UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS TEMA: “FALLAS EN PAVIMENTOS HIDRAULICOS EN LA CIUDAD DE HUANUCO” CURSO : Diseño Moderno de Pavimentos DOCENTE: Espinoza Galarza, Rodho CICLO : VIII ALUMNOS: Rodríguez Tucto, Fernando HUANUCO – PERU 2018 DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 1 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS 1. INDICE 2. INTRODUCCION ..................................................................................................................... 3 3. OBJETIVOS ............................................................................................................................. 4 4. 3.1 OBJETIVO PRINCIPAL: .................................................................................................... 4 3.2 OBJETIVO SECUNDARIO: ............................................................................................... 4 RESUMEN .............................................................................................................................. 5 Fuerza.- ...................................................................................................................................... 5 Presión.- .................................................................................................................................... 5 Esfuerzo.-................................................................................................................................... 5 Deformación.- ........................................................................................................................... 5 Fuerza y Presión de Contacto .................................................................................................... 5 Fallas por neumático ............................................................................................................. 6 Nomenclatura del Neumático.- ................................................................................................. 6 Índice de Carga ...................................................................................................................... 7 Área de Contacto.- .................................................................................................................... 8 Presión de Contacto.- ................................................................................................................ 9 Modelo de Bousinesq.- ........................................................................................................... 10 Aplicación de la solución de Boussinesq y la Teoría Elástica .................................................. 12 Ejemplo 1:............................................................................................................................ 13 5. CONCLUSION ....................................................................................................................... 16 6. RECOMENDACIONES ........................................................................................................... 17 7. BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................................... 18 DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 2 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS 2. INTRODUCCION En el presente trabajo veremos las fuerzas que se aplica el vehículo para poder efectuar su movimiento son transmitidos a través del contacto entre el neumático y el camino y debido a esto, es que los neumáticos y su presión interna constituyen un elemento de suma importancia en el diseño de pavimentos. DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 3 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS 3. 3.1 OBJETIVOS OBJETIVO PRINCIPAL: -Determinar los tipos de fallas encontrado en los pavimentos hidráulicos en Huánuco. 3.2 OBJETIVO SECUNDARIO: -Conocer las causas de los tipos de fallas en estos pavimentos hidráulicos. -Dar conocimiento de algunos métodos usados y por usar para evitar estos tipos de fallas. DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 4 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS 4. RESUMEN Fuerza.Estamos hablando de una magnitud física que se manifiesta linealmente. A su vez, la fuerza representa a la intensidad que pueda existir durante el intercambio de dos partículas o cuerpos. Presión.Se entiende la presión dentro de la física como la relación entre una fuerza y la superficie sobre la que es aplicada. La medida utilizada para medir la fuerza es el Newton (N) y para medir la superficie se utiliza el metro cuadrado (m2). Esfuerzo.El esfuerzo es una fuerza que actúa sobre el área unitaria en la que se aplica, existen esfuerzos de tensión, flexión, compresión y cortantes. Deformación.La deformación unitaria se define como el cambio de dimensión por unidad de longitud. Fuerza y Presión de Contacto El neumático tiene un contacto con la superficie de la capa de rodadura, transmitiendo esfuerzos, presiones ocasionando deformaciones a la estructura del pavimento. DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 5 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Fallas por neumático -Un exceso de presión en el neumático aumenta su rigidez y reduce el área de contacto. (Provocando menor fricción lo cual conlleva a su mejor estabilidad del vehículo). Nomenclatura del Neumático.- DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 6 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Índice de Carga Carga del eje (W) Presión de Contacto (p) Área de Contacto (s) Presión del inflado del neumático DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 7 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Área de Contacto.Común mente el área de contacto del neumático con el pavimento es asumido como circular (Teoría Elástica de Capas Múltiples). No obstante, la forma verdadera del área de contacto de un neumático se desvía principalmente a un are elipsoidal debido a la forma a la forma de la banda de rodadura y los hilos de refuerzos de los que se compone el neumático. El Angulo de corona del neumático afecta directamente el área de contacto, lo que implica que los neumáticos bias-ply aproximan a una elipse mientras que los neumáticos radiales asemejan a un rectángulo. DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 8 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Presión de Contacto.La presión entre el neumático en movimiento y el pavimento presenta un comportamiento no uniforme. La no uniformidad se debe a la rigidez ante la flexión y por ende el diseño del mismo. Para un neumático cualquiera, la distribución de la presión de contacto se ve afectada principalmente por dos variables de operación, la presión de inflado del neumático y la carga sobre el neumático (Tielking, 1987). Según el estudio “Laboratory Measuremet of the Actual Tire-Pavement Contact Pressure Using a Static Test Device” (Walubita. L. 2009) 1) Cuando la presión de inflado se mantiene constante, un incremento en la carga aplicada sobre el neumático afectara principalmente los costados y marginalmente el centro del mismo. 2) La magnitud y distribución de la presión de contacto son función de la carga aplicada sobre este, la presión de inflado, el tipo de neumático, los patrones de la banda de rodadura y la edad de neumático. DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 9 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Modelo de Bousinesq.- Distribución de esfuerzos verticales bajo la línea de carga de rueda. Distribución de esfuerzos Horizontales bajo la línea de carga de la rueda DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 10 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS La estructura del pavimento al ser sometida a una determinada solicitación, normalmente una carga ortogonal a su superficie, produce un estado de tensiones y deformaciones. Las deformaciones producen desplazamientos en sentido vertical en magnitudes muy pequeñas del orden de centésimas o milésimas de milímetros (deflexión) DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 11 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Aplicación de la solución de Boussinesq y la Teoría Elástica Considerando una carga circular uniformemente repartida de magnitud q, y un plano horizontal cualquiera a una profundidad z1, se tendrán los máximos esfuerzos verticales transmitidos, σz máx, cuando r=0 (punto ubicado en el eje vertical). Según Foster y Ahlvin (1954) tenemos los valores de σzmáx, εz y la deflexión (asentamiento Máximo en el centro del área circular para z=0= es: a) Esfuerzo máximo vertical (en el eje vertical) Ecuación Nº 1.0 DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 12 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS b) Deformación máxima vertical (en el eje vertical) Ecuación Nº 2.0 c) Deflexión vertical máxima en la superficie y en el centro de la carga circular. Ecuación Nº 3.0 Ejemplo 1: Determinar los esfuerzos y deformaciones en una carretera que no será pavimentadas (trochas). La subrasante está conformada por conglomerado (gravoso muy compacta) de alta capacidad de soporte, CBR de 100%. El módulo elástico, E, de 1000 kg/cm2 y relación de poisson, ν, 0.40. la carga aplicada es de 7 kg/cm2 y el radio de contacto entre la llanta y la superficie de rodadura es 15 cm. DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 13 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Solución: Aplicando la ecuación 1.0 se obtiene σz y con la ecuación 2.0 se determina la εz, para expresarla en porcentaje se multiplica por 100. (0)3 𝜎𝑧 = (7) ⌊1 − ⌋ (152 + 02 )1.5 (10)3 𝜎𝑧 = (7) ⌊1 − ⌋ (152 + 102 )1.5 DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 14 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS La distribución de esfuerzos y deformaciones en función de la profundidad es: De las figuras se puede concluir que los primeros 30 cm de la subrasante asumen el 70% de los esfuerzos transmitidos por el tránsito. DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 15 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS 5. CONCLUSION -El diseño de pavimento dependerá mucho de las cargas transmitidas, presiones. DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 16 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS 6. RECOMENDACIONES -Se recomienda trabajar con el menor área de contacto de los neumáticos, para ello se usaran las características del neumático diagonal. DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 17 UAP UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS 7. BIBLIOGRAFIA Libro -Adbel – Motaleb, M (2007) “impac of High Pressure Truck Tires on Pavement Design” Sitio Web: - http://cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/uni/1687/1/guevara_mc.pdf - http://www2.produce.gob.pe/dispositivos/publicaciones/2005/abril/ds016-2005produce.pdf - DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTO 18
