Aesistencia al corte final para el material granular se determina típicamente usando un procedimiento de cizallamiento triaxial. 1ódulo resiliente se puede determinar en muc4as combinaciones de carga y reclusión aplicada. Aesistencia a la rotura o el estrs es el punto donde se produce el fracaso ba%o carga. 6n buen e%emplo de la diferencia entre la rigidez y la resistencia se puede ver con 4ormigón. Basta un esfuerzo de "fracaso" dado, un 4ormigón puede soportar el estrs con muy leve deformación. &in embargo, en algCn estrs, el 4ormigón "no" o "rompe" y la resistencia final está determinada.
1ódulo Aesiliente se utiliza para caracterizar materiales de pavimentos en condiciones de carga !ue va a no dar lugar a "fracaso" del sistema de pavimento. $avimentos están dise'ados para soportar diversas magnitudes de e%e de dise'o -solo, tándem, tridem y Duadem aplicaciones de carga. ariando espesores de capa y la rigidez, el sistema de pavimento puede ser dise'ado para llevar el e%e de dise'o aplicaciones de carga durante su vida Ctil
MÓDULO RESILIENTE 3eterminación del módulo resiliente se realiza generalmente a travs de pruebas de laboratorio. 6no procedimiento comCnmente utilizado para las pruebas de laboratorio de materiales del suelo y agregados es AASHTOT307, Determinación del Módulo Resiliente de Suelos y Materiales agregados (1! 3urante las pruebas, un tensión axial se aplica para +,( segundos seguido de un segundo período de descanso +,;. 2argar y período de descanso %unto constituye ( ciclo de carga. "ota# $l %rocedimiento T307 re&uiere %art'culas de agregado mayor &ue )*
del di+metro del molde (generalmente
%ulgadas scal%ed antes de la %rue-a! $s%eculación de agregado .o/ersie. %uede inluir en los resultados de las %rue-as o-tenidas! 6n importante aspecto de procedimiento de la prueba es las secuencias de prueba especificados para subrasante y materiales de sub
Fntes de la secuencia de prueba módulo resiliente real, las muestras preparadas están condicionadas como se muestra para la secuencia "+" en la 7abla (. $or 7+= esta etapa de acondicionamiento es para .la eliminación de los eectos del intervalo entre la compactación y la carga y la eliminación de la carga inicial frente recargaH. Adem+s, esta carga sirve para minimizar el impacto de contacto inapropiado entre los extremos del espcimen y la tapa de la muestra y la placa base. 3espus del acondicionamiento, indicado secuencias de pruebas de 7+= de subrasante y sub
7abla ( FF&B7: 7+7 7est &e!uence for &ubgrade and &ubbase*ase 1aterials &6*<*F&E E>&FJ: 3E $A6E*F&
+ ( ) 0 9 8 = I ; (+ ((
$resión de 2onfinamiento -psi 8 8 8 8 8 8 0 0 0 0 0 )
3esviador -axial Estres -psi 0 ) 0 8 I (+ ) 0 8 I (+ )
&6**F&E*F&E 3esviado Estres
$resión de
r
Estres
1ayor
2onfinamient
-axial
1ayor
-psi
o -psi
Estres
-psi
(9 9 9 9 (+ (+ (+ (9 (9
-psi (9 8 ; 9 (+ (9 (+ )+ + (+ (9
8+.+ ().+ (9.+ (I.+ )+.+ )9.+ +.+ 0+.+ 9+.+ 8+.+ 99.+ 8+.+
)).+ )+.+ )).+ )0.+ )8.+ )I.+ (0.+ (8.+ (I.+ )+.+ )).+ I.+
() ( (0 (9
) ) ) )
0 8 I (+
(+.+ ().+ (0.+ (8.+
actores "!e inf#!yen mód!#o resi#iente
(9 )+ )+ )+
+ (9 )+ 0+
=9.+ =9.+ I+.+ (++.+
Com$actación Especímenes módulo resiliente deben estar preparados en la densidad de campo de destino para obtener más estimación realista de rendimiento en el lugar. Las muestras compactado a una densidad ba%a se normalmente tienen módulos elásticos menor !ue a!uellos compactado a una densidad más alta. La magnitud de la diferencia será una función de muc4os parámetros, incluyendo el tama'o máximo de los agregados, partícula forma, la clasificación -sobre todo contenido de finos, y el esfuerzo normal aplicado. Espcimen densidad inicial tambin puede afectar la respuesta material a varios de confinamiento y las cargas aplicadas. $or e%emplo, una muestra con ba%a densidad inicial densificar más de uno a la alta densidad. Esta densificación conducirá a resultados de pruebas erróneas.
Contenido de %!medad o grado de sat!ración La 4umedad %uega un papel clave en el rendimiento del material. Especímenes móduli resilientes son típicamente preparado y probado en su contenido de 4umedad óptimo determinado ya sea por $róctor o modificado $rueba $róctor. Fl igual !ue con la compactación, las muestras deben ser probados en condiciones de 4umedad lo más cerca como posibles condiciones de campo, por lo general en o muy cerca de contenido de 4umedad óptimo. 2omo muestra aumenta el contenido de 4umedad y grado de saturación se acerca al (++ por ciento del módulo resiliente disminuirá.
Estado de estr&s Estado de tensión adecuada debe calcularse de modo !ue el módulo resiliente correcta se puede determinar.
Estado de tensión o estrs a granel, como se discutió anteriormente, es una función de confinamiento y se aplica estrs. Estrs a granel se puede calcular como se muestra en la Ecuación
El uso de los datos proporcionados en la 7abla (, el esfuerzo mayor de + psi muestra para la sub
IN'SITU E(EM)LO DE C*LCULO DEL ESTR+S $ara ilustrar el procedimiento para el cálculo del estado de esfuerzos in situ, y el estrs por lo tanto, a granel, considerar la sección de e%emplos pavimento se muestra en la @igura 0. En la @igura 0, los materiales de capa de pavimento de un espesor dado -t se caracterizan por un módulo de elasticidad -E, el coeficiente de $oisson -, y la unidad peso -M.El módulo elástico es una medida de rigidez del material y se define como la pendiente de la curva tensión
Los pasos implicados en el cálculo del estado de estrs in
En este e%emplo, el esfuerzo vertical será referido como O(, 2on la tensión vertical total -O(La siendo la suma de los esfuerzos verticales de la estructura del pavimento -O(pave J de la aplicada carga -O (2arga. 3e una manera similar, la tensión 4orizontal se conoce como O , 2on el total estrs lateral -Ototal &iendo la suma de los esfuerzos laterales de la estructura del pavimento -Opave J de la carga aplicada -O2argue ). 3etermine el esfuerzo 4orizontal descanso en< debido a la estructura del pavimento en el punto de inters -por e%emplo, 8 pulgadas en la capa base de agregado triturado en este caso. Este esfuerzo 4orizontal descanso en
