La geogrilla de Fibra de vidrio, en el marco de la mecánica de materiales, como alternativa para la reparación de pavimentos

Abstract

3. - PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN Uno de los tipos de fallas más comunes que sufre un pavimento es el agrietamiento por fatiga o reflexión, el cual es producido generalmente por la carga del tráfico, el endurecimiento por vejez ó los ciclos de cambio de temperatura. Esto se materializa en grietas que son visibles en la superficie, y éstas, no son más que la imagen reflejada de las fisuras o juntas de dilatación que subyacen en la carpeta de rodadura. 4. - OBJETIVOS 4.1. - OBJETIVO GENERAL Mostrar una nueva alternativa para la reparación de pavimentos en el Perú, en cuanto a la aparición de grietas reflejadas en la superficie del pavimento, cuya falla está relacionada con la fatiga del material. 4.2. - OBJETIVOS ESPECÍFICOS Mostrar los beneficios ingenieriles-estructurales de la geogrilla de fibra de vidrio, con respecto a otros sistemas que se utilizan con el mismo fin. 5. - HIPOTESIS La geogrilla de fibra de vidrio es un material compuesto por hilos de fibra de vidrio cubierto de un polímero elastomérico, que crea una estructura en forma de malla. Cada hilo tiene una resistencia a la tensión extremadamente alta y un alto módulo de elasticidad; esto es particularmente importante ya que el concreto asfáltico generalmente se agrieta a pequeñas deformaciones. Cuando el sistema GlasGrid se instala formando un “sándwich” entre las capas de nivelación y rodadura en una sobrecarpeta convencional, se convierte en la resistencia oculta de la carretera, diseñada para propagar horizontalmente los esfuerzos verticales de las grietas y disiparlos efectivamente. 6. - METODOLOGÍA Aunque en la clasificación del método científico no hay un consenso universal, pues estos se entremezclan muchas veces, es posible determinar un método a seguir dentro de la clasificación mencionada. En esta Tesis se utilizará el método de la observación científica, el más usado en las ciencias naturales, que es parte del método empírico analítico, además de métodos cuantitativos-cualitativos, que no forman parte dentro de la clasificación del método científico, pero sin embargo son utilizados como herramientas de investigación. Se utilizarán estos métodos debido a que esta Tesis tendrá su apoyo principal en experimentos de laboratorio, acompañados por ciertos análisis estadísticos, sobre todo en el caso de plantear los beneficios económicos. Los ensayos de laboratorio que se realizarán serán: ensayos de carga cíclica, que simularán el paso del tránsito y que mostrarán que las grietas en la probeta con el material propuesto aparecerán a mayor número de ciclos que en los que no se haya colocado el material, además de tener longitudes mucho menores; ensayos de tracción directa, que mostrarán que las deformaciones últimas ocurrirán para mayores cargas en las probetas con el material propuesto, en comparación con las probetas sin el material. La información requerida está basada en ensayos de la tecnología propuesta en la Tesis, los mismos que han sido elaborados en las universidades más prestigiosas del mundo, como la Universidad de Texas A&M, Universidad de Nottingham y universidad de Delft. También fue probado en la pista de pruebas de pavimento del Centro Nacional de Tecnología del asfalto, en los Estados Unidos de América. Además la naturaleza de la información se apoyará en experiencias realizadas en el vecino país de Chile. 7. – RESULTADOS • El incremento de carga para que fallaran las vigas reforzadas con respecto a las no reforzadas fue de 75%. • Los niveles de carga que causan la falla en las vigas reforzadas son del orden de 1400 Kg, en contraste con las vigas no reforzadas, que fallan con una carga promedio de 500 Kg. • De los dos sistemas que retardan la reflexión de fisuras en la superficie, la más efectiva resulto ser la geogrilla de fibra de vidrio, con una efectividad 228% superior al mortero asfáltico. • Es posible medir la efectividad con un porcentaje exacto para el caso de la geogrilla de fibra de vidrio respecto del mortero asfáltico, esto porque los dos fallan para un mismo nivel de carga: 1400 Kg. Sin embargo, medir la efectividad en porcentaje, de éstas respecto de las no reforzadas es más complicado puesto que las que no tienen ningún refuerzo fallan para diferentes niveles de carga. Para este último caso es mejor observar en las gráficas, que demuestran dilatadamente los beneficios de reforzar una carpeta. 8. – CONCLUSIONES • Tanto la viga con geogrilla de fibra de vidrio, como la viga reforzada con mortero asfáltico, retardan en gran medida la aparición de grietas en la superficie. • De entre las muchas grietas que aparecen, las grietas que llegan a la superficie lo hace partiendo de la grieta generada, o de una vecindad próxima a esa grieta, del orden de 3 cm a cada lado de la grieta generada. • Una vez iniciada la falla, los incrementos de las longitudes de grietas se dan de forma súbita. • La viga C-1, reforzada con geogrilla de fibra de vidrio, no presentó ninguna grieta reflejada. Sólo presento una grieta aislada, la cual se tomó para hacer las comparaciones necesarias. Sin embargo no puede sentenciarse que esta grieta no haya sido influenciada por los esfuerzos y deformaciones que ocurren en la grieta generada, puesto que se necesitarían investigaciones más profundas para llegar a esta conclusión. • La viga A-1 fue la única que presentó más de una grieta reflejada y lo hizo para un orden de carga de 600 Kg, en cambio la primera grieta lo hizo para una carga de 400 Kg. Es de suponerse que la segunda grieta ya estaba produciéndose en el interior de la viga, puesto que aparece después de sólo 28 ciclos de incrementada la carga.