Stochastic analysis of continuously reinforced concrete pavements

Abstract

Continuously reinforced concrete pavements are rigid pavements that are reinforced with steel bars in the longitudinal direction and are built without transverse joints. In this type of pavements it is important to control crack spacing and width, as well as the stress level in the steel bars so that these parameters remain within a range that will ensure good pavement performance.Considering variability of material properties and slab thickness through a stochastic analysis may help optimize the design process and reduce uncertainty. The objectives of this study were to evaluate the design methodology for continuously reinforced concrete pavements using a probabilistic analysis and to evaluate the variability of the design parameters: crack spacing, crack width and steel stress. To accomplish these objectives, the variability of the material properties and slab thickness was included through the Monte Carlo simulation method for a case study.

Los pavimentos de concreto con refuerzo continuo son pavimentos de concreto reforzados longitudinalmente con barras de acero y construidos sin el corte de juntas transversales de contracción. En este pavimento resulta importante controlar el espaciamiento de grietas, ancho de grietas y nivel de esfuerzos en el acero a manera que se mantengan dentro de ciertos límites que garanticen el buen desempeño del pavimento.La consideración de la variabilidad de las propiedades de los materiales y la variabilidad en el espesor de la losa mediante un análisis estocástico puede servir al proceso de optimización del diseño y la reducción de la incertidumbre. Los objetivos de este estudio son el de evaluar la metodología de diseño de pavimentos de concreto con refuerzo continuo usando un análisis probabilístico y evaluar la variabilidad de los parámetros de diseño: espaciamiento de las grietas, el acho de las grietas y el esfuerzo en el acero. Para esto, se incorporó la variabilidad de las propiedades de los materiales y la variabilidad en el espesor de la losa mediante la metodología de simulación de Monte Carlo para un caso de estudio.