Pavimentos Principios Generales Introduccin Prof Johannes E Briceo
Pavimentos Principios Generales. Introducción Prof. Johannes E. Briceño B. MSc.
• Definición de Pavimentos: Es la superestructura de la vía, construida sobre la sub. Rasante, o terreno de fundación, constituida por una serie de capas cuya función principal es soportar las cargas rodantes y transmitir los esfuerzos al terreno, así como servir al tráfico de una manera segura, cómoda, eficiente, permanente y económica. Nota: El número de capas depende de la resistencia de la sub. Rasante, a mayor resistencia menor # de capas.
Clasificación de Los Pavimentos: a) Pavimentos Flexibles: Capas asfálticas y suelos, pavimentos destapados (tierra). b) Pavimentos Rígidos: De concreto de cemento Portland. c) Pavimentos Mixtos: Flexible + Rígido. Diseño de un Pavimento: Determinación de la combinación de materiales y espesores de capas construidas con esos materiales, que garanticen el cumplimiento de sus funciones.
Consideraciones: > Es un desarrollo reciente, se inicia a partir de 1945, por la necesidad de comunicar poblaciones crecientes. > Es dinámico, los métodos están cambiando constantemente. > Es atípico, es la única estructura que se diseña para que falle en un determinado tiempo. > Es critico, los pavimentos están sujetos a condiciones ambientales que no son controlables, al abuso del tráfico y mal mantenimiento. > Tiene altas incidencias en la economía. > Depende del criterio del ingeniero.
Pavimentos Flexibles: Estructura del Pavimento. Teoría de Capas de Burmister. Carpeta de Rodamiento (asfáltica) (CA) Capa Asfáltica Intermedia (remanente) (CR) Base Asfáltica (remanente) (CR) Aumento de la calidad Base Granular (B) Sub-Base Granular (SB) Material Seleccionado (MS) Sub. Rasante o Terreno de Fundación (SR) Superficie del pavimento Sello Riego o sello de Adherencia Riego o sello de Imprimación
La selección del tipo de estructura depende: a) Terreno de fundación. b) Condiciones Ambientales: Temperatura ambiente, precipitación, pendiente del terreno. c) Tráfico: Número y tipo de vehículos, cargas. d) Disponibilidad de los materiales en el sitio, economía.
Características de los Elementos de un Pavimento Flexible: a) Terreno de Fundación o Sub. Rasante (SR): Se refiere a la superficie resultante del corte o relleno del movimiento de tierra, incluye todo el largo y ancho de la vía que servirá de fundación a la estructura del pavimento. Aunque la SR no forma parte de la estructura del pavimento constituye una variable fundamental en el diseño. Si el material encontrado es de tipo arcilloso, se debe estudiar con extremo cuidado, ya que podrían resultar expansivas y pudieran dañar la estructura. Sí es necesario se debe remover y sustituir por un material de mejor calidad, otra opción es mejorarla tratándola. Se puede en alguno de estos casos excavar de 15 a 30 cm y luego compactar a ωopt γdmax.
b) Material Seleccionado (MS): Opcional, es un material granular de préstamo. c) Sub. Base (SB): Parte de la estructura del pavimento construida directamente sobre la SR que sirve de soporte a la base (B). Su función principal es el drenaje del agua y resistir esfuerzos de menor magnitud. d) Base (B): Capa o capas de pavimento construida sobre la SB o SR y que sirve de soporte a la CR. Su función principal es absorber y disipar los esfuerzos producidos por las cargas y transmitirlos a las capas inferiores, además de drenar el agua. Material granular que se pudiera estabilizar con cal, cemento o asfalto.
e) Carpeta de Rodamiento (CR): Su función principal es soportar directamente las cargas, debe ser 100% impermeable. f) Riego de Imprimación: Se utiliza para estabilizar o impermeabilizar la base (MC-250 , Emulsión). g) Riego de Adherencia: Se usa para pega dos capas de asfalto, no se usa si se coloca una capa en continuación de la otra. Si se usa en mucha cantidad se desplazan las capas asfálticas y si se usa en poca cantidad no pegan las capas.
h) Capa Sello: Se utiliza para mejorar las condiciones de la CR, impermeabilizar y dar rugosidad. Riego asfaltico + Arena Riego asfaltico + Grava
Pavimentos Rígidos. El uso de los pavimentos rígidos se remonta a más de 100 años. George Bartholomew, un norteamericano de Ohio, realizó las primeras pruebas en una faja experimental de 2. 44 metros de ancho. Este descubrimiento dio inicio al proyecto de obras públicas más grande en la historia de la humanidad: El sistema de carreteras inter-estatal de los Estados Unidos de Norteamérica, con aproximadamente 27. 500 Km de longitud.
Constituido por una losa de concreto colocada sobre una base y/o sub-base D Base o Sub-base Sub-rasante l= Largo de la Losa a= Ancho de la Losa a= 2, 75; 3. 05; 3. 35 3. 65 m L= 4. 5 a 5 m L≈1. 5 xa L≈2 xa (caso extremo) Junta Transversal Junta Longitudinal l a
Ventajas de los Pavimentos Rígidos: 1. Mayor capacidad de soporte (carga). 2. Reserva resistencia para cargas inesperadas. 3. Resistencia a la deformación (Ahuellamiento, desplazamiento, depresiones). 4. Textura de la superficie permanente. 5. No hay problemas con la caída de aceite y combustible sobre el pavimento. 6. No necesita repavimentación periódica. 7. Refleja mejor la luz. 8. Apariencia limpia.
Tipos de pavimentos rígidos: a) Pavimentos de concreto simple con juntas (PCSJ). b) Pavimentos de concreto reforzado con juntas (PCRJ). c) Pavimentos de concreto reforzado sin juntas (PCRSJ). d) Pavimentos prefabricados. e) Pavimentos de concreto pretensado. f) Pavimentos de concreto compactado con rodillo.
El pavimento prefabricado es útil ya que se puede dar paso en tres(3) días, para esperar que se consoliden las juntas. Es complejo su transporte y colocación. Los pavimentos pretensados, disminuyen el espesor de las losas. En el proceso de acabado, los pavimentos rígidos no se requeman (acabado liso con cemento y arena).
Pavimentos de concreto simple con juntas: Si no se colocan juntas la losa se fractura, las juntas imponen donde se va a fracturar. No lleva acero, sin malla electrosoldada (trucson), puede longitudinales llevar barras separación de losas. en juntas para evitar
Pavimentos de concreto reforzado con juntas: Malla electrosoldada Barras, Pasadores (Dowels), dovela o clavija. Transmite carga de losa a losa, son lisas y se colocan lubricadas. (�� =D/8, ø= ¾” a ½”, L≈45 cm Barras, Unión o amarre, corrugadas, evita desplazamiento de losas, ø= 3/8” a ½” @100 cm, L≈70 cm
Aceros en pavimentos rígidos: a) Barras de amarre o unión. b) Pasadores, dowels, dovelas o clavijas. c) Acero de distribución, retracción y temperatura, malla electrosoldada (tipo trucson). Principal problema de los Pavimentos Rígidos. Al producirse la perdida de la juntas se introduce el agua, se arrastran los finos y las losas quedan sin sustentación , como un volado. Junta Agua SR
Pavimentos de concreto reforzado sin juntas. Se coloca malla que hay que construirla. ø= ½”@10 -12 cm. En algunos casos se consigue la malla ya construida
Pavimentos de concreto compactado con rodillo Los pavimentos compactados rodillo, la con mezcla tiene que ser muy seca relación agua/cemento≤ 0, 3, una ventaja es que se extiende rápido y se puede abrir paso a las 24 horas.
Distribución de los esfuerzos en los pavimentos: a) Pavimentos Flexibles: Como su nombre lo dice, este tipo de pavimentos deberá ser capaz de resistir esfuerzos y disiparlos, sin sufrir deformaciones permanentes Cargas rodantes o dinámicas CR σmax B SB SR σ 10% max σ= Presión de inflado de los neumáticos
b) Pavimentos Rígidos: Deben ser totalmente rígidos y no sufrir ningún tipo de deformación, ya que la losa esta infinitamente apoyada sobre el terreno de fundación. Los esfuerzos son distribuidos uniformemente a lo largo de la losa. B o SB SR σ
Principales diferencias entre Pavimentos Flexibles y Rígidos Flexibles Rígidos Periodo de diseño ≤ 20 años ≥ 25 años Inversión inicial baja Alta Mantenimiento Alto Bajo Seguridad Mayor en el día. Mayor en la Noche. Comodidad Mayor Menor Estructura: B+CR ; SB+B+CR ; MS+SB+B+CR Estructura: B + Losa ; SB + Losa Carpeta de rodamiento: Agregado + Asfalto Carpeta de rodamiento: Agregado + cemento + agua Distribución de Esfuerzos se disipan en las capas, mayor profundidad menos esfuerzo Se distribuye uniformemente e la losa y esta las transmite a la SR.
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