Curso Pavimentos 2 (1) 1f362j

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

PAVIMENTOS PROFESOR: ING. JOSÉ FELIPE MARIN LOAYZA [email protected]

CONTENIDO DEL CURSO o

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Capítulo I : ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO: CONCEPTOS GENERALES. Capítulo II : SUELO DE FUNDACIÓN: PERFIL DE LA SUBRAZANTE, CLASIFICACION DE SUELOS, COMPACTACION, CAPACIDAD PORTANTE DE LA SUBRAZANTE (CBR), MODULO DE RESIDENCIA . Capitulo III : MATERIALES ASFALTICOS Capitulo IV : DEFORMACIONES EN LOS PAVIMENTOS Capitulo VI : ESTUDIO DE TRANSITO PARA DISEÑO DE PAVIMENTOS. Capítulo VII : DISEÑO ESTRUCTRUCTURAL DE PAVIMENTO ASFALTICOS. DISEÑO DE MEZCLAS ALFALTICAS. Capítulo VIII : DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS. Capítulo IX : EVALUACIÓN DE PAVIMENTOS.

BIBLIOGRAFÍA •

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Mecánica de suelos en la Ingeniería Vial Dusan Dujisin Q. -Jorge Rutilant F. TGC Ingeniería de suelos en las vías terrestres Tomo 1 y II A-Rico. -H. Del Castillo LIMUSA Camino Tomo I y II Escario. LIMUSA Diseño y construcción de Pavimentos Germán Vivar R,CIP Nº6 Carrearas Calles y Aeropistas Raúl Valle RodasEL ATENEO Paviment Analysis and Design Yang H. Huang. PRENTICE HALL Ingeniería de Carreteras Wright LIMUSA Ingeniaría de Pavimentos para Carreteras Alfonso Montejo F. ANGORA Ingeniería de pavimentos –Evaluación Estructural, Obras de mejoramiento y nuevas tecnologías. Alfonso Montejo F. UCC

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Firmes y Pavimentos Carlos Kraemer- Miguel A. Del Val RUGARTE Diseño Racional de Pavimentos Fredy Alberto Reyes Lizcano ESCUELA COLOMBIANA DE ING. Los Asfaltos, Tecnología y Aplicaciones Ricardo. E. Birso Fernández Pavimentos Un enfoque al futuro Carlos M. Chang Albitres ICG PT-32 Pavimentos de Concreto y Asfalto - Mantenimiento y Reparación. Germán Vivar R. - Wilfredo Gutierrez L. Tecnología del Asfalto y Prácticas de Construcción INA Manual del Asfalto INA Diseño y Construcción de Pavimentos y Pisos de Concreto ACI- PERÚ. Principios de Construcción de Pavimentos de Mezclas Asfálticas en Caliente. Manual 22 INA Publicaciones de Congresos Nacionales de Asfaltos Publicaciones de CILA (Congresos Latino Americano de Asfaltos)

CAPITULO I ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO: CONCEPTOS GENERALES.

HISTORIA DE LOS PAVIMENTOS 

Si pudiéramos definir la actividad histórica del hombre podríamos decir que la vida se le presenta al hombre como un continuo viajar, como un deseo de ir a algún sitio, de llegar a una meta para cumplir su actividad histórica el hombre construye caminos, viviendas, edificaciones sobre suelos con condiciones especiales, se refiere a lo llano de su superficie y a la permanencia de esta característica junto con otros ante lo agentes destructivos, del transito y condiciones climáticas, estos suelos con condiciones especiales de resistencia y permanencia ante los agentes destructivos se llaman pavimentos derivada del latín «pavimentun».

PAVIMENTO ROMANO

PAVIMENTO ROMANO Uno de estos pavimentos romanos típicos, encontrado en Inglaterra, tiene una sección de acurdo con el dibujo de la Figura. En ella pueden verse las diferentes capas que son: El «estratumen», o capa de base, con un espesor variable de 13 a 30 centimetros, constituida por lajas de piedra unidas por cal o pusolona. Sobre el «estratumen» venia una capa de mampostería de piedra menuda unida con mortero de cal, con un espesor de 30 a 50 centímetro. Conocida con el nombre de: «rudus» Inmediatamente, después había una capa denominada: «núcleos» de 25 a 30 centímetros de espesor, formada por hormigón, arena y cal.

Por último, formado la capa superficial o de rodadura, habla un estrato de material lino o de losas poligonales con un espesor de 10 centímetros, conocido como: «suma cresta». PAVIMENTO TELFORD

PAVIMENTO TELFORD  El

procedimiento en resumen consiste en excavar una caja en el terreno con una profundidad de 40 a 50 centímetros. Nivelado y apisonado el fondo de la caja, recibe una capa de piedras acomodada de 20 a 25 centímetros de espesor, sobre ella y para facilitar su acomodación, se coloca una capa de piedra menuda con un espesor de 20 centímetros, posteriormente se pone material pétreo más fino en un espesor de diez centímetros y constituye la superficie de rodamiento.

PAVIMENTO MACADAN

PAVIMENTO MACADAN  Sobre

el fondo de la caja se coloca una capa de piedra machacada de un tamaño no mayor a los 7 centímetros y con un espesor de 10 centímetros. Seguida de otra capa con piedra machacada de las mismas dimensiones y con espesor aproximadamente igual. Para formar la capa superficial o de rodadura, se coloca una capa de piedras con tamaño máximo de 25 milímetros, en un espesor de siete centímetros. Todas las capas se consolidan por rodillado.

PAVIMENTOS Se denomina pavimento a un elemento estructural relativamente horizontal apoyado en toda su superficie, diseñado y construido para soportar cargas estáticas y móviles en un periodo de tiempo. Está formado por una ovarías capas superpuestas de espesores y calidades diferentes, que se diseñan y construyen técnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados. Estas estructuras estratificadas se apoyan sobre la sub-rasante de una vía, es decir sobre el suelo preparado para soportarlo.

FUNCIONES DEL PAVIMENTO  Proporcionar

una superficie resistente a los efectos destructivos del tráfico y de los agentes atmosféricos a los cuales están sometidos, tornando más durable la superficie de rodadura.

 Resistir,

transmitir y distribuir al terreno de fundación la intensidad de las cargas originadas por los vehículos.

 Presentar

una superficie suave de deslizamiento, mejorando las condiciones de rodadura de los vehículos, proporcionando comodidad y seguridad a

CARACTERÍSTICAS QUE DEBE REUNIR UN BUEN PAVIMENTO Un Pavimento para cumplir adecuadamente sus funciones debe reunir los siguientes requisitos:  Ser

resistente a la acción de las cargas impuestas por el tránsito.

 Ser

resistente intemperísmo.

 Presentar

ante

los

agentes

de

una textura superficial adaptada a las velocidades previstas de circulación de los vehículos, por cuanto ella tiene una decisiva influencia en la seguridad vial. Además, debe ser resistente al desgaste producido por el efecto abrasivo de las llantas de los vehículos.

 Debe

ser durable y económico.  Debe presentar una regularidad superficial, tanto transversal como longitudinal, que permitan una adecuada comodidad a los s en función de las longitudes de onda de las deformaciones y de la velocidad de circulación.  Debe proporcionarnos una circulación cómoda, eficiente y económica.  En zonas lluviosas debe tener un drenaje adecuado de tal forma que la transitabilidad sea permanente y segura.  Debe ser impermeable y evitar la acción del agua sobre el terreno de fundación.  El ruido de rodadura, en el interior de los vehículos que afectan al , así como en el exterior, que influye en el entorno, debe ser adecuadamente moderado.'  Debe poseer el color adecuado para evitar reflejos y deslumbramientos, y ofrecer una adecuada seguridad al tránsito.

CLASIFICACIÓN DE LOS PAVIMENTOS Basados en la definición genérica los pavimentos se pueden clasificar desdé diversos puntos de vista: 1) SEGÚN LA CALIDAD LOS MATERIALES EMPLEADOS EN SU CONSTRUCCIÓN - Pavimentos de suelos afirmados - Pavimentos empedrados. - Pavimentos estabilizados. - Pavimentos bituminosos - Pavimentos de concreto 2) SEGÚN SU COMPONENTE ESTRUCTURAL - Pavimentos simples. - Pavimentos reforzados: - Pavimentos Postensados.

CLASIFICACION DE PAVIMENTOS 3) SEGÚN EL USO Y EL LUGAR AL QUE ESTÁN DESTINADOS (Transito a soportar) - Pavimentos urbanos. - Pavimentos rurales. - Pavimentos para carreteras. - Pavimentos para aeropuertos. - Pavimentos deportivos. - Pavimentos Industriales. 4) SEGÚN EL COSTO - Pavimentos de tipo Inferior o económico. - Pavimentos de tipo intermedio. - Pavimentos de tipo superior. - Pavimentos de lujo.

COMPONENTES ESTRUCTURALES DE LOS PAVIMENTOS Y SUS FUNCIONES PAVIMENTO FLEXIBLE Este tipo de pavimentos están formados por una carpeta bituminosa apoyada generalmente sobre dos capas no rígidas, la base y la subbase. Es posible, que pueda prescindirse de cualquiera de estas capas dependiendo de las necesidades particulares de cada proyecto y del valor de la capacidad de soporte del suelo de fundación.

CORTE TRANSVERSAL DE UN PAVIMENTO BITUMINOSO

COMPACTADORES TANDEN Y NEUMATICOS

Compactador de neumáticos

Pavimento bituminoso

MEZCLAS ASFALTICAS EN FRIO

MEZCLAS ASFALTICAS EN CALIENTE

FUNCIONES DE LAS CAPAS DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE SUB-BASE GRANULAR  Función económica. Una de las principales funciones de esta capa es netamente económica. Es preferible distribuir las capas más calificadas en la parte superior y colocar en la parte inferior del pavimento la capa de menor calidad la cual es frecuentemente más barata. Esta solución puede traer consigo un aumento en el espesor total del pavimento y no obstante, resultar más económica.

FUNCIONES DE LAS CAPAS DE LOS PAVIMENTOS BITUMINOSOS  Capa de transición y anticontaminante. La sub-base bien diseñada impide la penetración de los materiales que constituyen la base con los de la sub-rasante y por otra parte, "actúa como filtro de la base impidiendo que los finos de la sub-rasante la contaminen menoscabando su calidad.  Disminución de las deformaciones. Algunos cambios volumétricos de la capa sub-rasante, generalmente asociados a cambios en su contenido de agua (expansiones), o a cambios extremos de temperatura (heladas), pueden absorberse con la capa sub-base, Impidiendo que dichas deformaciones se reflejen en la superficie de rodamiento.  Resistencia. La sub-base debe soportar los esfuerzos transmitidos por las cargas de los vehículos a través de las capas superiores y transmitidas en un nivel adecuado a la sub-rasante.

FUNCIONES DE LAS CAPAS DE LOS PAVIMENTOS BITUMINOSOS  Drenaje. En muchos casos la sub-base debe drenar el agua/que se introduzca a través de la carpeta o por las bermas, así como impedir la ascensión capilar. BASE GRANULAR  Resistencia. La función fundamental de la base granular de un pavimento consiste en proporcionar un elemento resistente que transmita a la sub-base y aja sub-rasante los esfuerzos producidos por el tránsito en una intensidad apropiada.  Función económica Respecto a la carpeta asfáltica, la base tiene una función económica análoga a la que tiene la sub-base respecto a la base.

CARPETA  Superficie de rodamiento. La carpeta debe proporcionar una superficie uniforme y estable al tránsito, de textura y color conveniente y resistir los de efectos abrasivos del tránsito.  Impermeabilidad. Hasta donde sea posible, debe impedir el paso del agua al interior del pavimento.  Resistencia. Su resistencia a la tensión complementa la capacidad estructural del pavimento.

PAVIMENTO RÍGIDO Son aquellos que fundamentalmente están constituidos por una losa de concreto hidráulico, apoyada sobre la subrasante o sobre una capa, de material seleccionado, la cual se denomina sub-base del pavimento rígido. Debido a la alta rigidez del concreto hidráulico así como de su elevado coeficiente de elasticidad, la distribución de los esfuerzos se produce en una zona muy amplia. Además como el concreto es capaz de resistir, en cierto grado, esfuerzos a la tensión, el comportamiento de un pavimento rígido es suficientemente satisfactorio aun cuando existan zonas débiles en la sub-rasante. La capacidad estructural de un pavimento rígido depende de la resistencia de las losas y, por lo tanto, el apoyo de las capas subyacentes ejerce poca influencia en el diseño del espesor del pavimento.

CORTE TRANSVERSAL DE PAVIMENTO RIGIDO

Pavimento Rígido

Falla en transición entre un pavimento regido y bituminoso

Pavimento Adoquinado

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FALTA 7 IMÁGENES

FUNCIONES DE LAS CAPAS DE UN PAVIMENTO RÍGIDO SUB-BASE  La función más importante es impedir la acción del bombeo en las Juntas, grietas y extremos del pavimento. Se entiende por bombeo a la fluencia de material tina con agua fuera de la estructura del pavimento, debido a la infiltración de agua por las juntas de las losas. El agua que penetra a través de las juntas licúa el suelo fino de la sub-rasante facilitando así su evacuación a la superficie bajo la presión ejercida por las cargas circulantes a través de las losas. 

Servir como capa de transición y suministrar un apoyo uniforme, estable y permanente del pavimento.



Facilitar los trabajos de pavimentación.



Mejorar el drenaje y reducir por tanto al mínimo la acumulación de agua bajo el pavimento.



Ayudar a controlar los cambios volumétricos de la subrasante y disminuir al mínimo la acción superficial de tales cambios volumétricos sobre el pavimento.



Mejorar en parte la capacidad de soporte del suelo de la sub-rasante.

LOSA DE CONCRETO  Las funciones de la losa en el pavimento rígido son las mismas de la carpeta de rodadura en el Pavimento flexible.  Su función estructural más Importante es de soportar y transmitir en nivel adecuado los esfuerzos que le apliquen.

PAVIMENTOS-ARTICULADOS Los pavimentos articulados están compuestos por una capa de rodadura que está elaborada con bloques de concreto prefabricados, llamados adoquines, de espesor uniforme e iguales entre sí. Esta puede ir sobre una capa delgada de arena la cual, a su vez, se apoya sobre una capa de base granular o directamente sobre la subrasante, dependiendo de la calidad de ésta y de la magnitud y frecuencia de las cargas que circularan por dicho pavimento.