3.2 DISEO

PAVIMENTO

Un pavimento est constituido por un conjunto de capas superpuestas, relativamente horizontales, que se disean y constituyen tcnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados. Estas estructuras estratificadas se apoyan sobre la sub-rasante de una va obtenida por el movimiento de tierras en el proceso de exploracin y que han de resistir adecuadamente los esfuerzos de cargas repetidas del trnsito durante su periodo para el cual fue diseada.

As pues, podemos definir al pavimento como la superposicin de capas de material seleccionado que reciben en forma directa las cargas del trnsito y las transmiten a los estratos inferiores en forma disipada proporcionando una superficie de rodamiento adecuada y cmoda.

Tipos: Los principales tipos de pavimentos son:

A. Pavimento flexible:

Este tipo de pavimentos estn formados por una carpeta bituminosa apoyada generalmente sobre dos capas no rgidas, la base y la sub-base. No obstante, Montejo Fonseca (2002) indica: puede prescindirse de cualquiera de estas capas dependiendo de las necesidades particulares de cada obra. (p. 2). Los pavimentos flexibles se pueden clasificar en:

Pavimento de asfalto full-depth

Pavimento de asfalto deep- strength

Pavimento flexible convencional de base granular

B. Pavimento rgido:

Son aquellos que fundamentalmente estn constituidos por una losa de concreto hidrulico, apoyada sobre la sub-rasante o sobre una capa, de material seleccionado, la cual se denomina sub-base del pavimento rgido

C. Pavimento adoquinado

Su capa de rodadura est conformada por adoquines de hormign, colocados sobre una capa de arena y con un sello de arena entre sus juntas. De la misma manera que los pavimentos de asfalto, pueden tener una base, o una base con una sub-base, que pueden tener espesores ligeramente menores que los utilizados para los pavimentos de asfalto.

PAVIMENTO ADOQUINADO

Su capa de rodadura est conformada por adoquines de hormign, colocados sobre una capa de arena y con un sello de arena entre sus juntas. De la misma manera que los pavimentos de asfalto, pueden tener una base, o una base con una subbase, que pueden tener espesores ligeramente menores que los utilizados para los pavimentos de asfalto.

Estructura: Un pavimento adoquinado est formado por 3 capas:

A. Capa de adoquines: Los adoquines tiene un espesor de 8 cm para todo trfico peatonal, animal o vehicular corriente.

B. Capa de arena: Esta capa se construye de 4 cm de espesor, con arena suelta, gruesa y limpia, la cual no se compacta antes de colocar los adoquines sobre ellas.

C. La base: El espesor de la base depende del material con que se construya, del trnsito y de la calidad del suelo. Los espesores de base segn la categora del suelo, el tipo de trnsito y el material disponible.

Diseo de pavimento adoquinado:

Factores de diseo:

A. Caractersticas de la va: Se considerar:

La confiabilidad: Grado de confianza en la informacin obtenida para los efectos del diseo. Se califica la informacin en rangos del 50 a 100 de confiabilidad. Para vas ms importantes, la informacin debe ser la ms confiable posible. Para estos casos los valores deben de estar en el orden del 85 al 95%.

Desviacin estndar(So): Se considera como un factor de seguridad dada la imprecisin de los valores del EAL, la AASHTO recomienda adoptar para So valores comprendidos dentro de los siguientes intervalos:

Pavimentos rgidos: 0,30 - 0,40.

Pavimentos flexibles: 0,40 - 0,50.

EAL de diseo: Viene a ser un valor relacionado a la carga vehicular que transita sobre la va.

El nivel de servicialidad: Determina el grado de comportamiento y capacidad de servicio del pavimento, estando relacionado a la comodidad. Tambin se le conoce como transitabilidad. Para el diseo se utiliza la prdida de servicialidad que viene a ser la diferencia entre el nivel de servicialidad final e inicial.

El coeficiente de drenaje: Son valores que influyen en el espesor de las capas de base y sub-base y dependen del porcentaje de tiempo anual en que la estructura del pavimento est expuesta a niveles cercanos a saturacin.

B. Resistencia de la sub-rasante: La resistencia del terreno est medida mediante el CBR, pero a partir de ste se debe hallar el mdulo resilencia, que es un valor de la resistencia del Terreno de la sub-rasante, bajo un procedimiento propio de la AASHTO y consistente en aplicar mediante un instrumento especial una carga sobre la superficie de la sub-rasante y determinar su asentamiento.

C. Materiales de construccin: Como se mencion antes los materiales de mayor calidad se ubican en las capas superiores y los de menor calidad en las inferiores. As mismo, se debe conocer propiedades de los materiales como CBR o estabilidad Marshall para as conocer los coeficientes estructurales de cada material y calcular los espesores de capas.

Consideraciones de diseo:

Segn Crdenas Grisales (2002): Las consideraciones que se debe tomar en el diseo de una va son la seguridad, la funcionalidad, la comodidad, la adaptacin al entorno, la esttica y la economa. (p. 1)

A. La seguridad: Una va es segura si es resistente, es decir soporta las cargas del trnsito y si tiene una adecuada sealizacin para evitar accidentes.

B. La funcionalidad: Una va ser funcional segn su tipo, caractersticas geomtricas, y volmenes de trnsito de tal manera que ofrezca una adecuada movilidad mediante una velocidad suficiente.

C. La comodidad: Una va se considera cmoda en medida que se disminuyan las aceleraciones de los vehculos y sus variaciones, pudindose lograr mediante ajustes en la curvatura de su geometra.

D. La adaptacin al entorno: La va debe ser compatible con el medio ambiente adaptndola en lo posible a la topografa del terreno, los usos del suelo y mitigando el impacto ambiental.

E. La esttica: Se debe procurar adaptar la va al paisaje de forma que se genere una vista agradable en el recorrido.

F. La economa: Habindose cumplido lo anterior se toma en cuenta el menor costo tanto en la construccin como mantenimiento. Para el diseo de pavimento se considera el siguiente esquema de presupuesto, escogindose el de menor costo:

Excavacin a nivel de sub-rasante.

Eliminacin de desmonte.

Nivelacin y compactacin de la sub-rasante.

Conformacin de sub-base.

Conformacin de base.

Conformacin de carpeta asfltica.

Comportamiento estructural:

Est relacionado con la forma como actan y se reparten las cargas. Desde el punto de vista de diseo, los pavimentos flexibles estn formados por una serie de capas y la distribucin de la carga y esfuerzos viene a ser ms concentrada en el lugar de aplicacin de la carga (Reyes Lizcano, 2003, p. 140). As pues el comportamiento estructural se refiere a la resistencia, rigidez, comportamiento frente al ambiente y a las fallas del pavimento.

Resistencia: Es la oposicin a los esfuerzos, los cuales pueden ser:

A. Esfuerzos normales:

En un pavimento adoquinado, los esfuerzos normales de compresin y traccin son generados por la aceleracin y frenado de los vehculos.

B. Esfuerzos cortantes:

Los esfuerzos cortantes son generados por la carga vehicular o peso de los vehculos.

Rigidez: Es la oposicin a las deformaciones. Un pavimento adoquinado tiene deformaciones en sus capas las cuales se van disipando dentro del rango permisible.

Comportamiento frente al ambiente: Un pavimento adoquinado debe resistir la humedad proveniente del ambiente o de las lluvias, y de ser necesario se debe considerar el diseo de drenaje para evitar daos al pavimento.