Chapter 6 Discussions and Conclusion
6.1 Future Work
6.1.3 Other Theoretical and Practical Issues
Para las estructuras diseñadas según las características de la estructura tipo 2 correspondiente al vial Carretera de los Caneyes, se obtuvieron de igual forma los espesores equivalentes de las diferentes capas de la estructura de pavimento en función de las variaciones del tráfico y del tipo de subrasante. Para la capa de superficie se utilizó la relación 𝑬𝟏
𝑬𝟐=
𝟕𝟓𝟎 𝑴𝑷𝒂
𝟒𝟓𝟎 𝑴𝑷𝒂= 𝟏. 𝟔𝟕, valor este comprendido entre 1.5 y 2, por lo que fue
necesario interpolar para obtener los valores de espesor de superficie para cada uno de los tipos y categorías de tráfico. En cuanto a la capa de base, la misma tomó valores de 15 cm para tráficos inferiores e iguales a 5,1 x 105 ejes, y para tráficos superiores valores
de 20 cm. Por último, para la subbase se conformaron tres tipos diferentes, las cuales están en función de las variaciones de subrasantes tomadas las cuales tomaron valores de 5%, 10% y 15%. Para conformar los espesores reales se utilizaron los siguientes coeficientes de equivalencia:
1,12 (HAC, TM ˂ 19 mm) para la capa de superficie.
0.80 (Base pétrea de granulometría contínua, Eb = 450 MPa) para la capa de base.
0.60 (Material seleccionado calizo, Esb = 180-250 MPa) para una Subrasante Aceptable (SA) de CBR = 5%, para la capa de subbase.
0.66 (Material seleccionado calizo, Esb = 180-250 MPa) para una Subrasante Media (SM) de CBR = 10%, para la capa de subbase.
0.68 (Material seleccionado calizo, Esb = 180-250 MPa) para una Subrasante Buena (SB) de CBR = 15%, para la capa de subbase.
Del mismo modo, se modelaron en el software ALIZE las estructuras conformadas de tipo 2, las cuales difieren a las de tipo 1 en cuanto al módulo de base que es de 450 MPa y también en el módulo de subbase que es de 200 MPa. Los resultados obtenidos son mostrados en las siguientes tablas, donde en la tabla 3.4 se observan los esfuerzos verticales, y en la tabla 3.5 se indican las deflexiones, ambos acordes según las variaciones del tráfico que se emplea como muestra.
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Tabla 3.4. Valores de esfuerzos verticales Ez (MPa) para las estructuras tipo 2.Deformación vertical, Ez (MPa)
Tipo Categoría Número de ejes ∑N CBR 5% CBR 10% CBR 15% Ez adm (MPa)
Ligero Muy Ligero 6,40E+04 865,9 1056,5 1343,5 1178,1
Ligero 7,40E+04 792,8 978,9 1343,5 1094,3
9,40E+04 688,6 861,9 896,6 969,1
1,14E+05 620,7 784,3 819,6 878,6
1,24E+05 594,1 751,5 787,4 841,9
1,30E+05 579,4 735,0 770,7 821,9
Medio Medio ligero 1,80E+05 633,9 669,5 852,9
2,60E+05 543,2 579,3 748,2
Medio 3,50E+05 482,8 516,0 673,1
5,10E+05 418,6 450,6 588,7
Medio pesado 7,60E+05 366,3 396,8 510,7
1,00E+06 333,5 361,6 463,2
Pesado Pesado 1,25E+06 336,7 473,4
1,45E+06 323,8 454,1
1,65E+06 311,7 437,9
1,85E+06 301,0 424,0
2,00E+06 294,1 414,8
Muy Pesado 2,50E+06 277,2 389,6
Como se indica, en la tabla 3.4 se registran los esfuerzos verticales a nivel de subrasante obtenidos para las estructuras tipo 2 y los valores admisibles también de esfuerzos que propone la norma cubana, los cuales han sido obtenidos para las estructuras correspondientes a una base granular de 500 MPa. Es llamativo el hecho de que los esfuerzos verticales para el caso de las estructuras tipo 2 cumplen casi en su totalidad, solo para el caso del tipo de tráfico ligero y para las muestras de ejes acumulados de 6,4 x 104 y 7,4 x 104 con una resistencia de subrasante del 15%, no se cumple con los
esfuerzos verticales admisibles. Este fenómeno es producto de que al ser los tráficos muy pequeños y la resistencia de la subrasante de 15%, los espesores equivalentes obtenidos del diseño por la norma cubana de pavimentos flexibles son menores y al restar el espesor de superficie y el espesor de base que es de 15 cm para el caso de estos valores de tráfico, los espesores de subbase son muy pequeños, inclusive después de emplear los coeficientes de equivalencia, los espesores de subbase son menores de 7 cm, por lo que se consideró modelar solamente las capas de superficie y base, con esta última apoyada directamente sobre la subrasante de 15%.
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Tabla 3.5. Valores de deflexiones ∆z (mm/100) para las estructuras tipo 2.Deflexión, ∆z (mm/100)
Tipo Categoría Número de ejes ∑N CBR 5% CBR 10% CBR 15% ∆z adm (mm/100)
Ligero Muy Ligero 6,40E+04 95,2 76,6 66,2 95,6
Ligero 7,40E+04 93,4 75,8 66,2 93,3
9,40E+04 90,6 74,4 64,0 89,6
1,14E+05 88,7 73,4 63,6 86,8
1,24E+05 87,8 72,9 63,3 85,6
1,30E+05 87,4 72,7 63,2 84,9
Medio Medio ligero 1,80E+05 70,9 62,2 67,3
2,60E+05 69,6 61,6 65,3
Medio 3,50E+05 68,5 61,0 63,7
5,10E+05 67,1 60,1 61,8
Medio pesado 7,60E+05 62,6 56,1 59,8
1,00E+06 61,9 55,7 58,5
Pesado Pesado 1,25E+06 55,3 52,6
1,45E+06 55,2 52,2
1,65E+06 54,7 51,9
1,85E+06 54,5 51,7
2,00E+06 54,3 51,5
Muy Pesado 2,50E+06 54,0 51,0
En el caso de la tabla 3.5 son mostrados los valores de deflexión que se obtuvieron para las estructuras tipo 2, así como los valores críticos de deflexión referentes a la base de 500 MPa. Para el tipo de tráfico ligero y correspondiente a una subrasante de 5%, todos los valores de deflexión obtenidos superan a aquellos críticos que propone la norma, excepto el primer valor correspondiente a un tráfico de 6,4 x 104 ejes acumulados. No es
el caso para subrasantes de 10% y 15%, donde cumplen todos los valores de deflexiones referentes a este tipo de tráfico. Referente al tipo de tráfico medio incumplen todos los valores de deflexiones correspondientes a subrasantes de 10%, mientras que para subrasantes de 15%, sí se cumple con las deflexiones admisibles, por lo que las estructuras diseñadas para este tipo en específico de condiciones o factores no presentan problemas en cuanto a deflexión. En último lugar, para el tipo de tráfico pesado, incumplen todos los valores de deflexiones que están dados únicamente para una resistencia de subrasante de 15%, y el valor más crítico dado por la mayor diferencia que se presenta en cuanto a las deflexiones calculadas y las admisibles, que es el más desfavorable de todos los tráficos, está dado por el tipo de tráfico pesado, en la categoría de pesado y es de 2,5 x 106 ejes acumulados.
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Estos resultados, con respecto a los obtenidos para las estructuras tipo 1 son más discretos, ya que muchos de los valores de deflexiones, aunque incumplen los parámetros críticos, se acercan más a los valores admisibles propuestos por la norma cubana de pavimentos flexibles. Esto se debe a que las estructuras tipo 2 son menos críticas que las estructuras tipo 1, ya que están compuestas por materiales de mayor resistencia, este es el caso de la capa de base, donde existe una diferencia entre los módulos de ambas de 150 MPa favorable a las estructuras tipo 2. Las estructuras tipo 1 exceden únicamente al tipo 2 en la capa de subbase y solo en una deferencia de 50 MPa. Como se pudo apreciar en las tablas 3.2,3.3,3.4 y 3.5, el gran problema que existe para las estructuras diseñadas según la norma cubana de pavimentos flexibles está presente en el cumplimiento de la ley de comportamiento del pavimento. Esto se debe a que las deflexiones obtenidas para cada tipo de tráfico tomado como muestra, en cada tipo de estructura propuesta, toman valores que están por encima de aquellos valores que la norma propone como críticos o admisibles. De esta observación es que surge la propuesta de lograr aumentar los espesores hasta los niveles mínimos requeridos con el fin de lograr para los tipos de tráficos más desfavorables que se puedan presentar en estas estructuras, que los parámetros de deflexión estén en la frontera de aquellos mencionados críticos o admisibles.