Introducción
El uso de procedimientos analíticos para estimar el esfuerzo, la tensión
ó deflexión del estado de un pavimento, no son métodos nuevos. Para
pavimentos de concreto hidráulico, el uso de tales métodos de diseño
datan desde 1938, cuando Bradbury publicó un documento sobre el
diseño de pavimentos de concreto reforzado; desde dicha fecha ha
habido contribuciones extensas de muchos investigadores. Para
pavimentos de concreto asfáltico, hay publicaciones desde 1940 que
han proporcionado varias de las teorías básicas aplicables a este tipo
de pavimentos.
El uso de procedimientos analíticos se refieren a la capacidad
numérica para calcular esfuerzos, tensiones ó deflexiones en un
sistema de capas múltiples como es en un pavimento cuando está
sujeto a cargas externas, efectos de temperatura ó humedad.
Los métodos analíticos se basan en la determinación del estado de
tensiones y deformaciones originado por las solicitaciones en las
distintas capas del pavimento, que se asimilan previamente a un
modelo físico ideal (modelo de respuesta) al cual se pueden aplicar las
teorías existentes sobre resistencia de materiales, analizando su
deterioro.
Los modelos físicos de respuesta pueden ser de tres tipos en función
de la modelación geométrica y de cálculo en que se basen:
sistemas multicapa
teoría de placas
elementos finitos
Por otro lado, según las ecuaciones constitutivas de los materiales los
modelos pueden clasificarse en elásticos y viscoelásticos.
Para pavimentos bituminosos los modelos más utilizados son los
basados en sistemas multicapas y ecuaciones elásticas (hipótesis de
Burmister); para los pavimentos de concreto hidráulico generalmente
se utiliza la teoría de placas y ecuaciones elásticas (hipótesis de
Westergaard).
El método de los elementos finitos permite analizar, en
el campo de la elasticidad o viscoelasticidad, problemas como la
influencia de las fisuras en el deterioro de los pavimentos y su
propagación.
Al analizar los fallos o deterioros, los métodos que trabajan con las
hipótesis de Burmister, suelen recurrir a leyes de fatiga y de
acumulación de deformaciones plásticas.
Los métodos analíticos presentan la ventaja de poder determinar los
espesores de las distintas capas con coeficientes de seguridad
análogos evitando el agotamiento prematuro de alguna, que daría lugar
a una redistribución tensional en el pavimento y su rápida ruina.
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