PRACTICA CALIFICADA DE PAVIMENTOS

1°.- QUE ES PAVIMENTO, CUÁLES SON SUS ELEMENTOS Y QUE FUNCIONES CUMPLEN?

Se llama pavimento al conjunto de Capas de material seleccionado lisa, dura y resistente de asfalto, cemento, madera, adoquines u otros materiales con que se recubre el suelo para que esté firme y llano. Que reciben en forma directa las cargas del tránsito y las transmiten a los diferentes componentes del pavimento.

Es importante tener en cuenta que el pavimento puede revestirse con diferentes materiales, como piedras o maderas. El término, sin embargo, suele asociarse en algunos países al asfalto, el material utilizado para construir calles, rutas y otras vías de comunicación.

Elementos de un pavimento.

Carpeta BaseSub-basesubroganteSuelo de fundación. o terreno natural

FUNCIONES DE UN PAVIMENTO

Un pavimento de una estructura asentado sobre una fundación apropiada, tiene por finalidad proporcionar una superficie de rodamiento que permita el tráfico seguro y confortable de vehículos, a velocidades operacionales deseadas y bajo cualquier condición climática. Hay una gran diversidad de tipos de pavimento, dependiendo del tipo de vehículos que transitaran y del volumen de tráfico.

Y tiene como objetivo el proyecto, la construcción, el mantenimiento y la gerencia de pavimentos, de tal modo que las funciones sean desempañadas con el menor costo para la sociedad. Tratándose, esencialmente, de una actividad multidisciplinaria, donde están involucrados conceptos y técnicas de las Ingenierías: Geotecnia, de Estructuras, de Materiales, de Transportes y de Sistemas, en vista de la importancia se debe estimar y efectuar el mantenimiento de pavimentos existentes

Un pavimento difícilmente sufre una ruptura catastrófica, a menos que exista un error en el proyecto geotécnico en casos como los de pavimentos asentados en terraplenes sobre suelos expansivos. Esa degradación se da, usualmente, de forma continua a lo largo del tiempo es desde la abertura al tráfico, provenientes de una combinación entre la acción de las cargas del tráfico y los efectos de la intemperie (variaciones de temperatura y humedad a lo largo del tiempo).

2°.- CUALES SON LOS FUNCIONES DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTOS?

Los diferentes métodos de diseño, como AASHTO 93, 98 y PCA 84, consideran al menos las siguientes capas para el diseño estructural de los pavimentos de concreto:

SUBRASANTEEs el suelo de cimentación del pavimento, pudiendo ser suelo natural, debidamente perfilado y compactado; o material de préstamo, cuando el suelo natural es deficiente o por requerimiento del diseño geométrico de la vía a proyectar Los materiales que pueden ser empleados como subrasante serán de preferencia materiales de tipo granular.

SUB-BASEEs la capa que está apoyada sobre la sub rasante, compuesta por materiales granulares de buena gradación. Deberá ser perfilada y compactada entre el 95% y 100% de su máxima densidad seca mediante el ensayo proctor estándar. El empleo de una sub-base implica mejorar la capacidad de soporte de suelo que se traduce en una reducción del espesor de carpeta de rodadura. Sin embargo, el impacto no es significativo.BASEPara el pavimento de concreto no es común pero podría darse el caso en situaciones extremas. En ese caso la base constituye la capa intermedia entre la sub-base y la carpeta de rodadura y utiliza materiales granulares de excelente gradación.

Bases estabilizadas con cementoLas bases estabilizadas permiten el empleo de materiales locales y reciclados, teniendo como ventajas: sub-bases menos erosionables, reducción de esfuerzos de tensiones y de flexiones, mejoramiento de la transferencia de carga entre paños entre otras, Se podrá estabilizar con cemento siempre y cuando el material a estabilizar sea libre de partículas orgánicas, con equivalentes de arena superior es a veinte

CARPETA DE RODADURAEstá conformada por mezcla de concreto hidráulico. Los métodos de diseño especifican diseños de mezcla con Módulo de Rotura a la Flexión (MR) superiores a 42 Kg/cm2, o su equivalente a f´c = 280 Kg./cm2.

Juntas transversales y longitudinalesEs necesario para controlar la fisuración en la losa y permitir el movimiento relativo entre paños adyacentes. Las juntas son longitudinales y transversales y tienen el rol de inducir fisuras por contracción del concreto, aislar el movimiento de los paños de elementos ajenos al pavimento, como buzones por ejemplo, y siendo incluso parte del procedimiento constructivo.

TexturizadoEl objetivo de texturizar la superficie del concreto es entregarle al pavimento las cualidades necesarias para el contacto pavimento – neumático que permita el tránsito de los vehículos en condiciones seguras. Pueden ser de dos tipos: micro y macro texturizado. El micro texturizado es el que se logra aplicando una llana húmeda sobre la superficie

del pavimento. El macro texturizado se logra mediante herramientas mecánicas, como peines con

cerdas metálicas o aparatos más sofísticados que pueden ser incorporados en el tren de pavimentado.

Barras de amarre Son barras de acero corrugado que controla el movimiento lateral de los carriles, las mismas que sirven de anclaje.

Barras pasa juntas Se pueden dar mediante la trabazón de los agregados o mediante el empleo de pasadores en las juntas de contracción transversal. Los pasadores son barras de acero lisas y con los bordes redondeados que se colocan en el plano perpendicular al corte de la junta transversal. Deben estar centrados con respecto al espesor de la losa y permitir el movimiento entre paños adyacentes, no deben restringir su movimiento.

Tipos de pavimentoExisten tres tipos de pavimentos de concreto: Pavimento de concreto simple con juntas. Pavimento de concreto armado con barras transversales. Pavimento de concreto continuamente reforzados.

 Pavimento de concreto simple con juntas

En este tipo de pavimentos se requiere realizar juntas de contracción transversal cada 3.5 y 6.0

metros. La transferencia de carga entre paños adyacentes se puede dar mediante trabazón de

agregados o mediante el empleo de pasajuntas. Las juntas inducen el agrietamiento propio del

comportamiento del concreto por las tensiones originadas debido a los cambios de

temperatura y humedad.

Pavimento de concreto armado con barras transversales La carpeta de rodadura es de concreto reforzado con mallas de acero, las que permiten ampliar las distancias entre las juntas entre 7.5 y 9.0 metros. Aunque tiene refuerzo moderado de acero siempre se espera que se produzcan fisuras controladas dentro de los paños. El refuerzo controla parte de las tensiones y permite tener espaciamientos mayores entre las juntas. La transferencia de carga entre paños adyacentes se realiza mediante el empleo de pasajuntas.

Pavimento de concreto continuamente reforzadosLas tensiones son controladas por una armadura de acero. Se espera la aparición de fisuras controladas a lo largo de todo el pavimento, con distancias entre 0.6 y 2.0 metros

3°.- CUALES SON LAS FASES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS

Trabajos previos- Recocimiento de terreno

Cuerpo del terreplen - Replamnteo de la linea de ceros del terreno

Levantameinto topografico estudio preliminar

Diseño difinitvo

4°.- CUALES SON LOS REQUISITOS DE UNA ESTRUCTURA DE PAVIMENTOS

EN EL TERRENO DE FUNDACIÓN.- muestreo de material, clasificación de fragmentos de roco y suelos, contenido de agua, límites de consistencia, compactación de suelos, grado de compactación, valor relativo de soporte y expansión

EN LA SUBRASANTE.- muestreo de material, clasificación de fragmentos de roco y suelos, contenido de agua, límites de consistencia, compactación de suelos, grado de compactación, valor relativo de soporte y expansión

EN LA SUBBASE.- muestreo de materiales, granulometría, límite de consistencia, valor relativo y expansión, equivalente de arena, compactación, grado de compactación, desgaste de los ángeles

EN La BASE.- muestreo de materiales, granulometría, límite de consistencia, valor relativo y expansión, equivalente de arena, compactación, grado de compactación, desgaste de los ángeles, partículas alargadas y lajeadas.

EN LA CARPETA.- muestreo de materiales, granulometría, densidad relativa, equivalente de arena, grado de compactación, desgaste de los ángeles, partículas alargadas y lajeadas, intemperismo acelerado, desprendimiento por fricción, cubrimiento con asfalto.

5°.- CUALES SON LOS TIPOS DE PAVIMENTOS

PAVIMENTOS CON TRATAMIENTO SUPERFICIAL

Los tratamientos superficiales dobles o triples pueden ser utilizados como capas de revestimiento en carreteras de tráfico leve a medio. Se construyen mediante la aplicación de capas de ligante bituminoso sobre las cuales se conforman capas de materiales pétreos compactados, cuya granulometría debe ser rigurosamente controlada para satisfacer las exigencias de las especificaciones técnicas adoptadas en el proyecto.

El deterioro del revestimiento se produce principalmente por la fisuración debida a la fatiga y/o al desgaste. Los tratamientos superficiales simples que deben ser utilizados apenas para accesos donde el tráfico de proyecto es del orden del 1% del tráfico de proyecto de las fajas de rodadura, o para la protección provisoria de bases granulares hasta que el revestimiento definitivo sea construido.

PAVIMENTOS FLEXIBLES

Son aquellos que tienen un revestimiento asfáltico sobre una capa base granular. La distribución de tensiones y deformaciones generadas en la estructura por las cargas de rueda del tráfico, se da de tal forma que las capas de revestimiento y base absorben las tensiones verticales de compresión del suelo de fundación por medio de la absorción de tensiones cizallantes. En este proceso ocurren tensiones de deformación y tracción en la fibra inferior del revestimiento asfáltico, que provocará su fisuración por fatiga por la repetición de las cargas de tráfico. Al mismo tiempo la repetición de las tensiones y deformaciones verticales de compresión que actúan en todas las capas del pavimento producirán la formación de hundimientos en la trilla de rueda, cuando el tráfico tiende a ser canalizado, y la ondulación longitudinal de la superficie cuando la heterogeneidad del pavimento fuera significativa.

PAVIMENTOS RÍGIDOS

Son aquellos en los que la losa de concreto de cemento Portland (C.C.P.) es el principal componente estructural, que alivia las tensiones en las capas subyacentes por medio de su elevada resistencia a la flexión, cuando se generan tensiones y deformaciones de tracción de bajo la losa producen su fisuración por fatiga, después de un cierto número de repeticiones de carga. La capa inmediatamente inferior a las losas de C.C.P. denominada sub-base, por esta razón, puede ser constituida por materiales cuya capacidad de soporte sea inferior a la requerida por los materiales de la capa base de los pavimentos flexibles.

PAVIMENTOS SEMIRÍGIDOS

En términos amplios, un pavimento semirígido ó compuesto es aquel en el que se combinan tipos de pavimentos diferentes, es decir, pavimentos “flexibles” y pavimentos “rígidos”, normalmente la capa rígida está por debajo y la capa flexible por encima. Es usual que un pavimento compuesto comprenda una capa de base de concreto o tratada con cemento Portland junto con una superficie de rodadura de concreto asfáltico.

La estabilidad de suelos por medio de ligantes hidráulicos (cemento Portland) permite que se obtengan materiales con capacidad de soporte suficiente para construir capas para base en pavimentos sujetos a cargas pesadas como ser camiones o aeronaves.

Pavimento articulado

Posee una capa de hormigón que se caracteriza por ser muy resistente y flexible. Además se le agregan varios elementos como el cemento. Todos los materiales deben ser colocados da tal manera que resulten homogéneos. Puede ser utilizado durante largos períodos de tiempo ya que resulta muy resistente ante el desgaste y el agua. Es muy utilizado para la circulación de vehículos, además para que el agua no se acumule. Algunos lugares donde se lo ve regularmente son en calles, aeropuertos, entrada a puentes, cunetas, muelles, sendas peatonales, entre muchos otros.

6°.- QUE PAPEL CUMPLEN LOS SISTEMAS DE DRENAJE EN UN PAVIMENTO

DRENAJE DE PLATAFORMA Y MÁRGENES. Tenemos los sumideros aislados y continuos (permiten el desagüe de los dispositivos superficiales de drenaje a un colector) como rejillas laterales, combinados y bajantes (permiten la conducción de aguas colectadas por las orillas hacia la base de los taludes de los terraplenes)

Sistemas de drenaje como elementos puntuales

CUNETAS. Zanjas longitudinales abiertas den el terreno natural junto a la plataforma de la vía, su pendiente deberá ser igual a la de la rasante de la vía salvo que se estime necesario ceñirse más al terreno a modificarse dicha pendiente para mejorar la capacidad de desagüe.

Sistema de drenaje con cunetas

DRENAJE TRANVERSAL. Témenos las pequeñas obras como las de desagüe , alcantarillas de tubo y cajón cuya sección resulta determinante para el desagüe del cauce y suelen tener solado

Y las obras de grandes dimensiones como los puentes y viaductos cuya sección no resulta determinante para el desagüe del cauce y no tiene solado

DRENAJE INTERNO. de un pavimento cumple la f unción de batir el nivel freático, eliminar las algunas de filtración lateral o a través del pavimento derivar fuentes de agua situadas debajo de la sub rasante

Las cuales van a facilitar la ejecución de las explanaciones, aumenta la capacidad de portante de la sub rasante previene fenómenos de erosión interna y bombeo, Contribuyen a la estabilización de taludes

CAPA IMPERMEABLE. Cada capa se coloca bajo la superficie pavimentada constituida por un material filtrante que con ayuda de una pendiente transversal adecuada se pueda drenar el agua que se filtra desde la superficie del pavimento y asiendo debido a la subpresión desde los niveles inferiores

7°.- DESDE EL PUNTO DE VISTA GEOTÉCNICO QUE TIPO DE MEJORAMIENTO SE LE DEBE DAR A UNA ESTRUCTURA VIAL.

Mejorar el terreno de fundación, y clasificar adecuadamente los materiales a usarse.

8°.- QUE SON SUELOS COLAPSABLES, SUELOS DIFERIDOS, SUELOS LICUABLES Y SUELOS EXPANSIVOS.

SUELO COLAPSABLE:

Los suelos Colapsables pueden definirse como aquellos suelos que presentan colapso,

definiendo este término como cualquier disminución rápida de volumen del suelo, producida

por el aumento de diversos factores tales como contenido de humedad (w), grado de

saturación (sr), tensión media actuante (τ), tensión de corte (σ).

Se identifican como suelos Colapsables aquellos depósitos formados por arenas limos-Yesifero

de naturaleza meta-estable y en algunos casos cementados por arcillas y sales que si bien

resisten cargas considerables en estado seco sufren pérdidas de su conformación estructural

acompañadas de severas reducciones en el volumen exterior cuando su humedad aumenta o

se saturan, este tipo de Suelos inestables que producen subsidencia, en consecuencia de su

estructura y en presencia de agua o excitación sísmica estos suelos pueden colapsar,

consolidarse o asentarse bruscamente y pueden ser por cuestión mecánica o química Su

principal característica de este tipo de suelo lo encontramos con una estructura macro porosa,

con relación de vacíos (e), entre relativamente alto, a muy alto, según su granulometría

predominantemente fina, con predominio de fracciones de limos y de arcilla. El tamaño de los

granos es generalmente poco distribuido y con los granos más grandes escasamente

meteorizados. La mayoría de las veces, la cantidad de la fracción arcilla es relativamente

escasa, pero sin embargo, tiene una influencia importante en el comportamiento mecánico de

la estructura inter granular. Poseen estructura mal acomodada, con partículas de mayor

tamaño separadas por espacios abiertos, y unidas entre sí por acumulaciones o "puentes" de

material predominantemente arcilloso. En muchos casos existen cristales de sales solubles

insertados en tales puentes o uniones arcillosas. Se identifica la colapsabilidad de estos suelos

cuando el volumen de vacíos iguala a la cantidad de agua en el límite líquido para mayor

cantidad de agua o menor volumen de vacíos el suelo es inestable.

SUELOS COLAPSABLES

SUELO LICUABLES:

Son suelos que esta sujetos a la acción de una fuerza externa (carga), en ciertas circunstancias

pasan de un estado sólido a un estado líquido, o adquieren la consistencia de un líquido

pesado. Es un tipo de corrimiento, provocado por la inestabilidad de un talud. Es uno de los

fenómenos más dramáticos y destructivos y además, más polémicos y peor explicados que

pueden ser inducidos en depósitos por acciones sísmicas. La presencia de Arena o limo mal

graduado y con cantos redondeados reduce la fricción y las partículas de igual tamaño

permiten la formación de vacíos que reduce la Densidad y Resistencia del Suelo.

Las vibraciones sísmicas incrementan la presión del agua en suelos saturados, haciendo que se

licuen y cuando carece de cohesión y densidad al licuarse, el suelo pierde resistencia y

capacidad para soportar carga portante.

El porcentaje en peso de partículas <0,005 mm es menor del 15%

LL < 35

w/LL > 0,9

Si el suelo cumple estas condiciones y la arena sometida a acción cíclica alcanza el 20% de

deformación se alcanzará podremos decir que es un suelo licuable

IMAGEN DE SUELO LICUABLES

SUELOS EXPANSIVOS

Es aquella Arcilla susceptible de producir grandes cambios de volumen en relación directa con

los cambios de humedad del suelo. El responsable de esto es un mineral llamado

MONTMORILLONITA

La Arcilla se expande con la humedad y se contrae al secarse, formando profundas grietas este

proceso favorece la mezcla de materiales desde el horizonte más profundo y al llenarse las

grietas con material externo y cuando la Arcilla vuelve a hidratarse expulsa parte del material

más profundo por la falta de espacio. Este proceso repetido durante años acaba generando

suelos de tipo VERTISOL.

Son arcillas expansivas se caracterizan a menudo por su alto límite líquido (LL) y un alto índice

de plasticidad (IP). El límite líquido (LL) del suelo se define como el contenido de humedad

expresado en por ciento con respecto al peso seco de la muestra, con el cual el suelo cambia

del estado líquido al plástico. Baja plasticidad LL < 35% Plasticidad intermedia LL = 35- 50% Alta

plasticidad LL = 50 � 70% Plasticidad muy alta LL = 70 � 90% Plasticidad extremadamente alta LL >

90% La plasticidad es la propiedad que presentan los suelos en poder deformarse, hasta cierto

límite sin romperse. Según Atterberg, cuando un suelo tiene un índice plástico (IP) igual a cero,

el suelo es no plástico, cuando el índice plástico es menor de 7, el suelo presenta baja

plasticidad, cuando el índice plástico está comprendido entre 7 y 17 se dice que el suelo es

medianamente plástico y cuando el suelo presenta un índice plástico mayor que 17 se dice que

es altamente plástico. Cambio de volumen en el suelo: Los suelos arcillosos, especialmente los

muy plásticos, se retraen mucho cuando se secan y se expanden cuando se humedecen.

9°.- TOMANDO COMO REFERENCIA TRUJILLO, COMO CLASIFICARÍA USTED DESDE EL PUNTO DE VISTA ESTADÍSTICO A LA CIUDAD DE TRUJILLO LOS TIPOS DE PAVIMENTOS ACTUALES.

Esta constituido en su mayoría de pavimento flexible, tal es el caso de asfalto al frio en clases del cercado de Trujillo se aprecia emulsión asfáltica con una capa de eslaby cel, calles como Jr. Pizarro está constituido de adoquines. En lagunas zonas de los distritos de Trujillo como Rio Seco, El Porvenir se aprecia pavimento rígido en algunas vías.