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8/11/2019 MONOGRAFIA DE CLASES DE PAVIMENTOS.docx

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UNIVERSIDAD PERUANA

LOS ANDES

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDESFACULTAD DE INGENIERA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

CLASES DE PAVIMENTOS

UNIDAD DE EJECUCIN CURRICULAR:

PAVIMENTOS

DOCENTE:

ING. MARIA JIRON URETAALUMNOS:

ABANTO HURTADO ARTURO

AGUILAR GALBAN JESUS

ALHUAY FLORES WILLIAM

VILCAHUAMAN PEREZ ANTONIO

YARANGA RAMOS JHONATAN

SEMESTRE Y SECCION:

VIII - 107


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INTRODUCCION

El pavimento es el conjunto 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, la cual debe funcionar

eficientemente. Las condiciones necesarias para un adecuado funcionamiento son: el

ancho, el trazo horizontal y vertical, la resistencia adecuada a las cargas para evitar las

fallas y los agrietamientos, adems de una adherencia adecuada entre el vehculo y el

pavimento an en condiciones hmedas. El pavimento deber presentar la resistencia

adecuada para soportar los esfuerzos destructivos del trnsito, de la intemperie y del

agua. Debe tener una adecuada visibilidad y contar con un paisaje agradable para no

provocar fatigas. Se presentan mayormente de dos tipos de pavimentos, Rgidos y

Flexibles los mismos que se diferencian por la estructura que presentan y las capas

que las conforman.


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OBJETIVO GENERAL

Conocer las clases de pavimentos existentes en nuestro medio, comprender las ventajas

y desventajas entre el pavimento rgido y flexible y los procedimientos para eldiseo y

construccin de los mismos; as como los criterios para laseleccin demateriales
http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/selpe/selpe.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/selpe/selpe.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml


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CLASES DE PAVIMENTOS

1. Pavimentos Flexibles.- Estn formados por capas de diversos

materiales cuya resistencia va disminuyendo conforme se incrementa la

profundidad a la que estn colocadas

a. Pavimentos Full Depht.- Son pavimentos que se estructuran colocando

dos o ms capas de mezcla asfltica sobre la subrasante, disminuyendo

los requisitos de resistencia de las mezclas conforme se alejan las

capas de la superficie de rodamiento


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b. Pavimentos de Larga Duracin.- Son similares a los full depht en el

sentido de que todas las capas que componen la estructura del

pavimento sobre la subrasante se conforman con mezclas asflticas, sin

embargo en el caso de los pavimentos de larga duracin, cada una de

las mezclas asflticas se disea para resistir los esfuerzos a los que es

sometido de acuerdo a la posicin que ocupa en la estructura del

pavimento. El pavimento de larga duracin se define como un pavimento

asfltico diseado y construido para durar ms tiempo que un pavimento

convencional, sin necesidad de rehabilitacin o reconstruccin

estructural importante y slo necesita la renovacin peridica de lasuperficie en respuesta a los deterioros limitados a la parte superior del

pavimento.

Los deterioros estructurales por deformaciones permanentes y/o

agrietamiento por fatiga se consideran poco probables.

Los principios de diseo de los pavimentos de larga duracin (PLD)

consisten en proporcionar suficiente rigidez a las capas estructurales

superiores del pavimento para disminuir el espesor total de la estructura

y prevenir las deformaciones plsticas permanentes, adems de dotar a

la capa inferior de la estructura de una flexibilidad adecuada para evitar

el agrietamiento por fatiga. Adems de las capas estructurales se coloca

una capa de rodadura que se considera de desgaste y que es la que

puede requerir ser cubierta o sustituida durante la vida til del

pavimento


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Los pavimentos rgidos tambin se subdividen en varios tipos:

a. Pavimentos de Concreto Simple.- Se componen de losas de concretosimple con juntas longitudinales y transversales espaciadas de tal

manera que la geometra de cada losa sea aproximadamente cuadrada,

o hasta con una relacin largo/ancho de 1/1.25. La transferencia de

carga entre losas se puede hacer a travs del interlocking entre losas o

por medio de pasa juntas de acero.

b. Pavimentos de Concreto Reforzado con Juntas.- El refuerzo puede

ser con varillas de acero corrugado o mediante malla electrosoldada, lasjuntas pueden espaciarse cada 8 a 15 metros, el acero impide la

separacin de la junta por contraccin trmica una vez que esta se ha

formado, reduciendo as los costos de conservacin.

c. Pavimentos Continuos de Concreto Reforzado.- El refuerzo se

disea para que no sea necesaria la formacin de juntas. En estos

pavimentos la aparicin de grietas transversales en intervalos cortos es

caracterstica, sin embargo estas grietas se mantienen unidas por medodel acero de refuerzo y no son motivo de preocupacin mientras el

espaciamiento sea uniforme.

d. Pavimentos de Concreto Pretensado o Postensado.- El presfuerzo

permite una considerable reduccin en los espesores de losa y en el

nmero de juntas.

e. Pavimentos de Concreto Compactado con Rodillos.- Su regularidad

superficial es deficiente por lo que son ms empleados en caminos

mineros, madereros, etc.


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3. Pavimentos Compuestos o Semirigidos.- Son una combinacin de

pavimentos rgidos y flexibles, algunos autores los nombran como semirrgidos

o semiflexibles. En general pueden ser pavimentos rgidos con superficie de

rodamiento asfltica (blacktopping), pavimentos flexibles reforzados con losas

de concreto hidrulico (whitetopping) o pavimentos con bases estabilizadas con

ligante hidrulico con superficie de rodamiento asfltica.

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I. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS PAVIMENTOS FLEXIBLES Y RGIDOS

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

una necesidad natural de comparar ambos a fin de establecer cual 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, caractersticas en los que son mejores que el competidor, pero tambin es

AV. GIRALDEZ PASEO LA BREA


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innegable que ambos sistemas tienen algunos inconvenientes y que existen ejemplos

donde el desempeo que se logra con ellos no ha sido el esperado.

Se 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

caractersticas que deben tener los pavimentos.

Pavimento Flexible

AV. SANTIVAES AV. LEANDRA TORRES


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Regularidad.- Con los nuevos equipos de transporte es posible lograr

acabados muy tersos, mediante tiros continuos sin juntas de construccin

ms que al inicio y fin de cada jornada.

Sin embargo en la prctica todava se aplica tecnologa antigua, en la

seleccin de materiales, en el diseo de las mezclas asflticas como en los

procesos constructivos lo que dificulta lograr buenos acabados, adems

estas mismas condiciones aunadas a deficiencias en el proyecto generan

que algunos pavimentos flexibles presenten deformaciones plsticasprematuramente, afectando as las condiciones de durabilidad.

Resistencia al Derrapamiento y Drenaje Superficial.- La resistencia al

derrapamiento se da primordialmente por la textura de la capa de rodadura

que permite proporcionar un buen coeficiente de friccin neumticopavimento y por un buen drenaje superficial que impida la formacin de

una lmina de agua sobre la superficie de rodamiento, evitando as el

acuaplaneo. La textura a su vez tiene como componentes en lo que se

refiere a la friccin a

o La macrotextura, que se define como la desviacin que presenta su

superficie en relacin con una superficie plana de dimensiones

caractersticas en sentido longitudinal comprendidas entre 0,5 y 50mm, est regida principalmente por la granulometra de la capa de

rodamiento.


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o La microtextura, que se define como la desviacin que presenta su

superficie con respecto a una superficie plana de dimensiones

caractersticas en sentido longitudinal inferiores a 0,5 mm, y es una

caracterstica intrnseca del agregado, es propiamente la textura

superficial de las partculas de agregado y tiende a reducirse con el

tiempo por la accin abrasiva de el trnsito vehicular y el clima, a

esta disminucin se le conoce como pulimento, y depende de la

composicin mineralgica de los agregados, por ejemplo, los

agregados calcreos son muy susceptibles a pulirse

Con una buena seleccin de materiales y la tecnologa actual de diseo y

construccin de pavimentos asflticos se tienen ahora una gama de

opciones que permiten obtener superficies de rodamiento con excelentes

caractersticas de resistencia al derrapamiento, atendiendo tanto a la

textura como al drenaje superficial. Las carpetas drenantes, las mezclas de

granulometra discontinua, entre otros, y an las mezclas densas han sido

empleadas a nivel mundial con muy buenos resultados. Tambin se tienen

muy buenas opciones para los problemas de superficies deslizantes conbase a tratamientos superficiales. Sin embargo en la prctica nacional

persiste la costumbre de emplear agregados locales por razones de costo

inicial, aunque no tengan caractersticas adecuadas, adems que las

nuevas tecnologas de diseo y construccin de mezclas aun no estn lo

suficientemente extendidas. Por ello es frecuente encontrar superficies con

problemas de derrapamiento de origen, que se van agravando con el

tiempo al aparecer el fenmeno de pulimento y/o roderas que impiden undrenaje adecuado incrementando as el riesgo de acuaplaneo.

Capacidad Estructural.- En nuestro pas tradicionalmente los pavimentos

flexibles se han concebido para vidas de proyecto estimadas entre 10 y 15


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aos, sin embargo, errores en los proyectos, el empleo de materiales con

calidad insuficiente, procesos de construccin obsoletos, control de calidad

insuficiente, falta de control en los pesos vehiculares, entre otros factores

han provocado que sea frecuente que los pavimentos no lleguen a la vida

til esperada. En otros lugares del mundo es comn encontrar que los

pavimentos flexibles se proyecten para durar entre 20 y 30 aos, siendo

comn que se logre cumplir con estas expectativas.

Los avances en la tecnologa de modificacin de ligantes asflticos, en la

de diseo de mezclas y el uso de materiales ptreos de mejor calidad ha

permitido que en la actualidad se logren mezclas asflticas con resistencias

muy superiores a las convencionales, con la tecnologa actual es posible

lograr mezclas con mdulos dinmicos superiores a los 10,000MPa (mas

del triple de las que se obtienen con una convencional). Asimismo estos

avances tecnolgicos han permitido, con diseos diferentes a los de las

mezclas de alto mdulo, incrementar la resistencia al agrietamiento por

fatiga.

La combinacin de estos elementos ha permitido un enfoque mas racional

en el diseo de pavimentos flexibles, diseando el pavimento con diversos

tipos de mezclas asflticas, cada una de ellas diseada para resistir los

esfuerzos ms importantes a que se ver sometido conforme a la posicin

que ocupen en la estructura del pavimento. Como se mencion

anteriormente a esta metodologa se le conoce como pavimentos de larga

duracin (figura 8) que en varios pases se estn implementando

exitosamente, con vidas esperadas de 50 aos, similares a las de los

pavimentos rgidos. En Mxico se estn llevando a cabo los primeros

trabajos con esta tecnologa, sin embargo estos primeros intentos se han

diseado con vidas esperadas de 25 aos, pero los resultados han sido


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alentadores, toda vez que en las mezclas de alto mdulo se han obtenido

mdulos superiores a los 10,000MPa y las mezclas para las capas

absorbedoras de tensin cumplieron con lo esperado.

Reciclable.- La reutilizacin de mezclas asflticas que han cumplido con

su vida til ha sido de uso comn por un largo tiempo, los avances

tecnolgicos han permitido una amplia gama de opciones para el utilizacin

de los materiales recuperados de los trabajos de rehabilitacin de

pavimentos flexibles, estos materiales pueden ser empleados, tanto en

capas estructurales como en superficies de rodamiento, formando parte de

mezclas en caliente, mezclas tibias, mezclas en fro, en capas de base

estabilizada o como parte de una base granular.

Mantenimiento.- Como cualquier obra de ingeniera civil los pavimentos

flexibles requieren que las acciones de mantenimiento sean adecuadas y

oportunas para que brinden un buen servicio durante la vida til

proyectada. Los equipos modernos de auscultacin pueden proporcionar

informacin abundante y precisa para observar las condiciones en que se

encuentran, tanto en lo estructural como en lo funcional, as como la

evolucin de estas caractersticas. Los avances en la tecnologa brindan

una gama muy amplia de alternativas de mantenimiento, tanto con

materiales de mejor calidad como en procedimientos mas eficientes,

adicionalmente los sistemas de gestin, alimentados con informacin

adecuada pueden ser una herramienta muy valiosa para optimizar la

aplicacin de los recursos disponibles.


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Pavimento Rgido

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lari

dad

.-

Con

equipos modernos de pavimentacin se pueden lograr acabados muy buenos

en los pavimentos de concreto hidrulico, adems su gran capacidad

estructural permite que se mantengan sin deformaciones de consideracin a lo

largo de su vida til, sin embargo la presencia de las juntas afecta de alguna

manera a la regularidad. Por otra parte en calles y caminos secundarios es

comn encontrar tanto proyectos deficientes como procedimientos

constructivos inadecuados, generando problemas de regularidad poragrietamientos, escalonamientos, rotura de losas, etc.

Resistencia al Derrapamiento y Drenaje Superficial.- La textura en un

pavimento de concreto se logra mediante un escobillado, por sus

caractersticas el agregado grueso normalmente no queda expuesto al contacto

con los neumticos por lo que el aporte de la microtextura a la resistencia al

derrapamiento, asimismo el aporte de la macrotextura se da en la pasta (arena-

cemento) del concreto, por la naturaleza del cemento portland es un material

susceptible al pulido, por lo que la prdida de resistencia al deslizamiento es

relativamente rpida. Existen equipos de fresado con discos de diamante


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(figura 12), que permiten, en acciones de mantenimiento, dar un nuevo

texturizado a los pavimentos rgidos con problemas de derrapamiento. Por lo

que hace al drenaje superficial al no ser susceptible a la formacin de roderas

un pavimento rgido bien construido permite un drenaje superficial muy

eficiente.

Capacidad Estructural.- En la prctica internacional es frecuente que los

pavimentos de concreto hidrulico sean proyectados para vidas tiles de 40 a

50 aos, en Mxico son frecuentes las vidas de proyecto de 25 a 30 aos. Un

pavimento de concreto bien diseado y construido, y con mantenimiento

adecuado tiene capacidades estructurales excelentes, sin embargo puede

presentar fallas prematuras por defectos de construccin, como sellado de

juntas eficiente, aserrado a destiempo de las mismas, curado insuficiente o

pasajuntas mal colocados, tambin puede ser afectado por el exceso de carga

de los vehculos que circulan por la va.

Reciclable.- La gran resistencia que se logra en los concretos de

pavimentacin provoca que sea un material difcil de demoler, dificultando con

ello las posibilidades de ser reutilizado, sin embargo hay avances tecnolgicos

que permiten contar con equipos ms eficientes en la demolicin de

pavimentos rgidos. Entre estas tcnicas destaca, en mi opinin, el rubblizing,

que consiste en la fragmentacin o pulverizacin de las losas de concreto en

partculas con tamaos mximos de 5 cm. El equipo con que se logra esto esun martillo de resonancia de alta frecuencia y baja amplitud, la pulverizacin se

logra con un patrn de fracturamiento como el que se muestra en la figura 13,

con una afectacin mnima a las capas inferiores.


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CUADRO COMPARATIVOCaractersticas Flexible Rgido

Costo inicial Menos Mas

Mantenimiento Mas, mas Menos

Cmodo Mas Menos

Rugosidad Mas Mas

Duracin Menos MasDistrib. De cargas reas pequeas reas grandes.

capas Mas capas y mayores

espesores: subrasante

subbase, base, y carpeta

asfltica

Subrasante, base y

losa de concreto

ESTRUCTURAS DEL PAVIMENTO


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Los diferentes mtodos de diseo, como AASHTO 93, 98 y PCA 84, consideran al menoslas siguientes capas para el diseo estructural de los pavimentos de concreto:

SubrasanteEs el suelo de cimentacin del pavimento, pudiendo ser suelo natural, debidamenteperfilado y compactado; o material de prstamo, cuando el suelo natural es deficiente opor requerimiento del diseo geomtrico de la va a proyectar.

Los materiales que pueden ser empleados como subrasante sern de preferenciamateriales de tipo granular.

SubbaseEs la capa que est apoyada sobre la subrasante, compuesta por materiales granulares

de buena gradacin. Deber ser perfilada y compactada entre el 95% y 100% de sumxima densidad seca mediante el ensayo proctor estndar. El empleo de una subbaseimplica mejorar la capacidad de soporte de suelo que se traduce en una reduccin delespesor de carpeta de rodadura. Sin embargo, el impacto no es significativo.

BasePara el pavimento de concreto no es comn pero podra darse el caso en situacionesextremas. En ese caso la base constituye la capa intermedia entre la subbase y la carpetade rodadura y utiliza materiales granulares de excelente gradacin.

Bases estabilizadas con cementoLas bases estabilizadas permiten el empleo de materiales locales y reciclados, teniendocomo ventajas: subbases menos erosionables, reduccin de esfuerzos de tensiones y deflexiones, mejoramiento de la transferencia de carga entre paos, entre otras.

Se podr estabilizar con cemento siempre y cuando el material a estabilizar sea libre departculas orgnicas, con equivalentes de arena superiores a veinte.

Carpeta de rodaduraEst conformada por mezcla de concreto hidrulico. Los mtodos de diseo especificandiseos de mezcla con Mdulo de Rotura a la Flexin (MR) superiores a 42 Kg/cm2, o suequivalente a fc = 280 Kg./cm2.

Juntas transversales y longitudinalesEs necesario para controlar la fisuracin en la losa y permitir el movimiento relativo entrepaos adyacentes.


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Las juntas son longitudinales y transversales y tienen el rol de inducir fisuras porcontraccin del concreto, aislar el movimiento de los paos de elementos ajenos al

pavimento, como buzones por ejemplo, y siendo incluso parte del procedimientoconstructivo.

TexturizadoEl objetivo de texturizar la superficie del concreto es entregarle al pavimento lascualidades necesarias para el contacto pavimento neumtico que permita el trnsito delos vehculos en condiciones seguras. Pueden ser de dos tipos: micro y macrotexturizado.

El micro texturizado es el que se logra aplicando una llana hmeda sobre la

superficie del pavimento. El macro texturizado se logra mediante herramientas mecnicas, como peines con

cerdas metlicas o aparatos ms sofsticados que pueden ser incorporados en eltren de pavimentado.

Barras de amarreSon barras de acero corrugadas que controlan el movimiento lateral de los carriles, lasmismas que sirven de anclaje.

Barras pasajuntas

Se pueden dar mediante la trabazn de los agregados o mediante el empleo depasadores en las juntas de contraccin transversal. Los pasadores son barras de acerolisas y con los bordes redondeados que se colocan en el plano perpendicular al corte dela junta transversal. Deben estar centrados con respecto al espesor de la losa y permitir elmovimiento entre paos adyacentes, no deben restringir su movimiento.

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