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Msc. Ing. Elio Milla VergaraPAVIMENTOSGENERALIDADES

UNIVERSIDAD NACIONALSANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLOFACULTAD DE INGENIERA CIVILDefinicin.- Es un elemento estructural apoyado en toda su superficie. Diseado y construido para soportar cargas estticas y mviles en un periodo de tiempo.

Debe ser resistente al desgaste y suave al deslizamiento.

Segn el MTC 2014 (Manual de Carreteras Suelos, Geologa, Geotecnia y Pavimentos):

Es una estructura de varias capas construida sobre la subrasante del camino para resistir y distribuir esfuerzos originados por vehculos y mejorar las condiciones de seguridad y comodidad para el trnsito. Por lo general est constituido por las siguientes capas: base, subbase y capa de rodadura.Segn el MVCyS (Reglamento Nacional de Edificaciones: Pavimentos Urbanos), CE-010, del 2010:

Estructura compuesta por capas que apoya en toda su superficie sobre el terreno preparado para soportarla durante un lapso denominado Perodo de Diseo y dentro de un rango de Serviciabilidad.Esta definicin incluye pistas, estacionamientos, aceras o veredas, pasajes peatonales y ciclovasDEFINICIONESClasificacin.- Se puede clasificar segn:

El Material empleado en su construccin:

AfirmadosEmpedradosEstabilizadosAglomerados asflticos o de Cemento Portland

Su estructuraSimplesReforzadosTipo de Trnsito

UrbanosCarreterasAeropuertosDeportivosIndustriales

Periodo de VidaTemporalesDefinitivos

Forma de Distribucin de Cargas al TerrenoRgidosFlexiblesAFIRMADOS

PAVIMENTOS FLEXIBLES: Capas asflticas en fro: Tratamientos Superficiales Bicapa, Mortero Asfltico o Lechada Asfltica (Slurry Seal), Micropavimentos en fro, Macadam asfltico y las carpetas asflticas en fro.

Capas asflticas en caliente: Mezcla Asfltica en Caliente, SUPERPAVE.CLASIFICACIN SEGN MTC - 2014PAVIMENTOS SEMIRRGIDOS: Carpeta asfltica en caliente sobre base tratada con asfalto.Carpeta asfltica en caliente sobre base tratada con cemento.Carpeta asfltica en caliente sobre base tratada con cal.Pavimentos adoquinados.

PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRULICO

Pavimento de concreto simple con juntasPavimento de concreto con juntas y refuerzo de acero en forma de fibras o mallasPavimento de concreto con refuerzo continuoPAVIMENTOS FLEXIBLES (PAVIMENTOS ASFLTICOS)

Concreto Asfltico mezcla en calienteConcreto Asfltico mezcla en froMortero AsflticoTratamiento AsflticoMicropavimentosPavimento asfltico en todo el espesor

CLASIFICACIN SEGN MVCyS -2010PAVIMENTOS SEMIFLEXIBLES (INTERTRABADOS)

Unidades de concreto

PAVIMENTOS RGIDOS (DE CONCRETO HIDRULICO)

Losas de concreto simple con juntasLosas de concreto reforzado con juntasSuelo CementoConcreto compactado con rodilloCLASIFICACIONSUB CATEGORATIPO DE PAVIMENTOSuperficies pavimentadas y selladasSuperficies de asfalto, tratamiento o capas no estructuralesCape realTratamiento monocapaTratamiento superficial, sobre geotextilRiego de niebla (fog seal)MicropavimentoTratamiento multiplex (bicapa, tricapa)Superficie con agregados de gradacin abiertaSello de arenaSlurry o lechada asflticaSuperficies ultradelgadas.Superficie asflticas con capas estructuralesMezcla en froMezcla asfltica en caliente (HMA)Mezcla asfltica pigmentadaMezcla asfltica porosaMezcla asfltica en relieveMezclas con asfalto modificadoSuperficie de concreto hidrulicoConcreto en celdas (celular PCC)Concreto hidrulico (PCP)Concreto con agregados expuestosConcreto pigmentadoConcreto porosoConcreto estampadoConcreto rodilladoWhitetoppingCLASIFICACIONSUB CATEGORATIPO DE PAVIMENTOSuperficies con agregados y sueloSuperficies estabilizadasCloruros Arcilla y aditivosEmulsionesEnzimasResinasCapas estabilizadas (que no son superficie de rodadura)Escorias de altos HornosCalCementoCLASIFICACIONSUB CATEGORATIPO DE PAVIMENTOSuperficies unitarias o segmentadasBloques de arcillaPiedras naturalesUnidades de concretoUnidades de concreto porosasRecicladoAlternativas de recicladoReciclado en fro en el lugar.Reciclado en caliente en el sitio.Reciclado y rehabilitacin de pavimento de concreto.Reciclado de mezcla asfltica en caliente.Reciclado en toda la profundidadSuperficie temporal de cemento.Emulsin asfltica.Asfalto espumado.Pulverizacin.Tipo de PavimentoCarreteraCalleAeropistaIndustrialTerracera: Trocha peatonal compactada ManualmenteAfirmado: Trocha carrozable sobre terracera revestida con material granularEmpedrado: Cantos rodados con cementante sobre afirmado o terracera Flexible: Aglomerado Asfltico sobre materiales granulares compactadosRgido: Losas de concreto de cemento separadas por juntaCompuesto: Flexible y rgido (horizontal y vertical- mente)Rgido Reforzado: Rgido con malla de acero o con fibrasRgido continuamente Reforzado: con malla de acero estructural y anclajes en el terreno.Rgido Pre-esforzado: Rgido con acero estructural de alta resistencia Articulado: Elementos pequeos de concreto prefabricados entrelazados por articulaciones y sellados con arena.Tipos y Usos ms Frecuentes de los Pavimentos:Uso FrecuenteUso PosibleUso Posible con Rest.Uso Prohibido

Componentes Estructurales de los Pavimentos COMPONENTES DE LA INFRAESTRUCTURA DEL CAMINO (MTC, 2014)

Constituida por la excavacin del terreno natural hasta la subrasante.Puede ser:Excavacin sin clasificar (en cualquier material, sin importar su naturaleza)Excavacin clasificada:Excavacin en roca fijaEn roca fracturada (suelta)En material sueltoTerraplenesPedraplenes.

El fondo se prepara mediante escarificado en 0.15 m, conformando y nivelando. Se compactar al 95% de la Mxima Densidad Seca (MDS) del Proctor modificado.EXPLANACINEn zonas de corte en roca, se debe excavar como mnimo 0.15 m debajo del nivel superior de subrasante y rellenar con material de relleno seleccionado o de subbase granular, con CBR 40%.

EXPLANACINEs la parte de la explanacin situada sobre el terreno preparado. Est constituido por:Base.- Parte del terrapln que est por debajo de la superficie original del terreno, la que ha sido variada por el retiro de material inadecuado.Cuerpo.- Parte del terrapln comprendida entre la base y la corona.Corona-- Parte superior del terrapln, construida en un espesor de treinta centmetros (30 cm).

Los rellenos no deben contener: Sustancias deletreas races materia orgnica Ni material expansivoTerrapln (Relleno)Pedraplenes (segn el MTC).-

Consiste en la colocacin y compactacin de material ptreo y est constituido por:

(a)Base, parte inferior del pedrapln, en contacto con el terreno natural.(b)Cuerpo, parte del pedrapln en contacto entre la base y la transicin.(c)Transicin o corona, formada por la parte superior del pedrapln.Materiales Cantos rodados o rocas sanas, compactas, resistentes y durables

Subrasante.-

La Subrasante es la superficie terminada de la carretera a nivel de movimiento de tierras (corte y relleno), sobre la cual se coloca la estructura del pavimento o afirmado.

El espesor de los suelos por debajo del nivel superior de la subrasante, en profundidad, no debe ser menor de 0.60 m, en suelos adecuados y estables con CBR 6%.

Si el suelo tiene un CBR < 6% (subrasante insuficiente o subrasante inadecuada), se debe estabilizar los suelos.

Categoras de SubrasanteCategoras de SubrasanteCBRS0: Subrasante InadecuadaCBR < 3%S1: Subrasante InsuficienteDe CBR 3% a CBR < 6%S2: Subrasante RegularDe CBR 6% a CBR < 10%S3: Subrasante BuenaDe CBR 10% a CBR < 20%S4: Subrasante Muy BuenaDe CBR 20% a CBR < 30%S5: Subrasante ExcelenteCBR 30%Ref. Cuadro 4.10. Manual de Carreteras: Suelos, Geologa, Geotecnia y PavimentosSubrasante.-

El nivel superior de la subrasante debe quedar encima del nivel de la napa fretica como mnimo:

A 0.60 m cuando se trate de una subrasante excelente - muy buena;A 0.80 m cuando se trate de una subrasante buena - regular; A 1.00 m cuando se trate de una subrasante pobre; yA 1.20 m cuando se trate de una subrasante inadecuada.

En zonas sobre los 4,000 msnm, se evaluar la accin de los friajes o las heladas en los suelos.

Si en los ltimos 0.60 m de la subrasante, se encuentran suelos susceptibles al congelamiento por accin climtica (suelos limosos o los que contengan ms del 3% de material menor a 0.02 mm), se reemplazar este suelo en el espesor comprometido o se levantar la rasante con un relleno granular adecuado.Mejoramiento de Suelos a Nivel de Subrasante

Consiste en excavar el terreno por debajo de la subrasante o de fundacin de terraplenes y su remplazo parcial o total con materiales aprobados debidamente conformados, acomodados y compactados.

Pueden ser:Mejoramiento involucrando el suelo existente.- Pueden ser mediante la estabilizacin mecnica o combinacin de suelos

Mejoramiento empleando nicamente material adicionado.- Pueden ser: que la capa se construya directamente sobre el suelo natural existente o que ste debe ser excavado en el espesor indicado en el Proyecto y reemplazado por el material de adicin.

Mejoramiento adicionando nicamente material manufacturado.- Pueden ser Suelos estabilizados con cal, cemento, escorias, emulsin asfltica. Estabilizacin qumica, Estabilizacin con geosintticos (geotextiles, geomallas u otros).Capa ANTICONTAMINANTE.-

Cuando la subrasante arcillosa o limosa penetra en las capas granulares del pavimento contaminndolas, se debe proyectar una capa de material anticontaminante de 10 cm. de espesor como mnimo o un geotextil.

Segn las EG-2013.- Se usar arena no plstica Se permite tambin el uso de arenas no plsticas de corte o de prstamo.El mnimo espesor uniforme, nivelada y compactada debe ser de 150 mmMEJORAMIENTO DE SUELOS

Los espesores de las capas a conformar no deben ser mayores a 30 cm, y en los dos ltimos no mayor de 15 cm.Sub base:

Capa de materiales granulares, natural o procesados, colocadas sobre una superficie preparada.

Tienen las siguientes funciones:

En Pavimento Flexible:-Econmica.- Menores espesores de las capas superiores.-Capa de Transicin.- Acta como filtro al impedir que los finos de la subrasante contaminen la base (pumping)-Disminucin de las deformaciones.- Impide las deformaciones por expansiones o heladas-Resistencia.- Soporta las cargas de los vehculos y parte los trasmite a la subrasante.-Drenaje.- La subbase debe drenar el agua e impedir la ascensin capilar.Sub base:

En Pavimento Rgido:

-Impedir la accin de bombeo en las juntas, grietas y extremos del pavimento.-Sirve como capa de transicin, suministra apoyo uniforme, estable y permanente del pavimento.- Mejora el drenaje y reduce la acumulacin de agua bajo el pavimento.-Ayuda a controlar los cambios volumtricos de la subrasante.-Mejora la capacidad de soporte de la subrasante.Segn las EG-2013 del MTCTabla 402-01Requerimientos Granulomtricos para Sub-Base GranularTabla 402-02Requerimientos de Ensayos EspecialesEnsayoNormaMTCNormaASTMNormaAASHTORequerimientos< 3000m.s.n.m 3000m.s.n.mAbrasin los AngelesMTC E 207C 131T 9650% mx50% mxCBR (1)MTC E 132D 1883T 19340% mn40% mnLmite LquidoMTC E 110D 4318T 8925% mx25% mxIndice de PlasticidadMTC E 111D 4318T896% mx4% mxEquivalente de ArenaMTC E 114D 2419T17625% mn35% mnSales solublesMTC E 2191% mx1% mxPartculas chatas y alargadas (2)MTC E 221D 479120% mx20% mxTamizPorcentaje que Pasa en PesoGradacin A (1)Gradacin BGradacin CGradacin D 50 mm(2")100100-.--.- 25 mm(1")-.-75 - 95100100 9,5 mm(3/8")30 - 6540 - 7550 - 8560 - 100 4,75 mm(N 4)25 - 5530 - 6035 - 6550 - 85 2,0 mm(N 10)15 - 4020 - 4525 - 5040 - 70 4,25 m(N 40)8 - 2015 - 3015 - 3025 - 45 75 m(N 200)2 - 85 - 155 - 158 - 15Tamao de malla (abertura cuadrada)% en peso que pasaGradacinABCDEF213/8# 4 (4.76 mm)# 10 (2.00 mm)# 40 (0.42 mm)# 200 (0.074 mm)100---30 - 6525 - 5515 408 202 - 810075 - 9540 - 7530 - 6020 4515 305 - 15---10050 - 8535 - 6525 - 5015 - 305 - 15---10060 - 10050 - 8540 7025 455 -20---100---55 - 10040 - 10020 - 506 - 20---100---70 - 10055 - 10030 - 708 -125ASTM D1241(5 15)(8 15)(6 15)(8 15)Sub Base, Base y Capas Superficiales (AASHTO M147 y ASTM D 1241) - El Material retenido en la malla # 10 deben ser duras y durables- Desgaste Los Angeles 50%- El material que pasa la malla # 10: deben ser arenas naturales- El porcentaje que pasa la malla # 200 2/3 el % que pasa # 40- LL 25%- IP 6%Las bases en un Pavimento Flexible tienen las siguientes funciones:

-Resistencia.- Es su funcin fundamental. -Funcin Econmica.- Reduce el espesor del material conformante de la superficie de rodadura.

En pavimento rgido se puede usar en reemplazo de la sub base.

BASES

Es la capa de materiales granulares, pueden ser naturales o procesados, con inclusin o no de algn tipo de estabilizador o ligante, que se colocan sobre una subbase, afirmado o subrasanteSegn las EG-2013 del MTC.- El material de base debe cumplir los siguientes requisitos:Tabla 403-01Requerimientos Granulomtricos para Base GranularLa curva granulomtrica A deber emplearse en zonas con altitud superior o igual a 3000 m.s.n.m.TamizPorcentaje que Pasa en PesoGradacin A (1)Gradacin BGradacin CGradacin D 50 mm(2")100100-.--.- 25 mm(1")-.-75 - 95100100 9,5 mm(3/8")30 - 6540 - 7550 - 8560 - 100 4,75 mm(N 4)25 - 5530 - 6035 - 6550 - 85 2,0 mm(N 10)15 - 4020 - 4525 - 5040 - 70 4,25 m(N 40)8 - 2015 - 3015 - 3025 - 45 75 m(N 200)2 - 85 - 155 - 158 - 15Segn la EG-2013 del MTCAdems debe cumplir con los requisitos fsicos y mecnicos siguientes:Valor Relativo de Soporte, CBR (1)Trfico en ejes equivalentes (