Desarrollo de la guía de diseño de

pavimentos de Costa Rica: CR-ME

Luis Guillermo Loría Salazar, MSc, PhD

¿Qué es el LanammeUCR?

LanammeUCR es un laboratorio de la Universidad de Costa Rica dedicado a:

• Investigación aplicada• Docencia• Transferencia tecnológica• Cooperación técnica

• Primer laboratorio del ramo ACREDITADO ISO 17025 – 2002 en la región latinomericana

• 80 ensayos acreditados

Áreas de Especialidad

• Ingeniería Sísmica y Gestión del Riesgo.

• Ingeniería de Suelos y Rocas (Geotecnia).

• Ingeniería Estructural.

• Ingeniería de Materiales de Construcción.

• Ingeniería Vial (Programa PITRA –

Ley 8114 y 8603).

• LEY 7099: Laboratorio nacional de referencia

•LEY 8603: Garantizarla máxima Eficiencia de Inversión Pública en Reconstrucción y Conservación de la Red Vial Costarricense

• LEY 8114: Fiscalización, investigación, transferencia de Tecnología, apoyo a municipios, evaluación de redes viales y puente especificación vial costarricense 1.0% Impuesto al combustible

Capacidad instalada LanammeUCR

Nano-

Escala Natural

-

Micro-

Macro

Qué se pretende al diseñar un pavimento

CONCEPTOS ERRADOS

• Trámite para ganar un proyecto• Trámite de pago• Es algo fácil y cajonero • No tiene relación con las

propiedades de los materiales• Depende solo de formulitas y

nomogramas

Concepto moderno: Cambio de paradigma

El diseño moderno de pavimentos no se enfoca a determinar espesores, sino en predecir su desempeño!!!!

Elementos de una guía mecanicistaVariables de entrada

TráficoESAL

Espectros de carga

ClimaTemperatura

Precipitación

Saturación suelos

MaterialesCaracterización dinámica

Fundación

Modelos de análisisMLET

FEMσ

ε

δ

LVE

Funciones de transferencia

Algoritmo

Método jerárquico

Clima Estaciones climatológicas en EEUU y Canadá

TráficoLa MEPDG aplica solo 13 categorías de

vehículos

Materiales Características distintas

Funciones de transferencia

Costo del Software

Modelos de análisis dentro del software

Caja negra

Dificultades implementación de la AASHTO-MEPDG en

Latinoamérica

Líneas de investiga

ción

Métodos de diseño de

pavimentos

Materiales asfálticos

Concreto hidráulico

Clima

Análisis de carga

Calibración de modelos

de desempeño

Modelos de análisis y

códigos de software

Niveles Jerárquicos de Diseño

Nivel 1

Ensayos dinámicos de

todas las propiedades de los materiales

Nivel 2

Modelos de regresión

calibrados para los materiales

del país

Nivel 3

Diseño de pavimentos de bajo volumen

Líneas de investigaciónMódulos iniciales CR-ME

ALGORITMO similar al del MPEDG

Líneas de investigaciónMódulos iniciales CR-ME

Tráfico

• Inicialmente EEq

• Determinación de los factores de carga calibrados para el país

• Progresivamente se pasará a espectros de carga

Líneas de investigaciónMódulos iniciales CR-ME

Mezcla asfáltica en caliente

Desarrollo de modelos:

• Base datos módulo resilente tensión diametral

• Ecuaciones de fatiga MAC• Modelo generalizado (factor de calibración a

campo en desarrollo en HVS y tramos experimentales)

Líneas de investigaciónMódulos iniciales CR-ME

Mezcla asfáltica en caliente

Desarrollo de modelos:

• Modelo deformación permanente en proceso

• Modelo inicial genérico de módulo dinámico para 10 mezclas típicas

Líneas de investigaciónMódulos iniciales CR-ME

Materiales granulares y suelosDesarrollo de modelos:

• Ecuación constitutiva no lineal de módulo resilencia triaxial 5 suelos de subrasante y 5 bases granulares.

Líneas de investigaciónMódulos iniciales CR-ME

Concreto Hidráulico

Desarrollo de modelos:

• Ecuación inicial de fatiga para concreto hidráulico

Líneas de investigaciónModulos iniciales CR-ME

Clima

Temperatura ambiental

• Temperatura a diversas profundidades de la capa de mezcla asfáltica Investigación

• Mediante diferencias medias, perfiles de temperatura anuales

Líneas de investigaciónModulos iniciales CR-ME

ClimaHumedad

• Materiales granulares y suelos: factor de corrección MR

• Mediante diferencias medias, perfiles de humedad anuales

Líneas de investigaciónModulos iniciales CR-ME

Modelo de análisis y funciones de transferencia

Modelo de análisis

• Multicapa elástica• MAC

• FEM• MAC-PCC

• Visco-elasticidad lineal• MAC-Casos especiales

Análisis de daño

incremental

Análisis de daño

incremental-recursivo

Líneas de investigaciónMódulos iniciales CR-ME

Modelo de análisis y funciones de transferencia

Funciones de transferencia

• Tres etapas• Funciones de transferencia de la MEPDG• Calibración de funciones de

transferencia propias (HVS del Pavelab)• Factores asociados al sitio particular:

bases de datos e instrumentación

Líneas de investigaciónMódulos iniciales Guía de Diseño

Modelo de análisis y funciones de transferencia

Funciones de transferencia

Líneas de investigaciónMódulos iniciales Guía de Diseño

Modelo de análisis y funciones de transferencia

Funciones de transferencia

Algoritmo y Versión de Software 1.0

Algoritmo y Versión de Software 1.0

Ejemplo de salida del software y nuevo concepto de diseño

Ejemplo de salida del software y nuevo concepto de diseño

% Area Agrietada vs Años Transcurridos

40% Area fatigada 80% Area fatigada

Sin variación estacional Con variación estacional

Conclusiones

• Uso de métodos empíricos debe dejarse

• Latinoamérica tiene todos los elementos para desarrollar y calibrar su propia guía de diseño de pavimentos

¡Muchas Gracias!

http://www.lanamme.ucr.ac.cr/luis.loriasalazar@ucr.ac.cr