1. INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIAY ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCODISEO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES: MTODO DEL INSTITUTO DE INGENIERA DE LA UNAMTESISQUE PARA OBTENER EL TITULO DE:I N G E N I E RO C I V I LPRESENTA: CARLOS ALBERTO JIMNEZ GARCA ASESOR: ING. JOS SANTOS ARRIAGA SOTOMEXICO, D.F. 2009

2. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoDioComo agradecer?He pasado ms de un cuarto de siglo tratando de averiguarlo, y hasta el da de hoy, sigo sin sabercmo hacerlo.Pero en ese cuarto de siglo aprend algo, aprend que La gratitud en silencio no sirve de nada, espor ello que de alguna forma deber agradecer a aquellas personas que han estado conmigo en elcamino de la vida.En algn momento escuche a alguien decir que Las decisiones no se toman con la cabeza, sedemuestran con la actitud; y lo ms probable es que yo no encuentre grandes y maravillosaspalabras para expresarles mi agradecimiento, pero estoy seguro de algo, estoy seguro de queencontrare la manera de demostrar con mis acciones lo agradecido que les estoy.Madre, quiero que ests segura de que me esforzare para ser mejor que tu, en lo profesional ycomo persona tambin.Padre, hermanas, tos, tas, y primos; tengan la seguridad de que sus palabras y consejos no hanquedado en el olvido.Anacelia Ros, Diego Chavarra, Edmer De Ita, Emmanuel Hernndez, Erick Bello, Jos Arriaga, JuanCastaeda, Mariam Ronca, Pedro Garca, Ral Robles y todas aquellas personas que me hanbrindado su amistad; agradezco que estn a mi lado en las partes ms alegres de este camino,agradezco que me hayan levantado en las partes mas difciles y sobre todo, agradezco suinvaluable capacidad para empujarme, para arrastrarme, para hacerme ver que la meta no estlejos y que debo llegar a ella, aunque para lograrlo deba apoyarme en ustedes.Esto, es el fin .. 3. INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad Zacatenco ContenidoCONTENIDO PaginaObjetivo.8O1.- Objetivo general de este documento. 8Introduccin.9I.1.- Situacin actual de las carreteras en Mxico. 9I.2.- Evolucin de los pavimentos flexibles en12Mxico.I.3.- Sntesis de los captulos contenidos en este texto. 13Capitulo 1Estructura de un pavimento flexible.151.1.- Definicin, funcin y caractersticas de un 15pavimento.1.2.- Elementos de un pavimento flexible, su funcin17y caractersticas.1.2.1 La carpeta. 181.2.2 La base.261.2.3 La sub-base.291.2.4 La subrasante.311.2.5 La subyacente.321.2.6 El cuerpo del terrapln.33Capitulo 2Procedimientos constructivos. 352.1.- Trabajos previos. 352.2.- Cuerpo del terrapln. 392.3.- Subyacente. 422.4.- Subrasante. 43 -5- 4. INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad Zacatenco Contenido Pagina2.5.- Sub-base. 442.6.- Base. 462.7.- Carpeta.47Capitulo 3Evolucin de los mtodos de diseo. 553.1.- Factores a considerar en el diseo. 553.2.- Evolucin a nivel mundial.56Capitulo 4Ensayes requeridos para el diseo de59pavimentos.4.1.- En el Terrapln.594.2.- En la Subyacente. 594.3.- En la Subrasante. 604.4.- En la Sub-base. 614.5.- En la Base. 624.6.- En la Carpeta.634.7.- Objetivo de los ensayes.65Capitulo 5Mtodo de diseo analizado. 755.1.- Mtodo del Instituto de Ingeniera de la UNAM 75(DisPav 5).5.2.- Parmetros requeridos por el programa.755.3.- Ejecucin del programa e interpretacin de78resultados.Conclusiones y recomendaciones. 96C.1.- Conclusiones. 96 -6- 5. INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad Zacatenco Contenido PaginaC.2.- Recomendaciones.98Bibliografa. 99 -7- 6. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad Zacatenco Objetivo OBJETIVOO.1.- Objetivo general de este documento.Como resultado de la evolucin tecnolgica, los mtodos tradicionales dediseo han sufrido innumerables mejoras. Estas mejoras han ayudado tambinen la rama de la ingeniera civil.As pues, es importante mencionar que los mtodos de diseo de pavimentoshan evolucionado, de ser realizados en forma manual, a ser realizados conayuda de calculadoras y graficas, en la actualidad los diseos pueden serobtenidos a partir de programas computacionales.El diseo de pavimentos en Mxico es importante, pues da a da lainfraestructura carretera debe crecer, por tal motivo, el Instituto de ingenierade la UNAM se dio a la tarea de desarrollar su propio mtodo para el diseo depavimentos, lanzando en 1974 su primer manual titulado Diseo estructuralde carreteras con pavimento flexible (Series del Instituto de Ingeniera325), luego en 1981 publico un segundo manual titulado Instructivo paradiseo estructural de pavimentos flexibles para carreteras (Series delInstituto de Ingeniera 444); finalmente en el ao de 1999 publico otro manualtitulado Diseo estructural de pavimentos asflticos, incluyendocarreteras de altas especificaciones DisPav 5 (Series del Instituto deIngeniera CI 8); este ultimo a diferencia de los anteriores es un programacomputacional, que siendo usado en forma adecuada, permite realizar diseoseficientes, sin el inconveniente de tener que usar calculadoras o graficas.El objetivo principal de este documento es el de explicar al lector la formaadecuada de emplear el DisPav 5, tratando adems de indicar la forma en lacual pueden ser obtenidos todos los parmetros requeridos por el programapara el diseo de pavimentos. As mismo se espera que este texto sirva comoapoyo en las materias de Pavimentos y terraceras y Diseo de pavimentos,mismas que se imparten en la ESIA Unidad Zacatenco.-8- 7. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad Zacatenco IntroduccinIntroduccin.I.1.- Situacin actual de las carreteras en Mxico.Mxico es un pas que cuenta con grandes extensiones de bosques, desiertos yselvas; adems de enormes terrenos montaosos y planicies. Es por ello quehace algunas dcadas era difcil imaginar que en este pas se construirangrandes caminos que cruzaran entre y a travs de montaas, lograran saltarros y ms aun, podran atravesar grandes extensiones desrticas; y por ellopareca que Mxico estaba condenado a la incomunicacin y al aislamientointerno.En la actualidad se sabe que un buen sistema carretero constituye uno de losprincipales motores para el crecimiento y desarrollo sano y sostenido de unpas; ya que su sola existencia facilita en gran medida la cobertura y calidad delos servicios bsicos como educacin y salud. Adems es el sustento denumerosas cadenas de produccin y distribucin de mercancas, ya queimpulsa la competitividad entre las industrias al reducir los costos dedistribucin.Pero las vas terrestres no son solo importantes por impulsar la economa de unpas, tambin lo son por favorecer la integracin de la cultura y la identidadnacional, adems de que de las vas terrestres depende la posibilidad de llevara cabo obras de gran impacto social.Hoy en da la infraestructura carretera nacional esta constituida poraproximadamente 342 181 kilmetros.-9- 8. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad Zacatenco Introduccin Figura I.1.- Esquema de la Red Nacional de Carreteras.En relacin a la condicin actual de las carreteras federales libres de peaje, el22 % esta en buen estado, en 52 % en estado aceptable y el resto cuenta con unestado deficiente.Es de mencionarse que la infraestructura carretera del pas es algo antigua yque aproximadamente solo el 15 % tiene menos de 15 aos de funcionamientoy mas del 57 % cuenta con mas de 30 aos de vida.Lo anterior es relevantes si tomamos en cuenta que el diseo para las carreterasque cuentan con mas de 30 aos de existencia, difiere mucho de el criterio dediseo actual, ya que las cargas de diseo de hace mas de 30 aos nocorresponden a las de las necesidades actuales. El incremento de las cargasmximas ha evolucionado de 34 toneladas (en 1960) a 66.5 toneladas (en1997), adems de que a partir de 1980 se permiti un incremento de 8 a 10toneladas por eje. Esto se traduce directamente en la profundidad de influenciade las presiones, esto es apreciable en el espesor de la estructura de loscaminos, antes dichas estructuras tenan aproximadamente 40 cm. de espesor, - 10 - 9. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad Zacatenco Introduccinen la actualidad la estructura se aproxima a 120 cm. de espesor. As, es notorioque un incremento del 25 % de la carga del eje (el cambio de 8 a 10 toneladas)tuvo un impacto de tres veces ms en la profundidad.Sobre la red carretera nacional, cada ao se mueven aproximadamente 2660millones de personas lo que equivale aproximadamente al 98 % del totalnacional, adems se mueven 413 millones de toneladas de carga, querepresentan el 56 % del total de carga.Mas de 100 000 kilmetros de la red carretera, reportan trnsitos diarios con unpromedio anual superior a los 5 000 vehculos diarios.Si hiciramos una comparacin de la infraestructura carretera mexicana con lade otros pases del mundo, seria notorio que aunque Mxico cuenta con unvolumen de infraestructura considerable, este esta aun muy lejos del nivel queposeen los pases desarrollados. Al igual que en otros pases de Latinoamrica,la densidad de kilmetros de carretera construidos por kilmetro cuadrado desuperficie tiene un valor muy bajo respecto al de E. U. A. al de otros pasesEuropeos; siendo notorio que los Estados Unidos tienen una densidad decarreteras 4 veces mayor a la nuestra, Espaa 8 veces, Francia 10 veces yAlemania 11 veces; tambin se debe destacar que el porcentaje de carreteraspavimentadas en nuestro pas esta muy por abajo del de los pases antesmencionados.De lo anterior se puede concluir que en la actualidad, construir carreteras ennuestro pas, dada la situacin econmica, implica una gran responsabilidadhistrica y por lo tanto un reto, ya que es necesario continuar con el desarrollode la infraestructura carretera nacional, dentro de un marco de austeridad yracionalidad, en el proyecto y la construccin de obras viales. - 11 - 10. INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoIntroduccinFigura I.2.- Diagnostico de la infraestructura carretera a nivel mundial.I.2.- Evolucin de los pavimentos en Mxico.El pavimento que ha sido utilizado tradicionalmente es el asfltico, de maneraque en la actualidad, aproximadamente el 94 % de los 111 000 kilmetrospavimentados con los que cuenta la red carretera mexicana son de este tipo.A partir de 1925, los primeros pavimentos asflticos fueron hechos concarpetas de mezcla asfltica elaborada en el lugar o por sistemas de riegos quefueron los mas populares, hasta que a partir de los 60s apareci el concretoasfltico hecho en planta y en caliente, para adecuarse a las condicionescambiantes de transito, con un producto que al tener mejor control en suproduccin fue de mayor calidad y resistencia.Entre los desarrollos que se han tenido en este campo, para adaptarse a lasituacin actual, esta el uso de capas asflticas mas gruesas, ya que hasta los70s, el espesor mximo era del orden de 80 mm., mientras que en la actualidad- 12 - 11. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad Zacatenco Introduccinel orden es de los 150 mm. o mas. Tambin se ha incrementado el uso de lasemulsiones asflticas y se tienen en experimentacin carpetas ahuladasdrenantes, estudios de durabilidad de agregados, etc.Existen dos razones por las que en Mxico el pavimento asfltico (flexible) hasido una solucin mas rentable que el pavimento de concreto (rgido). Laprimera es que en este pas se cuenta con abundante petrleo y ello permiteproducir asfaltos a bajo costo, de tal manera que un pavimento flexible resultade 2 a 2.5 veces ms econmico que uno rgido en su inversin inicial. Lasegunda es que las intensidades de transito nacional, al no ser demasiado altas,eran compatibles con los alcances de vida til de un pavimento asfltico. Es demencionarse que en la actualidad se trata de cambiar el diseo de pavimentos,intentando construir los rgidos, pero al ser demasiado costosos respecto a losflexibles, su construccin sigue siendo considerablemente menor.Algo importante en nuestros das, es la adaptacin de la tecnologa a loscementos asflticos producidos por PEMEX, ya que ello permite tener unaregionalizacin de la republica, para utilizar el cemento asfltico masapropiado de acuerdo a la zona en que haya de construirse un pavimento(PEMEX fabrica varios tipos de cementos asflticos). Es importante tambin,continuar con la investigacin en el rea de ensayes de laboratorio, con elobjeto de actualizar a los mismos, adems de preparar continuamente alpersonal de esta especialidad, con objeto de mejorar la tecnologa en estecampo de las vas terrestres.I.3.- Sntesis de los captulos contenidos en este texto.Capitulo 1.- En este capitulo se define al pavimento, se mencionan susfunciones y caractersticas; adems, se mencionan las partes que lo componeny la calidad que deben tener los materiales a emplearse en la construccin depavimentos, de acuerdo a las normas vigentes de la Secretara deComunicaciones y Transportes (SCT). - 13 - 12. INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoIntroduccinCapitulo 2.- En esta parte del texto, se describen los procedimientosconstructivos que se deben seguir para construir un pavimento flexible, estosprocedimientos son los recomendados por la SCT.Capitulo 3.- Esta seccin esta dedicada a mencionar los elementos que influyenen el diseo de un pavimento, adems, intenta crear una visin de lasmodificaciones que han sufrido los mtodos de diseo en Mxico y en elmundo.Capitulo 4.- Este capitulo esta dedicado a mencionar los ensayes de laboratoriorequeridos en los materiales de las diferentes capas de un pavimento y de sucimentacin; con la finalidad de asegurar que estos cumplan con lascaractersticas de calidad solicitadas por las normas vigentes de la SCT.Capitulo 5.- Aqu se describen los parmetros requeridos por el mtodo dediseo analizado, se muestra la manera de emplear el programa DisPav, y serealiza un ejemplo demostrativo.- 14 - 13. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexible Capitulo 1.-Estructura de un pavimento flexible.1.1.- Definicin, funcin y caractersticas de un pavimentoflexible.El pavimento es un sistema que esta caracterizado por las propiedades,espesores y acomodo de distintos materiales que forman un conjunto de capascolocadas una sobre otra.Este conjunto de capas, se apoyan en una de nombre "Subrasante", que estaconstituida en ocasiones por el terreno natural (cuando este es de buenacalidad), o bien, por un material seleccionado. Esta capa subrasante, debesoportar las cargas producidas por el transito, dentro de un periodo de tiempodeterminado (periodo de proyecto), sin sufrir deterioros o deformaciones queafecten la integridad del pavimento. Esta capa es considerada como lacimentacin del pavimento.El pavimento tiene una serie de funciones, las cuales se describen acontinuacin: Proporcionar una superficie de rodamiento segura, cmoda y decaractersticas permanentes, bajo las cargas repetidas del transito a lolargo del periodo de diseo considerado. Resistir el transito previsto para el periodo de diseo y distribuir laspresiones verticales producidas por las cargas del transito, de tal formaque solo llegue una mnima porcin de estas cargas, a la capasubrasante, para que esta sea capaz de soportarlas. Constituir una estructura que sea capaz de resistir los factoresclimatolgicos del lugar en el que es construido; en especial factorescomo el agua y la temperatura, ya que son estos los que producenefectos ms adversos en el comportamiento de los materiales queconstituyen el pavimento. - 15 - 14. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexibleLos pavimentos tambin deben contar con una serie de caractersticasfuncionales y estructurales; las funcionales corresponden a la superficie derodamiento y son las que mas afectan a los usuarios, y las estructurales que sonms bien del inters de las personas encargadas de operar y conservar lospavimentos.Respecto a las caractersticas funcionales podemos mencionar algunas:1. La resistencia al derrapamiento, que es obtenida a travs de una adecuada textura en la superficie de rodamiento, esta textura debe estar adaptada para las velocidades de circulacin previstas en el diseo.2. La regularidad transversal y longitudinal en la superficie de rodamiento, ya que esta afecta directamente la comodidad del usuario; en la medida de la severidad de las deformaciones presentes en el pavimento, se podr o no alcanzar la velocidad considerada en el proyecto.3. Las propiedades de reflexin luminosa, que son importantes para la conduccin nocturna y para el diseo apropiado de las instalaciones de iluminacin.4. El desage superficial rpido, para evitar que el espesor de la pelcula de agua que escurra sobre la superficie de rodamiento sea grande y con esto evitar el efecto conocido como acuaplaneo.Por su parte, las caractersticas estructurales estn relacionadas con lascaractersticas mecnicas de los materiales utilizados para la construccin delas diferentes capas que conforman el pavimento; estas caractersticasmecnicas definen el espesor de cada capa; el anlisis mecnico da una idea delos efectos producidos por las cargas del transito, en cuanto a estados deesfuerzo y deformaciones. De las caractersticas estructurales, depende en granmedida la vida til del pavimento. - 16 - 15. INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1 Estructura de un pavimento flexibleAdems de las consideraciones funcionales y estructurales, el pavimentorequiere que sean considerados los aspectos constructivos, para poder realizarun anlisis de costos y este anlisis de costos debe ser sustentado con laprevisin del comportamiento del pavimento durante el periodo de diseo, laconservacin necesaria y la estimacin de refuerzos estructurales despus delperiodo de diseo.1.2.- Elementos de un pavimento flexible, su funcin ycaractersticas.Figura 1.1.- Capas que constituyen un pavimento, Carpeta, Base y Sub base.Un pavimento esta constituido por varias capas como ya se ha mencionado, elnombre de estas capas es en orden descendente Carpeta- 17 - 16. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexible Base Sub baseLa cimentacin del pavimento esta constituida por la subrasante; esta ltimacapa se encuentra apoyada sobre otras dos en el orden siguiente: Subrasante Subyacente Cuerpo del terrapln1.2.1.-La carpeta.Es la parte que soporta directamente el transito vehicular y es la capa que seencarga de brindar las caractersticas funcionales al pavimento.Estructuralmente, absorbe los esfuerzos horizontales y transmite los verticaleshacia las capas que yacen bajo ella.La carpeta es construida con mezclas asflticas (en fri) o concreto asfltico(en caliente), la carpeta adems puede contener algn agente modificador paramejorar alguna caracterstica, de acuerdo a la temperatura o a la intensidadpluvial de la zona en la que se construya.De acuerdo a la norma N CMT 4 04, los materiales ptreos a utilizar enlas mezclas asflticas para la construccin de carpetas, pueden ser naturalesseleccionados o sujetos a tratamientos de disgregacin, cribado, trituracin olavado.Segn el tipo de mezcla asfltica que se emplee, los materiales ptreos seclasifican como se muestra a continuacin:Materiales ptreos para:a) Mezclas asflticas de granulometra densa.b) Mezclas asflticas de granulometra semiabierta. - 18 - 17. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexiblec) Mezclas asflticas de granulometra abierta.d) Mortero asfltico.e) Carpetas por el sistema de riegos.Cada una de las clasificaciones anteriores tiene un uso, el cual esta anotado enla misma norma de la SCT; adems para cada caso, la secretara tambin indicalos requisitos de calidad con los que deben cumplir los materiales ptreos.Las mezclas asflticas de granulometra densa se utilizaran cuando laintensidad del transito sea menor o igual que un milln de ejes equivalentes (de8.2 toneladas); la granulometra y los requisitos de calidad de los ptreos autilizar en este tipo de mezclas esta indicado en las 2 figuras siguientes.Figura 1.2.- Requisitos de granulometra del material ptreo para carpetas asflticas de granulometra densa cuando, el numero de ejes equivalentes deltransito sea menor a un milln. - 19 - 18. INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1 Estructura de un pavimento flexibleFigura 1.3.- requisitos de calidad de los ptreos a utilizarse en carpetas asflticas de granulometra densa; cuando el numero de ejes equivalentes del transito sea menor a un milln.Para los casos en los que el transito equivalente sea mayor a un milln de ejesequivalentes, los materiales ptreos a emplearse, debern cumplir con loindicado en las 2 tablas siguientes.Figura 1.4.- Requisitos de granulometra del material ptreo para carpetas asflticas de granulometra densa cuando, el numero de ejes equivalentes deltransito sea mayor a un milln.- 20 - 19. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexibleFigura 1.5.- requisitos de calidad de los ptreos a utilizarse en carpetas asflticas de granulometra densa; cuando el numero de ejes equivalentes del transito sea mayor a un milln.Cuando sea requerida una carpeta de mezcla asfltica de granulometrasemiabierta, los ptreos debern cumplir con lo indicado en las siguientes 2figuras. Figura 1.6.- Requisitos de granulometra del material ptreo para carpetas asflticas de granulometra semiabierta. - 21 - 20. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexible Figura 1.7.- requisitos de calidad de los ptreos a utilizarse en carpetasasflticas de granulometra semiabierta y abierta.Los ptreos ocupados en mezclas asflticas de granulometra abierta, deberncumplir con indicada en la figura 1.8 y los requisitos de calidad sern losanotados en la figura 1.7. Figura 1.8.- Requisitos de granulometra del material ptreo para carpetasasflticas de granulometra abierta. - 22 - 21. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexibleEl material ptreo a utilizarse en carpetas de mortero asfltico, deber cumplircon lo indicado en las figuras 1.9 y 1.10. Figura 1.9.- Requisitos de granulometra del material ptreo para carpetas construidas con mortero asfltico.Figura 1.10.- requisitos de calidad de los ptreos a utilizarse en carpetas construidas con mortero asfltico.Los ptreos utilizados en carpetas construidas por el sistema de riegos, deberncumplir con lo indicado en las siguientes 2 figuras. - 23 - 22. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexibleFigura 1.11.- Requisitos de granulometra del material ptreo para carpetasasflticas construidas por el sistema de riegos.Figura 1.12.- requisitos de calidad de los ptreos a utilizarse en carpetasconstruidas por el sistema de riegos.Para determinar la granulometra y las caractersticas de los ptreos a utilizarseen la construccin de carpetas, se realizaran una serie de ensayes; los ensayesrequeridos, as como sus objetivos estn especificados en los manuales de laSCT que se indican en el capitulo 4.6 de este texto.Ya se han anotado las caractersticas con que deben cumplir los ptreos deacuerdo al tipo de mezcla asfltica en que se ocuparan; ahora se har mencinde las caractersticas de los materiales asflticos. - 24 - 23. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexibleEl asfalto es un material de color negro, esta constituido por asfltenos, resinasy aceites que le proporcionan caractersticas de consistencia, aglutinacin yductilidad. Es solid o semislido y tiene propiedades cementantes atemperaturas ambientales normales; cuando es expuesto al calor, se ablandahasta que su consistencia se vuelve liquida.Los materiales asflticos se pueden clasificar en: Cementos asflticos Emulsiones asflticas Asfaltos rebajadosEsta clasificacin se da, de acuerdo a la forma de aplicacin de los materialesasflticos, como se detalla en la siguiente figura.Figura 1.13.- Clasificacin de los materiales asflticos y sus usos comunes.Cada material asfltico debe cumplir con una serie de caractersticas, las cualesestn indicadas en la normas de la SCT N CMT 4 05 001 (paramateriales asflticos normales) y N CMT 4 05 002 (para materialesasflticos modificados).Los ensayes requeridos para conocer las caractersticas de los materialesasflticos, as como los objetivos de cada ensaye, se encuentran anotados en el - 25 - 24. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexiblecapitulo 4.6 de este texto.1.2.2.- La base.Es la capa que se construye bajo la carpeta y su funcin es bsicamente la deresistir los esfuerzos verticales, adems de transmitirlos en forma uniforme a lasub base; debe adems contar con la suficiente rigidez para no deformarsebajo la repeticin constante del transito.Esta compuesta por materiales granulares como gravas, arenas y una pequeacantidad de limos, estos materiales se clasifican de acuerdo al tratamiento quehayan recibido en Materiales cribados.Son las gravas, arenas y limos, as como las rocas alteradas y fragmentadas,que al ser extradas quedan sueltas y pueden disgregarse mediante el uso demaquinaria; para hacerlos utilizables requieren un tratamiento mecnico decribado, a fin de satisfacer la granulometra indicada en las figuras 1.15 y 1.16. Materiales parcialmente triturados.Cuentan con poca o nula cohesin, son mezclas de gravas, arenas y limos queal ser extrados pueden ser disgregadas, entre el 25 y 75 % de las partculas dela mezcla son mayores a 3 de dimetro, por lo que requieren un tratamientomecnico de trituracin parcial y cribado a fin de cumplir con la granulometraindicada en las figuras 1.15 y 1.16. Materiales totalmente triturados.Son aquellos materiales que despus de ser extrados de un banco requieren unproceso mecnico de trituracin total y cribado, para satisfacer lagranulometra indicada en las figuras 1.15 y 1.16. - 26 - 25. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexible Materiales mezclados.Son los obtenidos mediante la mezcla de dos o mas de los materialesmencionados en los 3 puntos anteriores, la mezcla debe ser la adecuada parasatisfacer la granulometra indicada en las figuras 1.15 y 1.16.En cuanto a los requisitos de calidad con que deben cumplir los materiales queconformaran la base, son como se indica a continuacin: Si el transito durante la vida til del pavimentos es mayor a 10 millonesde ejes equivalentes (de 8.2 toneladas); el material ser 100 % productode la trituracin de rocas sanas. Si el transito esperado durante la vida til del pavimento es de entre 1 y10 millones de ejes equivalentes; el material deber contener al menosel 75 % de roca sana triturada. Si el transito acumulado durante la vida til del pavimento es menor a 1milln de ejes equivalentes; el material deber contener al menos el 50% de roca sana triturada.La granulometra y caractersticas con que deben contar los materiales, son lasindicadas en las siguientes figuras:Figura 1.14.- Requisitos de calidad con los que deben cumplir los materiales a ser empleados en la construccin de bases, de acuerdo a numero de ejes equivalentes de transito. - 27 - 26. INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1 Estructura de un pavimento flexible Figura 1.15.- granulometra requerida de los materiales a emplearse en laconstruccin de bases que soportaran una carpeta asfltica de granulometradensa. Figura 1.16.- granulometra requerida de los materiales a emplearse en laconstruccin de bases que sern cubiertas con un tratamiento asflticosuperficial.- 28 - 27. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexibleLos ensayes requeridos para conocer la granulometra y las caractersticas delos materiales a emplearse en la construccin de bases, as como los objetivosde cada ensaye, se encuentran anotados en el capitulo 4.5 de este texto.1.2.3.- La sub base.Es la capa construida bajo la base y sobre la subrasante, esta capa puede ser ono construida dependiendo de la capacidad de soporte de la subrasante. Sufuncin bsica es la de proporcionar una cimentacin uniforme, para la correctacolocacin y compactacin de la base; en la medida de lo posible, debetambin tener una funcin drenante, por lo cual esta capa debe carecer demateriales finos, la sub - base tambin cumple una funcin de transicin entrela subrasante y la estructura del pavimento.Esta constituida por materiales granulares que se clasifican de acuerdo altratamiento que recibieron en: Materiales naturales. Materiales cribados. Materiales parcialmente triturados. Materiales totalmente triturados. Materiales mezclados.Por materiales naturales se entender que son las gravas, arenas, limos yfragmentos de roca muy alterada, que al ser extrados quedan sueltos y puedendisgregarse mediante el uso de maquinaria; estos materiales despus de serextrados no contendrn mas del 5 % de partculas de dimetro mayor a 3 , nimas del 25 % de partculas que pasen por la malla # 200.En cuanto a los dems tratamientos, son los descritos en el punto 1.2.2. - 29 - 28. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexibleLa granulometra y caractersticas de calidad con la que deben cumplir losmateriales a emplearse en la construccin de sub bases, es la que se indica enlas siguientes figuras:Figura 1.17.- Requisitos de calidad con los que deben cumplir los materiales aser empleados en la construccin de sub bases, de acuerdo a numero de ejes equivalentes de transito. Figura 1.18.- granulometra requerida de los materiales a emplearse en la construccin de sub bases, en funcin del nmero de ejes equivalentes esperados durante la vida til del pavimento. - 30 - 29. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexibleLos ensayes requeridos para conocer la granulometra y las caractersticas delos materiales a emplearse en la construccin de sub bases, as como losobjetivos de cada ensaye, se encuentran anotados en el capitulo 4.4 de estetexto.1.2.4.- La subrasante.Es la capa construida bajo la sub base, su funcin es la de recibir las cargastransmitidas por el pavimento y transmitirlas en forma uniforme hacia lasubyacente y el cuerpo del terrapln.Si esta capa es de buena calidad, el espesor del pavimento ser menor, con locual existir un ahorro econmico, sin perder calidad en el pavimento.Esta conformada con suelos naturales, seleccionados o cribados, producto decortes o de la extraccin de bancos.De acuerdo al nmero de ejes equivalentes de transito esperados durante lavida til del pavimento, se tendrn las siguientes consideraciones: Si el transito esperado es menor a 1 milln de ejes equivalentes, elespesor mnimo de esta capa ser de 20 cm. Si el transito esperado es de entre 1 milln y 10 millones de ejesequivalentes, el espesor mnimo ser de 30 cm. Si el transito esperado es mayor a 10 millones de ejes equivalentes, serrequerido un diseo especial para esta capa.Las caractersticas de calidad que deben cumplir los materiales queconformaran esta capa, de acuerdo a la norma de la SCT N CMT 1 03,son los siguientes: - 31 - 30. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexibleFigura 1.19.- Requisitos de calidad con los que deben cumplir los materiales a ser empleados en la construccin de subrasantes.Los ensayes requeridos para determinar las caractersticas de los materiales aemplearse en la construccin de esta capa, as como sus objetivos, estnindicados en el capitulo 4.3 de este texto.1.2.5.- La subyacente.Esta capa se construye bajo la subrasante y puede o no ser requerida, estodepender del numero de ejes equivalentes de transito esperados durante lavida til del pavimento.Los materiales que constituyen esta capa, son suelos y fragmentos de roca,producto de cortes o de la extraccin de bancos.La SCT recomienda en la norma N CMT 1 02, los siguientes espesoresmnimos para la construccin de esta capa, en funcin del numero de ejesequivalentes: Si la intensidad del transito es menor a 10 000 ejes equivalentes durantela vida til del proyecto, no ser necesario construir esta capa. Si la intensidad del transito es de 10 000 a 1 milln de ejesequivalentes, esta capa deber contar con espesor mnimo de 30 cm. - 32 - 31. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1Estructura de un pavimento flexible Si la intensidad del transito es de 1 milln a 10 millones de ejesequivalentes, esta capa deber ser construida con espesor mnimo de 70cm. Si la intensidad del transito es mayor a 10 millones de ejesequivalentes, esta capa requerir de un diseo especial.Los requisitos de calidad con que deben cumplir los materiales queconformaran esta capa, de acuerdo a la norma anotada anteriormente, son losmostrados en la siguiente figura.Figura 1.20.- Requisitos de calidad con los que deben cumplir los materiales a ser empleados en la construccin de la capa subyacente.Los ensayes requeridos para determinar las caractersticas de los materiales aemplearse en la construccin de esta capa, as como sus objetivos, estnindicados en el capitulo 4.2 de este texto.1.2.6.- El cuerpo del terrapln.Su funcin es la de alcanzar el nivel de desplante para la construccin de lasubyacente.Esta capa se construye con suelos y fragmentos de roca, producto de cortes ode la extraccin de bancos, y en ningn caso deben ocuparse materialesaltamente orgnicos y/o producto de despalmes. - 33 - 32. INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 1 Estructura de un pavimento flexibleLa calidad que deben cumplir los materiales a ser empleados en la construccinde esta capa, de acuerdo a la norma de la SCT N CMT 1 01, es lasiguiente.Figura 1.21.- Requisitos de calidad con los que deben cumplir los materiales aser empleados en la construccin del cuerpo del terrapln.Los ensayes requeridos para determinar las caractersticas de los materiales aemplearse en la construccin de esta capa, as como sus objetivos, estnindicados en el capitulo 4.1 de este texto.- 34 - 33. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivosCapitulo 2.- Procedimientos constructivos.Al comenzar a construir un camino, es importante tener los conocimientosbsicos de los trabajos por efectuar, por ello la SCT cuenta con publicacionesque indican a los constructores la metodologa a seguir a fin de obtener losmejores resultados posibles en la construccin de caminos, cumpliendo con lacalidad que se requiere.2.1.- Trabajos previos.Antes de comenzar propiamente la construccin de las capas que conformaranla cimentacin del camino, es necesario hacer arreglos y modificaciones alterreno, siendo esta primera labor la de efectuar el desmonte.Debe entenderse por desmonte a la remocin de la vegetacin que exista en elderecho de va, el desmonte consta de los siguientes pasos: Tala.- consiste en cortar rboles y arbustos. Roza.- consiste en cortar y retirar la maleza, hierba y residuos desiembras. Desenraic.- consiste en sacar los troncos con o sin races. Limpia y disposicin final.- consiste en retirar los elementos productodel desmonte, a un banco de desperdicios.Para realizar el desmonte ser necesario programar una visita al sitio, con lafinalidad de observar el tipo de vegetacin de la zona y de esta forma, poderdefinir cual ser el equipo o la maquinaria ms adecuada para realizar eltrabajo.El desmonte debe realizarse, para el caso de carreteras, en todo el derecho deva, asegurando que toda la materia vegetal sea retirada a fin de evitar daosposteriores a la cimentacin y estructura del pavimento. - 35 - 34. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivosHabiendo concluido todas las labores de desmonte, el siguiente paso ser eldespalme, debindose entender que es el retiro del material superficial delterreno.El despalme tiene como finalidad evitar que los materiales destinados a laconstruccin de terraceras (terrapln, subyacente y subrasante) se mezclen conmateriales orgnicos o con depsitos de materiales no utilizables.Figura 2.1.- Ilustracin de un bull dozer mientras se realizan trabajos dedespalme.Los materiales producto del despalme podrn ser utilizados en el recubrimientode taludes de terraplenes o taludes de los bancos de prstamo de materiales altrmino de su explotacin.Como siguiente paso se efectuaran los cortes que sean necesarios,entendindose como corte a las excavaciones a cielo abierto en el terreno - 36 - 35. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivosnatural o en ampliacin de taludes, estos cortes tienen como finalidad la depreparar y formar la seccin de la obra.Para efectuar los cortes, adems del empleo de maquinaria, en su caso serequerir el uso de explosivos, debiendo tomar en cuenta que en el empleo decualquiera de los dos, se deber asegurar que los cortes cumplan con lageometra indicada por el proyecto del camino.Figura 2.2.- Ilustracin de una retroexcavadora mientras realiza cortes para formar la seccin de un camino.Los cortes debern ejecutarse de acuerdo a las lneas de proyecto y sin alterarlas reas que estn fuera de los lmites de la construccin; adems se realizarande tal manera que se permita un drenaje natural.Las contracunetas podrn construirse antes o simultneamente a la realizacinde los cortes. - 37 - 36. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivosCuando se empleen explosivos para efectuar los cortes, la maquinaria a utilizarser una barrenadora de operacin manual o mecanizada, que tenga laversatilidad suficiente para adaptarse al patrn de barrenacin requerido.En cuanto a la maquinaria para realizar estos trabajos, podrn utilizarse Bulldozers, motoescrepas retroexcavadoras y cargadores frontales.Los materiales producto de cortes, dependiendo de su calidad, podrn serutilizados en la construccin del cuerpo del terrapln, en el caso contrario,sern trasladados a un banco de desperdicios.Antes de comenzar a conformar el cuerpo del terrapln, si as se requiere, seconstruirn escalones de liga, que son excavaciones a cielo abierto en elterreno natural, cuando la pendiente transversal excede el 25 %, estos escalonesse construyen con objeto de dar apoyo al material que se colocara para formarel cuerpo del terrapln.Los materiales producto de excavaciones en la construccin de escalones deliga, podrn ser utilizados dependiendo de su calidad en la construccin delcuerpo del terrapln, en caso contrario, sern vertidos en un banco dedesperdicios.Una vez realizados todos los trabajos anteriores, se comenzara la construccindel cuerpo del terrapln, para este efecto, si los materiales producto deldesmonte, de cortes y excavacin de los escalones de liga, no tienen la calidadque se requiere en la norma N CMT 1 01 (los parmetros de calidad delos materiales requeridos por esta norma estn anotados en el capitulo 1.2.6 deeste texto); ser necesario el uso de bancos de prstamo de materiales, estosson excavaciones a cielo abierto destinadas a la extraccin de materiales para laformacin de terraplenes, ampliaciones de las coronas, bermas, capassubyacentes, subrasantes o cualquier capa del pavimento.Los materiales producto de bancos de prstamo que no requieran tratamientos,sern disgregados, procurando eliminar las partculas de tamaos mayores a los - 38 - 37. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivosespecificados para cada capa; los materiales que necesiten ser cribados, sepasaran por cribas mecnicas para asegurar la eliminacin de las partculas detamaos mayores a los establecidos en el proyecto del camino, despus de sercribados, los materiales pueden ser clasificados o agrupados por tamaos; losmateriales que requieran ser triturados totalmente, sern triturados al tamaomximo establecido en el proyecto, con el equipo mecnico adecuado parasatisfacer la granulometra fijada.2.2.- Cuerpo del terrapln.Figura 2.3.- Seccin transversal de la cimentacin de un pavimento flexible.Como ya se menciono en el capitulo 1.2.6 de este texto, los materiales queformaran parte del terrapln, podrn ser producto de cortes o de la extraccinde bancos de prstamo, para el primer caso, los materiales podrn o no sercompactables, en el segundo caso, siempre debern ser compactables. - 39 - 38. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivosLa maquinaria utilizada en la construccin del cuerpo del terrapln ser lasiguiente: Motoconformadoras Bull dozers Motoescrepas Cargadores frontales Compactadores.Como primer paso, el material se descargara sobre la superficie de trabajo y seextender en la cantidad suficiente para cubrir estaciones de 20 m de longitud yen tramos no mayores a los que sea posible tender, formar y compactar en unturno.Cuando la topografa del terreno lo permita, el material deber tenderse encapas sucesivas sensiblemente horizontales en todo el ancho de la seccin ycada capa deber compactarse o bandearse con el equipo adecuado; cuando elterreno presente irregularidades debidas a la topografa del lugar y no seaposible construir esta capa por compactacin o bandeo, esa rea ser rellenadaa volteo hasta alcanzar un nivel en el cual la construccin pueda continuarsiendo realizada por compactacin o bandeo.Para el caso de materiales compactables, estos debern ser extendidos en todoel ancho de la seccin a compactar y sern tendidos en capas de espesor nomayor al que el equipo sea capas de compactar; el material deberhumedecerse con ayuda de una pipa con agua y bandearse con la ayuda de unamotoconformadora, las veces que sea necesario para obtener unahomogeneidad de los materiales y alcanzar la humedad optima decompactacin; despus de esto, se inicia la compactacin del material hastaalcanzar el grado de compactacin indicado en el proyecto o aprobado por laSCT de acuerdo a lo anotado en la norma N CMT 1 01 - 40 - 39. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivos Figura 2.4.- Ilustracin de una motoconformadora mientras realiza el bandeode material, y conforma la seccin del cuerpo de un terrapln.La compactacin deber realizarse en forma longitudinal, de las orillas hacia elcentro cuando se trate de tramos en tangente y del interior al exterior cuando setrate de tramos en curva; el traslape que se deber cubrir al compactar, ser deal menos la mitad del ancho del equipo de compactacin.Si los materiales ocupados para formar el cuerpo del terrapln no soncompactables, estos se humedecern y extendern en todo el ancho de laseccin del terrapln, en capas sucesivas, con el espesor mnimo que permita eltamao mximo de las partculas del material; se conformara de tal manera quese obtengan capas con superficie sensiblemente horizontal.Cada capa de material no compactable, tendida y conformada, ser acomodadamediante bandeo, pasando un tractor montado sobre orugas que tenga un pesode al menos 36 toneladas, el tractor deber pasar al menos tres veces por cadasitio. - 41 - 40. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivosEl bandeo deber realizarse en forma longitudinal, de las orillas hacia el centrocuando se trate de tramos en tangente y del interior al exterior cuando se tratede tramos en curva; el traslape que se deber cubrir al bandear, ser de almenos la mitad del ancho del equipo de bandeo.Cuando el nivel de desplante coincida con el nivel fretico, se evitar construirel terrapln directamente sobre la superficie del material saturado, por lo tantoser necesario colocar una capa de material a volteo, con el espesor suficientepara soportar al equipo.Si el proyecto o la SCT indican que los hombros del terrapln deben serperfectamente compactados, ser necesaria la construccin de un sobreanchoen la seccin; respetando siempre la pendiente de los taludes anotados en elproyecto, como se muestra en la figura 2.3.2.3.- Subyacente.Una vez concluida la construccin del cuerpo del terrapln, ser construida lacapa subyacente, los materiales ocupados en la construccin de esta capapodrn ser producto de cortes o de la extraccin de bancos de prstamo y adiferencia de la capa anterior, para la construccin de esta, se ocuparan solomateriales que sean compactables y que cumplan con los requisitos de calidadindicados en la norma de la SCT N CMT 1 02.La maquinaria utilizada en la construccin del cuerpo del terrapln ser lasiguiente: Motoconformadoras Bull dozers Motoescrepas Cargadores frontales Compactadores. - 42 - 41. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivosLos materiales producto de cortes o extrados de bancos de prstamo, debernser extendidos en todo el ancho de la seccin a compactar y sern tendidos encapas de espesor no mayor al que el equipo sea capas de compactar; el materialdeber humedecerse con ayuda de una pipa con agua y bandearse con la ayudade una motoconformadora, las veces que sea necesario para obtener unahomogeneidad de los materiales y alcanzar la humedad optima decompactacin; despus de esto, se inicia la compactacin del material hastaalcanzar el grado de compactacin indicado en el proyecto o aprobado por laSCT.La compactacin deber realizarse en forma longitudinal, de las orillas hacia elcentro cuando se trate de tramos en tangente y del interior al exterior cuando setrate de tramos en curva; el traslape que se deber cubrir al compactar, ser deal menos la mitad del ancho del equipo de compactacin.Si el proyecto o la SCT indican que los hombros de la subyacente deben serperfectamente compactados, ser necesaria la construccin de un sobreanchoen la seccin; respetando siempre la pendiente de los taludes anotados en elproyecto, como se muestra en la figura 2.3.2.4.- Subrasante.Concluida la construccin de la subyacente, se iniciara la construccin de lasubrasante, en esta capa se utilizaran materiales naturales seleccionados ocribados, producto de cortes o de la extraccin de bancos de prstamo, estosmateriales debern ser compactables y cumplir con las caractersticas decalidad requeridas por la SCT en la norma N CMT 1 03.La maquinaria utilizada en la construccin del cuerpo del terrapln ser lasiguiente: - 43 - 42. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivos Motoconformadoras Bull dozers Motoescrepas Cargadores frontales Compactadores.Los materiales producto de cortes o extrados de bancos de prstamo, debernser extendidos en todo el ancho de la seccin a compactar y sern tendidos encapas de espesor no mayor al que el equipo sea capas de compactar; el materialdeber humedecerse con ayuda de una pipa con agua y bandearse con la ayudade una motoconformadora, las veces que sea necesario para obtener unahomogeneidad de los materiales y alcanzar la humedad optima decompactacin; despus de esto, se inicia la compactacin del material hastaalcanzar el grado de compactacin indicado en el proyecto o aprobado por laSCT.La compactacin deber realizarse en forma longitudinal, de las orillas hacia elcentro cuando se trate de tramos en tangente y del interior al exterior cuando setrate de tramos en curva; el traslape que se deber cubrir al compactar, ser deal menos la mitad del ancho del equipo de compactacin.Si el proyecto o la SCT indican que los hombros de la subyacente deben serperfectamente compactados, ser necesaria la construccin de un sobreanchoen la seccin; respetando siempre la pendiente de los taludes anotados en elproyecto, como se muestra en la figura 2.3.2.5.- Sub-base.Cuando los trabajos de construccin de la subrasante han sido concluidos, lasiguiente capa por construir ser la sub-base, los materiales a emplear en laconstruccin de esta capa sern de la extraccin de bancos de prstamo y - 44 - 43. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivosdebern cumplir con los requisitos de calidad que pide la SCT en su norma N CMT 4 02 001.Con la finalidad de que los materiales cumplan con la granulometra requeridapara la construccin de esta capa, se recomienda el uso de una planta demezclado de materiales de tipo amasado, de tambor rotatorio o de amasadocontinuo; esta planta debe estar equipada con tolvas que almacenaran elmaterial por mezclar, silos o tanques que permitan almacenar el agua,dispositivos para dosificar los materiales ya sea por peso o por volumen ycmara de mezclado provista con un rotor de aspas y con espreas para aadir elagua, con compuerta de descarga al equipo de transporte.Se utilizaran adems: Motoconformadoras Extendedoras CompactadoresEl material ser transportado hasta el sitio de construccin en Dumpers ocamiones de volteo; cuando los materiales no hayan sido mezcladospreviamente y esta labor deba realizarse en el sitio de la obra, la mezcla se haren seco.El material ser descargado sobre la subrasante en cantidad suficiente paracubrir estaciones de 20 metros y en tramos no mayores a los que sea posibletender, conformar y compactar en un turno de trabajo. Cuando el tendido sevaya a realizar con una extendedora, la descarga de los materiales se hardirectamente en la tolva de la misma.Al material extendido se le adicionara agua en varios riegos y con la ayuda deuna motoconformadora se bandeara tantas veces como sea necesario hastaobtener una homogeneidad de los materiales y la humedad ptima decompactacin. - 45 - 44. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivosCon el material extendido sobre todo el ancho de la corona, se conformara detal manera que se obtenga una capa de material uniforme sin compactar deespesor uniforme. El material ser extendido en forma sucesiva con un espesorno mayor al que el equipo de compactacin sea capaz de compactar.Cuando haya sido compactada una capa de material, esta deber serescarificada antes de tender la siguiente, esta accin se lleva a cabo con el finde ligar la capa ya compactada con la que se compactara.Es importante aclarar que cada capa compactada con el procedimiento indicadoen los prrafos anteriores, debe alcanzar el grado de compactacin indicado enel proyecto o especificado por la SCT.La compactacin de esta capa deber realizarse en forma longitudinal, de lasorillas hacia el centro cuando se trate de tramos en tangente y del interior alexterior cuando se trate de tramos en curva; el traslape que se deber cubrir alcompactar, ser de al menos la mitad del ancho del equipo de compactacin.El proceso de extender, conformar y compactar los materiales se continuarahasta alcanzar el nivel indicado por el proyecto.2.6.- Base.Concluidos los trabajos de construccin de la sub-base, la siguiente capa aconstruir ser la base; antes de comenzar su construccin, se deber realizar unbarrido sobre la superficie de la sub-base, con la finalidad de eliminar cualquierpartcula u objeto no deseado; posterior al barrido, se deber escarificar yhumedecer la superficie de la sub-base, a fin de ligar la capa ya compactadacon la que se compactara a continuacin. - 46 - 45. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivosFigura 2.5.- Ilustracin de una sub-base terminada, sobre la cual se acamellona el material que ser empleado en la construccin de la base.Los materiales a emplear en la construccin de esta capa sern de la extraccinde bancos de prstamo y debern cumplir con los requisitos de calidad que pidela SCT en su norma N CMT 4 02 002.El procedimiento constructivo ser igual que el anotado en el punto anterior.2.7.- Carpeta.Una vez concluidos los trabajos de construccin de la base, ser iniciada laconstruccin de la carpeta, teniendo en cuenta que previamente deberemosrealizar algunos arreglos a la superficie de la base.Se iniciara por barrer la superficie de aplicacin, para despus aplicar un riegode impregnacin , este riego consiste en aplicar un material asfltico sobre unacapa de material ptreo (la base), con objeto de impermeabilizarla y favorecerla adherencia entre ella y la carpeta asfltica; el material asfltico utilizadopodr ser una emulsin de rompimiento lento o especial para impregnacin, oun asfalto rebajado, el material asfltico deber cumplir con las caractersticas - 47 - 46. INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2Procedimientos constructivosde calidad solicitadas por la SCT en la norma N CMT 4 05 001. Esteriego puede ser omitido si la carpeta por construir es de un espesor mayor a 10cm.El equipo utilizado para realizar el barrido de la superficie y aplicar el riego deimpregnacin ser el siguiente: Barredoras mecnicas PetrolizadorasAntes de la aplicacin de este riego, la superficie de la base deber ser barrida,con la finalidad de dejarla exenta de partculas extraas, polvo, grasa oencharcamientos.Para la aplicacin de este riego, se tendr especial cuidado en las juntastransversales, ya que no debe existir traslape alguno entre un riego deimpregnacin existente con el nuevo.Figura 2.6.- Ilustracin de una petrolizadora aplicando un riego de impregnacin.- 48 - 47. INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2Procedimientos constructivosLongitudinalmente el riego de impregnacin puede ser de cubrimiento doble otriple y los traslapes, para cada caso se realizaran como se muestra en lassiguientes figuras.Figura 2.7.- Esquema del traslape longitudinal en el riego de impregnacin, con cubrimiento dobleFigura 2.8.- Esquema del traslape longitudinal en el riego de impregnacin, concubrimiento triple.- 49 - 48. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivosLa dosificacin adecuada de material asfltico al realizar el riego deimpregnacin, ser aquella que permita una penetracin de 4 milmetros omayor de este material en la base.La aplicacin de este riego deber ser suspendida cuando se presente alguna delas siguientes situaciones. Cuando exista amenaza de lluvia o este lloviendo. Cuando la velocidad del viento impida que la aplicacin de este riegosea uniforme. Cuando la temperatura de la superficie de la base sea menor a 15C. Cuando la temperatura ambiente sea menor a 15C y su tendencia sea abajar.Sobre la base impregnada, se aplica un riego de liga antes de tender la mezclaasfltica con que se construir la carpeta. El riego de liga consiste en aplicar unmaterial asfltico, que generalmente es una emulsin de rompimiento rpido;con la finalidad de lograr una buena adherencia entre la carpeta y la base. Elmaterial asfltico deber cumplir con las caractersticas de calidad solicitadaspor la SCT en la norma N CMT 4 05 001. Este riego puede seromitido si la carpeta por construir es de un espesor mayor a 10 cm.Con la base impregnada y aplicado el riego de liga, continuamos con laconstruccin de la carpeta, los materiales ptreos a emplearse debern cumplircon lo especificado en la norma de la SCT N CMT 4 04 y losmateriales asflticos con las normas N CMT 4 05 001 (paramateriales asflticos normales) y N CMT 4 05 002 (para materialesasflticos modificados).El equipo requerido para la construccin de la carpeta ser el siguiente: Planta de mezclado. Pavimentadoras. - 50 - 49. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivos Compactadores (neumticos y de rodillos metlicos).Los materiales ptreos seleccionados sern transportados hasta la planta demezclado en la cual se dosificaran hasta obtener la granulometra indicada parala elaboracin de la mezcla asfltica, sern calentados hasta una temperatura deentre 150C y 170C. y se mezclaran con el cemento asfltico que tendr unatemperatura de entre 130C y 140C.Los ptreos y el cemento asfltico se mezclan hasta su homogeneizacincompleta, despus la mezcla es vertida al equipo de transporte para su acarreohasta el sitio de tendido de la carpeta.Figura 2.9.- Ilustracin de un camin de volteo vertiendo la mezcla asfltica enla tolva de una maquina terminadora.Cuando el equipo de transporte llegue al sitio de tendido, verter la mezcla enla tolva de la maquina pavimentadora (terminadora o finisher), la cualextender y conformara la mezcla de tal forma que se obtenga una capa de - 51 - 50. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivosmaterial sin compactar de espesor uniforme. La mezcla no podr ser tendida auna temperatura menor de 110C.Figura 2.10.- Ilustracin de una maquina pavimentadora mientras tiende lamezcla asfltica sobre la losa de un puente.El tendido deber realizarse en forma continua y en tramos no mayores a losque sea posible compactar de inmediato, pues se comenzara a compactar estacapa cuando la mezcla aun este por arriba de los 90C.Cuando la carpeta sea tendida y compactada en varias franjas con intervalos detiempo mayores a un da, ser necesario ligarlas longitudinalmente concemento asfltico o con una emulsin de rompimiento rpido.En el caso de las juntas transversales adems del cemento o la emulsin, serobligatorio recortar la cara expuesta de la carpeta compactada con un nguloaproximado de 45, antes de iniciar el siguiente tendido. El traslape de la juntadeber ser de entre 3 y 5 centmetros. - 52 - 51. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2 Procedimientos constructivosCuando sea necesario, la mezcla se extender en capas sucesivas, con unespesor no mayor al que sea capaz de compactar el quipo que realiza estafuncin; adems cuando el tendido se haga por este mtodo no se podr tenderla siguiente capa, hasta que la ya tendida tenga una temperatura menor a los70C.Cada franja de carpeta tendida, deber tener por lo menos el ancho total de uncarril.La compactacin se har longitudinalmente a la carretera, de las orillas hacia elcentro para tramos en tangente y del interior hacia el exterior para tramoscurvos. El traslape de la compactacin deber ser de al menos la mitad delancho del compactador en cada pasada. Figura 2.11.- Ilustracin de un compactador de rodillos lisos, mientrascompacta una carpeta. - 53 - 52. INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 2Procedimientos constructivosLos compactadores vibratorios solo podrn utilizarse cuando el espesor de lacarpeta sea mayor a 4 cm.La compactacin se terminara cuando la temperatura de la mezcla sea igual a lamnima conveniente de acuerdo a la viscosidad del cemento asfltico. Figura 2.12.- Ilustracin de un compactador de rodillos neumticos mientras compacta una carpeta.Es importante recordar, que la carpeta deber contar con al menos el 95 % de lacompactacin mxima, respecto a la obtenida en el laboratorio; esto esconocido al realizar la extraccin de un corazn de la carpeta y determinandosu peso volumtrico. Adems, se debern realizar pruebas de permeabilidad enla carpeta.- 54 - 53. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 3Evolucin de los mtodos de diseo Capitulo 3.- Evolucin de los mtodos de diseo.3.1.- Factores a considerar en el diseo.Para el diseo y dimensionamiento de un pavimento, existen varios mtodosdesarrollados por diferentes organismos; por lo general, los mtodos de diseotoman en cuenta los siguientes factores: El transito, ya que es el factor ms importante en el diseo delpavimento.Del transito interesan las cargas mas pesadas por eje (sea simple, tandem otriple) esperadas en el carril de proyecto durante el periodo de proyecto, sinembargo en las vialidades que sean proyectadas con mltiples carriles, sernecesario hacer un diseo con estructuras y espesores diferentes para las cargasconsideradas en cada carril. La repeticin de cargas y la acumulacin de susefectos sobre el pavimento, como la fatiga y la deformacin permanente, sonfundamentales para el clculo. Capa sub - rasante, al ser esta la capa sobre la cual se construir laestructura del pavimento.El parmetro fundamental en esta es su capacidad de soporte o resistencia a ladeformacin producida por el esfuerzo cortante bajo las cargas de transito.Tambin se debe considerar la sensibilidad del suelo a la humedad, esto en loreferente a su resistencia as como en las variaciones de volumen que puedatener (expansin y contraccin). Es de mencionarse que el parmetro paramedir la resistencia de los materiales de la sub - rasante es el Valor Relativo deSoporte, aunque este valor esta dejando de emplearse, ya que los nuevosmtodos de diseo consideran ahora como parmetro principal para medir laresistencia de los suelos, el denominado "Modulo de Resiliencia". Clima. - 55 - 54. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 3Evolucin de los mtodos de diseoEs un factor que aun no es de gran relevancia en el diseo, pero que se debetomar en cuenta en la seleccin de los materiales que habrn de conformar elpavimento, as como en elementos como el drenaje; en el diseo el climainteresa para conocer el comportamiento de los materiales bajo condiciones detemperatura y humedad principalmente. Los materiales.Estos son determinantes para la seleccin de la estructura del pavimento en laforma mas adecuada tcnica y econmicamente. Se consideran los agregadosdisponibles en los bancos de materiales de la zona, su calidad, cantidad y costode suministro. Tambin se deben considerar otros materiales bsicos comocementantes, estabilizadores y modificadores; vale la pena mencionar que lacalidad de los materiales para cada capa del pavimento esta definida en lasnormas de los distintos organismos que regulan la construccin de lospavimentos. Drenaje y sub - drenaje.El agua es quiz el factor que mas influye en el deterioro de los pavimentos,por lo que debe considerarse su rpido desalojo de la vialidad, a fin de evitar suconcentracin superficial y dentro de la estructura del pavimento. El aguaafecta las propiedades de los materiales, a continuacin se mencionan algunas:resistencia al esfuerzo cortante, cohesin, expansin - contraccin, erosin,grado de compactacin, adherencia entre agregados ptreos y el asfalto, etc.3.2.- Evolucin a nivel mundial.La metodologa en el diseo de pavimentos flexibles, ha sufrido grandescambios a lo largo del tiempo. A inicios del siglo pasado, el diseo era de tipoemprico, se basaba en un sistema de clasificacin de suelos y pruebas deresistencia de los suelos prcticas; estos mtodos se han visto mejorados, - 56 - 55. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 3Evolucin de los mtodos de diseogracias a la investigacin realizada por diferentes organismos como laAASHTO, que en el ao de 1962 integro sus primeros resultados de pruebas, aldiseo de pavimentos, promoviendo los conceptos de "Eje Equivalente","Numero Estructural" y el "ndice de Servicio".Con la introduccin de las computadoras, la utilizacin de nuevos equipos deensaye y medicin, se pudieron desarrollar los mtodos empricos, cambiandoa lo que en la actualidad se denominan mtodos "Mecanistico - Empricos", loscuales se basan en dos partes, una emprica y una terica; la parte terica serefiere a un modelo estructural y la parte emprica hace referencia a losresultados obtenidos en el laboratorio y la observacin de estos en el campo.Los modelos estructurales, estn basados en teoras mecnicas, como la deelasticidad; en tanto que los modelos empricos, se basan en ecuaciones deregresin que intentan indicar el comportamiento de los pavimentos.Los mtodos de diseo por lo general consideran la ocurrencia de fallas, enespecial las ocasionadas por la fatiga y las deformaciones permanentes; losvalores crticos de falla se establecen en el mtodo de diseo y toman en cuentaaspectos funcionales y estructuralesComo ya se menciono, en la actualidad los mtodos de diseo de pavimentosestn dirigidos hacia el concepto mecanistico - emprico, cuyos modelosestructurales calculan la respuesta del pavimento; a la vez que desarrollanmodelos de deterioro, para definir el comportamiento del pavimento a partir delmodelo estructural.La metodologa de los mtodos mecanistico - empricos, da como un hecho quelos materiales que intervendrn en el diseo de pavimentos son conocidos yque lo nico que tendr variacin es el espesor requerido para cada material enla capa diseada. Si los espesores propuestos no satisfacen los requisitos dediseo, ser necesario cambiar los tipos y propiedades de los materiales.El primer paso en el diseo de pavimentos implica una hiptesis de laconfiguracin del pavimento, en esta teora se indica el tipo de materiales a - 57 - 56. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 3Evolucin de los mtodos de diseoutilizar en cada capa, en numero de capas necesarias y su espesor, esto sepuede hacer con ayuda de catlogos de diseo de secciones estructuralesestablecidas o basndose en la experiencia.La propiedad bsica de los materiales a utilizar en las diferentes capas delpavimento (carpeta, base, sub - base y sub - rasante) es el modulo deresiliencia, este modulo mide las propiedades elsticas de un suelo; ademseste modulo en los actuales mtodos de diseo sustituye al VRS, ya que elmodulo de resiliencia es una propiedad mecnica bsica que puede utilizarse enanlisis mecanicistas multicapas para predecir deterioros como agrietamiento,deformacin permanente y rugosidad en el pavimento.Cuando la temperatura y el contenido de agua varan de manera considerabledurante el ao, es necesario considerar diferentes valores de modulo deresiliencia para cada capa del pavimento, se considera la temperatura para lacarpeta y el contenido de humedad para las dems capas.El transito es considerado en dos modelos; peso de los vehculos, separacinentre ejes, radio de contacto y presin de contacto son utilizados en modelosestructurales, en tanto que el numero de repeticiones se utiliza para modelos dedeterioro.A continuacin se muestra en forma breve la evolucin de los mtodos dediseo: Mtodos basados en pruebas de resistencia, valor relativo de soporte,1925 Mtodos basados en pruebas de placa y triaxiales, 1945 Mtodos basados en el anlisis estructural de sistemas multicapas, 1950 Mtodos basados en la evaluacin estadstica del comportamiento delos pavimentos, 1961 Mtodos de catalogo basados en anlisis mecanicistas y apoyados coninformacin experimental, 1989 - 58 - 57. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 4Ensayes requeridos para el diseo de pavimentos Capitulo 4.-Ensayes requeridos para el diseo de pavimentos.4.1.- En el Terrapln.Los ensayes requeridos para la aprobacin de los materiales que sernutilizados al construir el terrapln, son los descritos en los manuales de la SCTque se muestran en la siguiente tabla. Manual TemaM MMP 1 01 Muestreo de materiales para terraceras.M MMP 1 02 Clasificacin de fragmentos de roca y suelos.M MMP 1 04 Contenido de agua.M MMP 1 07 Limites de consistencia.M MMP 1 09 Compactacin AASHTO.M MMP 1 10 Grado de compactacin.M MMP 1 11 Valor Relativo de Soporte y expansin en laboratorio.Figura 4.1.- Tabla de los manuales a utilizar para realizar ensayes en losmateriales para la construccin del terrapln.Despus de realizar los ensayes anotados en la tabla anterior, los resultadosdebern ser comparados con los requisitos de calidad que pide la SCT en sunorma N CMT 1 01(estos estn anotados en el capitulo 1.2.6 de estetexto).4.2.- En la Subyacente. - 59 - 58. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 4Ensayes requeridos para el diseo de pavimentosLos ensayes requeridos para la aceptacin de los materiales que sernutilizados al construir la subyacente, son los descritos en los manuales de laSCT que se muestran en la siguiente tabla. Manual TemaM MMP 1 01 Muestreo de materiales para terraceras.M MMP 1 02 Clasificacin de fragmentos de roca y suelos.M MMP 1 04 Contenido de agua.M MMP 1 07 Limites de consistencia.M MMP 1 09 Compactacin AASHTO.M MMP 1 10 Grado de compactacin.M MMP 1 11 Valor Relativo de Soporte y expansin en laboratorio.Figura 4.2.- Tabla de los manuales a utilizar para realizar ensayes en losmateriales para la construccin de la subyacente.Una vez que han sido realizados los ensayes descritos en la tabla anterior, losresultados obtenidos debern ser comparados con los requisitos de calidadindicados por la SCT en la norma N CMT 1 02(estos estn anotados enel capitulo 1.2.5 de este texto).4.3.- En la Subrasante.Los ensayes requeridos para la aprobacin de los materiales que sernutilizados al construir la subrasante, son los descritos en los manuales de laSCT que se muestran en la siguiente tabla. Manual TemaM MMP 1 01 Muestreo de materiales para terraceras.M MMP 1 02 Clasificacin de fragmentos de roca y suelos. - 60 - 59. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 4Ensayes requeridos para el diseo de pavimentosM MMP 1 04 Contenido de agua.M MMP 1 07 Limites de consistencia.M MMP 1 09 Compactacin AASHTO.M MMP 1 10 Grado de compactacin.M MMP 1 11 Valor Relativo de Soporte y expansin en laboratorio.Figura 4.3.- Tabla de los manuales a utilizar para realizar ensayes en losmateriales para la construccin de la subrasante.Concluidos los ensayes indicados en la tabla anterior, los resultados deberncompararse con los requisitos de calidad que pide la SCT en su manual N CMT 1 03(estos estn anotados en el capitulo 1.2.4 de este texto).4.4.- En la Sub-base.Los ensayes requeridos para la aprobacin de los materiales que sernutilizados al construir la sub base, son los descritos en los manuales de laSCT que se muestran en la siguiente tabla. Manual TemaM MMP 4 04 - 001 Muestreo de materiales.M MMP 4 04 002 Granulometra.M MMP 1 07 Limites de consistencia.M MMP 1 11 Valor Relativo de soporte y expansin en laboratorio.M MMP 4 04 004 Equivalente de arena.M MMP 4 04 006 Desgaste de Los Angeles.M MMP 1 09 Compactacin AASHTOM MMP 1 10 Grado de compactacin.Figura 4.4.- Tabla de los manuales a utilizar para realizar ensayes en losmateriales para la construccin de la sub base. - 61 - 60. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 4Ensayes requeridos para el diseo de pavimentosDespus de realizar los ensayes anotados en la tabla anterior, los resultadosdebern ser comparados con los requisitos de calidad que pide la SCT en sunorma N CMT 4 02 001(estos estn anotados en el capitulo 1.2.3 deeste texto).4.5.- En la Base.Los ensayes requeridos para la aprobacin de los materiales que sernutilizados al construir la base, son los descritos en los manuales de la SCT quese muestran en la siguiente tabla. Manual TemaM MMP 4 04 001 Muestreo de materiales.M MMP 4 04 002 Granulometra.M MMP 1 07 Limites de consistencia.M MMP 1 11 Valor Relativo de soporte y expansin en laboratorio.M MMP 4 04 004 Equivalente de arena.M MMP 4 04 006 Desgaste de Los Angeles.M MMP 1 09 Compactacin AASHTOM MMP 1 10 Grado de compactacin.M MMP 4 04 005 Partculas alargadas y lajeadas.Figura 4.5.- Tabla de los manuales a utilizar para realizar ensayes en los materiales para la construccin de la base.Una vez realizados los ensayes descritos en la tabla anterior, los resultadosobtenidos debern ser comparados con los requisitos de calidad indicada por laSCT en la norma N CMT 4 02 002(estos estn anotados en elcapitulo 1.2.2 de este texto). - 62 - 61. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 4Ensayes requeridos para el diseo de pavimentos4.6.- En la Carpeta.Los ensayes requeridos para la aprobacin de los materiales ptreos que sernutilizados al construir la carpeta, son los descritos en los manuales de la SCTque se muestran en la siguiente tabla. ManualTemaM MMP 4 04 001Muestreo de materiales.M MMP 4 04 002Granulometra.M MMP 4 04 003Densidad relativa.M MMP 4 04 004Equivalente de arena.M MMP 4 04 005Partculas alargadas y lajeadas.M MMP 4 04 006Desgaste de Los Angeles.M MMP 4 04 008Intemperismo acelerado.M MMP 4 04 009Desprendimiento por friccin.M MMP 4 04 010Cubrimiento con asfalto, Mtodo Ingles.Figura 4.6.- Tabla de los manuales a utilizar para realizar ensayes en los materiales ptreos para la construccin de la carpeta.Despus de realizar los ensayes anotados en la tabla anterior, los resultadosdebern ser comparados con los requisitos de calidad que pide la SCT en sunorma N CMT 4 04(estos estn anotados en el capitulo 1.2.1 de estetexto).En la carpeta, adems de los ensayes en materiales ptreos, tambin serealizaran ensayes a los materiales asflticos a utilizar, estos ensayes estndescritos en los manuales de la SCT que se anotan a continuacin: - 63 - 62. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 4Ensayes requeridos para el diseo de pavimentos ManualTemaM MMP 4 05 001 Muestreo de materiales.Viscosidad dinmica de cementos y residuosM MMP 4 05 002asflticos.M MMP 4 05 003Viscosidad cinemtica de los cementos asflticos.M MMP 4 05 004Viscosidad Saybolt-Furol de materiales asflticos.Viscosidad rotacional Brookfield de los cementosM MMP 4 05 005asflticos.M MMP 4 05 006Penetracin a cementos y residuos asflticos.M MMP 4 05 007Punto de inflamacin de los cementos asflticos.M MMP 4 05 008Solubilidad de cementos y residuos asflticos.Punto de reblandecimiento de los cementosM MMP 4 05 009asflticos.Pruebas en el residuo de la pelcula delgada deM MMP 4 05 010cementos asflticos.M MMP 4 05 011Ductilidad de cementos y residuos asflticos.M MMP 4 05 012Destilacin de emulsiones asflticas.M MMP 4 05 013Asentamiento de emulsiones asflticas.Retenido en mallas # 20 y # 60 en emulsionesM MMP 4 05 014asflticas.M MMP 4 05 015Cubrimiento del agregado en emulsiones asflticas.Miscibilidad con cemento Prtland de emulsionesM MMP 4 05 016asflticas.Carga elctrica de las partculas de emulsionesM MMP 4 05 017asflticas.M MMP 4 05 018Demulsibilidad de emulsiones asflticas.M MMP 4 05 019ndice de ruptura de emulsiones asflticas catinicas.M MMP 4 05 020Punto de inflamacin Tag en asfaltos rebajados.M MMP 4 05 021Destilacin de asfaltos rebajados.Figura 4.7.- Tabla de los manuales a utilizar para realizar ensayes en los materiales asflticos a utilizarse en la construccin de la carpeta. - 64 - 63. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 4Ensayes requeridos para el diseo de pavimentosDespus de realizar los ensayes anotados en la tabla anterior, los resultadosdebern ser comparados con los requisitos de calidad que pide la SCT en sunorma N CMT 4 05 001.Para el caso de ensayes en asfaltos modificados, se realizaran los descritos enlos manuales anotados en tabla de la figura 4.7, omitiendo los manuales M MMP 4 05 002, 003, 008, 020, 021 y agregando los anotados en lasiguiente tabla: Manual TemaM MMP 4 05 022 Separacin de cemento asfltico modificado.M MMP 4 05 023 Resiliencia en cemento asfltico modificado. Recuperacin elstica por torsin en cementoM MMP 4 05 024 asfltico modificado.M MMP 4 05 025 Modulo reolgico de corte dinmico.M MMP 4 05 026 Recuperacin elstica en ductilmetro. Figura 4.8.- Tabla de los manuales a utilizar para realizar ensayes en los materiales asflticos modificados a utilizarse en la construccin de la carpeta.Para materiales asflticos modificados, despus de realizar los ensayesanotados en las figuras 4.7 y 4.8, los resultados debern ser comparados conlos requisitos de calidad que pide la SCT en la norma N CMT 4 05 002.4.7.- Objetivo de los ensayes.M MMP 1 01.- Obtener una porcin representativa de los materiales conque se pretende construir las terraceras, a fin de realizar los ensayesconvenientes para cada capa. - 65 - 64. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 4Ensayes requeridos para el diseo de pavimentosM MMP 1 02.- Clasificar los materiales para terraceras, que pueden serfragmentos de roca o suelos, mediante pruebas ndice, que permiten estimaralgunas de las propiedades fsicas y mecnicas del material y, con base enestas, determinar su tipo de acuerdo con un sistema de clasificacin defragmentos de roca y suelos previamente definido.M MMP 1 04.- Esta prueba permite determinar el contenido de agua enlos materiales para terraceras, con el fin de obtener una idea cualitativa de suconsistencia o de su probable comportamiento. La prueba consiste en secar unamuestra del material en el horno y determinar el porcentaje de la masa delagua, con relacin en la masa de los slidos.M MMP 1 07.- Estas pruebas permiten conocer las caractersticas deplasticidad de la porcin de los materiales para terraceras que pasan la malla #40, cuyos resultados se utilizan principalmente para la identificacin yclasificacin de los suelos, las pruebas consisten en determinar el limiteliquido, es decir, el contenido de agua para el cual un suelo plstico adquiereuna resistencia al corte de 2.45 KPa; este se considera una frontera entre losestados semilquido y plstico. El limite plstico o el contenido de agua para elcual un rollito se rompe en tres partes al alcanzar un dimetro de 3 mm; este seconsidera como la frontera entre los estados plstico y semislido. El ndiceplstico se calcula como la diferencia entre los lmites lquido y plstico.M MMP 1 09.- Esta prueba permite determinar la curva de compactacinde los materiales para terraceras, sub bases y bases, y a partir de esta inferirsu masa volumtrica seca mxima y su contendido de agua optimo. Consiste endeterminar las masas volumtricas secas de un material compactado condiferentes contenidos de agua, mediante la aplicacin de la misma energa decompactacin en prueba dinmica y, graficando los puntos correspondientes acada determinacin, trazar la curva de compactacin del material.M MMP 1 10.- Conocer el grado de compactacin de los materiales encampo, con una relacin del peso volumtrico de los materiales compactados - 66 - 65. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 4Ensayes requeridos para el diseo de pavimentosen campo entre el peso volumtrico de ese mismo material compactado en ellaboratorio.M MMP 1 11.- Determinar la calidad de los suelos en cuanto al ValorRelativo de Soporte, midiendo la resistencia a la penetracin de un espcimende material compactado que haya alcanzado su peso volumtrico seco mximoy la humedad optima de compactacin.M MMP 4 04 001.- Obtener una porcin representativa de losmateriales con que se pretende construir la sub base, la base y los ptreos autilizarse en la mezcla asfltica para la carpeta, a fin de realizar los ensayesconvenientes para cada capa.M MMP 4 04 002.- Determinar la composicin por tamaos de laspartculas del material, mediante el paso de los suelos a travs de una serie demallas con diferentes aberturas. El paso del material se hace primero por lasmallas mas abiertas, hasta llegar a las mallas mas cerradas, de tal forma que laspartculas de mayor tamao se van reteniendo, para as poder obtener la masaque se retiene en cada malla y calcular su porcentaje respecto al total.M MMP 4 04 003.- Determinar la densidad relativa de los materiales,con el fin de conocer la masa de slidos por unidad de volumen de dichosslidos sin vacos en cada una de sus fracciones, ya sea arena con finos ograva, respecto a la densidad del agua.M MMP 4 04 004.- Determinar el contenido y actividad de losmateriales finos o arcillosos presentes en los materiales ptreos. La pruebaconsiste en agitar un cilindro, que contiene una muestra del material ptreo quepasa la malla # 4, mezclada con una solucin que permite separar la arena de laarcilla.M MMP 4 04 005.- Determinar el contenido de partculas de formaalargada y lajeada presentes en los materiales, la prueba consiste en separar el - 67 - 66. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 4Ensayes requeridos para el diseo de pavimentosretenido en la malla # 4 de una muestra de materiales ptreos, para determinarla forma de cada partcula, empleando calibradores de espesor y longitud.M MMP 4 04 006.- Determinar la resistencia a la trituracin de losmateriales ptreos empleados en mezclas asflticas. La prueba consiste encolocar una muestra de material con caractersticas granulomtricas especificasdentro de un cilindro giratorio, en donde es sometida al impacto de esferasmetlicas durante un tiempo determinado, midiendo la variacingranulomtrica de la muestra como la diferencia entre la masa que pasa lamalla # 12, antes y despus de haber sido sometida a este tratamiento.M MMP 4 04 008.- Determinar la degradacin esperada por elintemperismo de los materiales ptreos empleados en mezclas asflticas, laprueba consiste en someter a varios ciclos de saturacin y secado los diferentestamaos de la fraccin de agregados gruesos (gravas) de una muestra demateriales ptreos, mediante el empleo de una solucin saturada de sulfato desodio o magnesio, y medir la diferencia de su masa antes y despus de habersido sometida a este tratamiento.M MMP 4 04 009.- Determinar la perdida de la partcula asfltica enlos materiales ptreos. La prueba consiste en someter a la accin del agua y avarios ciclos de agitado dentro de un frasco de vidrio, varias muestras demezcla asfltica de granulometra definida, evaluando su estado fsico una vezsometidas a ese tratamiento.M MMP 4 04 010.- Determinar la susceptibilidad al desprendimientode los asfaltos adheridos a los materiales ptreos por efectos del agua. Laprueba consiste en someter a la accin del agua un conjunto de partculas dematerial ptreo, de tamaos previamente definidos, las cuales se incrustan enuna pelcula de material asfltico y evaluar el cubrimiento con asfalto sobre sussuperficies, por comparacin entre las superficies cubiertas y la superficie totalde la muestra. - 68 - 67. INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 4 Ensayes requeridos para el diseo de pavimentosM MMP 4 05 001.- Obtener una porcin representativa del volumen delmaterial asfltico en estudio. Se realiza en materiales almacenados en uno ovarios dispositivos, o durante las maniobras de carga, descarga o aplicacin.M MMP 4 05 002.- Determinar la consistencia de los materialesasflticos mediante sus caractersticas de flujo a una temperatura de 60C. Laprueba consiste en determinar el tiempo que tardan en pasar 20 ml del materialpor probar a travs de un tubo capilar al vaci, bajo condiciones de presin ytemperatura preestablecidas, corregido por el factor de calibracin delviscosmetro.M MMP 4 05 003.- Determinar la consistencia de los cementosasflticos mediante sus caractersticas de flujo a una temperatura de 135C, laprueba consiste en determinar el tiempo que tarda en pasar 20 ml del materialpor probar a travs de un tubo capilar bajo condiciones de temperaturapreestablecida, y multiplicar dicho tiempo por el factor de calibracin delviscosmetro.M MMP 4 05 004.- Conocer la consistencia de los materiales asflticosmediante sus caractersticas de flujo a 135C para los cementos, de 25C y50C para las emulsiones y de 50C y 60C para los asfaltos rebajados,pudindose hacer a otras temperaturas, con el propsito de estudiar lasusceptibilidad al calor de los materiales asflticos y determinar lasviscosidades apropiadas para su utilizacin.M MMP 4 05 005.- Determinar la consistencia de los cementosasflticos, en un rango de 38C a 260C, mediante la determinacin de laresistencia que ofrece una muestra de prueba a la deformacin. La pruebaconsiste en determinar el par de torsin que es necesario aplicar a un ejerotacional, en el seno de una muestra de prueba colocada dentro de uncontenedor, bajo condiciones controladas de temperatura, para que gire a unacierta velocidad.- 69 - 68. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 4Ensayes requeridos para el diseo de pavimentosM MMP 4 05 006.- Determinar la consistencia de los cementosasflticos, as como de los residuos por destilacin de las emulsiones y asfaltosrebajados, mediante la penetracin vertical de una aguja en una muestra deprueba de dichos materiales bajo condiciones establecidas de masa, tiempo ytemperatura.M MMP 4 05 007.- Determinar la temperatura mnima a la que elasfalto produce flamas instantneas al estar en contacto con el fuego directo,as como aquella en que inicia su combustin. La prueba consiste en colocaruna muestra de asfalto en una copa abierta de Cleveland, en donde seincrementa paulatinamente su temperatura hasta lograr que al pasar una flamapor la superficie de la muestra se produzcan en ella flamas instantneas, latemperatura correspondiente se denomina punto de inflamacin. Si se continaelevando la temperatura de la muestra se llega al punto en que se inicia lacombustin del material, la temperatura correspondiente se denomina punto decombustin.M MMP 4 05 008.- Conocer la pureza del material asfltico en cuanto asu contenido de sustancias slidas y consiste en disolver en tricloroetileno otricloroenato, una muestra de cemento asfltico o del residuo por destilacin deuna emulsin o de un asfalto rebajado, filtrndola a travs de una capa de fibrade asbesto, donde se retiene la fraccin insoluble.M MMP 4 05 009.- Estimar la consistencia de los cementos asflticos yse basa en la determinacin de la temperatura a la cual una esfera de aceroproduce una deformacin de 25 mm, en una muestra de asfalto sostenida en unanillo horizontal, que se calienta gradualmente dentro de un bao de agua oglicerina.M MMP 4 05 010.- Estimar el endurecimiento que sufren los cementosasflticos que en pelculas de pequeo espesor se someten a los efectos de calory aire. La prueba consiste en someter una muestra de cemento asfltico a unproceso de calentamiento para producir un residuo al cual, dependiendo deltipo de cemento asfltico que se este probando, se le realizan diversas pruebas. - 70 - 69. INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura - Unidad ZacatencoCapitulo 4Ensayes requeridos para el diseo de pavimentosM MMP 4 05 011.- Determinar la capacidad para deformarse sinromperse de los cementos asflticos, del residuo de la prueba de pelculadelgada y de los residuos asflticos obtenidos por destilacin de emulsiones. Laprueba consiste en medir la mxima distancia a la cual una briqueta de dichosmateriales, de geometra y bajo condiciones de temperatura y deformacinespecficas, puede ser estirada sin romperse.M MMP 4 05 012.- Efectuar la destilacin de una muestra de emulsinasfltica, hasta una temperatura mxima de 260C, para separarla en residuoasfltico, agua y disolventes. En el residuo asfltico se realizan otras pruebasque ayudan a identificar la emulsin.M MMP 4 05 013.- Determinar el grado de homogeneidad queconservan las emulsiones asflticas catinicas o aninicas, despus de habersido almacenadas durante periodos prolongados. La prueba consiste en dejarreposar muestras de emulsin asfltica durante un periodo especificado yposteriormente, determinar la diferencia de concentracin de asfalto adiferentes niveles de la muestra.M MMP 4 05 014.- Cuantificar el asfalto de una emulsin que seretiene en las mallas # 20 y # 60, cuando contiene glbulos de asfaltorelativamente grandes, para estimar la uniformidad de la emulsin. La pruebaconsiste en hacer pasar a travs de las mallas # 20 y # 60 una cantidad deemulsin y calcular los porcentajes de asfalto que se retienen en ellas.M MMP 4 05 015.- Estimar la estabilidad de las emulsiones durante elproceso de elaboracin de las mezclas asflticas, relacionndola con lafacilidad de incorporacin de la emulsin al material ptreo, cuando lo cubreformando una pelcula resistente al mezclado y que soporte la accin del