Resumen
En esta investigación se ha estudiado el efecto de la variación de la temperatura en la
deflexión de firmes flexibles. En primer lugar se han recopilado los criterios existentes de
ajuste de la deflexión por efecto de la temperatura. Posteriormente, se ha llevado a cabo
un estudio empírico mediante la auscultación de las deflexiones en cinco tramos de
carretera con firme flexible y con diferentes espesores de mezclas bituminosas (entre 10
y 30 cm). Las medidas se han efectuado en dos campañas (verano e invierno), tratando
de abarcar un amplio rango de temperaturas. En cada campaña, se han llevado a cabo
distintas auscultaciones a diferentes temperaturas. Las medidas de cada campaña se
han realizado el mismo día. Se han obtenido los coeficientes empíricos de ajuste por
temperatura para cada tramo analizado.
Además, se ha realizado un estudio teórico mediante la elaboración de diferentes
modelos (multicapa elástico lineal, multicapa visco-elástico lineal y elementos finitos) que
reproducen la respuesta estructural de los firmes flexibles auscultados. La
caracterización mecánica de las mezclas bituminosas se ha realizado mediante ensayos
de módulo complejo en laboratorio, a diferentes temperaturas y frecuencias, sobre
testigos extraídos en las carreteras estudiadas. Se han calculado los coeficientes
teóricos de ajuste por temperatura para cada modelo elaborado y tramo analizado.
Finalmente, se ha realizado un estudio comparativo entre los distintos coeficientes de
ajuste (existentes, empíricos y teóricos), que ha puesto de manifiesto que, en todos los
casos analizados, los coeficientes obtenidos en el modelo de elementos finitos son los
que más se aproximan a los coeficientes empíricos (valor de referencia para los tramos
analizados). El modelo desarrollado de elementos finitos permite reproducir el
comportamiento visco-elástico de las mezclas bituminosas y el carácter dinámico de las
cargas aplicadas. Se han utilizado elementos tipo tetraedro isoparamétrico lineal
(C3D8R) para el firme y la parte superior del cimiento, mientras que para la parte inferior
se han empleado elementos infinitos (CIN3D8). In this research the effect produced by the temperature change on flexible pavements
deflection is analysed. First, the existing criteria of deflection adjustment by temperature
were collected. Additionally, an empirical analysis was carried out, consisting on
deflection tests in five flexible-pavement road sections with different asphalt mix thickness
(from 10 to 30 cm). The measures were taken in two seasons (summer and winter) in an
effort to register a wide range of temperatures. Different surveys were carried out at
different temperatures in each season. The tests of each season were done at the same
day. The empirical temperature adjustment factors for every analysed section were
obtained.
A theoretical study was carried out by developing different models (linear elastic
multilayer, linear visco-elastic multilayer and finite elements) that reproduce the structural
response of the tested flexible pavements. The mechanical characterization of the asphalt
mixes was achieved through laboratory complex-modulus tests at different temperatures
and frequencies, using pavement cores from the surveyed roads. The theoretical
temperature adjustment factors for each model developed and each section analysed
were calculated.
Finally, a comparative study among the different adjustment factors (existing, empirical
and theoretical) was carried out. It has shown that, in all analysed cases, the factors
obtained with the finite elements model are the closest to the empirical factors (reference
value for the analysed sections). The finite elements model developed makes it possible
to reproduce the visco-elastic behavior of the asphalt mixes and the dynamic nature of
the applied loads. Linear isoparametric tetrahedral elements (C3D8R) have been used for
the pavement and the subgrade, while infinite elements (CIN3D8) have been used for the
foundations.
