Trabajo - Pavimentos Especiales (Reparado)

8/13/2019 Trabajo - Pavimentos Especiales (Reparado)

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PAVIMENTOS

I. INTRODUCCIN:

Desde nuestros antepasados o mejor dicho, en el principio

de la existencia del ser humano, se ha tenido la necesidadde comunicarse, motivo por el cual se ha venido abriendodesde una brecha hasta las grandes autopistas de hoy enda, junto con el desarrollo de diversas tcnicas y mtodospara la ms adecuada construccin de los caminos. Desdelas construcciones a base de piedra y aglomerantes hastahoy en da que hay mtodos muy perfeccionados. racias ala experiencia de los a!os, hoy encontramos autopistas depavimento flexible y rgido que nos proporcionan caminosseguros y consistentes.

I.1. PAVIMENTO:

"e llama pavimento al conjunto de capas de materialseleccionado que reciben en forma directa las cargas deltrnsito y las transmiten a los estratos inferiores en formadisipada, proporcionando una superficie de rodamiento, lacual debe funcionar eficientemente. #as condicionesnecesarias para un adecuado funcionamiento son lassiguientes$ anchura, tra%o hori%ontal y vertical, resistenciaadecuada a las cargas para evitar las fallas y los

agrietamientos, adems de una adherencia adecuada entreel vehculo y el pavimento aun en condiciones h&medas.Deber presentar una resistencia adecuada a los esfuer%osdestructivos del trnsito, de la intemperie y del agua. Debetener una adecuada visibilidad y contar con un paisajeagradable para no provocar fatigas.

'uesto que los esfuer%os en un pavimento decrecen con laprofundidad, se debern colocar los materiales de, mayorcapacidad de carga en las capas superiores, siendo demenor calidad los que se colocan en las terraceras adems

de que son los materiales que ms com&nmente seencuentran en la naturale%a, y por consecuencia resultan losms econmicos.

#a divisin en capas que se hace en un pavimento obedece aun factor econmico, ya que cuando determinamos elespesor de una capa el objetivo es darle el grosor mnimoque redu%ca los esfuer%os sobre la capa inmediata inferior.#a resistencia de las diferentes capas no solo depender delmaterial que la constituye, tambin resulta de graninfluencia el procedimiento constructivo( siendo dos factoresimportantes la compactacin y la humedad, ya que cuandoun material no se acomoda adecuadamente, ste se


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consolida por efecto de las cargas y es cuando se producendeformaciones permanentes.

I.2. CARACTERISTICAS DE LOS PAVIMENTOS

#os pavimentos son la superestructura de las vialidades,estn constituidos por un conjunto de capas de diferentesespesores de suelos, con caractersticas diversas, tratados,ya sea mecnicamente mediante procesos de compactacino con alg&n aglutinante o agente estabili%ador,relativamente hori%ontales, apoyadas sobre la capasubrasante que tienen como funciones$

'roporcionar al trnsito de vehculos una superficie derodamiento cmoda, segura, uniforme y permanente,conforme a su vida de proyecto y con el mantenimientoadecuado.

Deben resistir los esfuer%os generados por el paso devehculos difundindolos de manera que la magnitud delas solicitaciones que se transmitan a las terraceras seaninferiores a la resistencia de estos materiales.

Deben ser capaces de resistir la accin del medioambiente, sobre todo a la accin del agua y lastemperaturas extremas.

'ara cumplir con esas funciones los pavimentos deben tenervarias caractersticas funcionales y estructurales, siendo lasprimeras las que afectan directamente la calidad del servicioque proporcionan al usuario de la vialidad, mientras que las

segundas se refieren a las propiedades, sobre todomecnicas de los materiales que conforman la estructura delpavimento.

#as caractersticas funcionales son$

Regularidad superi!ial.) *st referida a lasdeformaciones, tanto longitudinales como transversales,con respecto a la superficie ideal. 'rovoca movimientosverticales en la suspensin de los vehculos y por lomismo la que genera ms incomodidad a los usuarios y asu ve% la que ms afecta a los costos de operacin


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vehicular. +fecta tambin en la seguridad ya que lasdeformaciones pueden provocar descontrol al conductoradems de dificultar el desalojo de agua de la superficiede rodamiento con lo cual se incrementa el riesgo deacuaplaneo.

Resis"e#!ia al derrapa$ie#"%.) #a textura de lasuperficie de rodamiento debe ser tal que aporte uncoeficiente de friccin suficiente para la operacineficiente de los vehculos a la velocidad de proyecto de lava a&n en presencia de precipitaciones.

Dre#a&e superi!ial.) #a combinacin de regularidadsuperficial, pendiente transversal y textura debe evitarque se presente una lmina de agua en la superficie del

pavimento, ya que esta facilita el fenmeno deacuaplaneo adems de que el roco que generan lasllantas de un vehculo al circular reducen a la visibilidadde los que lo siguen.

Redu!ir el ruid%.) *l ruido es un problema ambientalque genera problemas serios en la salud, un pavimentobien dise!ado y construido puede reducir el ruido demanera considerable el ruido que se percibe tanto en elinterior de los vehculos como en su entorno.

I. TIPOS DE PAVIMENTOS:

eneralmente se distinguen tipos de pavimentos$

'avimentos -lexibles.

'avimentos gidos.

I.1. PAVIMENTOS 'LE(I)LES:

#lamados as porque conceptualmente deben ser capaces deresistir un cierto nivel de deformacin elstica sin romperse.#a superficie de rodamiento es proporcionada por uname%cla asfltica, la transmisin de esfuer%os generados porlas cargas vehiculares se hace de acuerdo a lascaractersticas mecnicas de los materiales con que seconstruyen las diferentes capas del pavimento.

#a distribucin de tensiones y deformaciones generadas enla estructura por las cargas de rueda del trfico, se da de tal

forma que las capas de revestimiento y base absorben lastensiones verticales de compresin del suelo de fundacin


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por medio de la absorcin de tensiones ci%allantes. *n esteproceso ocurren tensiones de deformacin y traccin en lafibra inferior del revestimiento asfltico, que provocar sufisuracin por fatiga por la repeticin de las cargas detrfico. +l mismo tiempo la repeticin de las tensiones y

deformaciones verticales de compresin que act&an entodas las capas del pavimento producirn la formacin dehundimientos en la trilla de rueda, cuando el trfico tiende aser canali%ado, y la ondulacin longitudinal de la superficiecuando la heterogeneidad del pavimento fuera significativa.

2.1.1. ESTRUCTURA DE UN PAVIMENTO 'LE(I)LE:

a. SU)*RASANTE:

*s la capa del terreno de una carretera que soporta la

estructura de pavimento. "e extiende hasta una profundidadque no afecte la carga que corresponde al trnsito previsto.*sta puede estar formada en corte o relleno y una ve%compactada debe tener las secciones transversales ypendientes especificadas en los planos finales de dise!o.

*l espesor del pavimento depender, en buena parte, de lacalidad de la subrasante, por lo que es recomendable quesea resistente, incompresible e inmune a cambios porhumedad. "on ideales los materiales granulares, conporcentajes de hinchamiento que cumplan con la

++"/01 0 234. Durante la construccin, un espesorequivalente a la subrasante deber escarificarse,homogeni%arse, me%clarse, conformarse y compactarsetotalmente, hasta alcan%ar la densidad mxima definidaen la ++"/01 0256.

+. SU)*)ASE:

Capa de transicin:la sub)base bien dise!ada impide lapenetracin de los materiales que constituyen la base conlos de la subrasante y por otra parte, act&a como filtro dela base impidiendo que los finos de la subrasante lacontaminen menoscabando su calidad.


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Disminucin de la deformacin: algunos cambiosvolumtricos de la capa subrasante, generalmenteasociados a cambios en su contenido de agua7expansiones8, o a cambios externos de temperatura,

pueden absorberse con la capa sub)base, impidiendo quedichas deformaciones se reflejen en la superficie derodamiento.

Resistencia: la sub)base debe soportar los esfuer%ostransmitidos por las cargas de los vehculos a travs delas capas superiores y transmitidas a un nivel adecuadode la subrasante.

a. )ASE:Es la capa que recibe la mayor cantidad de esfuer%osproducidos por los vehculos, la carpeta es colocada sobreella porque la capacidad de carga del material friccionantees baja es baja en la superficie por falta de confinamiento, suprincipal funcin es$

Resistencia: la funcin fundamental de la basegranular de un pavimento consiste en proporcionar unelemento resistente que transmita a la sub)base y a la

subrasante los esfuer%os producidos por el trnsito enuna intensidad apropiada.

a. CARPETA AS',LTICA:

Sus principales funciones son$

Superi!ie de r%dadura:la carpeta debe proporcionaruna superficie uniforme y estable al trnsito, de texturay color conveniente y resistir los efectos abrasivos deltrnsito.

Resis"e#!ia:su resistencia a la tensin complementa lacapacidad estructural del pavimento.

I$per$ea+ilidad: hasta donde sea posible, debeimpedir el paso del agua al interior del pavimento.

Estructura tpica de un pavimento asfltico (flexible)


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2.1.2. TIPOS DE PAVIMENTOS 'LE(I)LES:

a. PAVIMENTOS 'LE(I)LES CONVENCIONALES$

*stn formados por capas de diversos materiales cuyaresistencia va disminuyendo conforme se incrementa la

profundidad a la que estn colocadas.


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+. PAVIMENTOS 'ULL DEP-T:

"on pavimentos que se estructuran colocando dos o ms

capas de me%cla asfltica sobre la subrasante, disminuyendolos requisitos de resistencia de las me%clas conforme sealejan las capas de la superficie de rodamiento.

!. PAVIMENTOS DE LARA DURACIN:

"on similares a los full depht en el sentido de que todaslas capas que componen la estructura del pavimentosobre la subrasante se conforman con me%clas asflticas,sin embargo en el caso de los pavimentos de largaduracin, cada una de las me%clas asflticas se dise!apara resistir los esfuer%os a los que es sometido deacuerdo a la posicin que ocupa en la estructura delpavimento. *l pavimento de larga duracin se definecomo un pavimento asfltico dise!ado y construido paradurar ms tiempo que un pavimento convencional, sinnecesidad de rehabilitacin o reconstruccin estructural

importante y slo necesita la renovacin peridica de lasuperficie en respuesta a los deterioros limitados a laparte superior del pavimento.

*l 'avimento de #arga Duracin se basa en el conceptode emplear me%clas asflticas de distintas caractersticas,dise!adas de acuerdo a la funcin que tendrn dentro dela estructura del pavimento, de manera que la vida &tildel pavimento sea superior a la de una estructura

convencional con trabajos de conservacin enfocados arestablecer las condiciones de la capa de rodadura, sin


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Zona de tensin por flexin mxima

Subrasante

Mezcla de Alto Mdulo

Material resistente a las

deformaciones plsticas

Material resistente al

agrietamiento por fatiga

Capa de desgaste o rodadura

}Zona

de altaCompresin

rehabilitacin del resto de las capas que conforman laestructura. #os deterioros estructurales pordeformaciones permanentes y9o agrietamiento por fatigase consideran poco probables.

#os principios de dise!o de los pavimentos de largaduracin 7'#D8 consisten en proporcionar suficienterigide% a las capas estructurales superiores del pavimentopara disminuir el espesor total de la estructura y prevenirlas deformaciones plsticas permanentes, adems dedotar a la capa inferior de la estructura de una flexibilidadadecuada para evitar el agrietamiento por fatiga. +demsde las capas estructurales se coloca una capa derodadura que se considera de desgaste y que es la que

puede requerir ser cubierta o sustituida durante la vida&til del pavimento.

I.1. PAVIMENTOS RIIDOS:

"on aquellos que fundamentalmente estn constituidos por

una losa de concreto hidrulico, apoyada sobre la subrasanteo sobre una capa, de material seleccionado, la cual se


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denomina sub)base del pavimento rgido. Debido a la altarigide% del concreto hidrulico as como de su elevadocoeficiente de elasticidad, la distribucin de los esfuer%os seproduce en una %ona muy amplia. +dems como el concretoes capa% de resistir, en ciertos grados, esfuer%os a la tensin,

el comportamiento de un pavimento rgido essuficientemente satisfactorio aun cuando existan %onasdbiles en la subrasante. #a capacidad estructural de unpavimento rgido depende de la resistencia de las losas y porlo tanto, el apoyo de las capas subyacentes ejerce pocainfluencia en el dise!o del espesor del pavimento.

*l pavimento rgido tiene un costo inicial ms elevado que elflexible, su periodo de vida vara entre 6 y :6 a!os, elmantenimiento que requiere es mnimo y solo se efect&a7com&nmente8 en las juntas de las losas.

2.2.1 ESTRUCTURA DE UN PAVIMENTO RIIDO:

a. SU)*RASANTE:

*s la capa de terreno de una carretera que soporta laestructura de pavimento y que se extiende hasta unaprofundidad que no afecte la carga de dise!o quecorresponde al trnsito previsto. *sta capa puede estarformada en corte o relleno y una ve% compactada debe tenerlas secciones transversales y pendientes especificadas en losplanos finales de dise!o.

*l espesor de pavimento depender en gran parte de lacalidad de la subrasante, por lo que sta debe cumplir con


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los requisitos de resistencia, incompresibilidad e inmunidad ala expansin y contraccin por efectos de la humedad, porconsiguiente, el dise!o de un pavimento es esencialmente elajuste de la carga de dise!o por rueda a la capacidad de lasubrasante. "e considera como la cimentacin del pavimento

y una de sus funciones principales es la de soportar lascargas que transmite el pavimento y darle sustentacin, ascomo evitar que el terrapln contamine al pavimento y quesea absorbido por las terraceras.

+. SU)*)ASE:

*s la capa de la estructura de pavimento destinadafundamentalmente a soportar, transmitir y distribuir conuniformidad las cargas aplicadas a la superficie de rodadurade pavimento, de tal manera que la capa de subrasante lapueda soportar absorbiendo las variaciones inherentes adicho suelo que puedan afectar a la sub)base. #a sub)basedebe controlar los cambios de volumen y elasticidad queseran da!inos para el pavimento.

"e utili%a adems como capa de drenaje y contralor deascensin capilar de agua, protegiendo as a la estructura depavimento, por lo que generalmente se usan materialesgranulares. +l haber capilaridad en poca de heladas, se

produce un hinchamiento del agua, causado por elcongelamiento, lo que produce fallas en el pavimento, si steno dispone de una subrasante o sub)base adecuada.

!. LOSA DE CONCRETO /SUPER'ICIE DE RODADURA0:

*s la capa superior de la estructura de pavimento,construida con concreto hidrulico, por lo que debido a surigide% y alto mdulo de elasticidad, basan su capacidadportante en la losa, ms que en la capacidad de la

subrasante, dado que no usan capa de base.

#as funciones de la losa en el pavimento rgido son lasmismas de la carpeta en el flexible, ms la funcinestructural de soportar y transmitir en nivel adecuado losesfuer%os que le apliquen.


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Estructura tpica de un pavimento rgido

2.2.2TIPOS DE PAVIMENTO RIIDO

a. PAVIMENTOS DE CONCRETO SIMPLE:

"e componen de losas de concreto simple con juntaslongitudinales y transversales espaciadas de tal manera quela geometra de cada losa sea aproximadamente cuadrada, ohasta con una relacin largo9ancho de 292.;. #atransferencia de carga entre losas se puede hacer a travs

del inter)loc


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!. PAVIMENTOS CONTINUOS DE CONCRETORE'ORADO:

*l refuer%o se dise!a para que no sea necesaria la formacinde juntas. *n estos pavimentos la aparicin de grietas

transversales en intervalos cortos es caracterstica, sinembargo estas grietas se mantienen unidas por medo delacero de refuer%o y no son motivo de preocupacin mientrasel espaciamiento sea uniforme.

d. PAVIMENTOS DE CONCRETO PRE*TENSADO 3 POST*TENSADO:

*l pre)esfuer%o permite una considerable reduccin en losespesores de losa y en el n&mero de juntas.

e. PAVIMENTOS DE CONCRETO COMPACTADOS CONRODILLO:

"u regularidad superficial es deficiente por lo que son msempleados en caminos mineros, madereros, etc.

I. VENTAAS 3 DESVENTAAS DE LOS PAVIMENTOS'LE(I)LES 3 RIIDOS

Las diferencias en la concepcin de los dos tipos principales de pavimento

han forjado una necesidad natural de comparar ambos a fin de establecer

cul es el ms adecuado para la gestin de infraestructura vial, de tal manera

que permita optimizar los recursos disponibles brindando a los usuarios el

mejor valor a cambio de las inversiones que se realizan.

De entrada podemos decir que no hay una solucin perfecta, ambos sistemas

tienen mltiples virtudes y ejemplos de buen funcionamiento y, dependiendo

quin haga el anlisis, caracter!sticas en los que son mejores que elcompetidor, pero tambin es innegable que ambos sistemas tienen algunos

inconvenientes y que e"isten ejemplos donde el desempe#o que se logra con

ellos no ha sido el esperado.

$e har a continuacin un resumen de los atributos tanto favorables como

desfavorables que a juicio del autor tienen cada uno de ellos, relacionndolos

con las caracter!sticas que deben tener los pavimentos

%.&. PAVIMENTO 'LE(I)LE

Regularidad.) =on los nuevos equipos de transporte ytendido es posible lograr acabados muy tersos, mediante


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tiros continuos sin juntas de construccin ms que al inicio yfin de cada jornada.

Resis"e#!ia al Derrapa$ie#"% 4 Dre#a&e Superi!ial.) #aresistencia al derrapamiento se da primordialmente por la

textura de la capa de rodadura que permite proporcionar unbuen coeficiente de friccin neumtico pavimento y por unbuen drenaje superficial que impida la formacin de unalmina de agua sobre la superficie de rodamiento, evitandoas el acuaplaneo. #a textura a su ve% tiene comocomponentes en lo que se refiere a la friccin.

Capa!idad Es"ru!"ural.) tradicionalmente los pavimentosflexibles se han concebido para vidas de proyecto estimadasentre 26 y 2; a!os, sin embargo, errores en los proyectos, elempleo de materiales con calidad insuficiente, procesos de

construccin obsoletos, control de calidad insuficiente, faltade control en los pesos vehiculares, entre otros factores hanprovocado que sea frecuente que los pavimentos no lleguena la vida &til esperada. *n otros lugares del mundo es com&nencontrar que los pavimentos flexibles se proyecten paradurar entre 6 y 46 a!os, siendo com&n que se logre cumplircon estas expectativas.

Re!i!la+le.) #a reutili%acin de me%clas asflticas que hancumplido con su vida &til ha sido de uso com&n por un largotiempo, los avances tecnolgicos han permitido una amplia

gama de opciones para el utili%acin de los materialesrecuperados de los trabajos de rehabilitacin de pavimentosflexibles, estos materiales pueden ser empleados, tanto encapas estructurales como en superficies de rodamiento,formando parte de me%clas en caliente, me%clas tibias,me%clas en fro, en capas de base estabili%ada o como partede una base granular.

Ma#"e#i$ie#"%.) =omo cualquier obra de ingeniera civil lospavimentos flexibles requieren que las acciones demantenimiento sean adecuadas y oportunas para que

brinden un buen servicio durante la vida &til proyectada. #osequipos modernos de auscultacin pueden proporcionarinformacin abundante y precisa para observar lascondiciones en que se encuentran, tanto en lo estructuralcomo en lo funcional, as como la evolucin de estascaractersticas. #os avances en la tecnologa brindan unagama muy amplia de alternativas de mantenimiento, tantocon materiales de mejor calidad como en procedimientosms eficientes, adicionalmente los sistemas de gestin,alimentados con informacin adecuada pueden ser unaherramienta muy valiosa para optimi%ar la aplicacin de los

recursos disponibles.


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I.1. PAVIMENTO R5IDO

Regularidad.) =on equipos modernos de pavimentacin sepueden lograr acabados muy buenos en los pavimentos de

concreto hidrulico, adems su gran capacidad estructuralpermite que se mantengan sin deformaciones deconsideracin a lo largo de su vida &til, sin embargo lapresencia de las juntas afecta de alguna manera a laregularidad. 'or otra parte en calles y caminos secundarioses com&n encontrar tanto proyectos deficientes comoprocedimientos constructivos inadecuados, generandoproblemas de regularidad por agrietamientos,escalonamientos, rotura de losas, etc.

Resis"e#!ia al Derrapa$ie#"% 4 Dre#a&e Superi!ial.) #atextura en un pavimento de concreto de logra mediante unescobillado, por sus caractersticas el agregado gruesonormalmente no queda expuesto al contacto con losneumticos por lo que el aporte de la micro)textura a laresistencia al derrapamiento, asimismo el aporte de lamacrotextura se da en la pasta 7arena)cemento8 delconcreto, por la naturale%a del cemento portland es unmaterial susceptible al pulido, por lo que la prdida deresistencia al desli%amiento es relativamente rpida. *xisten

equipos de fresado con discos de diamante, que permiten, enacciones de mantenimiento, dar un nuevo texturi%ado a lospavimentos rgidos con problemas de derrapamiento. 'or loque hace al drenaje superficial al no ser susceptible a laformacin de roderas un pavimento rgido bien construidopermite un drenaje superficial muy eficiente.

Capa!idad Es"ru!"ural.) *n la prctica internacional esfrecuente que los pavimentos de concreto hidrulico sean

proyectados para vidas &tiles de :6 a ;6 a!os. >n pavimentode concreto bien dise!ado y construido, y con mantenimientoadecuado tiene capacidades estructurales excelentes, sinembargo puede presentar fallas prematuras por defectos deconstruccin, como sellado de juntas eficiente, aserrado adestiempo de las mismas, curado insuficiente o pasajuntasmal colocados, tambin puede ser afectado por el exceso decarga de los vehculos que circulan por la va.

Re!i!la+le.) #a gran resistencia que se logra en losconcretos de pavimentacin provoca que sea un material

difcil de demoler, dificultando con ello las posibilidades deser reutili%ado, sin embargo hay avances tecnolgicos que


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permiten contar con equipos ms eficientes en la demolicinde pavimentos rgidos. *ntre estas tcnicas destaca, en miopinin, el ru++li6i#g, que consiste en la fragmentacin opulveri%acin de las losas de concreto en partculas contama!os mximos de ; cm. *l equipo con que se logra esto

es un martillo de resonancia de alta frecuencia y bajaamplitud, la pulveri%acin se logra con un patrn defracturamiento como el que se muestra en la figura 24, conuna afectacin mnima a las capas inferiores.

Ma#"e#i$ie#"%.) *l mantenimiento que requiere unpavimento rgido es mnimo, pero no por ello deja de serprimordial, las juntas sin el sello adecuado o agrietamientosno atendidos a tiempo, pueden provocar problemas de

bombeo, despostillamientos y hasta rotura de losas. *s muyimportante que el mantenimiento se haga con los materialesy las tcnicas adecuadas, es com&n encontrar que adespostillamiento en juntas se les atiende colocando me%claasfltica, la cual se convierte en un obstculo a la libreexpansin de las losas al subir la temperatura provocandoque el problema se incremente.

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