CAPITULO 7 - PROGRAMA BAND 2.0 SHELL PÁRTE 2 - 2010

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UNIVERSIDAD SANTO TOMASFACULTAD DE INGENIERÍA

ESPECIALIZACION EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS

METODO SHELL – PARTE 2

Ing. MSc. Carlos Hernando Higuera Sandoval

Tunja, 2010

Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval MSc.

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GUIAS DE CLASE DE CURSO DE DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS I

Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval. MSc.

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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 losmateriales bituminosos y mezclas asfálticas para un amplio rango decondiciones y composiciones, para su uso en los cálculos de diseño deespesores.


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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 simulaciónexacta del nomogramas de Van der Poel (1954).

Selección del método de cálculo1. Punto de ablandamiento e índice de penetración

2. Punto de ablandamiento y penetración con temperatura

3. Uso de dos penetraciones con sus respectivastemperaturas

4. Penetración con su respectiva temperatura e índice depenetración.

Parámetros de entradaLoad 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).


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Uso del formato SMIX para la predicción de la rigidez de la mezclaasfáltica

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

Parámetros de entrada

Bitumen stiffness: Los valores de entradadeben estar entre 5 MPa y 3 GPa (rigidez delbitumen).

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 fatigapartiendo de la rigidez de la mezcla asfáltica y de su contenido en volumen debitumen.

Selección del método de cálculo

Cálculo de la vida de fatiga (por defecto)Cálculo de la deformación de fatiga


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).


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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 siguienteventana:


Cálculo de la vida de fatiga (por defecto)Cálculo de la deformación de fatiga


Las condiciones de los parámetros y opcionesde entrada son las mismas aplicables para losformatos 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 elmétodo tradicional por ábacos

En el Cuadro se presentan los resultados de los cálculos obtenidos por el paqueteBANDS 2.0 y por el método tradicional por ábacos del Manual de Diseño dePavimentos de la Shell (1978):

En el Cuadro se aprecia que la deferencia entre los resultados calculados con elprograma BANDS 2.0 y los obtenidos de las gráficas y nomogramas de diseño delManual de Diseño de Pavimentos de la Shell (1978) son muy similares, lo cual afianzael uso de esta herramienta computacional, y lo mas importante es que se agilizanampliamente las soluciones para los parámetros que identifican las características ypropiedades de fatiga del bitumen y la mezcla asfáltica respectivamente, que permitenanalizar diferentes alternativas orientadas para interpretar y recomendar refinamientosde los diseños.


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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 cargasLas coordenadas de posición de entrada para las cargas en BISAR es expresada enrelación con un sistema de coordenadas cartesianas (X,Y,Z). Sin embargo, loscálculos de BISAR, determinan la reacción de una carga en cierta posición en relacióncon los esfuerzos, deformaciones y deflexiones resultantes realizadas en un sistemade coordenadas cilíndricas local (r,θ,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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Después de crear un nuevo proyecto se procede a la entrada de la información de laestructura de pavimento. La figura muestra la ventana inicial del proyecto creado en elprograma. En esta ventana tiene 3 pestañas, las cuales corresponden a la entrada deinformación 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 componentenormal vertical de la carga y sus respectivasmagnitudes (Esfuerzo y carga, Carga y radio, Esfuerzoy 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 paraeje sencillo adoptada es 80 kN. Cada eje estándar es asumido con dos ruedas dobles de 20 kN cada unacon presión de contacto de 577.4 Mpa, un radio del área de contacto de 105 mm y una separación entreejes de carga de 31.5 cm.


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Información de las capas

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


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Pestaña posiciones

Se suministra la información de las coordenadas en las cuales se evalúan losdiferentes parámetros (máximo 10). Al definir posiciones para una interfase elprograma ofrece la opción de seleccionar entre ejecutar los cálculos para ambascapas 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 yposiciones de carga personalizadas.


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Salidas

Cuando se ha ingresado la totalidad de los parámetros de entrada requeridos ydespués de seleccionar la opción Calculate del Menú Results, el programa inicia laejecución 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 (BlockReport) y el reporte detallado (Detail Report). Los reportes de resultados consisten deuna plantilla prediseñada para la impresión de los resultados realizados por elprograma.

En el reporte general, las entradas y salidas paraun sistema están recopiladas.

Las salidas comprenden esfuerzos ydeformaciones normales y deflexionesuniaxiales para cada posición seleccionada enla estructura. Son denotados como XX, YY, ZZde acuerdo a las direcciones en el sistema decoordenadas Cartesianas.

Las deflexiones uniaxiales son denotadosrespectivamente como UX, UY y UZ.

Los botones en la parte superior de la ventana que despliega al seleccionar cualquiera de los dosdiferentes tipos de reporte facilitan al usuario el desplazamiento hacia delante y hacia atrás en losreportes.


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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


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 11.5pulgadas entre centros de carga con presión de contacto de 67.7 psi (467 kPa). El móduloelástico de la capa asfáltica es de 150,000 psi (1034 MPa), el de la subrasante de 15,000psi (103 Mpa) y la relación de Poisson 0.5 para ambas capas Determinar la deformacióncrítica por tensión en la fibra inferior de la capa asfáltica con los siguientes datos:

Modelo estructural del ejemplo Parámetros de entrada:

q = 467 kPaP = 40 kNE1 = 1034 MpaE2 = 103 MpaCoordenada X1 de la carga: 0 mCoordenada X2 de la carga: 0 mCoordenada Y1 de la carga: 0.1461 mCoordenada Y2 de la carga: - 0.1461 mCoordenada 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 BISAR3.0, 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 ladeformación es asumida por la carpeta asfáltica y se disipa de forma uniforme en la base granular. Eltercio superior de la carpeta está trabajando a compresión mientras que los dos tercios restantes atracción.

Las deformaciones por tensión en el fondo de la capa asfáltica y por compresión sobre la subrasanteson sensibles a variaciones experimentadas tanto en las características del material como en las dela carga.


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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 parapavimentos asfálticos de vías nuevas, estimación de la deformación permanente(ahuellamiento) en las capas asfálticas, diseño estructural de espesores para refuerzosasfálticos en pavimentos asfálticos de vías existentes.

USO DEL FORMATO THICKNESS DESIGN PARA EL DISEÑO DE ESPESORES PARAPAVIMENTOS ASFÁLTICOS DE VÍAS NUEVAS.

Los componentes del formato de entrada son los siguientes los cuales dan la posibilidad desuministrar la entrada requerida seleccionando pantallas separadas para:

Clima CLIMATE

Tráfico & Vida de Diseño TRAFFIC & DESIGN LIFE

Deformaciones de las Capas de Base y laSubrasante

Composición & Fatiga de la Mezcla Asfáltica

Rigidez del Asfalto & Espesor de las Capas


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Formato de entrada CLIMATE.


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.


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


Entrada directa de la vida de diseño haciendo clic en el cuadro de chequeo

Presionando el botón Espectro de Tráfico (Traffic Spectrum)


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


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%


Sub-base Modulus of Elasticity (MPa): Módulo de la sub-base en MpaSub-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 MpaSubgrade Poisson’s Ratio subgrade: Relación de Poisson de la subrasante.


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Formato de entrada ASPHALT MIX COMPOSITION & FATIGUE


Ingresar el contenido de vacíos y asfalto de la mezcla.

Ingresar el contenido de agregados y vacíos de lamezcla

Ingresar el contenido de agregados y asfalto de lamezcla

Además debe tenerse en cuenta que para el cálculo dela fatiga se tienen las siguientes opciones:

Usando características de fatiga propias.

Utilizar nomogramas de fatiga por defecto.


Volume % of Bitumen: Porcentaje en volumen de bitumen

Volume % of Aggregate: Porcentaje en volumen de agregados.

Volume % of voids: Porcentaje en volumen de vacíos.


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Formato de entrada ASPHALT STIFFNESS & LAYER THICKNESS


El ingreso del módulo de rigidez de la mezclaasfáltica (Smix) puede proporcionarse por tresformas:

Entrar la rigidez de la mezcla

Entrar la rigidez del bitumen

Entrar las propiedades tradicionales del bitumen


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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Salidas

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

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


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


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USO DEL FORMATO RUTTING CALCULATION PARA EL CÁLCULO DELAHUELLAMIENTO.

El formato de entrada RUTTING CALCULATION puede realizar el cálculo del ahuellamiento. Los componentes delformato de entrada son los siguientes los cuales dan la posibilidad de suministrar la entrada requeridaseleccionando pantallas separadas para:

Clima CLIMATETráfico & Vida de Diseño TRAFFIC & DESIGN LIFEEstructura STRUCTURE1ra, 2da y 3ra sub-capa asfáltica

Formato de entrada CLIMATE.

Los cálculos de ahuellamiento requieren entrada detallada de los datos del clima. No es suficientecon entrar la temperatura media (como en el diseño de espesores), sino que se tiene que dar ladistribución completa de la temperatura media mensual del aire o entrarla manualmente a travésdel 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 mensualpromedio.


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Formato de entrada TRAFFIC & DESIGN LIFE.


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).



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 la carga


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Formato de entrada STRUCTURE.

.


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%


Total thickness of asphalt layers (m): Espesor total de las capas asfálticas

Poisson’s ratio of asphalt layers: Relación de Poisson de las capas asfálticasSub-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.


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


En pantalla de entrada para las sub-capas asfálticas sepuede utilizar de dos maneras:

Ingresar los valores de las propiedades del asfaltodirectamente sin los datos de viscocidad para elligante bituminoso o,

La posibilidad de entrar los datos de viscosidad para elligante bituminoso haciendo clic en el cuadro dechequeo “Entrada de Viscosidad para LigantesModificados” (Viscosity Input for Modified Binders?).


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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Salidas

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

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


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


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USO DEL FORMATO OVERLAY DESIGN PARA EL DISEÑO ESTRUCTURALDE REFUERZOS

El formato de entrada OVERLAY DESIGN puede realizar el diseño estructural de capas asfálticas derefuerzo para pavimentos asfálticos de vías nuevas.

Los componentes del formato de entrada son seis, los cuales dan la posibilidad de suministrar la entradarequerida seleccionando pantallas separadas para:

Clima CLIMATECapa asfáltica existente EXISTING ASPHALT LAYERDeformaciones de las Capas de Base y Subrasante BASE LAYERS & SUBGRADE STRAINTráfico & Vida de Diseño TRAFFIC & DESIGN LIFEMezcla 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 formatoOVERLAY DESIGN presenta una pantalla de entrada que proporciona la misma selección delmétodo de cálculo y los mismos parámetros de entrada que en el módulo de DISEÑO DEESPESORES


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Formato de entrada EXISTING ASPHALT LAYER


Condición de la capa asfáltica existente, como:

En forma razonable, todavía actúa como una capaasfáltica ligada

Severamente agrietada, como una capa de sub-base no ligada

Dependiendo de esta selección la entrada requeridapara capa existente, la vida de diseño y la fatiga serádiferente.


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: Porcentaje en volumen de asfalto.


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


El número de ejes estándares para el período futuro puede determinarse a partir del espectrode tráfico (de la misma manera que se hizo para la vida de diseño en la parte de Diseño deEspesores).

También puede entrarse directamente haciendo clic en el cuadro de chequeo ‘Enter EquivalentNumber of Standard Axles per Lane for Future Period’ (Entre el Número Equivalente de EjesEstándares por Carril para el Período Futuro).

El número equivalente de ejes estándares por carril para el diseño original tiene que darsedirectamente. El programa no proporciona un procedimiento para estimar la vida residual.

.


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Equivalent number of standard axles per lane per day: Número de ejes equivalentes por carrilpor 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 carrilpara el periodo futuro.

Equivalent number of standard axles per lane for original design: Número de ejes equivalentes por carrilpara el diseño original.

Percentage residual life of existing asphalt layer (%): Porcentaje de vida residual para elpavimento 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 elrefuerzo 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 tiempode carga) es similar al módulo de Diseño de Espesores.

Salidas

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

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


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Ejemplo de aplicación BISAR 3.0


Para ilustrar la aplicación y el manejo del paquete SPDM 3.0, se presenta a continuación un ejemplo básicoque hace uso de todas las herramientas con que cuenta este programa, en cuanto al módulo de DISEÑO DEESPESORES. El ejemplo fue tomado de HIGUERA SANDOVAL, Carlos Hernando. “Nociones sobre métodos dediseño de estructuras de pavimentos para carreteras”. Guías de clase. Escuela de Transporte y Vías, Facultadde Ingeniería. UPTC. Tunja, 2006.

Determinar el espesor de la capa asfáltica para un pavimento nuevo haciendo uso del paquete computacionalSPDM 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 métodotradicional por ábacos

En el cuadro se presentan los resultados de los cálculos obtenidos por el paquete SPDM 3.0 y por elmétodo 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 losobtenidos 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 diseñadaPara el ejemplo, los modelos para evaluar los valores máximos de los modos de falla de lasalternativas de los paquetes estructurales que se adoptaron fueron los criterios de: la ShellBélgica para deformación de tracción y vertical, CRR de Bélgica y Dormon-Kerhoven para elesfuerzo vertical y el Instituto del Asfalto para la deflexión (calculados con el programaCEDAP 3.0[1]).

[1] CEDAP 3.0: Programa para el cálculo de esfuerzos, deformaciones, deflexión y tránsitoadmisibles en pavimentos flexibles.


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Modelo estructural.

Analizadas la estructura se concluye que cumple con los criterios de control de fatiga y controlde ahuellamiento, es decir, que los valores de los esfuerzos, deformaciones y deflexióncalculados (de servicio) son menores a los valores admisibles (fatiga de los materiales) para losrangos estipulados de resistencia de la subrasante y de tránsito.


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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

Con la implementación de esta herramienta se abre al campo investigativo de lamodelación de pavimentos reales en prácticas de campo y en laboratorios deestructuras, gracias a la variedad de situaciones que puede representar esteprograma. Además de tener en cuenta que los avances científicos en el área depavimento parten de una misma fuente y se ha demostrado que la metodología Shellcontinua siendo la más importante y reconocida a nivel mundial.

Uno de los aportes que se hizo a este proyecto fue describir el desarrollo y elmanejo del paquete computacional de la Shell para colocarlo al alcance del lector enel idioma español, sustentando las aplicaciones que se pueden desarrollar con elprograma mediante la implementación de este en el análisis de casos reales yteóricos a fin de mostrarle al lector con resultados y pruebas reales las ventajas yutilidades 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 depavimentos flexibles, ya que permite realizar análisis de sensibilidad de losparámetros que permiten apreciar el efecto de algunas variables sobre elcomportamiento de una estructura de pavimento flexible.

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

La correcta utilización del software reduce notoriamente el tiempo empleado en eldiseño de una estructura de pavimento, permite que las decisiones que debentomarse en campo sean lo mejor ajustadas a las condiciones para lo cual sonrealizadas, además, permiten optimizar optimizando los recursos económicos en laobra sin demeritar la calidad de la misma teniendo en cuenta que la aparición denuevos procesos y herramientas de diseño no reemplazan el buen juicio delingeniero; cualquier modelo de pavimento flexible deberá seguir evaluándosedesde el punto de vista técnico y económico.


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

Del ejemplo de aplicación para la implementación del programa BANDS 2.0 se muestraque el procedimiento para el manejo de los componentes del paquete es relativamentesencillo y solo se recomienda, para su buena utilización, que el usuario del softwaretenga 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 reducirconsiderablemente el trabajo de oficina y profundizar aun más en los conceptos sepresenta a consideración el programa CEDAP 3.0 que es una aplicación desarrolladaen VISUAL BASIC 6.0 con el fin de hacer una recopilación de diversos autores ymetodologías para el cálculo del Esfuerzo vertical admisible, Deformación de tracciónadmisible, Deformación vertical admisible y Deflexión vertical admisible para el diseñoy evaluación de pavimentos flexibles.


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RECOMENDACIONES

Si bien es cierto que los alcances de la metodología desarrollada por SHELL en eldiseño y evaluación de pavimentos flexibles permiten obtener unos resultados muysatisfactorios, cabe anotar que es necesario explorar nuevos descubrimientos ycompartirlos integrando a los grupos de investigación de todas las universidades yentidades especializadas en esta temática en eventos de carácter académicos einvestigativos a nivel nacional e internacional.

Realizar durante el desarrollo de la actividad académica la interacción delestudiante con todas las herramientas computacionales adquiridas con finesacadémicos e investigativos, proporcionándolas al servicio de la comunidaduniversitaria en las condiciones y los espacios que sean necesarios para sucorrecto uso y aprovechamiento, al igual que los equipos para el desarrollo de lainvestigación de materiales, sin las limitaciones que genera el desconocimiento desu funcionamiento y todo lo que su utilización compete.

Se considera recomendable utilizar un método mecanicista de diseño como el de laSHELL u otro método basado en las deformaciones elásticas superficiales delpavimento con el propósito de verificación o control de los resultados obtenidoscon métodos empíricos, como el método AASHTO. Respecto a los espesoresmínimos, éstos serán establecidos por el diseñador de acuerdo a las condicioneslocales y tecnologías disponibles.


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FIN CAPITULO VII – PARTE 2

Ing: CARLOS HERNANDO HIGUERA SANDOVAL

PROFESOR ASOCIADOESCUELA DE TRANSPORTE Y VIASFACULTAD DE INGENIERIAUNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIATUNJA – BOYACATeléfono: 7422174/75/76 Extensión 1565Celular: [email protected]

GRACIAS.................

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CAPITULO 7 - PROGRAMA BAND 2.0 SHELL PÁRTE 2 - 2010

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