Pavimento Unidad 1

UNIDADES

UNIDAD I. VARIABLES DEL DISEÑO DE PAVIMENTOS1.1 Introducción1.2 Tipos de pavimentos1.3 Sección típica de un pavimento de carreteras1.4 Arreglo de ruedas y cargas

UNIDAD II. ESFUERZOS EN PAVIMENTOS FLEXIBLES2.1 Sistema estratificado2.2 Teoría de las capas2.3 Variables de diseño

UNIDAD III. VEHÍCULOS Y TRÁFICO3.1 Volumen de tráfico3.2 Vehículos y efecto de cargas3.3 Cargas de Diseño

DISEÑO DE PAVIMENTOS

UNIDADES

UNIDAD IV. CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS4.1 Tipos de Suelos y sus componentes4.2 Clasificación de los suelos según la AASHTO

UNIDAD VI. DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES PARA CARRETERAS4.1 Método AASHTO-934.2 Variables de diseño4.3 Aplicación

UNIDAD V. DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES PARA AEROPUERTOS5.1 Método del CBR5.2 Método de la FAA

Diseño de Pavimentos – Ing. María J. Ramírez T.

UNIDAD I. VARIABLES DEL DISEÑO DE PAVIMENTOS

1.1 INTRODUCCIÓNSegún el Ing. J. Ríos (*), la ciencia del diseño de pavimentos es dinámica puesto que amedida que avanzan las investigaciones y se incorporan conceptos innovadores, losmétodos de diseño de pavimentos sufren variaciones que inclusive originan nuevos métodosy nuevas variables a considerar en el modelaje de una adecuada estructura de pavimento.

La ciencia del diseño de pavimentos implica engranar los conceptos y características de lossuelos de sub-rasante, materiales de base y sub-base, mezclas asfálticas, emulsiones quecumplirán una función o desempeño satisfactorio bajo las solicitaciones de carga del tráficoen el período de diseño. (**)

Por su parte el Ing. Gustavo Corredor (***) define el pavimento como : …" la superestructurade una vía, construida sobre la sub-rasante, y compuesta normalmente por la sub-base, labase y la capa de rodamiento, cuya función principal es soportar las cargas rodantes ytransmitir los esfuerzos al terreno, distribuyéndolos en tal forma que no se produzcandeformaciones perjudiciales, así como proveer una superficie plana y resistente para losefectos del tránsito…", también señala que la capa de rodamiento asfáltica es …"La partesuperior de una carretera, pista de aterrizaje, o estacionamiento y cuyo objetivo es servir altráfico de una manera segura, cómoda, eficiente, permanente y económica".

(*) FUNDAMENTOS PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS. Ríos, J. Universidad de Oriente. (**) Elaboración propia, Ing. MJRT.(***) DISEÑO DE NUEVOS PAVIMENTOS POR EL MÉTODO DE LA AASHTO‐93, Corredor. G. PLC, Marzo 2011.



1.1 INTRODUCCIÓN

Dentro del área de estudio del diseño de pavimentos, se distinguen dos vertientes fundamentales,el diseño de pavimentos para carreteras y el diseño de pavimentos para aeropuertos.

En el caso del pavimento flexible de carreteras, actualmente en Venezuela se aplica el MétodoAASHTO-93 y el Método MTC-83, y para el caso de pavimento flexible para aeropuertos seconoce el Método del CBR y el Método de la FAA.

En la experiencia de pavimentos diseñados y construidos en el país, el Método AASHTO-93 hatenido buena aceptación y aplicación. Éste método fue introducido por primera vez en 1962 comouna "guía provisional de diseño", y se perfecciona en los años 1972, 1981 y nuevamente en 1986;posteriormente en el año 1993, se actualiza el procedimiento de diseño de rehabilitaciones (perose mantiene igual al del año 1986).

En Venezuela el Método AASHTO -93 fue adaptado y validado para las condiciones particularesdel país por el Dr. Augusto Jugo, en el año 1997.

Para el año 2002 se esperaba una nueva versión de este método, la cual sin embargo, solo fuedada a conocer a los profesionales de ésta área de investigación en el año 2004, y se espera queesté disponible como herramienta de diseño para el año 2015.

(*) FUNDAMENTOS PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS. Ríos, J. Universidad de Oriente. (**) Elaboración propia, Ing. MJRT.(***) DISEÑO DE NUEVOS PAVIMENTOS POR EL MÉTODO DE LA AASHTO‐93, Corredor. G. PLC, Marzo 2011.



Siendo que prevalecen dos vertientes en el diseño depavimentos como el caso de carreteras y el deaeropuertos, para ambos casos debe tomarse entreotras variables y consideraciones de gran importancia,el caso que existen dos tipos de pavimentos: el tipoflexible y el tipo rígido, estas denominaciones seestablecen en la necesidad de diferenciar el pavimentode concreto asfáltico (naturaleza flexible) del pavimentode concreto de cemento portland (naturaleza rígida).

1.2 TIPOS DE PAVIMENTOS

AEROPUERTOS

CARRETERAS



El Pavimento Flexible está constituido poruna superficie de rodamiento que serásometida a desgaste (mezcla asfáltica) lacual se construye sobre una base y/o sub-base granular, que se disponen sobre la sub-rasante sometida a mejoras y lacorrespondiente compactación.

Un pavimento flexible esta compuesto decapas de materiales que al asumirlas en suespesor total, son capaces de disipar sobrela sub-rasante la carga trasmitida por eltráfico. En líneas generales los espesores dediseño de las capas, están condicionados porlas características de la sub-rasante.





El Pavimento Rígido consiste en unacarpeta de concreto apoyadadirectamente sobre la sub-rasante,por lo que esta puede tener o no unacapa de base granular. Este tipo depavimento, por su rigidez y módulode elasticidad, tiene la capacidad dedistribuir la carga aplicada por eltráfico sobre la superficie de suelodonde la capeta de concreto seapoya.

El diseño del pavimento rígido esta sujeto ala resistencia estructural que la carpeta deconcreto ofrezca, por lo que lascaracterísticas de la sub-rasante no influyenen gran medida en dicho diseño.



1.3 SECCIÓN TÍPICA DE UN PAVIMENTO DE CARRETERAS

NUMEROS ESTRUCTURALES Y ESPESORES POR CAPA

Material R So E.E x 107 M.R ΔPSI SNi Pulg Cm

Base

95 % 0,45 5,91

15.400

2,00

1,39 14 35

C. Remanente ‐‐‐ 2,84 6 15

C. Rodamiento ‐‐‐ 0,97 2 5

SN sobre la Sub‐Rasante = 5,10 < 5,19 OK 5,19

PAVIMENTO FLEXIBLE



PAVIMENTO RIGIDO

LOSA DE CONCRETO

BASE



MÁS TIPOS DE PAVIMENTOS



1.4 ARREGLO DE RUEDAS Y CARGA

La carga de diseño del pavimento de carreteras se determinaen base a la carga sobre los ejes del vehículo y el numero derepeticiones de dicha carga en el período de diseño o vida útildel pavimento. La repetición de carga es la cobertura orecorrido que hace la rueda del vehículo sobre la superficie delpavimento sometida a tráfico.

La Norma COVENIN 614-97, Límite de Peso Para Vehículos de Carga, establece lasiguiente reglamentación en cuanto a cargas máximas:

• 6.000 kg. en eje simple de 2 cauchos• 13.000 kg. en eje simple de 4 cauchos• 20.000 kg en dos ejes simples consecutivos de 4 cauchos cada uno• 27.000 kg en tres ejes simples consecutivos de 4 cauchos cada uno

Cargas legales máximas en Venezuela por tipo de eje:• Combinación de dos ejes con dos cauchos extra anchos cada uno: 18.000 kg• Combinación de dos ejes con tres cauchos extra anchos cada uno: 27.000 kg



1.4 ARREGLO DE RUEDAS Y CARGA

Cargas Legales Máximasen Venezuela por Tipo de Vehículo

Norma COVENIN614-1997



TIPOS DE EJES

EJE SIMPLEEJE DOBLE O TANDEM

EJE TRIPLE O TRIDEM



EFECTO DE LA CARGA DE LOS VEHÍCULOS

Ejes Simples:Son ejes sencillos de dos o cuatro ruedas

La magnitud de la carga y configuración del Eje que la transmite:

EJE SIMPLE – DOS RUEDAS

EJE SIMPLE – CUATRO RUEDAS




Ejes Dobles o Tandem:Es el conjunto de dos ejes sencillos, separados entre 1,20 y 2.00 metros aproximadamente, que tienen una suspensión común

EJE DOBLE – CUATRO RUEDAS POR LADO




Ejes Triples: Es el conjunto de tres ejes sencillos, separados entre 1,20 y 2.00 metrosaproximadamente, los cuales no tienen una suspensión común

EJE TRIPLE – SEIS RUEDAS POR LADO

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