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DESCRIPCION DE LOS PAVIMENTOS RIGIDOS Y FLEXIBLESTRANSCRIPT
PAVIMENTOS
ING. HUGO N. PISFIL REQUE CIP:39673
INGENIERIA DE TRANSPORTE
INTRODUCCION
Se llama pavimento al conjunto de capas de material
seleccionado que reciben en forma directa las cargas
del transito 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 las siguientes: anchura, trazo
horizontal y vertical, resistencia adecuada a las
cargas para evitar las fallas y los agrietamientos,
además de una adherencia adecuada entre el
vehículo y el pavimento aun en condiciones
húmedas.
Deberá presentar una resistencia adecuada a los
esfuerzos destructivos del transito, de la
intemperie y del agua. Debe tener una adecuada
visibilidad y contar con un paisaje agradable para
no provocar fatigas.
CARRETERA IQUITOS - NAUTA
CONCEPTO
En ingeniería, es la capa constituida por uno o
más materiales que se colocan sobre el terreno
natural o nivelado, para aumentar su resistencia
y servir para la circulación de personas o
vehículos. Entre los materiales utilizados en la
pavimentación urbana, industrial o vial están los
suelos con mayor capacidad de soporte, los
materiales rocosos, el hormigón y las mezclas
asfálticas. En la actualidad se encuentra en
investigación pavimentos que ayudan al medio
ambiente como el formado por noxer.
NOXER - Pavimentos Ecologicos.
El pequeño pueblo holandés de Hengelo está a
punto de probar un nuevo tipo de pavimento capaz
de absorber el óxido de nitrógeno existente en la
polución de los coches y deshacerse de él sin
causar males mayores.
Para ello se servirán de unos “ladrillos” especiales
que contienen un componente basado en el
dióxido de titanio y que se encarga de “limpiar” la
polución con la ayuda de la luz del sol. Lo mejor es
que los nitratos resultantes se limpian
simplemente con la primera lluvia.
El pavimento Noxer tiene óxido de titanio, y es capaz de
purificar hasta un 90% del humo de los tubos de escape en
días muy soleados, ya que la acción del sol es fundamental
para que los resultados sean buenos. En caso de días más
oscuros, el asfalto ecológico limpiaría el aire igualmente,
pero en menores proporciones
TIPOS DE PAVIMENTOS
En nuestro medio se construyen 02 tipos de
pavimentos.
PAVIMENTO RIGIDO
PAVIMENTO FLEXIBLE
OTROS : EMPEDRADO O ADOQUINES
PAVIMENTO RIGIDO
Los pavimentos típicamente rígidos, son los de
concreto. Estos pavimentos difieren mucho de
los de tipo flexible. Los pavimentos de concreto
reciben la carga de los vehículos y la reparten a
un área de la sub-rasante. La loza por su alta
rigidez y alto módulo elástico, tiene un
comportamiento de elemento estructural de viga.
Ella absorbe prácticamente toda la carga. Estos
pavimentos han tenido un desarrollo bastante
dinámico. De acuerdo al adelanto tecnológico y
científico correspondiente a la estructura de
concreto.
DIFERENTES PAVIMENTOS DE CONCRETO
A) Pavimentos de concreto simple, sin gravilla
pasajuntas.
B) Pavimentos de concreto simple, con gravillas
pasajuntas.
C) Pavimentos de concreto reforzado ( refuerzo
continuo)
D) Pavimentos de concreto preesforzado.
E) Pavimentos de concreto reforzado con fibras
cortas de acero.
El caso más común y corriente , es el “a”, de
pavimentos de concreto simple sin varillas
pasajuntas.
Estos son los pavimentos que aquí se
presentarán y se les llamará simplemente,
pavimentos de concreto
El talón de Aquiles de los pavimentos de
concreto, son las juntas que tienen que diseñar
y construir para controlar los cambios de
volumen, inevitables, que se producen en ellos
por cambios temperatura.
Los pavimentos de refuerzo continuo y los
presforzados, se diseñan y construyen sin juntas
transversales de contracción y expansión
excepto al llegar a un cruce o a una estructura
fija. Sólo se construyen juntas de construcción.
Estos pavimentos son muy y de tecnología muy
avanzada.
PROCESO DE NIVELACION DE PAVIMENTO RIGIDO
DISEÑO SIMPLIFICADO DE PAVIMENTO DE
CONCRETO
El factor más importante en diseño de pavimentos de
concreto es la resistencia del concreto utilizado.
El concreto que quí se considera deberá tener una
resistencia del concreto utilizado.
El concreto que aquí se considera deberá tener una
resistencia a la compresión de 300 kg/cm`2, mínimo ,
a los 28 días de edad, o antes si se especifica otra
edad. Si se usara resistencia de 250 kg/cm`2, se
deberá aumentar el espesor de la losa, unos 2 cm.
Los pavimentos de concreto, están formado
exclusivamente por la losa del concreto, la cual
puede colocarse directamente sobre la sub
rasante ( para poco tránsito o suelos buenos de la
subrazante) o sobre la sub base. La sub base
tiende a corregir defectos del suelo sub rasante,
siendo así un mejoramiento de esa capa.
a) Para contrarrestar la expansión y contracción
excesivas del suelo de la surasante.
b) Para evitar la falla por “ bombeo” o eyección de
finos y agua en la sub-base.
c) Para evitar el congelamiento de los suelos finos.
d) Como auxiliar en la construcción, principalmente
en sub-rasantes muy arenosos.
Por lo tanto, si en suelo de la sub rasante es de
tipo granular, o si el pavimento no estará sujeto a
tránsito intenso, no se justifica el uso de la capa
sub base.
El pavimento rígido se compone de losas de
concreto hidráulico que en algunas ocasiones
presenta un armado de acero, tiene un costo
inicial más elevado que el flexible, su periodo de
vida varia entre 20 y 40 años; el mantenimiento
que requiere es mínimo y solo se efectúa
(comúnmente) en las juntas de las losas.
REFUERZO CON ACERO EN JUNTAS ENTRE LOSAS DE
PAVIMENTO RIGIDO
ARMADURA DE ACERO EN DOS SENTIDOS PARA PAVIMENTOS
RIGIDOS, IDEALES PARA PLANTAS INDUSTRIALES
Pavimentos flexibles se denominan cuando la
estructura total del pavimento se deflecta o
flexiona, un pavimento flexible se adapta a las
cargas.
Este tipo de pavimentos son de amplio uso en
zonas de tráfico constante como vías, aceras,
parking etc.
La estructura de pavimento flexible esta
compuesta por varias capas de material.
PAVIMENTO FLEXIBLE
Cada capa recibe las cargas por encima de la
capa, se extiende en ella, entonces pasa a estas
cargas a la siguiente capa inferior. Por lo tanto, la
capa más abajo en la estructura del pavimento,
recibe menos carga.
CAPAS DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE:
La típica estructura de un pavimento flexible
consta de las siguientes capas:
Capa superficial: Esta es la capa superior y la
capa que entra en contacto con el tráfico. Puede
estar compuesta por uno o varias capas asfálticas.
Base: Esta es la capa que se encuentra
directamente debajo de la capa de Superficial y,
en general, se compone de agregados (ya sea
estabilizado o sin estabilizar).
Capa Sub-base: Esta es la capa (o capas), están
bajo la capa de base. La Sub-base no siempre es
Necesaria.
CAPA SUPERFICIAL
CAPAS DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE
(SELLO ASFAL.)
Duración de un Pavimento Flexible
Para pavimentos flexibles, la estrategia de diseño
seleccionado deberá presentar un mínimo inicial
de duración de ocho años antes de que sea
obligatoria la superposición de otra capa. En
general la duración óptima debería estar diseñada
para un período de 20 años.
Cuanto mayor sea el módulo que se añada a la
capacidad estructural de las capas de pavimento.
La carga se distribuye a lo largo de un área más
amplia de la sub-base o suelo de apoyo.
REPAVIMENTACION DE PISTAS
EN EL CASCO URBANO DE CHIMBOTE
Julio 2010.
Esta estructura se diseña según condiciones especiales,
los principales parámetros de diseño de un pavimento
por métodos racionales son:
No. De Ejes o vehículos que pasan por la vía.
Módulos Elásticos de las capas que conforman el
pavimento.
Temperatura del Proyecto.
Espesores de las Capas.
Este tipo de pavimento llamado flexible, se diseña para
un determinado número de repeticiones de carga, y al
alcanzar este número de repeticiones, se espera que el
pavimento se fatigue y falle, este fallo del pavimento se
demuestra con la presencia de fisuras, grietas en la parte
superficial.
FUNCIONES Y CARACTERISTICAS DE LAS
DIFERENTES CAPAS DEL PAVIMENTO FLEXIBLE:
1.- SUELO DE FUNDACION Y SUBRASANTE.
Es la que sirve de fundación al pavimento o soporte de
el en corte, en relleno o en corte y relleno compensado,
después del movimiento de tierras
De su capacidad de soporte depende en gran parte el
espesor del pavimento.
El terreno de fundación se puede resumir de la siguiente
manera:
a.- Si el terreno de fundación es PESIMO, debe
desecharse el material que lo compone y sustituirse por
un suelo de mejor calidad.
b.- Si el suelo de fundación es MALO, habrá que colocar
una subrasante de material seleccionado, antes de
colocar la base.
c.- Si el terreno de fundación es REGULAR o BUENO,
podrá prescindirse de la sub-base.
d.- Si el terreno de fundación es EXCELENTE, entonces
se prescindirá de al sub-base y la base.
PARA DETERMINAR LA CALIDAD DE LA SUBRASANTE
DONDE VAMOS PROYECTAR UN PAVIMENTO SE
DEBE HACER EL ENSAYO RESPECTIVO, EJEMPLO LA
DEL CBR.
2.- SUB-BASE GRANULAR.
Es un material de préstamo que se coloca entre la
subrasante y la base.
Su importancia es estructural, pero además sirve como
capa drenante y/o anticontaminante.
Tiene por función distribuir las cargas recibidas de la base
sobre la subrasante de manera uniforme.
3.- BASE GRANULAR.
Principal elemento estructural en un pavimento flexible,
esta compuesta por suelos granulares (afirmado - cantera).
También se puede usar piedra partida, hormigón de río
mezclado con materiales finos que harán las veces de
ligante.
ESPECIFICACIONES TECNICAS:
-Tipo de suelo: grava-arcillosa
-El CBR tiene que estar entre el 70 – 100%
-El limite liquido: menor que 25%
-Ensayo de los Ángeles: menor que el 50%
COMPACTACION DE BASE
AFIRMADO CON RODILLO
TANDEN - METALICO
ESPARCIMIENTO Y NIVELACION
DE BASE – AFIRMADO CON
MOTONIVELADORA
4.- SUPERFICIE DE RODADURA (carpeta asfáltica).
Puede estar constituida por una mezcla intima de
agregados gruesos y finos, cemento asfáltico, asfalto
liquido o emulsiones asfálticas, colocado sobre la capa
base.
Su función principal es:
-Proteger la base impermeabilizando la superficie, para
evitar posibles infiltraciones de agua de lluvia o humedad.
-Tener superficie resistente tanto al desgaste como a la
fractura para soportar las cargas.
-Reduce la resistencia al rodamiento, permitiendo un
transito fácil y cómodo de los vehículos.
EN NUESTRO MEDIO SE UTILIZAN 02 TIPOS DE
CARPETAS ASFALTICAS:
Carpeta asfáltica en FRIO y en CALIENTE.
5.- CAPA DE DESGASTE O SELLO
Esta formada por una aplicación bituminosa de asfalto
y tiene por objeto:
-SELLAR la superficie, impermeabilizándolo a fin de
evitar las infiltraciones de las aguas de lluvias.
-PROTEJE la capa de rodadura contra la acción abrasiva
de las ruedas de los vehículos.
CONSIDERACIONES PARA ESCOGER UN
PAVIMENTO
Se deberá tomar en cuenta las siguientes
consideraciones:
A.- TECNICAS:
Volumen de transito.
Trabajo y facilidad de construcción e instalación.
El tipo de pavimento debe ser el que ofrezca
condiciones de confort y de rodadura suave.
Flexibilidad para adaptarse a las fallas de la
subrasante.
Condiciones de visibilidad y reflexión.
La forma de distribución de las cargas.
Seguridad en marcha: coeficiente de rodadura.
Facilidad de reparación.
Versatibilidad de usos.
B.- ECONOMICOS Y SOCIALES:
Inversión inicial.
Gastos de conservación, operación y reparación.
Económica para el usuario (reducido consumo
de combustible y pequeños desgastes del vehiculo)
Mejorar el modo de vida de la población.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS RELATIVAS ENTRE
PAVIMENTO RIGIDO Y FLEXIBLE
CONCEPTO RIGIDO FLEXIBLE
Costo inicial + -
Costo de mantenimiento - ++
Facilidad en la construcción + -
Resistencia al ataque por
los sulfatos. - +
Requerimiento de espesores - +
Reflexión de la luz + -
Duración + -
Distribución de cargas a. grandes a. pequeñas
OBJETIVOS DE UN PAVIMENTACIÓN
SOPORTE DE LAS CARGAS PRODUCIDAS POR
EL TRÁFICO :
Un camino debe ser capaz de soportar las cargas
que el tráfico ocasiona sin que se produzcan
desplazamientos en la superficie, base o sub-base.
El asfalto no contribuye sustancialmente a la
resistencia mecánica de la superficie, la carga se
transmite a través de los áridos a las capas
inferiores, donde son finalmente disipadas.
PROTECCIÓN CONTRA EL AGUA:
Un exceso de agua en los materiales que componen
la carretera, ocasiona la lubricación de las partículas
con la consiguiente pérdida de capacidad de
soporte, especial cuidado debe tenerse al proyectar
un camino del control de aguas, tanto de superficie
como filtrantes.
El asfalto puede sellar la superficie del camino
contra el exceso de agua fluyente, si el material
granular está correctamente graduado.
TEXTURA SUPERFICIAL ADECUADA.
La capa de rodadura debe ser segura para la
conducción de vehículos, y lo suficientemente lisa
para proporcionar una marcha confortable .
La buena combinación del asfalto y las partículas
granulares puede producir una excelente textura
superficial de conducción segura y marcha suave.
FLEXIBILIDAD PARA ADAPTARSE A LAS
FALLAS DE LA SUB-BASE:
Los pavimentos asfálticos son flexibles y pueden
ajustarse a las posibles asentamientos de la base.
RESISTENCIA A LA OXIDACION.
El sol, el viento y las variaciones de temperatura afectan a los materiales bituminosos, por lo tanto una buena elección de materiales y un buen plan de conservación pueden mantener la flexibilidad y propiedades ligante del asfalto.
DISEÑO
Para el diseño de un pavimento asfáltico seconsideran tres elementos principales:
Tipo de agregadoTipo de liganteMétodo de construcción
TIPO DE AGREGADO.
El agregado pétreo contribuye a la estabilidad mecánica,
soporta el peso del tráfico y al mismo tiempo transmite las
cargas al terreno.
Los áridos deberán clasificarse y acopiarse
separadamente en tres fracciones como mínimo: gruesa,
fina y polvo mineral (filler), las que deberán cumplir ciertos
requisitos dispuestos en el proyecto.
TIPO DE LIGANTE.
El tipo y grado de asfalto a emplear en una determinada
obra dependerá del objeto de la obra, del tipo de
pavimento a confeccionar, del clima imperante, de los
agregados disponibles en la zona y de la intensidad del
tráfico.
CAPAS ESTRUCTURALES
Las capas estructurales son aquellas carpetas
asfálticas que, por condiciones de mezcla y
espesor, forman una estructura resistente,
computable en el diseño de un pavimento
flexible.
Según el método constructivo se dividen en dos
grupos:
Mezclas en planta.
Mezclas en sitio.
MEZCLA EN PLANTA
Mezcla en planta es la mezcla de árido y asfalto en una
planta central generalmente de alto rendimiento.
Existen mezclas en planta en frío y en caliente. En las
mezclas en frío se usan asfaltos líquidos, por lo cual la
mezcla se efectúa sin calentar los agregados y el asfalto
se calienta a una temperatura relativamente baja, solo
para obtener la viscosidad necesaria de mezclado.
Las mezclas en caliente son las de mayor estabilidad de
todas las mezclas asfálticas y consisten en mezclar el
agregado pétreo y el cemento asfáltico a alta temperatura
(135 a 165ºC).
MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE
Constituye el tipo más generalizado de mezcla
asfáltica y se define como mezcla asfáltica en
caliente la combinación de un ligante
hidrocarbonado, agregados incluyendo el polvo
mineral (filler) y, eventualmente, aditivos, de manera
que todas las partículas del agregado queden muy
bien recubiertas por una película homogénea de
ligante. Su proceso de fabricación implica calentar
el ligante y los agregados (excepto, eventualmente,
el polvo mineral de aportación) y su puesta en obra
debe realizarse a una temperatura muy superior a la
ambiente.
Se emplean tanto en la construcción de carreteras
principales, como de vías urbanas y aeropuertos.
MEZCLA EN SITIO.
Una mezcla en sitio es una carpeta asfáltica que
se confecciona mezclando árido con asfalto
líquido en la misma faja del camino, mediante
motoniveladora o alguna maquinaria especial que
efectúe el trabajo.
Los asfaltos líquidos más adecuados para estas
mezclas son:
RC-250 clima cálido y medianamente húmedo.
MC-250 clima templado y medianamente
húmedo.
CSS-1 ó SS-1 clima frío, templado y húmedo.
METODO CONSTRUCTIVO PARA MEZCLAS
EN CALIENTEPREPARACIÓN DE LA
SUPERFICIE.
Las mezclas obtenidas en la
instalación pueden aplicarse
sobre cualquier base estable.
En superficies no tratadas la
base deberá imprimase.
Cuando se aplica la mezcla
sobre una superficie
pavimentada debe aplicarse un
riego de adherencia cuyo fin es
cerrar pequeñas grietas de la
antigua superficie y enlace con
la nueva superficie.
TRANSPORTEUna vez confeccionadas las mezclas en la planta estas
deberán transportarse a los lugares de colocación en
camiones tolva convenientemente preparados para ese
objeto. Las condiciones de la mezcla a la salida del
mezclador y a la llegada a su punto de empleo deben
ser iguales .
COLOCACION DE LA
MEZCLAPara la distribución de la mezcla
usualmente se emplea una
terminadora.
Se recomienda una terminadora para
extender capas de nivelación de
mezclas en caliente o en frío y
eventualmente una motoniveladora.
Las mezclas en frío deben extenderse
y compactarse en varias capas.
Las mezclas deberán extenderse
sobre superficies secas y previamente
imprimadas. Sólo deberán colocarse y
compactarse mezclas cuando la
temperatura ambiental sea de por lo
menos 10ºC, sin bruma ni lluvia.
La superficie deberá estar seca o
ligeramente húmeda. La temperatura
de la mezcla no deberá ser inferior a
110ºC al comienzo y 85ºC al término
del proceso.
COMPACTACION DE LA
MEZCLA.La compactación suele iniciarse
utilizando rodillo tándem de dos ruedas
de acero, sobre las orillas exteriores de
la capa recién tendida para ir luego
apisonando hacia el centro del camino.
Durante la compactación las ruedas de
las apisonadoras deberán mantenerse
húmedas para evitar que se adhieran al
material. Tras de haberse hecho las
correcciones que fuesen necesarias
después del apisonado inicial, se
procede a dar pasadas con el rodillo
neumático. Cuando se pavimenta una
sola franja esta debe apisonarse de la
siguiente forma:
Juntas transversales: Las juntas deben comprobarse con
regla para asegurar su regularidad y alineación. En la junta
debe emplearse un exceso de material, compactándola,
descansando sobre la superficie previamente terminada y
apoyando unos 15 cm de una rueda sobre la mezcla recién
extendida.
Juntas Longitudinales: Las juntas longitudinales deben compactarse inmediatamente después de la extensión del material. La primera franja extendida debe tener el perfil longitudinal y transversal necesarios y tener su borde cortado verticalmente.
Compactación inicial: La compactación inicial debe
seguir inmediatamente al de las juntas longitudinales y
bordes. Los rodillos deben trabajar lo más cerca de la
terminadora para obtener la densidad adecuada sin
causar un desplazamiento indebido.
Segunda Compactación: Para la segunda compactación
se considera preferible los rodillos neumáticos, que deben
seguir a la compactación inicial tan de cerca como sea
posible y mientras la mezcla está aún a una temperatura
que permita alcanzar la máxima densidad.
Compactación Final: La compactación final debe realizarse
con rodillos tandem de dos ruedas o tres, mientras que el
material es aún suficientemente trabajable para permitir
suprimir las huellas de los rodillos.
CONTROLES
Una vez terminada la colocación de la mezcla se procede al control de las
siguientes características:
Densidad
Espesor
Contenido de asfalto
Lisura
Rugosidad
PREPARACION DE LA MEZCLA
Las mezclas se prepararán en plantas fijas o móviles, sean
estas continuas o discontinuas, que permitan reproducir la
dosificación aprobada dentro de las tolerancias que son
permitidas indicadas en el Manual de Carreteras, según
MTC – Provias.
METODO CONSTRUCTIVO PARA MEZCLAS EN FRIO
TRANSPORTE Y COLOCACION
Las mezclas deberán transportarse a los lugares de
colocación en camiones tolva convenientemente
preparados para este objeto y esparcirse mediante una
terminadora autopropulsada.
Las mezclas deberán extenderse sobre superficies secas y
previamente imprimadas. Sólo deberán colocarse y
compactarse mezclas cuando la temperatura ambiental sea
de por lo menos 10ºC, sin bruma ni lluvia.
COMPACTACION
Antes de iniciar la compactación la mezcla deberá
esparcirse, enrasarse y perfilarse. Deberá alcanzar el nivel
de densificación requerido y una textura uniforme. Para
lograr estos efectos se podrá iniciar la compactación
utilizando un compactador de ruedas de acero tipo tándem,
para luego continuar con rodillos vibratorios y/o neumáticos.
CONTROLES
Antes de proceder a la colocación de la mezcla, se
deberá verificar que el clima se ajuste a lo señalado
anteriormente, y que la superficie esté limpia, seca y libre
de materiales extraños.
La densidad promedio de la mezcla compactada no
deberá ser inferior al 96% de la densidad obtenida en el
diseño.
Así como ocurre con la aplicación de mezclas en caliente,
en las aplicaciones en frío es necesario llevar un control
estricto en lo referido a :
Densidad
Espesores
Contenido de asfalto
Lisura
Rugosidad
Pregunta
¿asfalto en frio y asfalto en caliente?
Hola Colega tengo un dilema por falta de experiencia en Obra, cual
es la diferencia entre asfalto caliente y en frio, desde el punto de vista
proceso constructivo, del costo, Ventajas y desventajas, y el uso
adecuado de cada alternativa es decir para q es recomendado usar
cada caso......
Mejor respuesta - Elegida por el usuario que preguntaCALIENTE:
ES CARO
MAS CALIDAD
SE USA EN VIAS PRINCIPALES Y CON MUCHO TRANSITO
A SIMPLE VISTA SE DISTINGUE POR TIENE PIEDRITAS
FRIO:
ES ECONOMICO
DURA MENOS
SE USA EN VIAS LOCALES Y CON POCO TRANSITO
A SIMPLE VISTE ES ARENA VISCOSA
HUGO N. PISFIL REQUE
Ingeniero Civil CIP: 39673
Registro de Consultor – OSCE: 5202
Seguridad en Obras – Supervisor de Obras
Docente de la Escuela de Ingeniería Civil – UPSPSeptiembre del 2010