Comportamiento del pavimento rígido con una losa en concreto postensado (Primera parte)

Generalidades de la investigación

Al tomar como objeto de investigación la fatiga por tensión de una losa de concreto simple y una de concreto postensado sobre una estructura (en la que no se considera el fenómeno de bombeo), conformada por una capa de suelo y una capa granular, se establecieron como variables que intervienen en el problema las siguientes:

Dv ----> Cdv

Donde Dv es el desplazamiento vertical (variable dependiente), Cdv es la carga vertical dinámica aplicada (variable independiente) y ---> es el tipo de relación que existe entre los dos (lineal, exponencial, etc.).

Es importante señalar que la variable independiente está asociada a conceptos básicos como la amplitud, frecuencia y velocidad de las ondas de choque. De igual forma la variable dependiente está asociada al comportamiento del material en el rango de elasticidad y plasticidad, que en definitiva es donde se define el tipo de respuesta de la losa a las solicitudes de carga.

Para la modelación de la subrasante y la sub-base se emplearon variables como: densidad vs. contenido de agua; penetración (CBR) vs. contenido de agua; densidad vs. CBR; expansión vs. contenido de agua y carga unitaria vs. contenido de agua. Para modelar la losa se empleó microconcreto simple y postensado. Para ello se establecieron variables como: resistencia vs. relación agua-cemento, tamaño máximo, asentamiento, resistencia a la compresión y tensión y módulo de elasticidad. El postensado de la placa se realizó a través de compresión axial mediante el uso de varillas de acero de 4mm de diámetro.

Con el propósito de establecer las dimensiones de los modelos, se consideraron, el nivel de carga que se debería aplicar en función del tipo de vehículo estándar, el tipo de subrasante y sub-base; además de la clase de tráfico. Para el diseño del espesor del prototipo, se siguió el método de diseño mecanicista (racional) de pavimentos. En el proceso se empleó una carga estándar de 13 toneladas en un eje simple con ruedas gemelas, que se aplica sobre 4 círculos con un radio de 12.5cm. El esfuerzo al que se somete al pavimento corresponde a 6.62 Kg/cm², dato con el cual se determinaron las dimensiones de los dos modelos físicos y el valor de la carga a aplicar en el experimento, siguiendo las leyes de similitud y el factor de escala (10) elegido para esta investigación. La carga aplicada corresponde a 130 Kg, a través de 4 círculos con radio de 1.25cm, sobre 2 losas de 41.0cm * 41.0cm de área y de 3.0 cm de espesor, para la losa en microconcreto simple y de 2.0cm para la losa en microconcreto postensado.