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Materiales para pavimentos.
Un tema central en lo relativo al comportamiento de pavimentos es, sin duda, el problema de las propiedades de los materiales que lo conforman.
Dado que la tendencia actual de mucha investigación sigue hacia el uso de modelos matemáticos, basados en las teorías de la elasticidad y viscoelasticidad, ha llegado a ser esencial en la investigación de campo el tener información confiable sobre las especificaciones de los materiales utilizados, así como de sus propiedades mecánicas. Sin lo anterior, es muy difícil el explicar las desviaciones entre los comportamientos esperado y observado de los pavimentos.
Es interesante notar que, mientras muchos de los participantes en el Proyecto FORCE eran capaces de evaluar la composición y propiedades de los materiales asfálticos, pocos podían hacer lo mismo, por falta de infraestructura, para los materiales granulares empleados y menos aún para los suelos utilizados.
Esto es un reflejo de la tendencia, en los últimos años, hacia el estudio principal del comportamiento de materiales asfálticos. Sin embargo, es claro que la investigación sobre pavimentos es imposible sin un conocimiento completo del comportamiento mecánico de los suelos. Lo anterior fue reconocido por los países participantes y se consideró para una futura cooperación internacional.
Entre las conclusiones importantes destaca la utilidad de equipos de campo para la evaluación de la capacidad estructural de los pavimentos.
En particular, se señala que los deflectómetros de impacto (en inglés FWD-Falling Weight Deflectometers) son equipos que pueden propiciar la obtención rápida de información útil sobre la resistencia relativa en cada una de las diferentes capas de un pavimento.
Dicha información se puede correlacionar con otras mediciones realizadas en esas áreas. Además, los valores de deflexión obtenidos pueden servir, con una interpretación cuidadosa, para estimar los módulos de elasticidad de cada una de las capas que constituyen la sección estructural del pavimento.
Sigue en pie el hecho de que todos los deflectómetros de impacto miden algo que es diferente de las deformaciones que sufre un pavimento a largo plazo, por lo que están sujetos para su correcta interpretación a un problema de correlación experimental.
Durante el experimento de Nantes se recopiló información sobre deflexiones, temperaturas, longitud de fisuras, profundidad de roderas, condiciones climáticas, deformaciones en el pavimento, etc. En total se acumularon 60 millones de valores que necesitan un manejo e interpretación adecuados.
A pesar de toda esa información, algunos investigadores concluyeron que son necesarias mediciones más extensivas y frecuentes, para hacer comparaciones entre lo teórico y lo medido.
Esto hace ver que en este tipo de experimentos el problema del tratamiento de la información es muy importante. La cantidad de datos necesaria se puede determinar adecuadamente a partir de una teoría de comportamiento mecánico de pavimentos adecuada.
Hasta ahora, los modelos utilizados están basados en los métodos mecanicistas que se describen con mayor detalle posteriormente.
Tal cantidad de datos hace necesario el uso de análisis estadísticos para el tratamiento de la información, para interpretar los resultados y poder obtener conclusiones. Una alternativa al uso de los métodos estadísticos es el análisis dimensional, para identificar a priori las variables importantes que necesitan ser medidas en un experimento.
Cabe señalar que Westergaard, en 1926, utilizó el análisis dimensional para estudiar el problema del cálculo del esfuerzo de tensión máximo en pavimentos rígidos.
Entre las conclusiones más relevantes obtenidas cabe destacar las siguientes:
- La tecnología actual permite la medición de deflexiones con una precisión aceptable, pero la medición de deformaciones no es todavía confiable.
- La deformación permanente observada es proporcional a la rígidez de la estructura de pavimento. Al parecer, lo anterior no se puede afirmar para el caso de agrietamientos, o deformaciones importantes.
- Entre los factores que influyen más en el comportamiento se indicaron la calidad del suelo de apoyo y el espesor de la carpeta asfáltica.
- Los factores de equivalencia entre las cargas estudiadas de 10 y 11.5 Ton dependen del tipo de deterioro a considerar.
Ensayes cruzados
Como ya se indicó anteriormente, la segunda etapa del Programa FORCe consistió en la realización de experimentos similares en países tales como España, Estados Unidos, Australia, Finlandia y otros.
Estos ensayes cruzados tuvieron como objetivo comparar los resultados obtenidos en la ciudad de Nantes con otros en instalaciones diferentes sobre estructuras de pavimento similares. Sin embargo, las diferencias entre resultados fueron muy importantes.
Lo anterior cuestiona la realización de ensayes cruzados en diversos países; sin embargo, los costos involucrados en los experimentos a gran escala hace que el número de variables que se puede incluir en el programa experimental correspondiente sea limitado.
Lo anterior llama necesariamente a una cooperación internacional para obtener mayores ventajas de las instalaciones de prueba disponibles. Gracias al señor Claudio José Manzueta por enviarnos este material como colaboración para ser publicado en ARQHYS.
