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Factor de corrección de carga para el cálculo de deflexiones en pavimentos rígidos mediante Deflectómetro de impacto (FWD) caso de estudio: vía Cuenca – Molleturo – El Empalme

Abstract:

El Ministerio de Transporte y Obras Publicas MTOP anualmente invierte grandes recursos económicos en el mantenimiento de la red vial estatal con la finalidad de mantener un buen nivel de servicio para los usuarios, considerando la evaluación de los pavimentos como requisito previo para su mantenimiento y rehabilitación. Para tal fin, el MTOP, actualmente, realiza ensayos mediante pruebas No Destructivas (Non Destructive Test, NDT), utilizando para ello el Deflectómetro de Impacto FWD 1500 (Falling Weight Deflectometer). Debido a la naturaleza del ensayo FWD, se puede realizar el mismo con diferentes cargas, que después se normalizan mediante factores de corrección a 40 kN según la recomendación de la AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials). El presente proyecto de titulación está enfocado en validar el factor de corrección de carga dado por la AASHTO para el cálculo de deflexiones en pavimentos rígidos. Este factor permite realizar la corrección de la deflexión producida por la aplicación de carga sobre la losa de pavimento y convertirla en términos de una carga normalizada, misma que es empleada para el diseño de los espesores de las sobrecarpetas. Se realiza la evaluación estructural en dos segmentos de la vía Cuenca - Molleturo - El Empalme, comprendidos en las abscisas 10+000 - 15+000 y 16+000 - 21+000, cuyos valores de Índice de Condición de Pavimento PCI son de Excelente y Muy Bueno, respectivamente. Para la verificación de la relación existente entre la carga aplicada y la carga normalizada se realiza una serie de ensayos deflectométricos con las diferentes cargas en intervalos de 5 kN partiendo desde 35 kN hasta 55 kN, y a través de un análisis de regresión se verifica la tendencia que siguen los valores de deflexión obteniéndose así el valor de deflexión correspondiente a la carga normalizada de 40 kN. Así también, se realiza un análisis de correlación para validar la ecuación de corrección por carga de la AASHTO. Se analiza, adicionalmente, la influencia de la carga en la obtención de los parámetros de diseño de sobrecarpetas como lo son; el módulo de reacción de la subrasante, el módulo de elasticidad del concreto y el módulo de rotura del concreto. Para ello, se emplean los resultados de deflexión normalizados y por medio de un análisis de correlación se comprueba que los parámetros guardan un grado de correlación excelente, cuyos valores de coeficiente de correlación están el rango de 0.98 a 1.00, con respecto a los obtenidos mediante el método de la AASHTO que corrige las deflexiones por la carga aplicada en el ensayo. Finalmente, por medio del método de diseño de sobrecarpetas asfálticas se analiza la influencia de la aplicación de diferentes cargas durante los ensayos deflectométricos en los espesores. De los resultados se comprueba que la variación en el espesor de la losa de hormigón requerido para el tráfico en el periodo de diseño establecido varía en un porcentaje menor al 1.00%. Se determinaron variaciones en el espesor de la sobrecarpeta, sin embargo, estas variaciones no son representativas en términos de diseño ya que en los casos analizados el espesor sugerido de diseño permanece igual para los cinco estados de carga, correspondiente a 4.00 pulgadas de sobrecarpeta en el primer tramo y de 2.00 pulgadas en el segundo tramo.