INTRODUCCIÓN AL DISEÑO
DE PAVIMENTOS
CONTENIDO
Desarrollo histórico
Definiciones
Tipos de pavimentos
Factores que afectan el diseño y el comportamiento de los
pavimentos
Pavimentos flexibles contra pavimentos rígidos
Pavimentos de aeropistas contra pavimentos de carreteras
Marco general del diseño de pavimentos
INTRODUCCIÓN AL
DISEÑO DE PAVIMENTOS
DESARROLLO
HISTÓRICO
EVENTO ÉPOCA LUGAR SIGNIFICADOInvención de la
rueda
3000 A.C. Asia Facilitó el intercambio comercial y el desplazamiento
de las personas
Caminos de gran
longitud500 A.C. Asia Vía de enlace entre Susa (Persia) y el Mediterráneo
Legislación sobre
caminos
1607 Francia Se sancionó el primer código de carreteras,
estableciendo métodos de construcción y
mantenimiento de caminos
Uso del alquitrán 1848 Inglaterra Primer camino con superficie pavimentada
Uso moderno del
asfalto1852 Francia Primer pavimento de macadam con asfalto natural
Caminos de
hormigón1879 Escocia Primer pavimento de concreto de cemento
Automóvil de llanta
neumática inflable1895 Francia Aumento de la comodidad de circulación
Autoestrada Milan -
Lagos Alpinos
1924 Italia Primera vía del mundo con control total de accesos,
para servir altos volúmenes de tránsito
Inauguración de la
Pennsylvania
Turnpike
1940 U.S.A. Primera supercarretera construida en América
DESARROLLO HISTÓRICO
INVENCIÓN DE LA RUEDA
DESARROLLO HISTÓRICO
Las ruedas más antiguas que se conocen fueron
construidas en la antigua Mesopotamia, entre los años
3500 A.C. y 3000 A.C.
En su forma más simple, la rueda era un disco sólido
de madera, fijado a un eje redondo mediante espigas de
madera
Con el transcurso de los años se eliminaron secciones
del disco para reducir su peso y los radios empezaron a
emplearse en torno al año 2000 antes de Cristo
Estandarte de Ur
(2500 A.C.)
Rueda de Ur
¿3000 A.C.?
INVENCIÓN DE LA RUEDA
DESARROLLO HISTÓRICO
PRIMER CAMINO DE GRAN LONGITUD
DESARROLLO HISTÓRICO
En el siglo V A.C., Darío I el Grande expandió el
imperio aqueménida, dividió sus dominios en veinte
satrapías encabezadas por miembros de la familia real y
ordenó la construcción de una carretera desde la capital
de Lidia, en el oeste de la actual Turquía, hasta Susa,
para llevar el correo imperial mediante postas ecuestres
Este servicio sirvió de inspiración al ―Pony Express‖,
establecido por la administración postal norteamericana
a mediados del siglo XIX
PRIMER CAMINO DE GRAN LONGITUD
DESARROLLO HISTÓRICO
CALZADAS ROMANAS
DESARROLLO HISTÓRICO
Red de carreteras muy eficiente, sin igual hasta los
tiempos actuales, que abarcaba todo el Imperio Romano
En un principio, el sistema fue diseñado con fines
militares y políticos: mantener un control efectivo de las
zonas incorporadas al Imperio era el principal objetivo de
su construcción
Una vez construidas, las calzadas adquirieron gran
importancia económica, pues al unir distintas regiones,
facilitaban el comercio y las comunicaciones
CALZADAS ROMANAS
DESARROLLO HISTÓRICO
En la cumbre de su poder, el sistema de carreteras del
Imperio Romano alcanzó unos 80.000 km, consistentes
en 29 calzadas que partían de la ciudad de Roma, y una
red que cubría todas las provincias conquistadas
importantes, incluyendo Gran Bretaña
Las calzadas romanas tenían un espesor de 90 a 120
cm y estaban compuestas por tres capas de piedras
argamasadas cada vez más finas, con una capa de
bloques de piedras encajadas en la parte superior
DESARROLLO HISTÓRICO
CALZADAS ROMANAS
(Sección transversal típica)
DESARROLLO HISTÓRICO
CALZADAS ROMANAS
DESARROLLO HISTÓRICO
CALZADAS ROMANAS
(Mapa general)
Calzada en Paestum
Italia
Vía Apia, construida en el 312 A.C. por
el censor romano Apio Claudio el Ciego
DESARROLLO HISTÓRICO
CALZADAS ROMANAS EN LA ACTUALIDAD
TABLA DE PEUTINGER
Mapa de carreteras más antiguo que existe y contiene
algunos caminos del Imperio Romano
Tiene 11 hojas y cubre 20.000 kilómetros de vías
Fue elaborado en los siglos XII o XIII y es una copia
de un documento más antiguo, quizás del siglo IV
Konrad Peutinger lo heredó en 1508 del bibliotecario
del emperador Maximiliano de Austria
Se encuentra en la Biblioteca Nacional de Austria
DESARROLLO HISTÓRICO
TABLA DE PEUTINGER
(fragmento de una edición del siglo XVI)
DESARROLLO HISTÓRICO
Hubert Gautier (1660 - 1737)
Escribió en 1716 el ―Traité des Ponts‖,
y en 1721 el ―Traité de la Construction
des Chemins‖, considerados los primeros
tratados modernos sobre construcción de
puentes y de caminos
Fue durante 28 años inspector de
puentes y caminos de la provincia de
Languedoc (Francia)
PERSONAJES NOTABLES
DESARROLLO HISTÓRICO
Pierre-Marie Jérôme Trésaguet (1716 - 1796)
Consideró que el suelo de fundación, y no las capas de
la calzada, debería soportar las cargas y desarrolló un
sistema de construcción mejorando el soporte con una
espesa capa de piedras uniformes, cubierta por otras dos
capas de partículas de menor tamaño y de bajo espesor
PERSONAJES NOTABLES
DESARROLLO HISTÓRICO
Thomas Telford (1757 – 1834)
Aplicando conceptos similares a los de
Trésaguet, mejoró el soporte mediante el
empleo de piedras cuidadosamente
seleccionadas de gran tamaño (100 mm de
ancho y hasta 180 mm de altura), sobre las
cuales colocaba otras capas de partículas
de tamaño menor
PERSONAJES NOTABLES
DESARROLLO HISTÓRICO
PERSONAJES NOTABLES
John Loudon McAdam (1756 – 1836)
Construyó caminos con una capa de
partículas de piedra partida de igual
tamaño (según él, ninguna partícula que no
quepa en la boca de un hombre puede ir en
el camino), cubierta por partículas más
pequeñas, la cual se consolidaba bajo
tránsito, hasta formar una capa de rodadura
densa e impermeable
DESARROLLO HISTÓRICO
PERSONAJES NOTABLES
Edmund J. DeSmedt
Aunque anteriormente se
construyeron algunas superficies
pavimentadas con alquitrán, fue
el 29 de Julio de 1870 cuando
este químico belga colocó el
primer verdadero pavimento
asfáltico (Sheet Asphalt) en los
Estados Unidos de América, en
Broad Street, al frente del City
Hall de Newark (New Jersey)
DESARROLLO HISTÓRICO
PERSONAJES NOTABLES
George Bartholomew
Construyó el primer pavimento
de concreto en América, en
Bellefontaine, Ohio, en 1891
DESARROLLO HISTÓRICO
PERSONAJES NOTABLES
Edouard Michelin (1859-1940)
Inventó el neumático inflable y
desmontable para automóvil y, en
1895, condujo el primer automóvil
con llantas de este tipo en la
carrera París -Burdeos-París
DESARROLLO HISTÓRICO
INSPIRACIÓN PARA BIBENDUM
Frederick J. Warren
Patentó en 1900 las primeras mezclas asfálticas en caliente
para pavimentación, denominadas ―Warrenite-Bitulithic‖
PERSONAJES NOTABLES
DESARROLLO HISTÓRICO
LOS CAMINOS A COMIENZOS DEL SIGLO XX
DESARROLLO HISTÓRICO
LOS CAMINOS A COMIENZOS DEL SIGLO XX
DESARROLLO HISTÓRICO
En 1910, se construyó el primer pavimento de concreto en
una carretera en el continente americano (6 pulgadas de
espesor), en un tramo aproximado de una milla en Wayne
County (Michigan)
LA PRIMERA CARRETERA COLOMBIANA PARA
TRÁNSITO AUTOMOTOR
Bogotá – Santa Rosa de Viterbo
DESARROLLO HISTÓRICO
Primera carretera construida por el Ministerio de Obras
Públicas (1905 – 1908) en una longitud de 247 kilómetros,
durante la presidencia de Rafael Reyes
PRIMERA GRAN CARRETERA DEL MUNDO
Autostrada dei laghi
DESARROLLO HISTÓRICO
Obra concebida en 1921 por el ingeniero Piero Puricelli
(1883-1951), cuyo primer tramo, entre Milán y Varese, fue
inaugurado el 21 de septiembre de 1924
Aunque en su etapa inicial sólo tuvo 2 carriles, fue la primera
carretera del mundo con un diseño geométrico apropiado para
alta velocidad y con control total de accesos
PENNSYLVANIA TURNPIKE
(Primera supercarretera de América)
DESARROLLO HISTÓRICO
En 1934, Victor Lecoq empleado de la Oficina de
Planeación Estatal y William Sutherland de la Pennsylvania
Motor Truck Association propusieron construir una gran
carretera, aprovechando la explanación y los túneles de un
proyecto ferroviario abandonado desde 1885
La obra se inició el 27 de octubre de 1938, el pavimento
rígido comenzó a colocarse el 31 de agosto de 1939 y la
autopista, de 160 millas, 72 túneles, 11 intercambiadores a
desnivel y 10 plazas de peaje, se abrió al tránsito público el 1
de octubre de 1940
PENNSYLVANIA TURNPIKE
(Primera supercarretera de América)
DESARROLLO HISTÓRICO
Los primeros autos esperan la apertura
de la autopista el 1 de octubre de 1940
Corte Clear Ridge de 153 pies de
altura y media milla de longitud
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
DESARROLLO HISTÓRICO
Desde principios del siglo XX los Departamentos de
Carreteras de los Estados Unidos de América han construido
caminos pavimentados de ensayo, con el propósito de evaluar
de manera acelerada y a escala real los efectos del clima, de los
materiales de construcción y de las cargas del tránsito sobre el
diseño y el comportamiento de los pavimentos
El desarrollo tecnológico reciente ha permitido la
construcción de pistas de prueba de tamaño real o a escala
reducida en diferentes partes del mundo, en las cuales se
simulan, en poco tiempo, los efectos de las diferentes variables
sobre el comportamiento de los pavimentos a largo plazo
ARLINGTON ROAD TEST (1921 - 1922)
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
DESARROLLO HISTÓRICO
Ensayo realizado con vehículos de ruedas macizas de caucho
sobre diferentes superficies, en pistas circulares
Se comprobó el efecto de las fuerzas de impacto de diferentes
cargas por rueda, lo que condujo a estudios posteriores más
refinados y a la inclusión de llantas con neumáticos inflables
PITTSBURG (CA) ROAD TEST (1921 - 1922)
Comparación del comportamiento de pavimentos de
concreto simple y reforzado
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
DESARROLLO HISTÓRICO
1371 pies, divididos en 13 secciones de pavimentos de
concreto simple y reforzado, entre 5‖ y 8‖ de espesor
Se determinó que los pavimentos reforzados presentaban
un mejor comportamiento que los de concreto simple
En 1922 y 1923 se construyeron en Illinois 78
secciones de prueba con superficies de ladrillo, concreto
y asfalto, para determinar cuál era el material más
adecuado para pavimentar las carreteras del Estado
Como resultado de las pruebas, se eligió el concreto
para la pavimentación y se desarrolló el primer
procedimiento de diseño de espesores (Fórmula de
Older)
BATES ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO
BATES ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO
MARYLAND ROAD TEST (1950 - 1951)
Su finalidad fue estudiar el efecto de 2
configuraciones de ejes, cada una con 2 cargas
diferentes, sobre el comportamiento de pavimentos de
concreto hidráulico
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
El agrietamiento aumentó con la magnitud de la carga,
para la mayoría de las secciones de pavimento rígido
El ―bombeo‖ se presentó cuando las losas estaban
apoyadas sobre suelos finos, pero no sobre bases granulares
El ―bombeo‖ produjo mayores deflexiones en las esquinas
de las losas
El alabeo se producía principalmente en las esquinas de las
losas
El aumento de velocidad reducía los daños en el pavimento
PRINCIPALES HALLAZGOS DEL MARYLAND ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO
WASHO ROAD TEST (1952 - 1954)
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
Construido en Malad (Idaho) para evaluar el
comportamiento de pavimentos asfálticos bajo cuatro (4)
configuraciones diferentes de ejes
Las pruebas se realizaron entre 1952 y 1954
Se construyeron pavimentos con espesores totales
entre 150 y 550 mm, con capas asfálticas de 50 mm y
100 mm
Constó de dos circuitos con 46 secciones de ensayo
WASHO ROAD TEST (1952 - 1954)
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
Los daños aumentan con la magnitud de la carga
Se producen mayores deterioros en los carriles exteriores
cuando la bermas no están pavimentadas
Ejes tándem con una carga aproximadamente igual a 1,5
veces la carga de un eje simple, causaban el mismo deterioro
Ejes tándem con una carga aproximadamente igual a 1,8
veces la de un eje simple, producían igual deflexión máxima
Se estableció la utilidad de las medidas de deflexión en el
desarrollo de métodos de diseño de refuerzos de pavimentos
asfálticos (viga Benkelman)
PRINCIPALES HALLAZGOS DEL WASHO ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO
AASHO ROAD TEST (1958 - 1960)
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
El ensayo tuvo por finalidad estudiar el comportamiento de
estructuras de pavimentos de carreteras, de espesores
conocidos, bajo la acción de cargas en movimiento, de
magnitud y frecuencia conocidas
Se construyeron 6 pistas de ensayo, 5 de las cuales fueron
sometidas a tránsito controlado
La información obtenida en esta prueba constituyó un
avance crucial en el conocimiento del diseño estructural, del
comportamiento de los pavimentos, de las equivalencias de
daño entre cargas por eje, etc
AASHO ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO
AASHO ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO
AASHO ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO
Ottawa - Illinois
AASHO ROAD TEST
PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Se construyeron 468 secciones de prueba, de 30 metros cada
una, con transiciones de 5 metros
PAVIMENTOS RÍGIDOS
En total se construyeron 368 secciones. Las de concreto
simple fueron de 36 metros, con juntas transversales de
contracción cada 4.5 metros y varillas de transferencia de
carga. Las secciones de pavimento reforzado tuvieron una
longitud de 72 metros, con juntas transversales de contracción
cada 12 metros y varillas de transferencia de carga. El acero
de refuerzo se colocó 5 cm bajo la superficie
DESARROLLO HISTÓRICO
AASHO ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO
Se presentaba mayor agrietamiento en la estación fría
Las mayores deflexiones se presentaban al comienzo
de la primavera
La velocidad reducía la magnitud de las deflexiones
Se estableció la ―Ley de la Cuarta Potencia‖ sobre
equivalencias en el efecto de las diferentes cargas por eje
PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
PRINCIPALES HALLAZGOS DEL AASHO ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO
El escalonamiento se produjo en las grietas y en las
juntas sin varillas de transferencia de carga
El ―bombeo‖ es un importante factor de falla y se
presentó con mayor frecuencia a lo largo de los bordes del
pavimento
Los pavimentos de concreto simple con juntas se
deflectan menos que los de concreto reforzado con juntas
El aumento de la velocidad se tradujo en disminuciones
de deformaciones y deflexiones
PAVIMENTOS RÍGIDOS
PRINCIPALES HALLAZGOS DEL AASHO ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO
FENÓMENO DE “BOMBEO” EN PAVIMENTOS RÍGIDOS
DESARROLLO HISTÓRICO
DESARROLLO HISTÓRICO
PRINCIPALES HALLAZGOS DEL AASHO ROAD TEST
Se desarrolló el concepto de serviciabilidad al
usuario, mediante medidas de regularidad longitudinal
del pavimento (SV), la cantidad de áreas agrietadas (C)
y parchadas (P) en pavimentos asfálticos y rígidos y el
ahuellamiento en pavimentos asfálticos (RD)
Los valores de estas medidas fueron agrupados bajo
un término denominado ―índice de servicio presente‖
(ISP ó PSI) que oscila entre 5 (pavimento perfecto) y 0
(pavimento intransitable)
DESARROLLO HISTÓRICO
PRINCIPALES HALLAZGOS DEL AASHO ROAD TEST
ÍNDICE DE SERVICIO PRESENTE
MINNESOTA ROAD RESEARCH PROJECT (1990)
Efecto del tránsito pesado y de los ciclos climáticos sobre
los materiales y sobre el diseño de pavimentos
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
Está constituido por dos caminos de ensayo:
—Un tramo real de carretera de 3 millas en la carretera
Interestatal 94
—Una pista cerrada de 2,5 millas sometida a tránsito de
baja intensidad
MINNESOTA ROAD RESEARCH PROJECT (1990)
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
—Evaluar los efectos de los vehículos pesados sobre
los pavimentos
—Evaluar los efectos de los cambios estacionales
sobre los materiales de construcción
—Mejorar el diseño de pavimentos para vías de bajo
tránsito
MINNESOTA ROAD RESEARCH PROJECT
En total, el proyecto comprendía 40 secciones de
ensayo con 4.572 sensores electrónicos. La
información obtenida ha permitido:
DESARROLLO HISTÓRICO
WESTRACK (desde 1996)
Construida para verificar los modelos de predicción de
comportamiento y de los sistemas de diseño de mezclas
SUPERPAVE
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
Consistió en dos tramos en tangente de 910 metros cada
uno conectados por 2 curvas espirales de 141.5 metros de
radio
La pista tenía 3 kilómetros en total y la prueba se realizó
en 26 secciones en tangente, de 70 metros cada una
WESTRACK (desde 1996)
DESARROLLO HISTÓRICO
Objetivo primario de la pista de ensayo
Construida en Carson City (Nevada), con el fin de
desarrollar una especificación de mezclas asfálticas en
caliente relacionada con el comportamiento y brindar una
verificación rápida del método de diseño volumétrico
SUPERPAVE (Nivel 1)
Cargas para la prueba
Cada camión se cargó de manera que representara 10.3
ejes simples equivalentes de 80 kN por pasada
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
WESTRACK
DESARROLLO HISTÓRICO
ESQUEMA DE LA PISTA
WESTRACK
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMIONES PARA LA PRUEBA
HALLAZGOS INICIALES DEL WESTRACK
DESARROLLO HISTÓRICO
Los resultados fueron aleatorios, pues las mezclas gruesas
presentaron mayores ahuellamientos que las finas, para los
contenidos óptimos de asfalto
Los agrietamientos fueron más intensos en mezclas con
bajos contenidos de asfalto y altos contenidos de vacíos
Los resultados permitieron establecer unos modelos
preliminares de predicción de comportamiento
Se comprobó que el consumo de combustible se
incrementa al aumentar la rugosidad del pavimento
NCAT PAVEMENT TEST TRACK (desde 2000)
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
Su objetivo primario fue comparar el comportamiento
de diferentes mezclas asfálticas a medida que son
sometidas a tránsito real durante el transcurso del
tiempo
Tiene una extensión de 2.8 kilómetros y contiene 46
secciones diferentes de pavimento, debidamente
instrumentadas, ensayadas en 2 ciclos de 10 millones de
ejes equivalentes cada uno
NCAT PAVEMENT TEST TRACK
DESARROLLO HISTÓRICO
HALLAZGOS DEL NCAT PAVEMENT TEST TRACK EN 5 AÑOS
DESARROLLO HISTÓRICO
Las mezclas finas tipo SUPERPAVE se comportan mejor ante
el ahuellamiento y el agrietamiento que las gruesas
Los ahuellamientos se reducen en más de 50% en clima cálido
cuando el grado de alta temperatura del asfalto (SUPERPAVE) se
incrementa 2 grados sobre lo necesario
No se han establecido correlaciones entre el ahuellamiento y el
módulo de las mezclas asfálticas
No se han establecido correlaciones entre el comportamiento de
los pavimentos y los resultados de los ensayos comunes para
valorar la calidad de los agregados pétreos
Programa de 150 millones de dólares, aprobado por el
Congreso de USA en 1987, para mejorar las carreteras y
hacerlas más seguras
La investigación se condujo en 4 áreas: operaciones
viales, concretos y estructuras, asfaltos y
comportamiento de pavimentos a largo plazo (LTPP)
PROGRAMA SHRP
Strategic Highway Research Program
DESARROLLO HISTÓRICO
La investigación sobre asfaltos se tradujo en el
desarrollo del método SUPERPAVE para la
clasificación de asfaltos y el diseño de mezclas
La investigación sobre el comportamiento de los
pavimentos a largo plazo –LTPP– (Long Term
Pavement Performance) intenta establecer una gran
base de datos sobre el comportamiento de los
pavimentos en los Estados Unidos y en los demás
países participantes en el programa
PROGRAMA SHRP
Strategic Highway Research Program
DESARROLLO HISTÓRICO
INTRODUCCIÓN AL
DISEÑO DE PAVIMENTOS
DEFINICIONES
PAVIMENTO
Conjunto de capas superpuestas, relativamente
paralelas, de varios centímetros de espesor, de materiales
de diversas características, adecuadamente compactados,
que se construyen sobre la subrasante obtenida por el
movimiento de tierras y que han de soportar las cargas del
tránsito durante varios años sin presentar deterioros que
afecten la seguridad y la comodidad de los usuarios o la
propia integridad de la estructura
Kraemer & Del Val
DEFINICIONES
DISEÑO DE PAVIMENTOS
Proceso por medio del cual se determinan los
componentes estructurales de un segmento vial, teniendo
en cuenta la naturaleza de la subrasante, los materiales
disponibles, la composición del tránsito y las condiciones
del entorno
DEFINICIONES
INGENIERÍA DE PAVIMENTOS
―Es el arte de utilizar materiales que no entendemos
completamente, en formas que no podemos analizar con
precisión, para que soporten cargas que no sabemos
predecir, de tal forma que nadie sospeche de nuestra
ignorancia‖
Matthew W. Witczak
DEFINICIONES
FUNCIONES DE LA ESTRUCTURA DE UN PAVIMENTO
Reducir y distribuir los esfuerzos producidos por las
cargas del tránsito, de manera que no causen daño en la
subrasante
Proporcionar comunicación vehicular entre dos puntos
en todo tiempo
Proporcionar una superficie de rodamiento segura, lisa y
confortable, sin excesivo desgaste
Satisfacer los requerimientos ambientales y estéticos
Limitar el ruido y la polución del aire
Brindar una razonable economía
FASES DEL DISEÑO DE PAVIMENTOS
El diseño de la vía abarca tres etapas:
Diseño geométrico (selección de ruta, alineamiento,
etc.)
Diseño de capacidad (determinación del número de
carriles necesarios para satisfacer la demanda)
Diseño estructural para soportar la acción de las cargas
y del medio ambiente
El diseño estructural abarca tres etapas:
Selección del tipo de pavimento
Determinación de los espesores de las capas
Dosificación de materiales
REQUISITOS DE UNA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO
Suficiente espesor para distribuir los esfuerzos en
magnitud apropiada sobre la subrasante
Suficiente resistencia en cada una de sus capas
para soportar las cargas del tránsito vehicular
Impermeabilidad, para evitar la penetración de
agua superficial que pueda debilitar al pavimento
y la subrasante
Adecuada lisura y resistencia al deslizamiento
INTRODUCCIÓN AL
DISEÑO DE PAVIMENTOS
TIPOS DE
PAVIMENTOS
TIPOS DE PAVIMENTOS
PAVIMENTOS
ASFÁLTICOS
PAVIMENTOS
RÍGIDOS
PAVIMENTOS
ARTICULADOS
FLEXIBLES
SEMI-RÍGIDOS
CONCRETO SIMPLE CON JUNTAS
CONCRETO REFORZADO CON JUNTAS
CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO
CONCRETO CON REFUERZO ESTRUCTURAL
ADOQUINES DE CONCRETO
ADOQUINES DE ARCILLA
OTROS
TIPOS DE PAVIMENTOS
PAVIMENTO ASFÁLTICO
Pavimento constituido por una capa de rodadura
consistente en un tratamiento o mezcla de materiales
granulares y asfálticos, que se construye sobre una capa
de base granular o estabilizada y una capa de subbase
Si la capa de base es de tipo granular, el pavimento se
llama “flexible”, en tanto que si está constituida por
materiales estabilizados, el pavimento se denomina
“semi – rígido”
TIPOS DE PAVIMENTOS
ESTRUCTURA TÍPICA DE UN PAVIMENTO ASFÁLTICO
TIPOS DE PAVIMENTOS
VISTA GENERAL DE UN PAVIMENTO ASFÁLTICO
TIPOS DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
MECANISMO DE FUNCIONAMIENTO DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE
1. Deformación por compresión Ahuellamiento de las capas asfálticas
2. Deformación por tensión Agrietamiento por fatiga en las capas asfálticas
3. Deformación por compresión Ahuellamiento en base y subbase granular
4. Deformación por compresión Ahuellamiento en la subrasante
MECANISMO DE FUNCIONAMIENTO DE UN PAVIMENTO SEMI-RÍGIDO
1. Deformación por compresión Ahuellamiento en las capas asfálticas
2. Deformación por tensión Agrietamiento por fatiga en la base estabilizada
3. Deformación por compresión Ahuellamiento en la subbase.
4. Deformación por compresión Ahuellamiento en la subrasante
TIPOS DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
TIPOS DE PAVIMENTOS
PAVIMENTO RÍGIDO
Pavimento constituido por un conjunto de losas de
concreto de cemento portland que se pueden construir
directamente sobre la subrasante preparada o sobre una
capa intermedia de apoyo (base o subbase), elaborada
con materiales granulares o estabilizados o con un
concreto pobre
TIPOS DE PAVIMENTOS
ESTRUCTURA TÍPICA DE UN PAVIMENTO RÍGIDO
TIPOS DE PAVIMENTOS
VISTA GENERAL DE UN PAVIMENTO RÍGIDO
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO
PAVIMENTO DE CONCRETO SIMPLE CON JUNTAS
Contiene suficientes juntas para controlar todas las
grietas previsibles
Este tipo de pavimento no contiene acero de refuerzo
Puede llevar varillas lisas en las juntas transversales y
varillas corrugadas en las juntas longitudinales
El espaciamiento entre juntas transversales oscila
entre 4.5 y 7.5 metros
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO
PAVIMENTO DE CONCRETO SIMPLE CON JUNTAS
PAVIMENTO DE CONCRETO REFORZADO CON JUNTAS
La longitud de las losas oscila entre 7.5 y 15 metros,
motivo por el cual requieren acero de refuerzo para
mantener unidas las fisuras transversales que se
desarrollan
El acero de refuerzo no tiene por función tomar
esfuerzos de tensión producidos por las cargas del
tránsito
La cantidad requerida de acero es pequeña, del orden
de 0.1% a 0.2% de la sección transversal del pavimento
Son poco utilizados en la actualidad
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO
PAVIMENTO DE CONCRETO REFORZADO CON JUNTAS
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO
CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTO DE CONCRETO
REFORZADO CON JUNTAS
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO
No requieren juntas transversales de contracción a
intervalos regulares
Contienen mayores cuantías de acero de refuerzo,
generalmente de 0.5 % a 0.8 % del área transversal del
pavimento
El acero intenta forzar el agrietamiento a intervalos
pequeños, de 1 a 2 metros y mantiene firmemente
unidas las grietas que se forman
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO
PAVIMENTOS DE CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO
PAVIMENTOS DE CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO
PAVIMENTOS DE CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO
PAVIMENTOS DE CONCRETO CON REFUERZO
ESTRUCTURAL
En estos pavimentos el acero asume tensiones de
tracción y compresión, de manera que es posible reducir
el espesor de las losas
Se utilizan principalmente en pisos industriales, donde
las losas deben resistir cargas de gran magnitud
Las dimensiones de las losas son similares a las de los
pavimentos de concreto simple, y el acero no debe
atravesar la junta transversal para evitar la aparición de
fisuras
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO
PAVIMENTOS DE CONCRETO CON REFUERZO
ESTRUCTURAL
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO
TIPOS DE PAVIMENTOS
PAVIMENTO ARTICULADO
Pavimento cuya capa de rodadura está constituida por
un conjunto de pequeños bloques prismáticos que se
ensamblan de manera que formen una superficie
continua, los cuales se apoyan sobre una capa de arena
que, a su vez, se encuentra sobre una capa de base
(granular o estabilizada) y sobre una capa de subbase,
generalmente granular
TIPOS DE PAVIMENTOS
ESTRUCTURA TÍPICA DE UN PAVIMENTO ARTICULADO
TIPOS DE PAVIMENTOS
VISTA GENERAL DE UN PAVIMENTO ARTICULADO
INTRODUCCIÓN AL
DISEÑO DE PAVIMENTOS
FACTORES QUE
AFECTAN EL DISEÑO Y
EL COMPORTAMIENTO
DE LOS PAVIMENTOS
FACTORES QUE AFECTAN EL DISEÑO DE PAVIMENTOS
FACTORES QUE AFECTAN EL COMPORTAMIENTO
DE LOS PAVIMENTOS
PAVIMENTOS ASFÁLTICOS VS PAVIMENTOS RÍGIDOS
PROS Y CONTRAS
PAVIMENTOS DE AEROPISTAS VS
PAVIMENTOS DE CARRETERAS
AEROPISTAS CARRETERAS
Menor número de repeticiones de
carga
Mayor número de repeticiones de
carga
Mayores presiones de inflado Menores presiones de inflado
Mayor magnitud de carga Menor magnitud de carga
No suelen presentar deterioros en
los bordes de los pavimentos
asfálticos
Presentan deterioros de
importancia en los bordes de los
pavimentos asfálticos
Requieren mayores espesores Requieren menores espesores
PAVIMENTOS DE AEROPISTAS VS
PAVIMENTOS DE CARRETERAS
PAVIMENTO RÍGIDO
DE AEROPISTA
PAVIMENTO RÍGIDO
DE CARRETERA
MARCO GENERAL DEL DISEÑO DE PAVIMENTOS