Metodos de Prueba de Fatiga

May 22, 2018 | Author: planeacion vergara-cundinamarca | Category: Fracture Mechanics, Fatigue (Material), Chemical Product Engineering, Mechanical Engineering, Mechanics


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3.0 MÉTODOS DE PRUEBA DE FATIGA En esta sección se seleccionaron metodologías para medir el comportamiento de fatiga del asfalto concreto se discuten. Se incluyen breves descripciones de las metodologías de prueba en conjunto con una lista de las ventajas y desventajas de cada uno. Las categorías generales incluyen: 1. Flexión simple con una relación directa entre la vida de fatiga y el estrés / tensión desarrollado al someter vigas a cargas pulsantes o sinusoidales en cualquiera de los dos, configuración de punto central; vigas en voladizo giratorias; y trapezoidal vigas en voladizo sometidas a carga sinusoidal 2. Flexión soportada con una relación directa entre la vida de fatiga y tensión / deformación desarrollada al cargar vigas o losas que se soportan en varias formas de simular directamente los modos de carga in situ y, a veces, simular un estado de estrés más representativo 3. axial directo con una relación directa entre la vida de fatiga y el estrés / tensión desarrollada aplicando cargas pulsantes o sinusoidales, uniaxial mente, con o sin carga inversión de estrés. 4. Diametral con una relación directa entre la vida de fatiga y el estrés / tensión desarrollada mediante la aplicación de cargas pulsantes a especímenes cilíndricos en la diametral dirección. 5. Triaxial con una relación directa entre la vida de fatiga y el estrés / tensión desarrollado por pruebas similares a las pruebas axiales directas pero con confinamiento. 6. Pruebas de fractura y el uso de los principios de la mecánica de fractura para predecir la fatiga vida. 7. Pruebas de seguimiento de las ruedas, incluidos arreglos de laboratorio y a gran escala, con una relación directa entre la cantidad de grietas, la cantidad de carga aplicaciones, y la tensión / deformación medida y / o calculada. Para escala completa pruebas, se han utilizado configuraciones de seguimiento lineales y circulares 3.1 Flexión simple La mayoría de los datos de prueba de fatiga se han desarrollado mediante simples pruebas de flexión en las que el estrés o la tensión "fue repetidamente aplicado hasta que la muestra falló o exhibió cambios en características que hacen que la mezcla no sea adecuada. Los resultados de estas pruebas se han expresado en la forma de las siguientes ecuaciones (por ejemplo, Pell, 1967, Monismith et al., 1966, 1981, y Pell et al., 1975 cargas pulsantes. teniendo un tiempo de carga de 0.1 para asegurar un momento de flexión uniforme a través del tramo medio de la viga. a B C. y Verstraeten et al. 1961). Rigidez dinámica era medido utilizando otra máquina (Figura 3. Pell también utilizó una máquina de fatiga torsional de tensión controlada como se muestra en Figura 3. se aplican en dos ubicaciones. Vigas voladizas trapezoidales sometidas a cargas o deformaciones sinusoidales. 3. Las dimensiones de las muestras son 30 mm (1. K. se aplica una carga en la parte superior y el esfuerzo de flexión de amplitud constante inducida a través de la muestra.000 rpm. Rotación de vigas en voladizo sometidas a cargas sinusoidales. y Nf es el número de aplicaciones de carga a la falla.5 pulgadas x 15 pulgadas. Los ejemplos del equipo incluyen el usado por la Universidad de California en Berkeley y The Asphalt Institute (Figura 3.2).). se muestra en la Figura 3. cargas de 3 pulg. Con este equipo.1) o punto central (Figura 3. se utilizó una máquina voladiza giratoria (Figura 3. x 15 pulg.4a) en la que se monta la muestra 39 verticalmente en un eje voladizo giratorio. Y las muestras se prueban en el modo de deformación controlada (deformación).2 in. x 3 pulg. Las pruebas en muestras trapezoidales han sido llevado a cabo por los investigadores de Shell (van Dijk.1.2 in) x 40 mm (1. Para la Universidad de California equipo.5 pulgadas x 1.2.4b) aplicando una amplitud sinusoidal constante deformaciones.. La mayoría de las pruebas fueron conducido a una temperatura de 10 ° C y una velocidad de 1. y d son coeficientes materiales asociados con la metodología de prueba de laboratorio. 1975).1.5 para algunas pruebas de fatiga en materiales bituminosos. El Instituto de Asfalto utiliza especímenes. (Pell et al.3. las muestras son de 1. Pruebas de flexión en las que las cargas se aplican de forma repetida o sinusoidal punto central o carga de tercer punto 2. y 3. 1972. Vigas trapezoidales cargadas sinusoidalmente. investigadores de Bélgica (Verstraeten. 1975 y 1973). En la Universidad de Nottingham. como se muestra en la Figura 3. y por el LCPC (Bonnot. Se han desarrollado varios "diferentes tipos de equipos de flexión para estudiar el características de fatiga de las mezclas de asfalto y hormigón.1 Centro-P0int y carga de tercer punto Una muestra de viga de asfalto-hormigón con soporte simple está sujeta a una carga controlada o deflexión bajo carga de tercer punto (Figura 3. las magnitudes de tensión y tensión de tracción aplicadas repetidamente. Se han realizado pruebas de carga controlada (esfuerzo) y de desviación controlada (esfuerzo) realizado El Laboratorio Shell en Amsterdam ha utilizado el equipo de carga del punto central. . U.2 Carga en voladizo Cargas giratorias. Los rastros típicos de carga y desviación se muestran en Figura 3. se aplican. incluidas (entre otras): 1.donde et y sigma t son.1).6 in) x 230 mm (9.6 ilustra el Equipo LCPC. La figura 3..1 segundos y una frecuencia de carga de 100 repeticiones por minuto. 3. 1986). Verstraeten. 1972) o estrés (Kunst. La técnica básica mide adecuadamente un fundamental que puede usarse para . 1986. Los especímenes probados por van Dijk. una sección transversal superior de 20 mm por 20 mm. 1975. 2.1. Este método de prueba es bien conocido. y una altura de 250 mm.La dimensión más grande de la muestra trapezoidal es fija y el extremo más pequeño es sometidos a una cepa aplicada sinusoidalmente (Bonnot. van Dijk. Al seleccionar correctamente las dimensiones de la trapezoide. 1989).3 Evaluación Ventajas Las siguientes son consideradas las principales ventajas de simple pruebas de flexión: 1. por ejemplo. ampliamente difundido y fácil de entender. los especímenes fallarán a aproximadamente la mitad de la altura donde el esfuerzo de flexión es más grande en lugar de en la base donde las condiciones de contorno pueden afectar negativamente la interpretación de resultados de la prueba. por 20 mm. 3. tenían una sección transversal de base de 55 mm. los haces de asfalto-hormigón eran colocado sobre una estera de goma para simular las condiciones de soporte del campo (Figura 3.3. Es posible una mejor simulación de las condiciones de campo. 5.2 Flexión soportada Para duplicar más el estrés in situ y las condiciones de modo de carga. el estado de estrés es esencialmente uniaxial. Esta característica ayuda a reducir el coeficiente de variación en los resultados de la prueba. 2. Limitaciones Las principales limitaciones de esta metodología son: 1. Una carga repetida en forma circular es aplicado al centro de la losa resultando en un estado de tensión en la losa que es muy similar a lo que ocurre en la estructura del pavimento.. . Los resultados de las pruebas de estrés controlado se pueden usar para el diseño de asfalto grueso pavimentos. por lo tanto. 4. la falla de la muestra se inicia en la región de estrés relativamente uniforme. reducir la dispersión de los resultados de la prueba. requiriendo menos muestras. A temperaturas más altas. y un sistema de carga neumática. 45 cpm. Las muestras de viga no fueron sometidos a inversiones de estrés durante la prueba. inicio de la falla en una tensión de tracción relativamente uniforme región no es posible. Se espera que el soporte del espécimen reduzca los efectos del menor imperfecciones en las muestras y. A diferencia de eso dentro de la estructura del pavimento. Ventajas Las ventajas de esta metodología incluyen: 1. Validación de los resultados de laboratorio en comparación con el pavimento in-situ el rendimiento es difícil debido a la necesidad de un factor de cambio como se señaló encima. 3. 5. 3. 4. mientras que los resultados de las pruebas de deformación controlada se pueden utilizar para diseño de pavimentos de asfalto delgados. Además. el problema de la flacidez debido al peso de la muestra es superar. 1971) o un cojín de aire (Jiménez et al.7). varios los investigadores han utilizado especímenes de placas circulares apoyados en una estera de goma (Majidzadeh) et al.. 3. 2. La muestra de fatiga y el soporte de goma se incluyeron en una cámara de control de temperatura mantenida a 80 * F + 1 ° F (27 ° C). se utilizó. En su metodología.861 gm / cc) que soporta el haz. Barksdale (1977) utilizó pruebas de fatiga del haz para evaluar la fatiga características de las bases de asfalto-hormigón.06 segundo con una forma de haversine aproximadamente: una frecuencia. La fatiga El equipo de prueba consistió en un marco de carga. Los resultados se pueden usar directamente (con un factor de cambio apropiado) en diseño estructural de pavimentos para estimar la propensión al agrietamiento. En la carga de tercer punto. El método es costoso. La prueba ofrece un medio conveniente para examinar los modos de carga entre los extremos de estrés controlado y tensión controlada. En la carga del punto central. 4. 1962). La teoría elástica generalmente se supone que calcula la tensión o el esfuerzo de tracción. una estera de goma de 4 pulgadas (102 mm) de espesor (con módulo de reacción de subrasante de 284 pci o 7. El pulso de carga tuvo una duración de 0. requiere mucho tiempo y requiere un equipo especializado. 3. La prueba consume más tiempo que muchas otras pruebas de fatiga.4 segundos. Más recientemente. Las muestras eran prismoidales. con secciones transversales cuadradas de 75 mm y longitudes de 225 mm (Figura 3. 3. se han realizado pruebas de tracción uniaxial en los Países Bajos (Kunst. estas son más simples y menos costosas. En comparación con las pruebas de flexión.3 Direct Axial 3.1 tensión El Laboratorio de Investigación de Transporte y Carreteras (TRRL) del Reino Unido ha realizó pruebas de tracción uniaxial sin inversión de tensión usando una frecuencia de carga de 25 Hz. y los efectos de los períodos de descanso. 3. Las frecuencias de carga fueron de 16. a partir de períodos de descanso muy cortos. 2. la forma de . 1972). y dependiendo de cómo la muestra está "sujetada" en el aparato de prueba. una duración de 40 milisegundos. En principio. Desafortunadamente. los detalles de las pruebas holandesas no están disponibles en este momento.8). La condición de carga no representa necesariamente las condiciones del campo. El esfuerzo y la tensión de tracción pueden determinarse fácilmente y. En comparación con la flexión simple. el equipo de prueba es más costoso y más complejo. en el caso de tensión. 3. Estas pruebas fueron conducido en el modo de estrés controlado. tracción axial y se aplicó la carga de compresión utilizando una máquina electrohidráulica servocontrolada. Pruebas el tiempo es más corto porque se pueden mantener menos ciclos de carga antes de la falla.1 Hz usando la carga de haversina en el modo de tensión controlada. desarrollada en el TRRL (Raithby.7 y 25 Hz. medido directamente Desventajas La principal desventaja es que: 1. 3.3. más allá del cual aumentar la duración del período de descanso tuvo muy poco efecto adicional.2 Tensión / Compresión En esta forma de prueba de fatiga. el estado de tensión es predominantemente uniaxial. y períodos de descanso que varían de 0 a 1 seg. 1977). los resultados de los ensayos de tracción axial se pueden usar tanto para evaluar mezclas y diseñar el pavimento para la suficiencia de fatiga cuando los factores de cambio correctos representando las condiciones de campo están disponibles. De acuerdo a Raithby (1972). 2. puede que no estar sujeto a reversiones de estrés (Barksdale. Las muestras pueden ser circulares y rectangulares en sección transversal. 1989) a frecuencias de 1 y 0. Para muestras de viga. la vida de fatiga aumenta rápidamente con una aumentar el período de descanso antes de alcanzar un valor límite de alrededor de 0.Desventajas Las desventajas de la metodología incluyen: 1. 4. Ventajas Las ventajas de las pruebas axiales directas incluyen: 1. Equipo y Pr0ccdur ¢ _.4 segundos y un intervalo de descanso de 0. De las cuatro secuencias de carga. 1983) y 1968. ilustrada en la Figura 3. 2. Entre tracción / compresión cíclica carga y carga cíclica de compresión / tracción. 1989. La prueba no representa las condiciones del campo. para diseñar pavimentos para controlar el agrietamiento por fatiga. 2. trapezoidal y triangular) no es muy bueno.6 segundos (60 repeticiones por minuto). Por lo tanto. Por lo general. 1985. Los resultados se pueden usar para evaluar los efectos de la mezcla y.9) Ventajas Las ventajas incluyen lo siguiente: 1. es relativamente simple. Khosla y Omer (1985) utilizaron un tiempo de carga de 0. con la correlación de campo factores. 1971. Schmidt. y carga cíclica compresiva / extensible. Scholz. para pruebas de laboratorio prácticas de concreto asfáltico. la diferencia en la vida de fatiga atribuible a la inversión del orden de carga es de aproximadamente 30 por ciento (Figura 3. dependiendo del aumento de la vida en gran medida en la temperatura de prueba. El efecto de la forma de carga (por ejemplo. Períodos de descanso cortos. la carga cíclica de compresión pura da la mayor vida de fatiga seguida de carga cíclica de tracción / compresión. parece haber una disminución en el impacto de períodos de descanso cortos en la vida de fatiga.05 segundos y una . y la secuencia de aplicación de carga (compresión / tensión. En comparación con la carga cíclica continua a 25 Hz. Es posible simular el impulso de carga observado en el campo (compresión / tensión / compresión). son más costosos y requieren un equipo más especializado. sinusoidal. las pruebas de esfuerzo invertido requieren más tiempo. Khosla y Omer. excepto la forma de la carga legumbres. carga cíclica de tracción. Hicks y otros. etc.4 Prueba Diametral " La prueba de fatiga diametral es una prueba de tracción indirecta conducida por carga repetitiva una muestra cilíndrica con una carga de compresión que actúa paralela y a lo largo de la vertical plano diametral Esta configuración de carga desarrolla una tensión de tracción razonablemente uniforme en la muestra perpendicular a la dirección de la carga aplicada y a lo largo de la vertical plano diametral La prueba es simple de realizar y es considerada por algunos como un método efectivo para caracterizar materiales en términos de propiedades "fundamentales".). Una cantidad de investigadores han utilizado esta prueba para evaluaciones de materiales y análisis de pavimentos (Kennedy et al. un pulso de carga sinusoidal parece ser una representación razonable. 3.forma de onda. Kennedy y Anagnos (1983) utilizaron un tiempo de carga de 0. tienen un efecto importante en la vida de fatiga. Por encima de 25 ° C. 4. y las cargas se pueden aplicar con varios dispositivos. la vida a la falla con un segundo los períodos de descanso fueron hasta 25 veces más largos. solo compresión y tensión) fueron evaluados. tensión / compresión. En comparación con las pruebas de tracción directa. Raithby concluyó que: 1. se emplea un impulso de carga de haversine. Desventajas Las desventajas incluyen lo siguiente: 1. como ocurre en la práctica entre la carga sucesiva del eje aplicaciones.10. La configuración de carga. 3.. incluido el electrohidráulico y sistemas neumáticos. 2. La carga se transmite a los lados del cilindro circular derecho a través de una tira de carga de 0. Según Kennedy y Hudson (1968). y una carga suficientemente grande inducirán una falla por tracción a lo largo del diámetro vertical. a es el ancho de la tira de carga. 20. 5. Los especímenes de prueba son generalmente de 4 pulgadas de diámetro y 2.5 in.5 pulgadas de alto. Las tensiones en el centro de la muestra bajo una carga de tira (Figuras 3. bajo una carga lineal de suficiente magnitud. pero permitido en pruebas diametrales y (2) inversión de estrés que es poco práctico en pruebas diametrales. El diseño de mezclas y pavimentos para la adecuación a la fatiga es posible en principio utilizando la respuesta de fatiga medida por la prueba junto con la correlación de campo.10). la región uniforme para esta variable es mucho más pequeña que la región uniforme para una t. sin embargo. de acuerdo con Porter y Kennedy (1975). 2. Tensiones computadas. R es el radio del espécimen. que. por ejemplo. Debería ser señaló. existen dos diferencias más entre las pruebas de haz de flexión y diametral. de ancho (Figura 3. La prueba es simple en naturaleza. módulo elástico y resistencia a la tracción. es el ángulo en el origen subtendido por el ancho de carga tira. 3. En el centro del espécimen.10 y 3. Estos son: (1) deformación permanente que generalmente es prohibido en pruebas de flexión. e t es la tensión de tracción indirecta (horizontal) en el centro de la muestra. el esfuerzo de compresión vertical es tres veces el esfuerzo de tracción horizontal. Existe un estado de estrés biaxial. El efecto probable de estas diferencias es una menor vida de fatiga bajo teme diametral que bajo prueba de flexión. Ventajas La prueba diametral ofrece una serie de ventajas: 1.ac). 4. sin embargo. la muestra diametral fallaría cerca de la línea de carga debido a compresión. posiblemente de un tipo que representa mejor el campo condiciones 6. Además del estado de estrés biaxial. . h es la altura de la muestra. El equipo es aplicable para otras pruebas. La falla se inicia en una región de tensión de tracción relativamente uniforme. Las pruebas se pueden realizar no solo en muestras de laboratorio sino en núcleos de campo como bien. y ac es la tensión de compresión indirecta (vertical) en el centro de la muestra. Las tensiones de compresión se reducen en gran medida distribuyendo la carga a través de una tira de carga.frecuencia de 20 repeticiones por minuto. el gobierno la variable es (a t .11) son como sigue: donde P es la carga aplicada. las vidas de fatiga predichas podrían ser considerablemente diferente de los resultados de campo. las muestras tienen forma cilíndrica con un diámetro de 4 pulgadas y una altura de 8 pulgadas. es imposible variar la relación de los componentes verticales y horizontales y. . Ventajas Entre las ventajas de las pruebas triaxiales se encuentran las siguientes: 1. simulando las condiciones necesarias. y Pell y Cooper. 3. Otra forma de equipo triaxial en el cual los esfuerzos axiales y radiales eran aplicado de forma independiente podría usarse para ensayos de tracción repetidos triaxiales. 2. Hasta la fecha. Las cepas de corte deben ser controladas. en . para el diseño estructural 3. Aunque existe un estado de tensión biaxial en el centro de la muestra.Desventaja_. Existe una posible preocupación sobre la ausencia de reversión del estrés y la acumulación de deformación permanente. incluidas las tensiones de corte (mediante torsión) y vertical estreses. las tapas de los extremos se unen a la muestra proporcionando una longitud efectiva para la medición de la deformación vertical de 6 pulg. se utiliza para predecir la vida de fatiga. el método aún subestima la vida relativa a otros métodos de laboratorio. por lo tanto.12. Entre sus desventajas se incluyen: 1. por lo tanto. para replicar el estado de estrés en ubicaciones críticas dentro de un lugar in situ pavimento. Desventajas Las desventajas incluyen lo siguiente: 1. de lo contrario. Berkeley para estudiar el comportamiento de celo de las mezclas de asfalto bajo combinaciones de tensión normal y tensiones de compresión. Este método subestima significativamente la vida de fatiga si la tensión principal el estrés se usa como el factor determinante del daño. 1975) y se ilustra en Figura 3. La prueba representa mejor el estado de estrés in situ que la mayoría de otros laboratorios pruebas. Sousa (1987) desarrolló un equipo que es capaz de aplicar cepas de corte por torsión (repetida o constante) junto con radial tensión de tracción usando especímenes fabricados como cilindros huecos. 3.5 Triaxial Un ejemplo de esta forma de equipo de prueba de fatiga fue desarrollado en la Universidad de Nottingham (Pell y Brown. Es posible simular la condición de carga de campo en la cual la compresión es seguido de tensión 2. Este equipo puede desarrollarse aún más para aplicar tensiones radiales de tracción repetidas a través del fluido pulsante dentro del cilindro hueco. solo fatiga por cizalla (torsional) se han realizado pruebas. Las muestras se someten a una variación sinusoidal Esfuerzo axial Este equipo se ha utilizado para pruebas de compresión de tensión con y sin limitar el estrés Para acomodar la tensión. También en la Universidad de California. Los resultados se pueden usar para el diseño de la mezcla y.13) en la Universidad de California.ac. Incluso cuando la diferencia de estrés. con factores de correlación de campo. McLean (1974) desarrolló tal equipo (Figura 3. Para este equipo en particular. 1972. 2 se ha utilizado 1: evaluar la eficacia de este enfoque. N es el número de aplicaciones de carga. Pruebas de flexión con muesca de un solo filo (1.4 en ambos tipos de pruebas de fractura. Pruebas de tensión de muesca de un solo filo (1. Según Majidzadeh (1971). se puede utilizar la mecánica lineal de fractura elástica (LEFM) para aproximar las condiciones de falla: si el tamaño de la zona de plástico es varias órdenes de magnitud mayor que el tamaño de la grieta. cuando se asume la fatiga frágil.5 pulgadas) Las proporciones entre la muesca y la profundidad oscilaron entre 0 y 0. en consecuencia. Equipo. requieren equipo especializado y consumen mucho tiempo. En principio. Varios equipos se han utilizado para definir la respuesta de esta metodología. es para esta fase se han propuesto modelos cuantitativos basados en la mecánica de la fractura. ac. Klc. las pruebas de fractura informadas por Monismith y Salam (1973) y Salam y Monismith (1971) fueron de dos tipos: 1. Salam. Una de las relaciones básicas utilizadas para esta fase es donde a es la longitud de la grieta. Si la zona de plástico es pequeña en comparación con el tamaño de la grieta. la metodología para predecir la respuesta a la fatiga utiliza la técnica incremental que se muestra en Figura 3. se considera que la fatiga se desarrolla en tres fases: (1) inicio de grietas. puede solicitarse la integral J-integral o la línea C ° para definir la propagación de grietas. el valor crítico de K 1. donde la zona no elástica es grande. En este método. y una longitud crítica. 3.5 x 1. (2) crecimiento estable de grietas. la intensidad crítica del estrés factor. y A y n son coeficientes experimentales. y (3) propagación inestable de grietas. define las características de fractura del material. equipos de flexión simple como el que se muestra en las Figuras 3. Estas pruebas son costosas. 1973). pruebas. un enfoque de mecánica de fractura no lineal es más apropiado. ao. Monismith y otros.0 x 15 pulgadas) 2. En el segundo caso. el tamaño de la zona de plástico alrededor de una punta de crack es crítico en el análisis de la vida de fatiga durante la fase de propagación de grietas. que termina la vida de fatiga y está determinada por Klc.1 y 3.2. Es se supone que la segunda fase consume la mayor parte de la vida de fatiga y. En el primer caso.6 Mecánica de fractura Otro enfoque para caracterizar la respuesta a la fatiga del hormigón asfáltico hace uso de los principios de la mecánica de fractura (Majidzadeh et al. K 1 es el factor de intensidad de la tensión en el modo 16 (tensión x longitud / 2). La metodología que utiliza el equipo anterior ha incluido ambos fractura y fatiga. Esta relación supone que se produce un crecimiento de grietas estable entre una grieta inicial longitud. Por ejemplo. 1971. 1971. Como ejemplo. Metodología de prueba.15.5 x 4. .5 x 2.. Los efectos de las variaciones de patrones de carga y la secuencia de estas variaciones en la vida de fatiga. por lo tanto. aún no se han establecido. A es una constante de material. La teoría fuerte explica la propagación de grietas bajo bajas temperaturas. una forma que el modelo de propagación de grietas (muestra con muescas) puede tomar es de la siguiente manera: donde J es el contorno del modo independiente de la ruta J-integral. Para un N dado. Establecer experimentalmente una curva J-c. 2. 2. Tamaños iniciales de grietas en el pavimento. con las cargas aplicadas. 3. Para una c dada. por ejemplo. Esta función depende de aspectos geométricos de la capa de pavimento y el parámetro de carga. se elimina la necesidad de realizar pruebas de fatiga. 2. A altas temperaturas. e. c es la longitud de la grieta. debido al tamaño de la zona de plástico. N relación.Para el segundo caso. la pendiente de esta relación debe ser A / 2U e. K1. Los datos experimentales necesarios para calibrar este modelo de crecimiento de crack son considerables. debajo de 40 * F. En principio. para obtener J = 2 Ue c. 5. Se debe establecer una ley de crecimiento de grietas por fatiga para cada material. para obtener c y dc / dN. La cuantificación de este método requiere una cantidad considerable de datos experimentales no disponibles. 6. Se necesitan momentos de flexión o cargas aplicadas para eliminar el estrés factor de intensidad para cualquier tamaño de grieta dado. Para establecer la relación dc / dN. Establecer una relación c-N realizando pruebas de fatiga en muescas especímenes. y N es el número de ciclos en la grieta longitud "c". los valores determinados para Klc se ven afectados por la condición de estrés plano y Klc no es un material constante. Una función de calibración que relaciona el factor de intensidad de tensión. segundo. que requieren datos experimentales para definir las constantes de los teóricos modelo en consideración. Diferenciar esta relación para obtener el (dc / dN) vs. 4. 3. Desventajas Entre las desventajas están: 1. donde también se puede encontrar Ue. La etapa estable de propagación de grietas puede no explicar un rango adecuado de espectro completo de fatiga Las contribuciones exactas de la iniciación de crack y Se desconocen las etapas de propagación de grietas inestables. Los pasos son: 1. incluidos: a. Tenacidad a la fractura (valores Klc). Ue es la energía de deformación total. Ventajas Las ventajas incluyen: 1. . 1 Prueba de laboratorio Para simular mejor los efectos de una rueda rodante en el pavimento y comprender mejor el patrón de iniciación y propagación de grietas.05 a 0. La principal limitación de la prueba es la velocidad de la rueda rodante. cada . N1.2 Pruebas a gran escala Para obtener una simulación de campo a escala completa. 1975) (Figura3. Las pistas a menudo se dividen en secciones. Ejemplos bien conocidos incluye las pistas circulares ubicadas en Nantes. También se podrían usar dispositivos de seguimiento de ruedas como el de la Universidad de Nottingham. Desventajas Entre las desventajas están: 1. una rueda cargada con un neumático se desplaza hacia adelante y hacia atrás sobre un losa de hormigón asfáltico. La losa es soportada por una estera de goma.F. las pistas de prueba circulares y longitudinales han sido diseñadas y construido en varios países diferentes. se relaciona bastante bien con la diferencia entre resultados de fatiga medidos bajo condiciones de tensión controlada y tensión controlada. También señaló que la diferencia entre el desarrollo de grietas finas. las tensiones en el parte inferior de las losas. 3. N2. y la detección de iniciación y propagación de grietas. Para representar las condiciones del campo con precisión. y el desarrollo de grietas reales. la formación de surcos se vuelve significativa y puede afectar la fatiga mediciones. De acuerdo con van Dijk.7. 3.25 my su trayectoria es de 0. Para mezclas de baja rigidez. Ventajas Las ventajas incluyen: 1. Los resultados se pueden expresar en términos de tres etapas de fatiga asociadas con desarrollo de grietas estrechas (N1). y en Pullman.07 m. La prueba no mide una propiedad de mezcla fundamental. un estudio de fractura en el modo de corte también necesita ser conducido y un procedimiento analítico para utilizar estos resultados junto con los de las necesidades de modo de apertura a ser desarrollado (Figura 3. grietas reales (N2) y falla de la losa (N3). 3. Tanto el inicio de la fisuración como el crecimiento pueden ser monitoreados. Mejor simulación de condiciones de campo.7.15). Los El área de contacto del neumático se puede variar cambiando la presión de inflado o la carga. El equipo adecuado asegura la medición de la característica principal. Francia. una máquina de seguimiento de ruedas ha sido desarrollado para estudiar las características de fatiga de las losas de asfalto (van Dijk. 2. 4. La rueda tiene un diámetro de 0.60 m de largo con un ancho en el rango de 0. La prueba lleva mucho tiempo y se necesita un equipo especial.7 Wheel-Track T ¢ _ting 3. Datos de fatiga obtenidos de una prueba de seguimiento de ruedas7 han sido presentados por van Dijk (1975) Sus resultados sugieren que los datos de cepa controlada pueden ser más apropiados para definir fisuración del pavimento que los datos de estrés controlado ya que los primeros incluyen la influencia de propagación de grietas en el número de repeticiones de carga asociadas con la falta de servicio.16). 2. cerca de Washington El campus de la Universidad Estatal y el ALF de la Administración Federal de Carreteras (acelerado) Instalación de carga). En este dispositivo. las pruebas de estrés controladas en el laboratorio parecen proporcionar conservadores resultados. . etc. Correlación de campo.una con un pavimento diferente estructura. escala completa carga de tráfico que incorpora desplazamiento lateral. Desventajas Las desventajas incluyen lo siguiente: 1. Simulación de condiciones de campo.22. ¿En qué medida las características y condiciones del espécimen y la la carga y su interacción simulan las condiciones in situ? 2. El costo de inversión inicial y los costos anuales de operación y mantenimiento son muy alto. En la pista de prueba de campo circular. y las cargas son aplicadas por varios juegos de llantas duales para camiones. En la pista circular. 2. Ventajas Las ventajas de las pruebas a escala completa incluyen lo siguiente: 1. con los detalles que se muestran en las Figuras 3. Al definir la simulación de las condiciones de campo. Otro ejemplo de pistas a escala completa incluye los de Australia (ARRB). Todavía se necesita un programa de pruebas de laboratorio complementario paralelo. Excelente simulación de las condiciones del campo (estructura del pavimento real. Nueva Zelanda (Canterbury) y Dinamarca. Reino Unido (TRRL). deformación permanente. uso de diferentes velocidades. Simplicidad. 2. Complejidad del equipo necesario. La posibilidad de usar el mismo equipo para otras pruebas. etc.).). 2. Una pista de prueba permite el estudio de otras formas de dificultad en el pavimento además de fatiga (por ejemplo. y 4. ¿En qué medida la frecuencia de carga y los períodos de descanso se aproximan a la real? las condiciones del tráfico en la carretera? La simplicidad del método de prueba incluyó los siguientes aspectos: 1. 3. un mecanismo excéntrico asegura un movimiento lateral del doble neumáticos para cargar la superficie del pavimento de forma más parecida a las condiciones reales. Aplicación de los resultados de la prueba 3. 2. los siguientes criterios fueron considerados: 1. la velocidad de carga de la rueda está limitada debido a la centrífuga efectivo. ya que las pruebas de campo no miden directamente las propiedades fundamentales de la mezcla. se evaluaron los siguientes: 1. 3.8 Evaluación de la prueba Mcth0d8 Para establecer una calificación de los métodos discutidos en este informe. La publicación editada por Sparks (1980) proporciona un resumen de varios de estos instalaciones. ¿En qué medida mantienen los parámetros medidos durante la prueba su importancia y fiabilidad para un amplio rango de temperaturas? 3. La configuración y el peso de las muestras y el número requerido para la prueba. Posibilidad de examinar el efecto de los cambios en la sección estructural del pavimento en el rendimiento del pavimento 3.17 hasta 3. 3. debe tenerse en cuenta que se dieron algunas consideraciones a lo siguiente también. para usar los resultados de la prueba de tensión directa para predecir la respuesta a la fatiga. Estos métodos se evalúan en base a la simplicidad. No se ha intentado aplicar una ponderación a los criterios individuales enumerados encima. estos objetivos son desarrollar una prueba que refleje adecuadamente la influencia en el asfalto aglutinante sobre el rendimiento de fatiga de los pavimentos en servicio y que se puede utilizar ih an sistema de análisis de mezclas de asfalto agregado (AAMAS). Por lo tanto. desventajas y limitaciones de cada método considerado en este informe. fueron considerados y evaluados colectivamente frente a los objetivos de la tarea de desarrollar un método de prueba para definir la respuesta a la fatiga. por lo tanto. . Si los parámetros necesarios pudieran medirse con el mismo equipo o por equipo diferente. Los datos necesarios sobre las correlaciones de campo no están disponibles. La aplicación de los resultados de la prueba se refiere a la posibilidad de usar los resultados de la prueba para diseñar una mezcla o una estructura de pavimento con fatiga como principal preocupación.4. ya que LCPC ha demostrado.1) enumera las ventajas. Al llegar a la clasificación final. una vez que la prueba de fatiga de flexión tenía sido clasificado. Indicado simplemente. parece razonable considerar la energía disipada como un candidato procedimiento en un nivel cercano a la metodología de prueba de fatiga de flexión.1 representan el juicio combinado de los autores del informe. Del mismo modo. Es posible. Por lo tanto. capacidad de simular las condiciones del campo y la aplicabilidad de los resultados de la prueba para diseñar el pavimento para la adecuación a la fatiga. mientras que el flexural las pruebas de fatiga proporcionan una mejor simulación de las condiciones de campo que la prueba de tensión directa. Por ejemplo. esto la prueba es más simple. las dos pruebas se pueden clasificar juntas como se muestra en la Tabla 3. 5. no fue posible tomar este factor en consideración en la evaluación. Las calificaciones finales que se muestran en la Tabla 3. menos costosa y requiere menos tiempo que una prueba de flexión. Es posible en el proceso de clasificación que un método que no tenía colocado cerca de la parte superior de la clasificación podría utilizar equipo y metodología asociado con un método de prueba ya altamente calificado. la energía disipada este método incluye una metodología similar a la utilizada para definir la respuesta a la fatiga en flexural fatiga que se considera que tiene un buen potencial. El número de parámetros a medir para una aplicación posterior en la mezcla y diseño estructural. La tabla resumen (Tabla 3. Por el contrario.1.
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