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PAVIMENTOSUNIVERSIDAD DE

MEDELLINJULIÁN ANDRÉS CAMPO ERAZO

INGENIERO CIVILESPECIALISTA EN PAVIMENTOS

[email protected]: 3154781964

CONCEPTOS BÁSICOS• Generalidades:• Los pavimentos en la infraestructura vial:

Deben construirse, conservarse y operarpara cumplir sus fines de propiciar unóptimo transporte.

Filosofía del diseño depavimentos

• Pavimentos muy bien construidos parauna situación presente, que seancapaces de afrontar el desarrollo futuropor intervenciones de refuerzo haciaarriba, en adición a lo antes hecho.

• Para un mejor comportamiento y muchomenores costos globales.

Antecedentes históricos.• Pavimentos de Concreto: Comenzó en

1865 en Inverness (Escocia), 41 despuésde que Joseph Aspdin obtuviera la patentepara producir cemento portland. Despuésen Edimburgo (Escocia) en 1872 y1886.

• En América, la primera experiencia seremonta a 1891 en Bellfountain (Ohio, EE.UU), se construyó una franja de 80 m y2.4 m de ancho que aún existe.

Antecedentes históricos.• Invención de la Rueda: Minas de la

ciudad de Ur, Mesopotámica (Asia menor),se encontró una carreta de cuatro ruedaque data del 3000 a.C. (en la tumba de lareina). Probablemente allí hace unos 5000años se haya originado la necesidad deconstruir superficie de rodamiento.

Antecedentes históricos.• Caminos de piedras: Los más

antiguos los construidos por el Rey Keopsde Egipto, para la construcción de laspirámides (Historiador. Heródoto 485-425a.C.)

• Los primeros construidos científicamente,fueron en el imperio Romano. Vía APPIA,de Roma a Hidruntum, iniciada por AppiusClaudius en el año 312 a.C.

Antecedentes históricos. (víaAppia en Roma)

Antecedentes históricos.• La red de caminos romana consistía en

100.000 kilómetros (62.000 millas).• Por ley, todo el público tenía derecho a

utilizar los caminos romanos, pero elmantenimiento era la responsabilidad delos habitantes del distrito.

Antecedentes históricos.Estructura de típica de pavimento de una vía romana.

Antecedentes históricos.• Pavimentos flexibles:

Pavimentos de TelfordLa primera penetración en los pavimentosmodernos de hoy se puede considerar enlos pavimentos de Thomas Telford (1757).Telford procuró, construir los caminosrelativamente planos para reducir elnúmero de los caballos necesitados paraacarrear la carga.

Antecedentes históricos.• La sección del pavimento de Telford era

cerca de 350 a 450 milímetros (14 a 18pulgadas) y generalmente tres capas.(Collins y Hart, 1936).

Antecedentes históricos.• Encima de la capa de piedras grande

colocaba dos capas de piedras una de(150 a 250 mm máximo (6 a 9 pulgadas) ytamaño de la partícula 65 mm (2.5pulgadas) de grueso. Y para la segundausaba grava densa, 40 mm (1.6pulgadas).

Antecedentes históricos.• Pavimentos macadam.

Introdujeron el uso de agregadosangulares.John MacAdam.

Antecedentes históricos.El primer pavimento macadam fue construido en

Meryland EE.UU 1823.

Antecedentes históricos.• Pavimentos macadán de alquitrán:

El primer pavimento de macadam dealquitrán fue colocado fuera deNottingham (camino de Lincoln) en 1848(Hubbard, 1910; Collins y Hart, 1936).Pronto después de este proyecto, fueronconstruidos en París (1854) y Knoxville,Tennessee (1866) en Washington 1871.

Antecedentes históricos.• En aquel momento, tales pavimentos eran

considerados convenientes solamentepara el tráfico ligero.

Antecedentes históricos.• Debido a la falta de especificación del

alquitrán, la mayor parte de estas callesfallaron. Esto desacredito al alquitrán,dando paso a la industria del asfalto(Hubbard, 1910).

Antecedentes históricos.• El asfalto: primeros construidos en el

Palais real y Honore del Rue en París en1858 (Abraham, 1929). El primerpavimento colocado en los E.E.U.U.estaba en Newark, New Jersey, en 1870.

Definiciones• Pavimentos: Conjunto de capas de

material seleccionado que reciben enforma directa las cargas del transito y lastransmiten a los estratos inferiores enforma disipada, proporcionando unasuperficie de rodamiento, la cual debefuncionar eficientemente.

Definiciones• Las condiciones necesarias para un

adecuado funcionamiento son lassiguientes: anchura, trazado horizontal yvertical, resistencia adecuada a las cargaspara evitar las fallas y agrietamientos,además de una adherencia adecuadaentre el vehículo y el pavimento aún encondiciones húmedas.

Definiciones• Deberá presentar una resistencia

adecuada a los esfuerzos destructivos deltransito, de la intemperie y del agua. Debetener una adecuada visibilidad y contarcon un paisaje agradable para noprovocar fatigas.

Definiciones• La resistencia de las diferentes capas no

solo dependerá del material que laconstituye, también resulta de graninfluencia el procedimiento constructivo;siendo dos factores importantes lacompactación y la humedad, ya quecuando un material no se acomodaadecuadamente, éste se consolida porefecto de las cargas y es cuando seproducen deformaciones permanentes.

Importancia de los pavimentos en la economíay en el desarrollo de los pueblos.

• Rapidez• Seguridad• Confort• Mitigación ambiental• Disminución costos de operación vehicular• Disminución costos de mantenimiento• Crecimiento de las ciudades• Importaciones y exportaciones.

Características que debe reunirun pavimento.

• Resistente a la acción de las cargasimpuestas por el tránsito.

• Resistente ante los agentes delintemperismo

• Textura superficial (seguridad vial)• Resistente al desgaste• Durable• Drenaje adecuado

Características que debe reunirun pavimento.

• Moderado ruido de rodadura (interior yexterior del vehiculo)

• Debe ser económico• Color adecuado para evitar reflejos.

Partes de un pavimentos.• Sección estructural general de un

pavimento

-Superficie de rodadura-Base granular-Sub-base granular-Sub-rasante.

Partes de un pavimentos y susfunciones

CAPA DE RODADURA: Es la capa sobre lacual se apoyan directamente los vehículos,y consecuentemente, es la capa que debesoportar los mayores esfuerzos. Susprincipales funciones son:• Superficie de rodamiento.• Impermeabilidad• Resistencia: Su resistencia a la tensión

complementa la capacidad estructural delpavimento.


BASE: Es la capa interna que recibe lamayor parte de los esfuerzos producidos porlos vehículos. Regularmente esta capaademás de la compactación necesita otrotipo de mejoramiento (estabilización) parapoder resistir las cargas del tránsito sindeformarse y además de transmitirlas enforma adecuada a las capas inferiores.Además tiene una función económica(respecto a la capa de rodadura).


SUB-BASE: Cumple una cuestión de economía yaque nos ahorra dinero al poder transformar uncierto espesor de la capa de base a un espesorequivalente de material de sub-base (no siemprese emplea en el pavimento), impide que el aguade la sub-rasante ascienda por capilaridad y evitarque el pavimento sea absorbido por la sub-rasante. Deberá transmitir en forma adecuada losesfuerzos a las sub-rasante.


SUB-RASANTE: Parte superior de laexplanación o del terraplén sobre la cual seconstruye el pavimento. Su función básicaes proporcionar apoyo adecuado alpavimento.• Según la geometría de la vía hay 3 tipos

(Corte, terraplén, mixta).• Según el tipo de suelo se pueden

encontrar tres tipos (Suelo cohesivos,suelos friccionantes y rocoso).

Clases de pavimento.• Flexible• Rígido• Articulado• Semi-rígido.

Clases de pavimento.• El pavimento flexible resulta más

económico en su construcción inicial, tieneun periodo de vida de entre 10 y 15 años,pero tienen la desventaja de requerirmantenimiento constante para cumplir consu vida útil. Este tipo de pavimento estacompuesto principalmente de una carpetaasfáltica, de la base y de la sub-base.

Clases de pavimento.

Clases de pavimento.• El pavimento rígido se compone de

losas de concreto hidráulico que enalgunas ocasiones presenta un armado deacero, tiene un costo inicial más elevadoque el flexible, su periodo de vida variaentre 20 y 40 años; el mantenimiento querequiere es mínimo y solo se efectúa(comúnmente) en las juntas de las losas.

Clases de pavimento.• Articulado: Capa de rodamiento

conformada por elementos uniformesmacizos de hormigón de alta resistenciadenominados "bloques", que se colocanen yuxtaposición adosados y que debidoal contacto lateral permiten unatransferencia de cargas por fricción desdeel elemento que la recibe hacia todos susadyacentes, trabajando solidariamente ycon posibilidad de desmontaje individual.

Clases de pavimento.• El pavimento semi-rígido cuenta con una

estrutcura similar a la estructura de unpavimento flexible, una de sus capas seencuentra rigidizada artificialmente con unaditivo que puede ser:Asfalto, emulsión, cemento, cal, yquímicos.

Consideraciones estructurales• De la base y sub-base:

-Dar capacidad estructural al pavimento-Amortiguar cambios volumétricos de lasub-rasante-Facilitar el drenaje-Servir de rodadura provisional

Consideraciones estructurales• Carpa de rodadura flexible:-Deformaciones elásticas y plásticas-Susceptible a los cambios de temperatura

(fatiga y deformaciones plásticas)

Consideraciones estructurales• Capa de rodadura rígida:-Deformaciones bajas. Transmisión deesfuerzos en áreas mayores.-Susceptible a los cambios de temperatura

(Deformaciones de tracción)

Tipos de materiales usados• Bases y sub-bases-Materiales granulares de gradación abierta,cerrada, densa o intermedia.-Bases asfálticas: Granular estabilizada conasfalto, macadam asfáltico.-Bases estabilizada: Suelo cemento, sueloasfalto, suelos con aditivos químicosespeciales.

Tipos de materiales usados• Capas de rodadura-Mezclas asfálticas: Elaboradas conconcreto asfáltico. Pueden ser densas,semidensas, abiertas cerradas, en caliente,en frio, etc; con o sin asfalto modificado.Concreto hidráulico con o sin aditivosElementos de adoquines o gramoquines(concreto o cerámicos), piedra, entre otras

MATERIALES USADOS EN LOSPAVIMENTOS

Materiales granularesCemento PortlandConcreto asfálticoMateriales tratados con cementoTratamiento asfálticoBases permeables


Materiales granulares para base y subbaseNO TRATADAS

– Gravas de cantera o de río– Arena– Arcillas y limos de baja plasticidad


Materiales granulares para base y subbaseTRATADAS

– Gravas de cantera o de río– Arena– Arcillas y limos de baja plasticidad– Cemento Portland– Cemento asfáltico– Emulsiones (Rompimiento lento, rápido según

convenga)


Hormigón de Cemento Portland– Materiales granulares– Cemento Portland– Aire Incorporado– Aditivos


Tipos de Cemento Portland– Tipo I Normal– Tpo II Resistencia moderada a los sulfatos– Tipo III Altas resistencias tempranas– Tipo IV Bajo calor de hidratación– Tipo V Resistencia a los sulfatos


Aditivos y Adiciones– Retardantes– Acelerantes– Desarrolladores de resistencia– Superplastificantes (de poco uso en pavimentos)– Incorporadores de aire– Reductores de agua– Impermeabilizantes– Otros: (ceniza volante, microsílice, puzolanas)


Concreto Asfáltico– Materiales granulares– Cemento asfáltico, según diseño de mezcla (Éste

debe seleccionarse de acuerdo a las condiciones deservicio)

– Vacíos de aire (se controla max. por durabilidad, ymin que permita compactación)

– Polímeros (goma, latex, plástico)


Concreto Asfáltico– Rellenantes o fillers (cemento Pórtland, carbón

negro, sulfuro)– Fibras (fibra de vidrio, polipropileno)– Agentes rejuvenecedores (reciclado)– Agentes “anti-peladuras” (mejoran adherencia)

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