Monografia Pavimentos Upn 661m5u

Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos

INDICE 1. INTRODUCCION 2. MARCO TEORICO 2.1. CONCEPTO GENERALES 2.2. CONCEPTO DE PAVIMENTOS 2.3. SERVICIABILIDAD DE PAVIMENTOS 2.4. CLASIFICACION Y CARACTERISTICAS 2.5. EVALUACION DE PAVIMENTOS 2.6. IMPORTANCIA DE LA EVALUACION DE PAVIMENTOS 2.7. TIPOS DE EVALUACION DE PAVIMENTO 2.8. COMPORTAMIENTO DEL PAVIMENTO 3. MARCO NORMATIVO 3.1. PARÁMETROS PARA LA EVALUACIÓN DEL CONTROL DE CALIDAD 3.2. MANTENIMIENTO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES 3.3. CLASIFICACION DEL MANTENIMIENTO 3.4. CALIDAD 3.5. GRADO DE DETERIORO 4. PROCEDIMIENTO 4.1. SUBRASANTE 4.2. CAPA BASE 4.3. MATERIAL ESTABILIZADO PARA CAPAS DE PAVIMENTO. 4.4. PROCESO DEL RIEGO DE LA IMPRIMACION 4.5. MATERIALES EMPLEADOS EN LA IMPRIMACIÓN. 1.1. CONDICIONES METEOROLÓGICAS. 1.2. FACTORES QUE AFECTAN UNA APLICACIÓN UNIFORME 1.3. EQUIPO UTILIZADO PARA REALIZAR LA IMPRIMACIÓN. 1.1. MEZCLA ASFALTICA 1.2. PROCESO CONSTRUCTIVO. 1.3. TRANSPORTE 1.4. ENTREGA 1.5. EXTENSION 1.6. COMPACTACION 1.7. PARÁMETROS DE CALIDAD DE COMPACTACIÓN 2. TIPOS DE PAVIMENTO 2.1. PAVIMENTO FLEXIBLE 2.2. PAVIMENTO RIGIDO

2 3 3 3 3 4 4 5 5 6 7 7

5. VENTAJAS Y DESVENTAJAS 5.1. PAVIMENTO FLEXIBLE 5.2. PAVIMENTO RIGIDO 6. CONCLUSIONES 7. ANEXOS

31 31 32 34 35

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1. INTRODUCCION Los pavimentos, por las formas en que se trasmiten las cargas a la subrasante pueden ser pavimentos flexibles, pavimentos rígidos y pavimentos mixtos. En el periodo de vida de los pavimentos flexibles se presenta problemas de

fallas,

los

cuales

pueden

ser:

asentamientos

diferenciales,

deformaciones plásticas, factores climáticos, la intensidad del tránsito circulante, sus deformaciones, las condiciones de drenaje y sub-dranaje, etc. El pavimento requiere de conservación y mantenimiento, eficiente, rápida y económica. Dado la necesidad de lograr que nuestras construcciones en el Distrito de Nuevo Chimbote se desarrollen con la calidad correspondiente, es necesario evaluar el estado de las construcciones actuales de los pavimentos, y la determinación del número de avenidas afectadas por alguna patología del asfalto, concreto y conociendo cual es la patología que tiene mayor incidencia en los pavimentos, es que podremos evaluar y proponer las recomendaciones. Los problemas de naturaleza como sismos, lluvias, rápida expansión del tráfico, falta de mantenimiento y conservación, deficiencia en sus construcciones, nos hacen reflexionar sobre la necesidad de evaluar las construcciones de pavimentos en el distrito. En este sentido el presente trabajo se desarrollara se desarrollara todas las definiciones referidas a lo que son los pavimentos, tanto rígidos como flexibles. La metodología de trabajo será del tipo evaluativo visual y a través de un formato de evaluación.


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2. MARCO TEORICO 2.1. GENERALIDADES Un pavimento es una estructura diseñada con la capacidad de absorber las fuerzas causadas por acción de la circulación de vehículos, o cualquier otra carga móvil, durante el periodo de tiempo para el cual ha sido diseñado. Cuando existe un incremento del tráfico o se ha superado el periodo de diseño de un pavimento es cuando se producen los deterioros que pueden ser muy diversos, los cuales por lo general se presentan por la pérdida de elasticidad del pavimento. De esta manera es necesario tener una idea clara del concepto de pavimento, el cual se describirá a continuación.

2.2.

CONCEPTO DE PAVIMENTO

Se adoptara, un par de definiciones de autores que explican de muy buena manera la definición de pavimento: “Es una estructura que se encuentra constituida por un conjunto de capas superpuestas, relativamente horizontales, que se diseñan y se construyen técnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados. Estas estructuras estratificadas se apoyan sobre la sub rasante de la vía obtenida por el movimiento de tierras en el proceso de exploración y que han de restringir adecuadamente los esfuerzos que las cargas repetidas del tránsito le transmiten durante el periodo para el cual fue diseñada la estructura del pavimento” Se entiende por pavimento al conjunto de los elementos estructurales de un camino (o de otras superficies como las pistas de aterrizaje de los aeropuertos, losas deportivas, etc.), es decir, son todas las capas que lo conforman y las que se denominan comúnmente capa superficial, base, sub base. Es importante conocer la clasificación de los pavimentos, para poderlos distinguir entre ellos y lograr llevar a cabo un proceso de evaluación adecuado. 2.3. SERVICIABILIDAD DE PAVIMENTOS La serviciabilidad de los pavimentos, es la percepción que tienen los s del nivel de servicio del pavimento. Es por ello que la opinión de ellos es la que debe ser medida para calificar la serviciabilidad.


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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos La medición de la serviciabilidad de los pavimentos, también puede ser considerada como una evaluación de la superficie,pero hay que tener presente que esta no es una evaluación completa. La serviciabilidad de los pavimentos ha sido representada en un índice, derivado de los resultados de la prueba AASHO, en la cual se realiza la evaluación mediante una escala que varía de 0 a 5, siendo 5 el valor para pavimentos con una superficie perfecta y 0 para un pavimento con una superficie en malas condiciones. En la siguiente tabla se presenta la escala de calificación de de la serviciabilidad según la norma AASHO:

2.4.

CLASIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS Se tiene: 2.4.1. Pavimentos flexibles: es el pavimento que tienen en su parte superior una carpeta bituminosa, apoyada sobre dos capas granulares, denominadas base y sub base. En la siguiente figura se presenta un corte de la sección típica de un pavimento flexible. 2.4.2. Pavimentos semirrígido: contiene la misma estructura de un pavimento flexible, con la variación que una de sus capas se encuentra rigidizada artificialmente con algún aditivo que puede ser: asfalto, cal, cemento, emulsión o químicos; los cuales permitan incrementar las capacidad portante del suelo. 2.4.3. Pavimentos Rígidos: son pavimentos en los cuales su capa superior está compuesta por una losa de cemento hidráulico, la cual se encuentra apoyada sobre una capa de material denominada base o sobre la sub rasante. En este tipo de pavimentos se pueden distinguir algunos tipos que son: hormigón simple con juntas con o sin barras de transferencia de carga, hormigón reforzado con juntas y barras de traspaso de cargas y hormigón continuamente reforzado. 2.4.4. Pavimentos Articulados: son pavimentos cuyas capas de rodadura se encuentran conformadas por bloques de concreto prefabricados, que se denominan adoquines, son iguales entre si y de un espesor uniforme; y que se colocan sobre una capa delgada de arena, la cual se encuentra

2.5.

EVALUACIÓN DE PAVIMENTOS


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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos Los pavimentos son estructuras diseñadas para entregar al seguridad y comodidad al transitar, esto significa que la plataforma debe entregar un nivel de servicio acorde a la demanda solicitada. La evaluación de pavimentos consiste en un informe, en el cual se presenta el estado en el que se halla la superficie del mismo, para de esta manera poder adoptar las medidas adecuadas de reparación y mantenimiento, con las cuales se pretende prolongar la vida útil de los pavimentos, es así, que es de suma importancia elegir y realizar una evaluación que sea objetiva y acorde al medio en que se encuentre.

2.6.

IMPORTANCIA DE EVALUACIÓN DE PAVIMENTOS La evaluación de pavimentos es importante, pues permitirá conocer a tiempo los deterioros presentes en la superficie, y de esta manera realizar las correcciones, consiguiendo con ello brindar al una serviciabilidad óptima. Con la realización de una evaluación periódica del pavimento se podrá predecir el nivel de vida de una red o un proyecto. La evaluación de pavimentos, también permitirá optimizar los costos de rehabilitación, pues si se trata un deterioro de forma temprana se prolonga su vida de servicio ahorrando de esta manera gastos mayores.

2.7.

TIPOS DE EVALUACIÓN DE PAVIMENTOS Existen diversos métodos de evaluación de pavimentos, que son aplicables a calles y carreteras, entre los aplicables al presente estudio están: a) Variabilidad de las unidades, debido a que las unidades son la base para los análisis que se realizaran. b) Diversidad de la respuesta dentro de cada unidad, esto porque se relaciona a la fiabilidad de la eventual rehabilitación. 2.7.1. VIZIR Es un índice que representa la degradación superficial de un pavimento, representando una condición global que permitirá tomar algunas medidas de mantenimiento y rehabilitación. Este índice ha sido desarrollado por el Laboratoire Central des Ponts et Chausses – o por sus siglas en ingles LC. El sistema VIZIR, es un sistema de simple comprensión y aplicación que establece una distinción clara entre las fallas estructurales y las fallas funcionales y que ha sido adoptado en países en vía de desarrollo y en especial en zonas tropicales. 2.7.2. FHWA / OH99 / 004 Grupo 3 - PAVIMENTOS

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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos Este índice presenta una alta claridad conceptual y es de sencilla aplicación, pondera los factores dando mayor énfasis a ciertos deterioros que son muy abundantes o importantes en regiones donde hay estaciones muy marcadas pero no en áreas tropicales. 2.7.3. ASTM D 6433-99 También conocido como Present Condition Index, o por sus siglas PCI. Este índice sirve para representar las degradaciones superficiales que se presentan en los pavimentos flexibles y de hormigón. Este método ha sido aplicado en la presente investigación, debido a que se la adoptado mundialmente por algunas entidades encargadas de realizar la cuantificación de los deterioros en la superficie de pavimentos.

2.8.

COMPORTAMIENTO DEL PAVIMENTO El comportamiento de un pavimento, puede definirse como la capacidad estructural y funcional medible a lo largo de su período de diseño. La capacidad funcional comprende:  Calidad aceptable de rodadura  Adecuada fricción superficial  Geometría apropiada para seguridad Aspecto estético El asfalto no contribuye sustancialmente a la resistencia mecánica de la superficie, la carga se transmite a través de los agregados a las capas inferiores, donde son finalmente disipadas. La capacidad estructural del pavimento implica poder soportar las cargas impuestas por el tránsito y las condiciones ambientales. La capacidad estructural y la funcional están íntimamente relacionadas. En efecto, un deterioro estructural de un pavimento se manifiesta por una disminución de su capacidad funcional ya que hay un incremento en rugosidad, ruido, y aún riesgo para los vehículos y ocupantes que lo transiten. Hay otros tipos de fallas estructurales que pueden progresar sin que los s lo noten hasta etapas muy avanzadas. También puede haber una pérdida de capacidad funcional sin que esto implique pérdida de capacidad estructural.


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3. MARCO NORMATIVO 3.1. PARÁMETROS PARA LA EVALUACIÓN DEL CONTROL DE CALIDAD Es indispensable conocer algunos términos y conceptos importantes, que harán comprender por qué se hace necesario implementar un proceso y una metodología orientada a controlar y verificar la calidad, en cada una de las fases del Mantenimiento con Mezclas Asfálticas en Caliente y en todo trabajo de la construcción, en el que se busque obtener un producto de calidad. Es de nuestro interés utilizar definiciones puntuales y hasta cierto punto: simples, para no perder de vista los objetivos planteados en el presente documento. Los pavimentos pueden clasificarse en rígidos o flexibles. Generalmente el diseñador se decide por implementar el sistema Flexible debido a que presenta algunas ventajas sobre el sistema rígido como:   

Bajo costo inicial No requiere de juntas por lo que es más cómodo el tránsito por la carretera Puede ser reciclado, etc.

Por lo que es el más utilizado en nuestro medio y como se ha mencionado anteriormente, por la naturaleza misma de éste, siempre ha sido objeto de estudio las técnicas de mantenimiento para mejorar su estado físico, estructural y funcional a lo largo de toda su vida útil. 3.2. MANTENIMIENTO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES: El mantenimiento de pavimentos podría definirse como: la función de preservar, reparar y restaurar una vía y conservarla en condiciones de uso seguro, conveniente y económico. El mantenimiento es la preservación y cuido de los derechos de vía y de cualquier tipo de pavimento, estructura, dispositivo de seguridad, de ornato, de iluminación y de cualquier otra facilidad vial, de tal forma que ésta conserve las características geométricas y estructurales especificadas en el diseño y construcción original. También las labores especiales o de emergencia requeridas por accidentes, tormentas, derrumbes u otras condiciones no usuales o imprevistas, se consideran como trabajos de mantenimiento. Los programas de mantenimiento están diseñados para compensar los efectos del clima, crecimientos orgánicos, desgaste y daños provocados por el tránsito, así como al deterioro debido a los efectos de envejecimiento, fallas de los materiales, construcción y diseño. Las técnicas aplicadas para el mantenimiento de los pavimentos de concreto asfáltico, dependen del tipo de falla en la superficie de rodamiento y/o sus capas inferiores. Estas se deben tomar en cuenta y estar basadas en las causas que Grupo 3 - PAVIMENTOS

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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos generan las fallas para que sea efectiva la aplicación y lograr un mantenimiento adecuado. 3.3. CLASIFICACIÓN DEL MANTENIMIENTO 3.3.1. TIPO 3.3.1.1. Mantenimiento Correctivo: corrige las deficiencias que se presentan en la estructura del pavimento después que ha ocurrido un deterioro. 3.3.1.2. Mantenimiento Preventivo: se anticipa al deterioro de las características estructurales del camino. Se inicia en la etapa del diseño y establece normas de construcción adaptadas a la topografía y geología natural, resolviendo los problemas de drenaje y especificando materiales con sistemas de trabajo que aseguren la calidad de la obra. 3.3.1.3. FRECUENCIA De acuerdo a la frecuencia con la que cada operación o actividad debe realizarse en un período de tiempo dado, el mantenimiento se clasifica en: 3.3.1.3.1. Mantenimiento Normal: este permite realizar trabajos para preservar los propósitos de construcción de la carretera. Dentro de este se encuentran: 3.3.1.3.2. Mantenimiento Rutinario: actividades realizadas con intervalos de un año o menos. Estas operaciones son esencialmente correctivas y se dividen en: 3.3.1.3.2.1. OPERACIONES CONSTANTES DE MANTENIMIENTO: Varían muy poco con los volúmenes de tránsito que sirve la carretera. 3.3.1.3.2.2. OPERACIONES VARIABLES DE MANTENIMIENTO: Estas operaciones están determinadas por los volúmenes de tránsito, que la carretera sirve y generalmente consisten en reparación de pavimentos y superficie de rodadura de hombros. Entre las técnicas de mantenimiento rutinario se encuentran: 

BACHEOS: Son reparaciones a mano de pequeñas áreas dañadas que tienen el propósito de reponer una superficie de rodadura lisa, impermeable y con su debido soporte estructural.


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



SELLOS DE GRIETAS: Con esta técnica se evita la entrada de agua superficial y otro material extraño que pueda contaminar o dañar la estructura del pavimento. LIMPIEZAS: Mantiene el drenaje de las carreteras funcionando eficientemente, con el propósito que el agua fluya libremente en canales, cunetas, alcantarillas, bordillos, bóvedas, cajas, etc. REPARACIONES DE DIFERENTE ÍNDOLE: Conserva en buenas condiciones los diferentes elementos que constituyen el pavimento como: cunetas, cabezales, hombros. 3.3.1.3.2.3. Mantenimiento Periódico: Consiste en actividades normales de mantenimiento, realizadas a intervalos mayores de un año; estas operaciones son tanto correctivas como preventivas. Las técnicas que se aplican periódicamente son: 3.3.1.3.2.3.1. Sellos de pavimento: Evitan la entrada de agua y otros materiales ajenos en las grietas superficiales. 3.3.1.3.2.3.2. Recarpeteos: Es una técnica que consiste en la colocación de una nueva capa de rodadura sobre la estructura del pavimento, a fin de devolverle condiciones similares al diseño original de la carretera; es decir, propiedades que permitan resistir las cargas de tráfico, de impermeabilidad, resistencia al intemperismo y otras que se necesitan para que una vía, funcione apropiadamente. Esta técnica busca reforzar la estructura de la carpeta de rodadura, prolongar su vida útil y brindar una superficie lisa y cómoda al tránsito por la misma. Esta Técnica es aplicable a mezclas en frío y en caliente (siendo nuestro interés el estudio de estas últimas). 3.3.1.3.2.3.3. Reposiciones: buscan mejorar la superficie y el valor de soporte de la capa de rodadura además de recuperar la rasante y sección original de la carretera. 3.3.1.3.2.3.4. Reconstrucciones: permite a los distintos elementos de la carretera que se conserven en buenas condiciones y evita daños posteriores.


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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos 3.3.1.3.2.3.5. Aplicación de Pintura: Provee a la carretera de una mejor señalización y brinda a sus elementos estructurales una adecuada protección. 3.3.1.3.2.4. Mantenimiento de Emergencia: Es esencialmente de tipo correctivo, el cual efectúa todo tipo de reparaciones en la carretera, debido a fuerzas mayores, a un mal diseño o a construcciones deficientes. Comprende operaciones de remoción de derrumbes, reparación por daños causados por socavación de la carretera o por sismos, reparación de rellenos asentados, puentes destruidos por crecidas y demás actividades que sean urgentes para mantener la seguridad y servicio en la vía. 3.4. CALIDAD

La Calidad es el conjunto de acciones que permiten mantener las características preestablecidas de un producto. La calidad de cualquier obra depende de muchos factores como:

     

El cumplimiento de las especificaciones Elección correcta de los materiales Procedimientos constructivos adecuados Calidad de la mano de obra Utilización de maquinaria idónea Un plan de control de calidad adecuado Si se evalúa oportunamente la calidad de todos los procesos, esto permite que al momento de ejecutar un proyecto, se pueda tomar acciones de corrección y dar soluciones precisas a problemas o errores cometidos durante el proceso de bacheo; o de cualquier otro proceso constructivo. Pero no basta con sólo conocer el término de calidad, sino saber cómo es que se controlará, por lo que se necesita un proceso y una planeación de lo que será el Control de Calidad, y esto comprenderá todo el conjunto de procedimientos que permitan conseguir un producto con características uniformes y de acuerdo a un diseño preestablecido. De acuerdo a lo anterior, es necesario saber que en el medio, ya se utilizan dos conceptos también utilizados internacionalmente, ya que son fundamentales para entender con un enfoque moderno el documento. Estos son:


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 

Control de calidad (conocido por sus siglas inglesas Q.C. que significan Quality Control) Verificación ó aseguramiento de calidad (conocido por sus siglas inglesas Q. A. que significan Quality Assurance) Obtener obras de calidad, requiere el empleo de técnicas apropiadas de Control de Calidad/Aseguramiento de la Calidad (QC/QA).

3.5. GRADO DE DETERIORO 3.5.1. CONTROL DE CALIDAD Y ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD. El Control de Calidad normalmente se refiere a los ensayos necesarios para controlar un producto y así determinar la calidad del producto que se está elaborando. Estos ensayos son usualmente llevados a cabo por el constructor, ya que este los requiere para asegurarse a sí mismo que el producto o sus partes cumplan con sus expectativas de acuerdo a la responsabilidad contractual que ha contraído con el propietario. El Aseguramiento de calidad por otra parte, se refiere normalmente a aquellos ensayos requeridos para tomar una decisión sobre la aceptación de un producto, y por lo tanto asegurarse que el mismo está siendo evaluado efectivamente de acuerdo a lo que el propietario ha requerido. Para que el control de calidad del contratista y el aseguramiento del control de calidad del supervisor del propietario, puedan interactuar adecuadamente, deben existir una serie de elementos que fijen las reglas del juego, que definan de manera coherente los límites de acción de cada uno de los actores involucrados, a esta serie de elementos se les define en la práctica como: Sistema de Control de Calidad, el cual se explica a continuación.

3.5.2.

SISTEMA DEL CONTROL DE CALIDAD

Consiste en aplicar una serie de procesos, responsabilidades, autoridades, procedimientos y recursos relacionados internamente, completamente definidos y desplegados en forma coherente para lograr cumplir con las exigencias de calidad de obra, especificadas en los términos contractuales. El sistema de Control de Calidad, lo conforman todos los documentos contractuales, como son:



Adjudicación de la licitación


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  

Especificaciones técnicas Documentos de Aprobación de Requisitos Contractuales Plan de control de Calidad, etc.

También se habla del sistema de control de calidad del contratista, que se refiere a toda la logística y capacidad istrativa y técnica del contratista, para llevar a cabo un autocontrol de calidad adecuado. Este sistema de control del contratista, es respaldado por un Plan de Control de Calidad como requisito obligatorio, a ser presentado al contratante (propietario) y su supervisión, el cual como tal, pasa a ser un elemento más del sistema de control de calidad. A continuación se explica más sobre el dicho Plan de Control.

3.5.3.

PLAN DE CONTROL DE CALIDAD. Es una descripción detallada propuesta por el contratista, del tipo y frecuencia de la inspección, muestreos y ensayo, considerada como necesaria para medir y auto controlar las diferentes características establecidas en las especificaciones de un contrato para cada ítem de trabajo. Prácticamente es un manual de operaciones del contratista

4. PROCEDIMIENTO Grupo 3 - PAVIMENTOS

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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos El procedimiento que se describe a continuación, explica los pasos efectuados en la construcción de una vía nueva de pavimento flexible de la carretera, la cual la conforman la estructura del pavimento en el orden ascendente como se describen a continuación. 4.1. SUBRASANTE. La preparación del suelo que hará la función de la

subrasante, consiste en una serie de operaciones previas, cuya ejecución es necesaria y muy importante para cimentar la colocación de la capa de sub-base sobre la subrasante. 4.1.1. Escarificación y homogeneización de la subrasante El procedimiento consiste en disgregar la superficie del suelo a lo largo y ancho de lo que será la calzada en una profundidad especificada, permitiendo que adquiera una condición suelta. Este procedimiento se realiza con tractor de orugas (ver fig.), o bien mediante escarificadores de gradas o discos. Para la eliminación de los elementos gruesos se emplean rastrillos extractores de piedras compuestos por varios dientes curvos insertados en un bastidor horizontal arrastrado por una motoniveladora. Generalmente la extracción se realiza en dos pasadas, en la primera con 7 a 9 dientes, se extraen los elementos más gruesos de 100 mm. a 250 mm y en la segunda con 15 a 18 dientes, se extraen las gravas medias mayores a 50 mm. 4.1.2. Humectación del suelo de subrasante. Después de la escarificación y la homogeneización del material, si el suelo estuviese muy seco de acuerdo a la humedad especificada del material ha compactar, éste puede humedecerse mediante los sistemas de riego tradicionales (ver fig.) hasta llevarlo a una condición de ±2 % con respecto a la humedad óptima de compactación, obtenida en el laboratorio por medio del ensayo proctor. Humectación del material de subrasante cuando está muy seco. 4.1.3. Aireación del suelo de subrasante. Si la humedad natural es mayor ue la óptima, se deberá airear el suelo removiéndolo de un lado a otro por medio de una motoniveladora (ver fig.) ó compactar y escarificar el suelo en varias pasadas, hasta llevarlo a una condición de ±2% de la humedad óptima de compactación, según las especificaciones del ensayo proctor. 4.1.4. Compactación de la subrasante. Al efectuarse la operación de compactación, después de realizar la nivelación con motoniveladora hasta la altura requerida de la capa de subrasante, mediante las técnicas convencionales en el movimiento de tierras, se realiza una compactación con un rodillo compactador pata de cabra, y/o rodillo vibratorio dependiendo del tipo de material, con lo que se busca una Grupo 3 - PAVIMENTOS

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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos densidad que cumpla con la del proctor. Para dar por finalizada esta operación, se debe cumplir con la verificación de la calidad del material que se ha controlado por el laboratorio y los niveles que deben ser controlados por la topografía. La superficie terminada del tramo de subrasante no deberá mostrar a simple vista deformaciones o altibajos, que en caso de existir deberán ser corregidos para que el tramo compactado pueda ser recibido como terminado. 2.6.1.1. Recepción de la capa de subrasante. Los parámetros a tomar en cuenta para la recepción del tramo de subrasante terminada, se hará conforme a lo dispuesto en las reglas establecidas por las especificaciones técnicas de construcción de carreteras o de acuerdo a lo establecido en el proyecto, que serán: a) El grado de compactación de la capa subrasante. b) El espesor de la capa subrasante compactada. c) La calidad del material que cumpla con las especificaciones técnicas, realizadas por el laboratorio. d) Verificación de niveles de la superficie de subrasante. La capa llevará de forma anticipada su control de compactación y de manera posterior, la aprobación de la misma por la supervisión antes de que el contratista proceda a colocar la capa posterior y así sucesivamente hasta completar el espesor total de la subrasante mostrada en planos CAPA DE BASE. Es la capa del pavimento que tiene como función primordial, distribuir y transmitir las cargas ocasionadas por el tránsito en la capa de rodadura a la sub-base. El material a emplear deberá estar constituido por una combinación de grava de buena calidad, arena, y suelo en su estado natural, todos ellos previamente clasificados para ser colocados sobre la superficie de la sub-base. 4.2.1. Proceso constructivo. Para el proceso de conformación de la capa de base, se realiza el suministro de agregados granulares, que se colocaran de conformidad con los alineamientos verticales, pendientes y dimensiones indicadas en los planos del proyecto o establecidos por el Ingeniero supervisor. 4.2.2. Escarificación del material de protección de la sub-base. Se procederá a escarificar el material de protección colocado sobre la superficie de la sub-base, para ser mezclado y homogenizado con el nuevo material que se colocara para conformar la capa de base. La operación de escarificar se efectuara con motoniveladora o con cualquier otro equipo aprobado por la supervisión o el ingeniero residente. El escarificador deberá ser un modelo de dientes fijos,

4.2.


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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos completos, de espesor y de largo suficiente para efectuar una escarificación total y uniforme. 4.2.3. Colocación del material de base. El material granular de base, se colocara sobre la superficie de la subbase evitando su segregación, iniciando en el sitio que indique el Ingeniero residente. En ningún caso se deberá colocar capas de material para base mayores de 20 cm., ni menores a 10 cm. Si se desea colocar un espesor mayor de 20 cm, el Ingeniero residente deberá ordenar al contratista la colocación del espesor total en varias capas. 4.2.4. Distribución del material de base. El material de base en estado suelto, será esparcido con un contenido de humedad de ±2% con respecto a la humedad óptima, en un espesor necesario para que después de ser compactado, tenga el espesor de diseño. El esparcimiento se deberá hacer con el equipo adecuado, ya sea con una finisher o una motoniveladora para producir una capa de espesor uniforme en todo el ancho requerido, conforme a las secciones transversales mostradas en los planos. El contratista está obligado a la colocación de tacos para nivelar los extremos de la calzada, y controlar los espesores durante la colocación, esparcimiento y compactación del material de base. 4.2.5. Compactación de la capa de base. El procedimiento de compactación de la capa base, se realiza por medio de compactadores mecánicas como: rodillos lisos, rodillos con ruedas neumáticas o con otro equipo aprobado para compactación que produzca los resultados exigidos. La compactación deberá avanzar gradualmente, en las tangentes, desde los bordes hacia el centro y en las curvas desde el borde interior al exterior, paralelamente al eje de la carretera y traslapando uniformemente la mitad del ancho de la pasada anterior. El procedimiento se continuara alternadamente hasta lograr una densidad que cumpla con la del proctor T-180 o T -99, según la especificación, en todo el espesor de la capa. 4.2.6. Recepción de la capa de base.Los parámetros que se requerirán para la recepción del tramo de base terminada, se hará conforme a los requisitos establecidos por las especificaciones técnicas de construcción de carreteras o de acuerdo a lo establecido en el proyecto, que serán: a) El grado de compactación de la capa base. b) El espesor de la capa base compactada. c) La calidad del material que cumpla con las especificaciones técnicas, realizadas por el laboratorio.


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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos d) Verificación de niveles de la superficie de base. La capa llevara de forma anticipada su control de compactación y de manera posterior, la aprobación de la misma por la supervisión antes de que el contratista proceda a colocar la capa posterior y así sucesivamente hasta completar el espesor total de base mostrado en planos. 4.2.7. Riego de imprimación. El riego de imprimación se realizara con un ligante asfaltico y un material secante, que cumplan con la especificación y deben cubrir toda la superficie de la capa base, de acuerdo a una tasa de riego ya preestablecida. 4.3. MATERIAL ESTABILIZADO PARA CAPAS DE PAVIMENTO.

Suelo estabilizado: Es un material que está compuesto por una combinación de suelo y un agente estabilizante (cemento, cal o emulsión asfáltica), para mejorar las cualidades mecánicas y portantes, usado en circunstancias en que el material no cumple con los requerimientos de soporte de carga requeridos por el diseño de pavimento. Una vez seleccionado el agente estabilizador que va a mejorar las características del suelo a utilizar, se deberá realizar el diseño de la mezcla por un laboratorio, dependiendo de las propiedades que se desee obtener en el suelo estabilizado. Las cargas que se generan en la superficie de la capa de rodadura producidas por el tráfico vehicular que transitan sobre ella, producen una presión en las capas del pavimento, las cuales son transmitidas hasta los estratos inferiores del subsuelo. Este principio se aplica a las capas de material estabilizadas con cemento, cal o emulsión asfáltica, ya que en la estructura de un pavimento no es permitido estabilizar una subrasante y dejar sin estabilizar la sub-base o la base; ya que a la capa que se le debe agregar el agente estabilizante es aquella que esta mas próxima a la superficie del pavimento, donde se generan los máximos esfuerzos causados por el tráfico vehicular, por lo cual, se pueden efectuar una de las siguientes combinaciones: • Agregar un agente estabilizante a la base, dejando en condición granular la sub-base y la subrasante. • Agregar un agente estabilizante a la base y la sub-base, dejando en condición granular la subrasante. • Agregar un agente estabilizante a la base, la sub-base y la subrasante. 4.3.1. Capa de subrasante estabilizada. El procedimiento de estabilización

que se le realizara al material para subrasante, será una mezcla con agregados (in-situ) y un agente estabilizante, que podrá ser cemento, cal o emulsión asfáltica; debido a que los suelos del lugar pueden contener una granulometría inadecuada, presentar propiedades Grupo 3 - PAVIMENTOS

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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos plásticas o porque sobre la vía que se planea construir una vía donde circulara un tráfico muy pesado; por lo cual será necesario mejorar las propiedades portantes o estructurales de la capa en mención. 4.3.2. Mezclado y homogenización del material. El mezclado y la homogeneización del material del lugar se podrá realizar con uno de los tres agentes estabilizadores seleccionado, usando uno de los procedimientos que a continuación se describen: 4.3.2.1. DOSIFICACIÓN Y MEZCLADO DEL SUELO CEMENTO. El proceso de dosificación del suelo cemento in-situ tiene como objetivo la colocación y distribución de forma uniforme sobre la superficie de la capa suelta, con la cantidad de cemento determinada en el diseño de mezclas, mediante uno de los siguientes procedimientos:  Dosificación del cemento en sacos: muy empleada en obras donde no se cuenta con un equipo para automatizar este proceso, y consiste en colocar los sacos o bolsas de cemento de un peso determinado (generalmente de 50 Kg.) sobre la superficie de la capa de material suelto (ver fig.), a una distancia tal que corresponda a la dosificación determinada previamente en el diseño de mezclas. Posteriormente los sacos se abren y el contenido es distribuido uniformemente sobre la superficie del material selecto. Esta actividad es realizada con personal entrenado y protegido, pues el proceso genera cantidades considerable de polvillo, el cual es nocivo en exposiciones largas de tiempo. Colocación de bolsas de cemento sobre el material de subrasante para su dosificación y posterior mezclado.  Dosificación del cemento a granel: Este proceso requiere de un equipo esparcidor, el cual puede ser mecánico o automático. El esparcidor mecánico puede ser cualquier vehículo con capacidad de almacenamiento de cemento, al cual se le adapta un esparcidor en la parte trasera. El esparcidor automático (ver fig.), tiene un sistema que equilibra la velocidad del carro con la de un tornillo sinfín dispuesto en el cuarto de almacenamiento, el cual empuja el cemento hacia un rociador que tiene en su parte posterior y este, a su vez, se encarga de homogeneizar la caída del cemento. Este equipo ofrece una mayor confiabilidad que el equipo mecánico. La utilización de este método depende en gran medida de la disponibilidad del equipo. Distribuidor automático de cemento en polvo en una capa de base de una carretera.


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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos MEZCLADO DEL SUELO CEMENTO: este proceso tiene como objetivo lograr mezclar el suelo con el cemento y el agua, a fin de obtener una mezcla homogénea que pueda trabajarse y compactarse a su máxima densidad, utilizando las siguientes técnicas: 4.3.2.3. MEZCLADO CON MOTONIVELADORA: debe emplearse solamente en pequeñas obras, porque se necesita de un operador con mucha experiencia para garantizar una adecuada homogeneidad en la mezcla, la cual debe de poseer un contenido de humedad de 2% con respecto a la humedad óptima. Debido a que se realiza únicamente con la hoja o cuchilla de la motoniveladora (ver fig.), se necesitan varias pasadas con la misma para mezclar el material suelto, removiéndolo de izquierda a derecha y viceversa en relación al sentido de circulación del equipo. 4.3.2.4. MEZCLADO DEL SUELO CAL: consiste en mezclar la cal, una vez extendida con el material de subrasante a estabilizar conforme a la finura y homogeneidad requerida por la naturaleza de la labor a realizar, utilizando las siguientes tecnicas: 4.3.2.5. MEZCLADO DEL SUELO CON EMULSIÓN ASFÁLTICA: el proceso tiene como objetivo lograr un mezclado lo más adecuadamente posible del suelo con la emulsión asfáltica y el agua, para obtener una mezcla homogénea que pueda trabajarse y compactarse a su máxima densidad. 4.3.2.2.

4.4. PROCESO DEL RIEGO DE LA IMPRIMACIÓN.

La función de la imprimación es proteger la superficie de la base una vez ha sido compactada, la cual consiste en el suministro y aplicación de un riego de material asfaltico, incluyendo la colocación del material secante, si se requiere, sobre dicha capa previamente preparada y aprobada, de acuerdo con las especificaciones técnicas del proyecto en conformidad con los planos o según indique el Ingeniero residente. El riego de imprimación es una aplicación de emulsión asfáltica que cubre la capa de base. Sirve para tres propósitos:  Ayudar a prevenir la posibilidad de que se desarrolle un plano de deslizamiento entre la capa de base y la capa superficial.  Evita que el material de base se desplace bajo las cargas de tránsito, durante la construcción, antes de que se coloque la capa asfáltica.  Protege la capa de base de la intemperie.  Impermeabilizar la superficie Grupo 3 - PAVIMENTOS

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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos     

Cerrar los espacios capilares Revertir y pegar sobre la superficie las partículas sueltas Endurecer la superficie Facilitar el mantenimiento Promover la adherencia entre la superficie sobre la cual se coloca y la primera capa de mezcla asfáltica sobre ella colocada.

4.5. MATERIALES EMPLEADOS EN LA IMPRIMACIÓN.

El material asfaltico usado deberá ser del tipo rebajado, de curado medio (MC-70 o MC-250) de acuerdo con la textura de la superficie a imprimar y deberá cumplir con las especificaciones AASHTO M-82. El material asfaltico para el riego de imprimación deberá ser aplicado dentro de los siguientes límites de temperatura para obtener la penetración deseada: (MC-70) de 54°C a 88°C, (MC-250) de 79°C a 113°C, o lo que indiquen los resultados de pruebas de viscosidad, tomando como limites los valores de 60 segundos y 15 segundos. La tasa de aplicación o dosificación podrá variar de 1.00 a 1.75 litros por metro cuadrado, debiéndose adoptar la que es totalmente absorbida en 24 horas. El material secante deberá ser arena libre de materia orgánica y de sustancias perjudiciales. 4.6. CONDICIONES METEOROLÓGICAS .

No se podrá imprimar cuando existan condiciones de lluvia. La Capa de Imprimación debe ser aplicada solamente cuando la temperatura atmosférica a la sombra esté por encima de los 10 ºC, y la superficie del camino esté razonablemente seca. 4.7. FACTORES QUE AFECTAN UNA APLICACIÓN UNIFORME

 Temperatura de Aspersión del Asfalto.Los distribuidores de Asfalto tienen tanques protegidos, para mantener la temperatura del material y están equipados con calentadores para logra la temperatura de aplicación adecuada.  Presión del Líquido a lo largo de la Barra de Aspersión. Para mantener la presión continúa y constante en toda la longitud de la Barra de Aspersión se usan bombas de Descarga con potencia independiente.  Angulo de Aspersión.El ángulo de aspersión de los agujeros debe establecerse adecuadamente, generalmente entre 15º y 30º desde el eje horizontal de la Barra de Aspersión, de modo que los flujos individuales no interfieran entre sí o Se mezclen.


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 Velocidad del Camión Imprimador. El vehículo debe estar provisto de un velocímetro visible al conductor, para asegurar la velocidad constante, y necesaria que permita la aplicación uniforme del lígate. Existe una relación entre la tasa de aplicación y La Velocidad del Camión Imprimador.  Altura de Aspersión de los Agujeros. La altura de los agujeros sobre la superficie determina el ancho de un flujo individual. Para asegurar el adecuado traslape de cada salida, la altura del agujero debe fijarse y mantenerse durante toda la operación. 4.8. EQUIPO UTILIZADO PARA REALIZAR LA IMPRIMACIÓN.

El equipo para la imprimación estará compuesto por barredoras o sopladores mecánicos, montados sobre llantas neumáticas; escobillones de mano, distribuidora de material asfaltico a presión del tipo de autopropulsión. La distribuidora deberá tener llantas neumáticas, estar provista de los controles y medidores necesarios en buenas condiciones de trabajo, además deberá estar diseñada, equipada, calibrada y ser operada de tal manera que sea capaz de distribuir el material asfaltico, con una variación que no exceda de 0.1 l/m2 de superficie. Barredora mecánica 4.9. MEZCLA ASFALTICA

Las mezclas asfálticas como ya hemos visto anteriormente sirven para soportar directamente las acciones de los neumáticos y transmitir las cargas a las capas inferiores, proporcionando unas condiciones adecuadas de rodadura, cuando se emplean en capas superficiales; y como material con resistencia simplemente estructural o mecánica en las demás capas de los firmes. El comportamiento de la mezcla depende de circunstancias externas a ellas mismas, tales como son el tiempo de aplicación de la carga y de la temperatura. Por esta causa su caracterización y propiedades tienen que estar vinculadas a estos factores, temperatura y duración de la carga, lo que implica la necesidad del conocimiento de la reología del material. Las mezclas asfálticas se pueden fabricar en caliente o en frío, siendo más comunes las primeras, por lo que se enfocará el estudio hacia las mezclas asfálticas en caliente. PROCESO CONSTRUCTIVO. La fabricación de la mezcla asfáltica en caliente es un proceso industrial, realizado en plantas productoras de mezcla asfáltica. Estas, son un conjunto de equipos mecánicos y electrónicos, en donde los agregados son combinados, calentados, secados y mezclados con cemento asfáltico para producir una mezcla asfáltica en La planta de elaboración de la mezcla puede ser continua (prácticamente en desuso), de mezcla en el tambor o discontinua y debe 4.10.


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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos disponer de los dispositivos adecuados para calentar y dosificar los agregados y el cemento asfáltico caliente. Las operaciones principales de una planta de asfalto son secado, cribado, proporcionado y mezclado TRANSPORTE Generalmente se emplean camiones del tipo volqueta, los cuales efectúan el vaciado por el extremo posterior de la caja al ser levantada, en la superficie interna de la caja debe impregnarse con un producto que impida la adhesión de la mezcla, pero que no altere sus propiedades de la mezcla asfáltica, durante el transporte, la mezcla se debe proteger con una lona, la cual debe estar bien asegurada para evitar que el aire frío se cuele hacia la carga. Una vez llega a la obra, el ingeniero residente debe encargarse de verificar la temperatura de llegada en la volqueta. Cuando se va a comenzar el proceso de colocación, se retira la lona y se deposita la mezcla en la tolva de la terminadora de mezcla asfáltica, conocida también como finisher. Al llegar la mezcla a la obra el ingeniero debe hacer una inspección visual de la mezcla para notar sus deficiencias. A continuación se mencionan algunas de ellas, que pueden requerir una inspección más rigurosa y posiblemente, una rectificación:  Humo azul. El humo azul que asciende de la mezcla del camión puede ser un indicador de que se ha sobrecalentado la mezcla  Apariencia dura. Una carga que aparezca dura o presente un pico alto puede estar fría para cumplir con especificaciones.  Apariencia opaca y magra. Una mezcla con estas características puede contener muy poco asfalto, o contener un exceso de finos  Vapor ascendente. El exceso de humedad aparece, frecuentemente, como vapor ascendente en la mezcla  Segregación. La segregación de agregados puede ocurrir durante la pavimentación debido a un manejo inadecuado de la mezcla o puede ocurrir antes de que la mezcla llegue a la finisher. 4.11.

ENTREGA En la entrega, el camión debe retroceder derecho contra la pavimentadora y detenerse antes de que sus ruedas hagan o con los rodillos frontales de la pavimentadora La caja del camión se debe elevar lentamente, para evitar la segregación de la mezcla. 4.12.

EXTENSIÓN El proceso principal de construcción del pavimento consiste en extender la mezcla a lo largo de la vía y compactarla adecuadamente hasta la densidad mínima especificada en las normas. La mezcla se extiende con máquinas autopropulsadas, diseñadas para colocarla con la sección transversal

4.13.


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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos proyectada sobre la superficie, en un ancho y un espesor determinados, y para proporcionarle una compactación inicial. Sobre la superficie por pavimentar se debe colocar una guía longitudinal que sirva de referencia al operador de la máquina, para conservar el alineamiento. Pavimentadora o finisher La uniformidad en la temperatura de la mezcla extendida da lugar a una densificación homogénea de la capa y a un comportamiento adecuado del pavimento. Controlando la temperatura de aplicación obtenemos un resultado de calidad y una carpeta asfaltica de larga vida. Imagen infrarroja durante la extensión de la mezcla COMPACTACIÓN La compactación es la etapa final de las operaciones de pavimentación con mezclas asfálticas en caliente. En esta etapa se desarrolla la resistencia total de la mezcla y se establecen la lisura y la textura de la carpeta. Al compactar la mezcla, esta adquiere estabilidad, cohesión e impermeabilidad, que se traduce en capas de rodadura resistente, durable y lisa. Adicionalmente, la compactación cierra los espacios a través de los cuales el aire y el agua pueden penetrar y causar un envejecimiento rápido y/o desprendimiento. La compactación de la mezcla asfáltica se realiza en tres fases: Compactación inicial Es la primera pasada del compactador sobre la carpeta recién colocada. Se usan compactadores vibratorios o estáticos. Esta actividad se debe hacer sobre toda la carpeta. Compactación intermedia Para obtener la densidad requerida antes del enfriamiento de la mezcla. Con esta compactación se logran la densidad y la impermeabilidad requeridas Compactación final Para eliminar marcas sobre la superficie y alcanzar la suavidad final. Generalmente se usan los compactadores neumáticos. Se hace mientras la mezcla este todavía lo suficientemente caliente para permitir la eliminación de cualquier marca de la compactación. Compactador de llantas neumáticas y de tambor

4.14.







4.15.

PARÁMETROS DE CALIDAD DE COMPACTACIÓN

La calidad del pavimento terminado depende en gran medida del éxito obtenido en el proceso de compactación. Se usan tres criterios para aprobar o reprobar una carpeta terminada. Estos son: textura superficial, tolerancia de la superficie y densidad. 

Textura superficial. Los defectos que aparezcan durante la compactación y que no puedan ser corregidos con pasadas adicionales, se deben remplazar


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



5.

con mezcla caliente fresca antes de que la temperatura de la carpeta que este alrededor baje hasta un punto que no sea trabajable. Tolerancia de la superficie. Las variaciones en la lisura de la carpeta no deberán exceder 6 mm bajo una regla de 3 m colocada perpendicularmente a la línea central y 3 mm cuando esta sea colocada paralelamente a la línea central. Densidad. Se deben hacer pruebas de densidad para determinar la efectividad de la compactación. Estas pruebas se pueden hacer removiendo un núcleo ya terminado y analizándolo en laboratorio o utilizando un densímetro nuclear, que mide la densidad directamente sobre la superficie del pavimento. La densidad debe ser mínimo del 98% de la densidad media obtenida en laboratorio, que es la densidad de referencia.

TIPOS DE PAVIMENTOS 5.1. PAVIMENTO FLEXIBLE


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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos Una carpeta constituida por una mezcla asfáltica proporciona la superficie de rodamiento; que soporta directamente las solicitaciones del tránsito y aporta las características funcionales. Estructuralmente, la carpeta absorbe los esfuerzos horizontales y parte de los verticales, ya que las cargas de los vehículos se distribuyen hacia las capas inferiores por medio de las características de fricción y cohesión de las partículas de los materiales y la carpeta asfáltica se pliega a pequeñas deformaciones de las capas inferiores sin que su estructura se rompa. Las capas que forman un pavimento flexible son. carpeta asfáltica, base y subbase, las cuales se construyen sobre la capa subrasante. 5.1.1. ASFALTO Es un material aglomerante de color oscuro, constituidos por mezclas complejas de hidrocarburos no volátiles de alto peso molecular, originarios del petróleo crudo, en el cual están disueltos, pueden obtenerse por evaporación natural de depósitos localizados en la superficie terrestre, denominados Asfaltos Naturales, o por medio de procesos de destilación industrial cuyo componente predominante es el Bitumen. Los asfaltos destilados del petróleo son producidos ya sea por destilación por vapor o soplados. La destilación por vapor produce un excelente asfalto para pavimentos, mientras que el producto de destilación por aire o soplado tiene una escasa aplicación en pavimentación. 5.1.1.1.

OBTENCIÓN Y TIPOS

Según el origen del petróleo crudo la composición de base se divide en: • Base Asfáltica • Base Parafínica • Base Intermedia Los asfaltos de base asfáltica, es decir, asfaltos obtenidos de petróleos asfálticos, son mas deseables para pavimentación, ya que tienen buenas características ligantes y de resistencia al envejecimiento por acción del clima. Los asfaltos de base parafínica, se oxidan lentamente expuestos a la intemperie, dejando un residuo escamosos y de poco valor como ligante. De acuerdo a su aplicación, los asfaltos los podemos clasificar en 2 grandes grupos: Asfaltos para pavimentos: Éstos se subdividen en: Grupo 3 - PAVIMENTOS

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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos A) CEMENTOS ASFÁLTICOS Los Cementos pavimentación.

Asfálticos,

son

preparados

especialmente

para

Es un material ideal para la construcción de pavimentos ya que: • Es un material aglomerante, resistente, muy adhesivo, impermeable y duradero. • Es consistente y puro. • Es termoplástico, s decir, se licua a medida que se va calentando. • Es resistente a los ácidos, sales y álcalis Se denominan por las letras CA, y se clasifican según su grado de dureza, el que mide según el ensayo de penetración. Podemos distinguir CA 40 – 50, CA 60 – 70, etc.; CA indica que es un cemento asfáltico y los números el rango de penetración. Para su aplicación debe estar libre de agua y con características homogéneas. En Chile los CA más utilizados son: • CA 40 – 50: uso en rellenos de juntas y grietas. • CA 60 – 70: en mezcla en planta en caliente para la construcción de bases binder y carpetas de rodado. • CA 120 – 150: usados en tratamientos superficiales. Su aplicación no debe hacerse bajo amenaza de lluvia, temperatura ambiente bajo los 10ºC y en superficies húmedas, tampoco deben ser calentadas sobre los 170 ºC. B) ASFALTOS CORTADOS Los asfaltos cortados, AC, llamados también diluidos, líquidos o Cut-Backs, son asfaltos líquidos que resultan de la dilución de cemento asfáltico con destilados del petróleo. Se presenta como un líquido de color negro, de viscosidad variable. Los solventes usados actúan como vehículos, proporcionando productos menos viscosos que pueden ser aplicados a bajas temperaturas. Los solventes se evaporan después de su aplicación. Se clasifican según: Grupo 3 - PAVIMENTOS

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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos 1.- Su velocidad de curado: lo cual se divide en 3 categorías: 1) RC: Asfalto Cortado de Curado Rápido (Rapid Curing), se producen al mezclar CA con destilados ligeros del tipo Nafta o Bencina. Se utilizan generalmente en: • • • •

RC – 1 / RC – 70: Riegos de liga. RC – 2 / RC – 250: Mezclas asfálticas abiertas. RC – 3 / RC – 800: Sellos de arena, tratamientos superficiales. RC – 5 / RC – 3000: Sellos de arena, macadam de penetración.

2) MC: Asfalto Cortado de Curado Medio (Médium Curing), cuyo solvente es la Parafina o Kerosene, lo que da trabajabilidad a temperatura relativamente baja. Se emplean en: • MC – 0 / MC – 30: Como imprimante en bases estabilizadas. • MC – 2 / MC – 250: Mezclas en sitio de graduación abierta y cerrada. • MC – 3 / MC – 800: Mezclas en sitio de graduación abierta y cerrada. • MC – 4, MC – 5 / MC – 3000: En zonas calurosas y agregados absorbentes. 3) SC: Asfaltos Cortados de Curado Lento (Slow Curing), los aceites son los que le dan cierta fluidez. Este tipo de asfalto ya no se utiliza. 2.- Según su viscosidad cinemática (Centistokes): 30, 70, 250, 800, 3000. 3.- Según grados antiguos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, de menor a mayor viscosidad que definen rangos en Segundos Saybot Furol. Los asfaltos cortados (AC), no deben emplearse en días de lluvia o con amenaza de lluvia, en temperaturas inferiores a 10ºC y en superficies húmedas. C) EMULSIONES ASFÁLTICAS Son de cemento asfáltico en una fase acuosa, con estabilidad variable. El tiempo de quiebre y la viscosidad de las emulsiones, dependen entre otros factores, de la calidad y la cantidad de los agentes emulsificantes.


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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos La cantidad de emulsificantes y aditivo químico utilizados varía generalmente de 0.2 % a 5 %, y la cantidad de asfalto en el orden de 60 % a 70 %. El color de emulsiones asfálticas antes del quiebre es marrón y después del quiebre negro, constituyéndole en un elemento auxiliar para la inspección visual. Las emulsiones asfálticas se clasifican de acuerdo a la carga de la partícula en: • Catiónica (Utilizadas referentemente en pavimentación) • Aniónica. (Aplicaciones industriales, levemente en pavimentación) En cuanto al tiempo de quiebre, se clasifican en: • Quiebre rápido CRS • Quiebre medio CMS • Quiebre lento CSS • Quiebre controlado. CQS Las emulsiones asfálticas de quiebre rápido son el ligante más adecuado para la ejecución de tratamientos superficiales, por su facilidad de empleo y su excelente adherencia a todo tipo de áridos. Las emulsiones de quiebre lento se emplean en riegos de liga, en la preparación de lechadas asfálticas (slurry seal) y riegos negros (fog seal). Las emulsiones asfálticas de quiebre medio y lento se emplean en la preparación de mezclas en frío, ya sea en planta o en sitio. Las emulsiones de quiebre controlado (conocidas como Quick Setting) se utilizan para la fabricación de slurries o lechadas asfálticas de rápida apertura al tránsito. Otros usos para las emulsiones son reciclados en frío, estabilización de suelos, sellos de terminación, membrana de curado, riego de penetración (Macadam) y, en la agricultura, para prevenir la erosión o retardar la evaporación del agua.

5.2. PAVIMENTO RÍGIDO


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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos La superficie de rodamiento de un pavimento rígido es proporcionada por losas de hormigón hidráulico, las cuales distribuyen las cargas de los vehículos hacia las capas inferiores por medio de toda la superficie de la losa y de las adyacentes, que trabajan en conjunto con la que recibe directamente las cargas. Por su rigidez distribuyen las cargas verticales sobre un área grande y con presiones muy reducidas. Salvo en bordes de losa y juntas sin pasajuntas, las deflexiones o deformaciones elásticas son casi inapreciables. Este tipo de pavimento no puede plegarse a las deformaciones de las capas inferiores sin que se presente la falla estructural. Es te punto de vista es el que influye en los sistemas de cálculos de pavimentos rígidos, sistemas que combinan el espesor y la resistencia de hormigón de las losas, para una carga y suelos dados. Aunque en teoría las losas de hormigón hidráulico pueden colocarse en forma directa sobre la subrasante, es necesario construir una capa de subbase para evitar que los finos sean bombeados hacia la superficie de rodamiento al pasar los vehículos, lo cual puede provocar fallas de esquina o de orilla en la losa. La sección transversal de un pavimento rígido esta constituida por la losa de hormigón hidráulico y la subbase, que se construye sobre la capa subrasante. 5.3. TIPOS DE PAVIMENTO RÍGIDO

Existen 5 tipos de pavimentos rígidos: • De hormigón simple • De hormigón reforzado y con refuerzo continuo • De hormigón simple con barras de transferencia de carga • De hormigón presforzado • De hormigón fibroso 1. LOS PAVIMENTOS DE HORMIGÓN SIMPLE: Se construyen sin acero de refuerzo y sin barras de transferencia de cargas en las juntas. Dicha transferencia se logra a través de la trabazón entre los agregados de las dos caras agrietadas de las losas contiguas, formadas por el aserrado o corte de la junta. Para que la transferencia de carga sea efectiva, es preciso tener losas cortas. Este tipo de pavimento se Grupo 3 - PAVIMENTOS

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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos recomienda generalmente para casos en que el volumen de tránsito es de tipo mediano o bajo. 2. LOS PAVIMENTOS REFORZADOS Contienen acero de refuerzo y pasajuntas en las juntas de contracción. Estos pavimentos se construyen con separaciones entre juntas superiores a las utilizadas en pavimentos convencionales. Debido a ello es posible que entre las juntas se produzcan una o más fisuras transversales, las cuales se mantienen prácticamente cerradas a causa del acero de refuerzo, lográndose una excelente transferencia de carga a través de ellas. Los pavimentos con refuerzo continuo por su parte, se construyen sin juntas de contracción. Debido a su continuo contenido de acero en dirección longitudinal, estos pavimentos desarrollan fisuras transversales a intervalos muy cortos. Sin embargo, por la presencia de refuerzo, se desarrolla una gran transferencia de carga en las caras de las fisuras. Normalmente un espaciamiento de juntas que no exceda lo 4.50m tienen un buen comportamiento en pavimentos de hormigón simple, así como uno no mayor a 6m en pavimentos con pasajuntas, ni superior a 12 m en pavimentos reforzados. Espaciamientos mayores a estos, han sido empleados con alguna frecuencia, pero han generado deterioros, tanto en las juntas, como en las fisuras transversales intermedias. 3. LOS

PAVIMENTOS

DE

HORMIGÓN

SIMPLE

CON

BARRAS

DE

TRANSFERENCIA DE CARGA: Se construyen sin acero de refuerzo; sin embargo en ellos se disponen de barras lisas en cada junta de contracción, las cuales actúan como dispositivos de transferencia de cargas, requiriéndose también que las losas sean cortas para controlar el agrietamiento. 4. LOS PAVIMENTOS CON HORMIGÓN PRESFORZADO: Están constituidos a base de losas que han sido previamente esforzadas y de esta manera no contienen juntas de construcción. Se han ensayado varios sistemas de presfuerzo y postensado con el fin de llegar a soluciones de pavimentos de espesor reducido, gran elasticidad y capacidad de soporte, y reducción de juntas. Grupo 3 - PAVIMENTOS

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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos Gracias al sistema de presfuerzo se han podido construir losas de más de 120 m de longitud, con una reducción del 50% del espesor de la losa. Sin embargo pese a los esfuerzos para desarrollar esta técnica, en carreteras se han producido más dificultades que ventajas. Ha tenido en cambia más aplicación en aeropuertos en los cuales ha habido casos de un comportamiento excelente, tanto en pistas como en plataformas. 5. LOS PAVIMENTOS DE HORMIGÓN FIBROSO: En este tipo de losas, el armado consiste en fibras de acero, de productos plásticos o de fibra de vidrio, distribuidos aleatoriamente, gracias a lo cual se obtienen ventajas tales como el aumento de la resistencia a la tensión y a la fatiga, fisuración controlada, resistencia al impacto, durabilidad, etc. con una dosificación de unos 40 kg/m3 de hormigón, es posible reducir el espesor de la losa en 30 % y aumentar el espaciamiento entre juntas por lo que puede resultar atractivo su uso en ciertos casos a pesar de su costo.

6. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES Y RÍGIDOS 6.1. PAVIMENTO FLEXIBLE

Ventajas: Grupo 3 - PAVIMENTOS

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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos • Su construcción inicial resulta más económica. • Tiene un periodo de vida de entre 10 y 15 años. Desventajas: • Para cumplir con su vida útil requiere de un mantenimiento constante. • Las cargas pesadas producen roderas y dislocamientos en el asfalto y son un peligro potencial para los s. Esto constituye un serio problema en intersecciones, casetas de cobro de peaje, donde el tráfico esta constantemente frenando y arrancando. Las roderas llenas de agua de lluvia en estas zonas, pueden causar deslizamientos, perdida de control del vehículo y por lo tanto, dar lugar a accidentes y a lesiones personales. • Las roderas, dislocamientos, agrietamientos por temperatura, agrietamientos tipo piel de cocodrilo (fatiga) y el intemperismo, implican un tratamiento frecuente a base de selladores de grietas y de recubrimientos superficiales. • Las distancias de frenado para superficies de hormigón son mucho mayores que para las superficies de asfalto sobre todo cuando el asfalto esta húmedo y con huellas. • Una vez que se han formado huellas en un pavimento de asfalto, la experiencia ha demostrado, que la colocación de una sobrecarpeta de asfalto sobre ese pavimento no evitara que se vuelva a presentar. • Las huellas reaparecen ante la incapacidad de lograr una compactación adecuada en las huellas que dejan las ruedas y/o ante la imposibilidad del asfalto de resistir las presiones actuales de los neumáticos y los volúmenes de tráfico de hoy en día.

6.2. PAVIMENTOS RÍGIDOS

Ventajas:


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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos • El hormigón reflecta la luz, lo que aumenta la visibilidad y puede disminuir los costos de iluminación en las calles hasta un 30%, en cantidad de luminarias y consumo de energía. • El hormigón no se ahuella nunca, por lo tanto no hay acumulación de agua y, por ende, tampoco se produce hidroplaneo. Por otra parte, se disminuye el efecto "spray", que es el agua que despide el vehículo que va adelante sobre el parabrisas del de atrás, impidiendo la visibilidad. • Es fácil darles "rugosidad" a los pavimentos de hormigón durante su construcción, para generar una superficie que provea de mayor adherencia. • La rigidez del hormigón favorece que la superficie de rodado mantenga la planeidad. • La lisura es el factor más importante para los s. Actualmente, los pavimentos de hormigón se pueden construir más suaves que los de asfalto. • A diferencia del asfalto, el hormigón puede soportar cargas de tráfico pesadas sin que se produzca ahuellamiento, deformaciones o lavado de áridos. • La superficie dura del hormigón hace más fácil el rodado de los neumáticos. Estudios han demostrado que aumenta la eficiencia de combustible de los vehículos. • El hormigón se endurece a medida que pasa el tiempo. Después del primer mes, el hormigón continúa lentamente ganando 40% de resistencia durante su vida. • El hormigón tiene una vida promedio de 30 años. • Los pavimentos de hormigón frecuentemente sobrepasan la vida de diseño y las cargas de tráfico. • Los pavimentos de hormigón se pueden diseñar para que duren desde 10 hasta 50 años, dependiendo de las necesidades del sistema. • Las técnicas de restauración de pavimentos pueden extender su vida hasta tres veces la de diseño. • Los pavimentos de hormigón tienen un mayor valor a largo plazo debido a su mayor expectativa de vida con los mínimos requerimientos de mantención. • La durabilidad del hormigón disminuye la necesidad de reparación y/o mantenciones anuales, en comparación con pavimentos asfálticos.


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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos • Los pavimentos de hormigón se pueden construir y dar al tránsito en tiempos reducidos, incluso de hasta 12 horas. Desventajas: • Tiene un costo inicial mucho más elevado que el pavimento flexible. • Se deben tener cuidado en el diseño.

7.

OTROS PAVIMENTOS, NUEVAS T ECNOLOGIAS 7.1. PAVIMENTOS PERMEABLES.

Pavimento elaborado a base de cantidades controladas de cemento, agregado grueso ¾”, ½” y 3/8”, agua y aditivos, que crean una masa de agregados cubierta por una pasta delgada de pasta. El concreto permeable tiene una estructura vacia del 15 al 25%, lo que permite el paso de 120 a 300 litros de agua por cada m2, dando una tasa de flujo de 200 litros/m2, siendo esta tasa mayor a lo generado durante una lluvia intensa. Su peso volumétrico varia entre 1600 y 1900 kg/cm2. Su resistencia a la compresión dependiendo de su uso, fluctúa entre 100 y 250 kg/cm2.

VENTAJAS Grupo 3 - PAVIMENTOS

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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos     

Evita encharcamientos. Mitiga inundaciones. Evita fuga de agua en zonas de concreto y asfalto. Evita sistema s de drenaje Vida útil de 20 a 30 años

7.2. ESTABILIZACION QUIMICA DE SUELOS.

CON-AID ESTABILIZADOR QUIMICO DEL SUELO Es un producto quimico liquido específicamente diseñado para el mejoramiento de suelos en la construcción vial, que se utilizan tanto en caminos naturales como en capas estructurales de un pavimento. Su rango de utilización abarca todos los suelos arcillosos o al menos a los que contengan un 5% de arcilla, en los primeros modificara sus propiedades físicas y químicas y en aquellos en los que el contenido de arcilla sea minoritario, fcilitara la compactación y aumentara la capacidad portante. La consolidación de calles y rutas con CON-AID posibilita la circulación permanente de vehículos, aun en condiciones climáticas desfavorables y modifica el aspecto estético, mejorando la calidad de vida de la población a muy bajo costo. La superficie estabilizada se vera seca en solo un par de horas después de la lluvia. Es un producto no toxico ni contaminante, no dana la vejatacion ni es peligroso durante su manipulación ni para los equipos utilizados.


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Usos: consolidación de caminos naturales. Estabilización de suelos para sub rasantes, sub bases y bases de pavimentos. Rehabilitación de pavimentos con fallas en su estructura. Playas de estacionamiento. Terraplenes y rellenos. Caminos de exploración minera, petrolera y forestal.

8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Aún no se toma verdadera conciencia de que hacer mantención o conservación de pavimentación es mucho más barato que reparar el mismo pavimento, además de ahorrarnos millones de soles, se puede ofrecer más serviciabilidad y confortabilidad a los conductores. La conservación de pavimentos requiere de personal capacitado, es decir, que dominen ampliamente el tema. Para que los fondos destinados a mantención sean ocupados en forma eficiente, es necesario inspeccionar los pavimentos frecuente y minuciosamente. Tan pronto ha sido determinada la necesidad de hacer reparaciones, éstos deben hacerse inmediatamente, ya que los pavimentos continúan deteriorándose día a día, produciendo así una conducción peligrosa. Es necesario determinar primero la causa que produjo el daño en el pavimento, para poder realizar una reparación correcta, pudiendo así evitar una recurrencia. Un mantenimiento oportuno y continuo es necesario para preservar la inversión y mantener el pavimento en completo servicio al público. Corresponde definir legalmente un único organismo público responsable de la reparación, conservación y reposición de pavimentos, que tenga asignados


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Universidad Privada del Norte – W.Adult. Pavimentos recursos para ello en forma directa, para lo cual se requiere con urgencia actualizar la antigua legislación sobre pavimentación urbana.

6. ANEXOS ANEXO DE IMAGENES

Aplicación de cargas en los pavimentos


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TIPOS DE PAVIMENTOS

ANALISIS DE COSTO


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TIPOS DE FALLAS EN PAVIMENTOS FLEXIBLES Fisuras y Grietas


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Deterioro superficial

Otros deterioros


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TIPOS DE FALLAS EN PAVIMENTOS RIGIDOS Juntas

Grietas

Deterioro superficial Grupo 3 - PAVIMENTOS

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Otros deterioros


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PAVIMENTOS RIGIDOS Y FLEXIBLES

ANEXO DE CUADROS Y TABLAS

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL

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DETERIOROS Y TÉCNICAS DE REPARACIÓN

PAVIMENTO FLEXIBLE DETERIORO Fisuras y grietas por fatigamiento

TÉCNICA DE REPARACIÓN Bacheo superficial Bacheo profundo

Fisuras y grietas en bloque

Sello bituminoso

Grietas de borde

Sello bituminoso Bacheo profundo

Fisuras y grietas longitudinales y transversales

Sellado de grietas

Fisuras y grietas reflejadas

Sellado de grietas Sello bituminoso

Parches deteriorados

Bacheo profundo Bacheo superficial

Baches en carpetas asfálticas y tratamientos superficiales Ahuellamiento

Bacheo profundo Bacheo superficial Sello bituminoso Bacheo profundo

Deformación transversal

Bacheo superficial

Desgaste

Sello bituminoso

Pérdida de áridos

Sello bituminoso

Ondulaciones

Bacheo profundo

Descenso de la berma

Nivelación de bermas

Surgencia de finos y agua

Instalación drenes de pavimento

Separación entre berma y pavimento

Sellado de grieta


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PAVIMENTO RÍGIDO DETERIORO Deficiencias del sellado

TÉCNICA DE REPARACIÓN Sellado de juntas y grietas Sellado de juntas y grietas

Juntas saltadas

Reparación de espesor parcial Sellado de juntas y grietas

Separación de la junta longitudinal

Reparación de espesor total Sellado de juntas y grietas

Grietas de esquina

Reparación de espesor total Sellado de juntas y grietas

Grietas longitudinales y transv.

Reparación de espesor total

Fisuramiento por retracción (tipo malla)

Reparación de espesor parcial

Desintegración

Reparación de espesor parcial Reparación de espesor parcial

Baches


Levantamiento localizado


Escalonamiento de juntas y grietas

Cepillado de la superficie

Descenso de la berma

Nivelación de bermas

Separación entre berma y pavimento

Sellado de juntas y grietas

Parches deteriorados


Surgencia de finos Fragmentación múltiple


Instalación de drenes de pavimento Reparación de espesor total

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