INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE VALLADOLID
INGENIERÍA CIVIL. 6°B DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS
UNIDAD 1. “GENERALIDADES DE LOS PAVIMENTOS”. TEMAS 1.2 TIPOS DE PAVIMENTOS 1.3 CARACTERISTICAS DE LOS TIPOS DE PAVIMENTOS COMO AFECTAN LAS CARGAS SOBRE EL NIVEL DE RODAMIENTO EN LOS DIFERENTES PAVIMENTOS.
PROFESOR. ING. RICARDO ENRIQUE MAY CIAU
ELABORO. CABALLERO PARRA YORHI DANIEL
VALLADOLID YUCATÁN A 12 DE FEBRERO DEL 2015
1.2 TIPOS DE PAVIMENTOS El pavimento puede ser definido como la unión de capas puestas unas sobre otras, de manera horizontal, utilizado como superficie para que circulen los vehículos o peatones. Puede ser clasificado en: Pavimento flexible: reciben este nombre ya que pueden flexionarse o dicho de otra manera son maleables. Estos pavimentos se encuentran sostenidos sobre un par de capas flexibles y de base granular. Este resulta muy costoso, tanto en la construcción, como en el mantenimiento. Es utilizado en zonas donde hay mucho tránsito, como calles, parques de estacionamiento, veredas, entre otros.
Pavimento rígido: está sostenido sobre una capa de material, está dotado de una losa de cemento hidráulica. Estos tienen la capacidad de soportar cargas pesadas gracias a su base de concreto. Estos tipos de pavimento son bastante económicos, sobre todo a la hora del mantenimiento. Además al ser muy resistente puede ser utilizado durante mucho tiempo, son fáciles para construir. Existen diversas clases de éste, algunos de ellos son reforzados, simple, pre esforzado, entre otros. Son muy utilizados en las ciudades y fábricas de trabajo industrial.
Pavimento articulado: posee una capa de hormigón que se caracteriza por ser muy resistente y flexible. Además se le agregan varios elementos como el cemento. Todos los materiales deben ser colocados da tal manera que resulten homogéneos. Puede ser utilizado durante largos períodos de tiempo ya que resulta muy resistente ante el desgaste y el agua. Es muy utilizado para la circulación de vehículos, además para que el agua no se acumule. Algunos lugares donde se lo ve regularmente son en calles, aeropuertos, entrada a puentes, cunetas, muelles, sendas peatonales, entre muchos otros. Un gran inconveniente que es normal que se produzca en este tipo de pavimentos, se relaciona con la falla de la base. En este caso el arreglo puede resultar muy costoso.
Pavimento Semi-rígido: este pavimento, también conocido como pavimento compuesto, es muy similar al flexible, pero también al de tipo rígido. La parte
flexible suele estar en la parte superior, mientras que la rígida en la parte inferior. Además es común que posea una capa de cemento o concreto. Gracias al cemento, es estable y puede soportar cargamentos muy pesados, como aviones o camiones.
1.3 CARACTERISTICAS DE LOS TIPOS DE PAVIMENTOS Funciones de las capas de un pavimento flexible: Subbase granular
Capa de transición: la subbase bien diseñada impide la penetración de los materiales que constituyen la base con los de la subrasante y por otra parte, actúa como filtro de la base impidiendo que los finos de la subrasante la contaminen menoscabando su calidad. Disminución de la deformación: algunos cambios volumétricos de la capa subrasante, generalmente asociados a cambios en su contenido de agua (expansiones), o a cambios externos de temperatura, pueden absorberse con la capa subbase, impidiendo que dichas deformaciones se reflejen en la superficie de rodamiento. Resistencia: la subbase debe soportar los esfuerzos transmitidos por las cargas de los vehículos a través de las capas superiores y transmitidas a un nivel adecuado de la subrasante.
Base granular
Resistencia: la función fundamental de la base granular de un pavimento consiste en proporcionar un elemento resistente que transmita a la subbase y a la subrasante los esfuerzos producidos por el tránsito en una intensidad apropiada.
Carpeta Asfáltica
Superficie de rodadura: la carpeta debe proporcionar una superficie uniforme y estable al tránsito, de textura y color conveniente y resistir los efectos abrasivos del tránsito. Resistencia: su resistencia a la tensión complementa la capacidad estructural del pavimento. Impermeabilidad: hasta donde sea posible, debe impedir el paso del agua al interior del pavimento.
Funciones de las capas de un pavimento rígido. Subbase
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 materiales fino 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 licua el suelo fino de la subrasante 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 pavimento Mejorar el drenaje y reducción 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.
Losa de concreto
Las funciones de la losa en el pavimento rígido son las mismas de la carpeta en el flexible, más la función estructural de soportar y transmitir en nivel adecuado los esfuerzos que le apliquen.
Funciones de las capas de un pavimento articulado. Base
Es la capa colocada entre la subrasante y la capa de rodadura. Esta capa le da mayor espesor y capacidad estructural al pavimento. Puede estar compuesta por dos o más capas de material seleccionado. Capa de arena: es una capa de poco espesor, de arena gruesa y limpia que se coloca directamente sobre la base; sirve de asiento a los adoquines y como filtro para el agua que eventualmente pueda penetrar por las juntas entre estos. Sellos de arena: está constituido por aren fina que se coloca como llenante de las juntas entre los adoquines; sirve como sello de las mismas y contribuyen al funcionamiento, como un todo, de los elementos de la capa de rodadura.
COMO AFECTAN LAS CARGAS SOBRE EL NIVEL DE RODAMIENTO EN LOS DIFERENTES PAVIMENTOS. Para Pavimentos Flexibles: Las cargas pesadas producen roderas y dislocamientos en el asfalto y son un peligro potencial para los usuarios. Esto constituye un serio problema en intersecciones, casetas de cobro de cuotas de peaje, rampas, donde el trafico esta constantemente frenando y arrancando. Las roderas llenas de agua de lluvia en estas zonas, pueden causar derrapamientos, pérdida 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 roderas reaparecen ante la incapacidad de lograr una compactación adecuada en las roderas 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.
En la mayor parte de los casos, el asfalto sub diseñado de la primera etapa se deteriora antes de poder colocar el primer re-encarpetado proyectado. Las sobrecarpetas delgadas subsecuentes no se comportaron bien porque la falla original del asfalto, se refleja rápidamente a través del citado re-encarpetado. Aun cuando se especifique una sobre-carpeta de asfalto más gruesa, los resultados no mejoran apreciablemente. Se ha demostrado que en las sobre-carpetas más gruesas, se forman más roderas que en recubrimientos delgados. En muchas áreas del país, se aplican restricciones de carga en los pavimentos asfálticos a fin de evitar daños serios. Las limitaciones de los organismos estatales varían entre 20 y 60% (44% en promedio). Las restricciones en cuanto a cargas por eje (de camiones) resultan difíciles de aplicar, y es frecuente ver que los camiones que exceden los pesos restringidos circulan sobre los pavimentos asfálticos.
Para Pavimentos Rígidos: Al realizar la pavimentación con cimbras deslizantes la principal ventaja es el hecho de que una máquina, bajo el control de un solo operadora reemplaza los diversos elementos que forman el acomodo de la maquinaria de pavimentación convencional. La sobrecarpeta de concreto proporciona ventajas a largo plazo para los usuarios de caminos y para los organismos encargados de carreteras debido a que la superficie de concreto reduce drásticamente el tiempo y los retrasos, que generalmente acompañan al mantenimiento constante de una superficie de asfalto. Una superficie de concreto es durable, resistente y requiere mucho menos tiempo de mantenimiento y dinero. Las sobrecarpetas de concreto son particularmente efectivas, en proyectos donde las restricciones en el presupuesto anual y altos niveles de tráfico, hacen que las interrupciones frecuentes en la circulación y los costos de mantenimiento sean intolerables. Las cargas pesadas no forman roderas ni dislocamientos en el concreto, el cual conserva una alta resistencia antiderrapante. Los análisis de los costos de rehabilitación y mantenimiento a largo plazo correspondientes a la "construcción por etapas", representa la solución más duradera de bajo riesgos.
Una sobrecarpeta de concreto permite que la construcción se haga directamente sobre la superficie flexible existente, sin tener que eliminar o reparar la sub-base o la subrasante en toda la extensión del proyecto. El espesor gradual para ligarse a un puente o a estructuras en línea se logra rebajando con fresadora el asfalto existente ha sta obtener la pendiente adecuada. La colocación de una sobrecarpeta de concreto directamente sobre un pavimento de asfalto, también puede ahorrar costos de construcción cuando hay mal tiempo. Después de una lluvia fuerte, la construcción de nuevos pavimentos se puede retrasar varios días, mientras la subrasante se seca hasta alcanzar una condici6n adecuada. Con la sobrecarpeta de concreto el contratista usa una barredora mecánica, para eliminar el agua en exceso acumulada en las roderas dejadas por las ruedas. Por lo tanto, en muchos casos la construcci6n de pavimentos de concreto sobre el asfalto se puede reanudar inmediatamente después de que deja de llover. Las sobrecarpetas de concreto colocadas encima del asfalto (Whitetopping), proporcionan una superficie segura que dará muchos años de servicio a bajo costo y con mantenimiento mínimo.
Coeficiente de daño por tránsito para vehículos típicos.
