UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

DISEO DE PAVIMENTOS

TERCER PARCIAL

Catedrtico: Ing. Roberto de la Mora MorteoLuis Patricio Mena Horn 03 de Junio del 2013

Propsito del estudio.El propsito de este trabajo es el de disear un pavimento flexible y rgido, a travs del aprendizaje obtenido en clase, este pavimento deber cumplir con las especificaciones de la Secretara de Comunicaciones y Transporte S.C.T. vigentes. Con el programa Pavement Analysis Software (PAS) de American Concrete Pavement Association Version 5.0Con la ayuda del programa se propondr disear un pavimento para un tramo de 50 kms.de la carretera Cadereyta-Allende, para el mejoramiento de la misma debido a que sus condiciones actuales no cumplen con los requerimientos necesarios y esto la hace que no sea funcional, cmoda y segura.Datos de Diseo.Datos sobre trficoTRAFICO EN EL CARRIL DE DISEO PARA EL PRIMER AO

TCD. A3,223,972

TCD. B108,809

TCD. C2382,847

TCD. C3169,259

TCD. T3-S260,449

TCD. T3-S320,150

TCD. T3-S2-R464,479

Composicin de trnsito en porcentajeA (%)B (%)C2 (%)C3 (%)T3-S2 (%)T3-S3 (%)T3-S2-R4 (%)

802.79.54.21.50.51.6

Estudio de campoSe realizaron diversos estudios de campo, para saber los antecedentes y los trabajos preliminares que se tendran que hacer.Se hizo un estudio topogrfico para ver los desniveles que presenta el terreno, as como tambin saber por dnde es ms conveniente trazar el camino, as tambin se puede observar donde es conveniente tener nuestros bancos de materiales. Tambin, se realiz un estudio geotcnico para saber qu tipo de material se presenta en el terreno, el tipo de terreno que se presento en este proyecto fue material tipo C, el cual es muy bueno para base y sub base. Se tomaron muestras representativas de suelos para los correspondientes ensayos de laboratorio humedad natural, granulometra con lavado sobre la malla 200, lmites lquido y plstico y clasificacin de suelos y ensayos de resistencia del suelo para pavimentos C.B.R inalterado. Estas pruebas de C.B.R se realizaron sumergiendo la muestra en agua con el fin de representar la condicin crtica de saturacin de la sub-rasante. Por ltimo un estudio meteorolgico para ver la frecuencia y de precipitaciones, as como tambin prevenir futuros sucesos extraordinarios. En esta rea se presentar precipitaciones muy a menudo, lo cual nos orilla a tener un excelente drenaje en nuestro proyecto.Estudios de laboratorio.Se realizaron pruebas al material que se presenta en el terreno, para ver si dicho material puede ser usado como base y sub-base, adems de realizarle las pruebas necesarias al material asfltico a usar, todo esto con el fin de garantizar que el material sea de la calidad requerida para sus usos

Los estudios realizados para materiales de base arrojaron los siguientes resultados:Lmite lquido: 20%ndice plstico: 5% Desgaste de los ngeles: 25%Equivalente de arena: 42%Grado de compactacin: 100%CBR: 90%Partculas alargadas y lajeadas: 15%Los estudios realizados en materiales para sub-base arrojaron los siguientes resultadosLmite lquido: 18%ndice plstico: 5%Desgaste de los ngeles: 29%Equivalente de arena: 35%Grado de compactacin: 100%CBR: 70%La calidad del material asfalticoPenetracin Temperatura 22CMasa 100grTiempo 7segGrado de penetracin 65

Punto de reblandecimiento Temperatura: 48CViscosidad Tiempo de llenado 115segTemperatura 130CPunto de inflamacin Temperatura 220CPunto de ignicin Temperatura 250CPor lo tanto, de acuerdo a los resultados obtenidos, se concluye que todos los materiales cumplen con las especificaciones recomendadas para cada uno de sus usos correspondientes, de acuerdo a la S.C.T.Diseo flexible.

Identificacin del proyecto.

Factores de pavimento y trfico

Conversin para datos de eje

Anlisis del pavimento flexible

Determinacin de espesores del pavimento flexible

Por lo tanto, los espesores de las capas seran:Capa Espesor en pulgadas Espesor en cm.

Carpeta asfltica2"5.08 cm.

Base9"22.86 cm.

Sub-base11"27.94 cm.

Diseo Rgido.Anlisis de la base del pavimento. Se propone espesor de 8 para la base.

Anlisis del pavimento rgido

Por lo tanto, los espesores de las capas seran:

CapaEspesor en pulgadasEspesor en cm.

Carpeta hidrulica11.82"30.02 cm.

Base8"20.32 cm.

Procedimiento constructivoPavimento flexibleEl proceso constructivo de un pavimento se puede dividir en varios sub-procesos: Preparacin de la subrasante. Construccin de la sub-base. Construccin de la base. Construccin de la carpeta asfltica y la capa de rodadura.A continuacin se describen los detalles de inspeccin y preparacin que deben ser revisados y llevados a cabo para cada una de las superficies nombradas: Preparacin Subrasante:Est formada por el suelo natural. Debe cumplir con ciertas especificaciones sin importar el tipo de pavimento que se vaya a colocar. Debe ser lo suficientemente resistente para soportar el pavimento y el trnsito esperado. Tambin debe estar propiamente graduada para garantizar un buen drenaje y una superficie suave y debe tener un coronamiento correcto. Adems, debe estar completa y uniformemente compactada a la densidad requerida. Durante la inspeccin deben buscarse reas de suelo blando pues estas reas son demasiado dbiles para soportar la maquinaria. Estas reas debern ser corregidas antes de la pavimentacin. Tambin deben hacerse revisiones peridicas del perfil transversal y longitudinal de la subrasante. Si estos no estn dentro de los lmites de tolerancia se debern corregir, ya sea removiendo material o aadiendo y compactando material igual al que est en el lugar.Antes de iniciar la construccin del pavimento en sus diferentas capas es necesario verificar el estado de las actividades previas como son el movimiento de tierras, la banca sus pendientes y bombeos. Tambin se debe verificar la correcta ejecucin de las obras de drenaje y control de aguas, as como los muros de contencin y protecciones de taludes que garantizan la estabilidad de la banca. Construccin de la sub-base:Para construir la sub-base se emplean los siguientes equipos: motoniveladora, carro-tanque de agua, cilindro metlico, compactador de llantas o vibratorio y vehculos de transporte.Todos estos equipos deben estar en perfectas condiciones de trabajo, de tal manera que se pueda garantizar un proceso continuo durante la construccin. El constructor deber colocar el material de sub-base de tal manera que no produzca segregacin sin causar dao a la superficie de asiento. Las ruedas de las volquetas debern mantenerse limpias para no contaminar con materiales indeseables. El material se colocar y extender en capas de espesor no mayor de 25 cm medido antes de la compactacin. El espesor de cada capa y el nmero de pasadas depender de las caractersticas del equipo de que dispone el constructor y de las caractersticas del material. Si el afirmado existente en la va forma parte de la sub-base en el diseo del pavimento, st adeber escarificarse en una profundidad de por lo menos 10 cm. Antes de colocar una nueva capa se debe verificar que la anterior satisface las condiciones de nivelacin, espesor y densidad exigidas. El material se remojar o se orear si fuere necesario hasta obtener un contenido de humedad cercano al ptimo y se compactar hasta obtener mnimo el 95% de la densidad seca mxima correspondiente al ensayo proctor modificado, a no ser que el diseo exija una mayor compactacin.Durante el proceso constructivo del pavimento, es normal que se permita el trnsito de vehculos una vez construida la sub-base. El constructor conservar la sub-base en perfectas condiciones, hasta el momento de colocar la capa siguiente de base. Construccin de la base:Puede ser una capa de material granular colocada y compactada sobre la subrasante, o puede ser, en el caso de un pavimento con diseo completo, una capa de concreto asfltico. En cualquier caso, la base debe tener una resistencia uniforme y debe estar dentro de los lmites de tolerancia especificados para la rasante.Para la construccin de la base con material granular, se emplean los mismos equipos mencionados en la construccin de la sub-base. Estos deben estar en una condicin tal, que se pueda asegurar continuidad en el trabajo. El espesor de las capas no ser mayor a 25 cm. medidos antes de la compactacin. El material se compactar en humedad ptima hasta obtener como mnimo el 100% de la densidad seca mxima correspondiente al ensayo proctor modificado como promedio de los ensayos realizados, siempre y cuando ningn valor individual sea inferior al 98%. Si la humedad es muy alta, el material debe removerse, airearse y dejarse secar hasta que adquiera la ptima que permita compactar el material y alcanzar la humedad especificada. En caso contrario, se debe humedecer el material con carro-tanque de agua. La compactacin de la base se efectuar desde los bordes hacia el centro, excepto en las curvas donde la compactacin avanzar desde la parte inferior del peralte hacia la parte superior. Si durante la compactacin se presentan prdidas de humedad por evaporacin, deber regarse la base para sostener en todo momento la humedad ptima del material. Los niveles correspondientes al enrase de cada capa de material debern marcarse por medio de estacas. No se permitir extender nuevas capas mientras no se haya obtenido y comprobado la compactacin especificada en la capa anterior. Al finalizar la compactacin de la ltima capa, deber darse perfilado general a la base y las bermas.Construccin del pavimento asfltico:La construccin del pavimento asfltico se inicia con la preparacin de la mezcla asfltica, labor que normalmente se realiza en la planta de mezclas, sitio en el cual existen todos los sistemas adecuados para el control del proceso. Normalmente este proceso es responsabilidad del sub-contratista, pero para trabajos importantes, el responsable general de la obra debe supervisar los trabajos en la planta de ste. Las mezclas pueden fabricarse en plantas continuas o discontinuas o de bachadas. Se permite el empleo de plantas con mezclado en el tambor secador, siempre y cuando se pueda garantizar una produccin uniforme y las curvas granulomtricas se ajusten a los rangos especficos. Los agregados para la mezcla deben ser secados y calentados a la temperatura especificada antes de llevarlos al mezclador. Inmediatamente despus de calentar los agregados se tamiza en 3 o 4 fracciones y se almacena en tolvas separadas. El asfalto slido se debe calentar a la temperatura especificada en tanques diseados para evitar sobrecalentamientos. Su suministro a la mezcla debe ser continuo y a temperatura uniforme. En el mezclador de las plantas de bachadas se requiere el mezclado en seco de los agregados durante unos 5 segundos, antes de empezar a adicionar el asfalto y continuar la operacin de mezclado por un tiempo total entre 30 y 40 segundos. La mezcla debe salir de la planta con temperatura entre 130 y 165C. Los porcentajes de asfalto para bases asflticas de refuerzo de pavimentos existentes deben estar normalmente entre 2.7 y 3.0% por peso sobre la mezcla total. Los de bases para pavimentos nuevos pueden estar entre 3.7 y 4.3%. El contenido del asfalto debe definirse en cada caso especfico mediante la observacin directa de mezclas de prueba basadas en la experiencia y comprobaciones de campo acerca del comportamiento de la mezcla al paso de los equipos de compactacin. La mezcla no debe ser colocada a temperatura inferior a 120C. La construccin del pavimento asfltico propiamente dicho requiere una cuidadosa supervisin. Durante el proceso es de suma importancia hacer el control vertical y horizontal de la rasante. Normalmente un equipo de agrimensura establece la lnea de centro del pavimento propuesto y luego coloca estacas de alineacin y rasante sobre la subrasante. Estas estacas deben ser paralelas a la lnea de centro y estar a una distancia fija a ambos lados de la va. En las secciones rectas de calzada, las estacas son colocadas en intervalos de 30 m. En las secciones curvas deben colocarse a intervalos menores. La rasante transversal puede revisarse colocando estacas (llamadas estacas de control), de longitud conocida, a cada lado del pavimento propuesto, y extendiendo una cuerda entre stas. Las correcciones de elevacin y rasante se efectan mediante el corte y relleno de secciones de subrasantes.Pavimento Rgido Perfilado y preparacin de la subrasanteComprende todas las operaciones necesarias para obtener una superficie de apoyo de la estructura del pavimento (base granular drenante y losa) lisa, compacta y homognea, que responda a los perfiles y cotas de los planos del proyecto.Una vez replanteados los paseos se comenzar su formacin y compactacin, escarificando primero las reas que han de ocupar en los extremos laterales de la explanacin, colocando suelos seleccionados de acuerdo con el proyecto, hasta la altura y el ancho que se requieran. Despus de compactados los paseos se cortar y retirar de los extremos laterales de la subrasante la parte sobrante de la capa de suelos compactados dejando el borde interior de cada paseo formado por un plano vertical de la altura del pavimento terminado, que sirva de contn al material que se emplear en la construccin del pavimento.No se proceder segn lo sealado anteriormente en los casos en que la base o pavimento que se ha de construir sea de hormign hidrulico, donde la subrasante comprender un ancho adicional de 0,50 m a cada lado de los bordes interiores de los paseos, los cuales sern formados y compactados despus que se haya terminado de construir la base pavimento.Antes de comenzar los trabajos de preparacin de la subrasante, se deber estacar cada 20 metros entre s, y en los puntos intermedios que sean necesarios, el eje y los bordes de la plataforma a pavimentar.En todo lugar en que despus de terminada la conformacin de la subrasante sta se ablande o forme irregularidades o demuestre no estar debidamente compactada, los materiales que forman la misma sern removidos y sustituidos con suelos seleccionados y apropiadamente compactados.La subrasante deber compactarse de manera que, en los 30 centmetros superiores, se alcance como mnimo la densidad especificada en el proyecto. El control de compactacin se realizar en todo el ancho de la plataforma a nivel de subrasante en sectores de corte, y hasta 50 centmetros de los bordes exteriores de la plataforma a nivel de subrasante, en sectores de terrapln. Construccin de la baseLa construccin de la base deber ajustarse a los perfiles longitudinales y transversales del proyecto y cubriendo un ancho mayor al que la calzada de a lo menos 10 cm a ambos costados. Se depositaran y se esparcirn los materiales por cordones, en una capa uniforme sin segregacin de tamaos, de manera que la capa tenga el espesor requerido al ser compactada.La colocacin del material de base granular slo se iniciar una vez que se haya dado cumplimiento a los requerimientos establecidos para la subrasante. La capa de base granular no deber extenderse sobre superficies que presenten capas blandas, barrosas, heladas o con nieve.Los procedimientos de colocacin del material de base debern asegurar que al perfilarse y compactarse segn lo especificado, la base granular se ajustar a los perfiles del proyecto.La base granular debidamente preparada se extender sobre la plataforma del camino, incluyendo las reas de bermas, mediante equipos distribuidores autopropulsados,( motoniveladora, esparcidor mecnico u otro mtodo aprobado) debiendo quedar el material listo para ser compactado sin necesidad de mayor manipulacin para obtener el espesor, ancho y bombeo especificado. Alternativamente, el material podr transportarse y depositarse sobre la plataforma del camino, formando pilas que den un volumen adecuado para obtener el espesor, ancho y bombeo especificado. En este ltimo caso, los materiales apilados debern mezclarse por medios mecnicos hasta obtener la homogeneidad y humedad necesaria, tras lo cual se extendern uniformemente. Durante el tendido, deber cuidarse de evitar cortes en la capa subyacente. La operacin deber continuar hasta que el material haya alcanzado por lo menos un 95% de la densidad mxima seca dada por el ensaye del Proctor Modificado.La base granular deber construirse por capas, de espesor compactado no superior a 30 centmetros ni inferior a 15 centmetros. El material extendido deber tener la granulometra especificada. CompactacinDespus que el agregado haya sido esparcido, se le deber compactar por medio de rodillado y riego. La compactacin deber avanzar gradualmente desde los costados hacia el centro de la va en construccin. El rodillado deber continuar hasta lograr la densidad especificada y hasta que no sea visible el deslizamiento del material delante del compactador.La distribucin y el rodillado continuaran alternadamente tal como se requiere para lograr una base lisa, pareja y uniformemente compactada. No se deber compactar cuando la capa subyacente se encuentre blanda o dctil, o cuando la compactacin cause ondulaciones en la capa de la base.Durante su construccin, se debern tomar todas las precauciones para que la base granular no est sometida al trnsito tanto de construccin como usuario de la ruta.El rea de compactacin de la base debe contemplar un sobreancho de al menos 1.0 m a cada lado del pavimento de hormign, para proporcionar un apoyo firme al equipo de pavimentacin. En caso de que la seccin transversal est confinada con cunetas a ambos lados del pavimento, la base deber extenderse hasta las mismas. De lo contrario, corresponder al proyectista fijar el ancho mnimo de la base drenante, el mismo que en ningn caso ser menor a 1.00 m.El Constructor no podr iniciar el colado si la subrasante o la base granular no ha sido aprobada previamente por el inversionista, el que habr constatado el cumplimiento por parte del Constructor de todas las exigencias especificadas (especialmente cotas de proyecto), as como la densidad y humedad requeridas en la base inmediatamente antes de ser cubierta por el pavimento.Conclusiones y recomendacionesEl diseo de pavimento por medio del programa Pavement Analyisis Software (PAS) nos permite generar un pavimento capaz de soportar y transmitir las cargas que se presentan con el paso de vehculo, ser lo suficientemente impermeable, soportar el desgaste producido por el transito y por el clima, mantener una superficie cmoda y segura para el rodamiento de los vehculos y mantener un grado de flexibilidad para cubrir los asentamientos que presente la base o sub-base.Por medio de este anlisis y diseo nos aseguramos de que nuestro pavimento sea econmico, seguro, cmodo y funcional. Ya que se realizaron las pruebas de laboratorio requeridas, as como se siguieron las especificaciones de la SCT podemos garantizar que nuestro pavimento cumplir con lo mencionado.Para nuestro tramo carretero Cadereyta-Allende, en un pavimento flexible, se recomienda usar una base estabilizada con cemento portland, debido a las grandes cargas vehiculares que se presentan.Ya que para un pavimento flexible las cargas no son absorbidas por la capa de rodamiento sino que por las capas inferiores, por esto se necesita usar una base muy rgida y capaz de soportar las grandes cargas que se presentaran, tambin se encuentran argumentos tcnicos para justificar esta respuesta, el material estabilizante y el material granular son fciles de conseguir en la regin, por lo que la rigidez de la base, y una sub-base de material triturado, serian suficientes para soportar el transito solicitado.Igualmente para un pavimento rgido se ocupa una base estabilizada, capaz de soportar las grandes cargas que se presentaran, al ser una carretera por donde transitan cargas vehiculares muy grandes y donde no se tiene un control en los vehculos que transitan por esto la base estabilizada es la mejor opcin, aunque para el pavimento rgido las cargas son absorbidas por la losa principalmente, es importante que la base pueda soportar cargas.La mejor opcin y recomendacin despus de realizar el proyecto es el de utilizar un pavimento rgido, ya que tendr una vida til ms larga, se realizara menos mantenimiento, absorbe mejor las cargas, y al ser una carretera donde no existen tanto control del trnsito y no se le realizan mantenimientos, la mejor opcin sera la de un pavimento rgido, el problema es que su inversin inicial es mayor, y por la tanto depende mucho del presupuesto que tengamos para la construccin de nuestra va. Por lo tanto y en conclusin, si el presupuesto inicial lo permite lo mejor sera la construccin de un pavimento rgido, si no es as el pavimento flexible tambin cumplira con la funcin, y al ser solo un tramo y no una gran longitud la posibilidad de combinar un tramo con pavimento flexible y otro tramo con pavimento rgido no viable, y por lo tanto elegimos el pavimento flexible.Informe Fotogrfico

En la Ejecucin del proyecto, se procede a realizar el desmonte y despalme respectivamente, todo esto en base a como anteriormente se describi. Y as se continu hasta tener nuestro nivel de despalme. Enseguida procedemos a los tramos en los que se necesitar terrapln, todo marcha a la perfeccin, el clima es bueno para realizar esta tarea, y obtuvimos los resultados esperados. Ahora si comenzamos a colocar la subrasante de nuestro proyecto, cuidando que todo est dentro de la norma correspondiente.

Posteriormente, se comenzaron a lanzar las carpetas que requieren mayor cuidad como los son las bases y sub-bases.

Se hizo una perfecta limpieza, cuidadosamente se coloco el riego de impregnacin y el riego de liga para as terminar con lo que es la carpeta.

Anexos