unidad 1 2014 principios basicos
DESCRIPTION
principios básicos de concreto.TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD DE LA GUAJIRAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
CATEDRA DE PAVIMENTOS 2014
PROGRAMA DE PAVIMENTOS
UNIDAD 1.-PRINCIPIOS BASICOS DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS
UNIDAD 2.-ESTIMACION DEL TRANSITO DE DISEÑO PARA PAVIMENTOS
UNIDAD 3.-FACTORES AMBIENTALES Y CLIMATICOS
UNIDAD 4. –DETERMINACION DE LA RESISTENCIA DE DISEÑO DE LA SUBRASANTE
UNIDAD 5.-DISEÑO DE PAVIMENTOS RIGIDOS PARA CALLES Y CARRETERAS
UNIDAD 6.- DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES
SOLO LOS ESTUDIANTES MEDIOCRES SE CONFORMAN CON LO MINIMO DEL APRENDIZAJE ¿SERE YO, MAESTRO ?
TEXTOS DE CONSULTA
1. INGENIERIA DE PAVIMENTOS PARA CARRETERAS. Alfonso Montejo Fonseca.
2. DISEÑO RACIONAL DE PAVIMENTOS.Fredy Alberto Reyes Lizcano.
3. PAVIMENTOS. División de Investigaciones y Asesorías de la Universidad de Medellín.
4. MANUAL CENTROAMERICANO DE CARRETERAS.
5. NOCIONES SOBRE METODOS DE DISEÑO DE PAVIMENTOS. Carlos Hernando Higuera Sandoval
TEXTOS DE CONSULTA
1.1. HISTORIA DE LOS PAVIMENTOS
Cuando la humanidad abandono la vida nómada empezó la historia del camino, ya que el sistema de migraciones estacionales la obligaron a retornar a parajes menos inhóspitos.
De esta manera, el primitivo sendero que iba desde la caverna hasta los lugares de abastecimientos se convirtió en el obligado camino, que era utilizado cada vez que las tribus regresaban.
Se tiene conocimiento de que ya en la antigüedad existían pavimentos perfectamente constituidos; es así como en el año 322 A.C, algunas ciudades contaban con pavimentos de piedras planas por las cuales transitaban seguramente los primeros vehículos de ruedas.
En Creta se encontraron vestigios que datan del 1500 A.C. Los mas antiguos pavimentos se encontraron en Asia. Con el tiempo se fueron extendiendo a Europa.
VIA APPIA-ANTIGUA ROMA
HISTORIA
El imperio Romano es el pionero en la red caminera; tenia la necesidad apremiante de vincular las diferentes regiones en una gran extensión, para poder dominar sus colonias. El primer camino construido en Roma data del año 312 A.C, el cual dio comienzo al esplendido sistema vial romano.
Es sorprendente la similitud del tipo de estructura de los pavimentos romanos, con los de hoy.
HISTORIA
EVENTO EPOCA LUGAR SIGNIFICADO
Invención de la rueda
3000 A.C Asia
Caminos de gran longitud
500 A.C Asia
Legislación sobre caminos
1607 Francia Se sanciono el primer código de
carreteras
Uso moderno del asfalto
1852 Francia
Caminos de Hormigón
1879 Escocia Primer pavimento de concreto
Automóvil de llanta neumática
infable
1895 Francia Aumento de comodidad en la
circulación
Autoestrada Milán-Lagos-Alpinos
1924 Italia Primera vía del mundo con control
de accesos
HISTORIA
Facilito el intercambio comercial y de personasVía de enlace entre Susa (Persia) y el Mediterráneo
Primer camino con asfalto natural
Las ruedas mas antiguas que se conocen fueron construidas en la antigua Mesopotamia, entre los años 3500 A.C y 3000 A.C.
En su forma mas simple, la rueda era un disco solido de madera, fijado a un eje redondo mediante espigas de madera.
Con el transcurso de los años se eliminaron secciones del disco para reducir su peso y los radios empezaron a emplearse en torno al año 2000 A.C.
INVENCION DE LA RUEDA
HISTORIA
En América, los primeros caminos encontrados se hallaban en Guanahaní, Cuba y Jamaica. Pero los grandes sistemas camineros americanos fueron el azteca y el maya, que recorrían México, y parte de América Central, y el Inca, en América del Sur, que fue el mas extenso.
La construcción de estos caminos, se constituía, primero de una caja de un metro de profundidad que rellenaban con una capa de 0.80 m de gruesas piedras, y después de material de granulometrías mas finas para enrazar y dar una superficie lisa.
HISTORIA
CAMINO INCA
La construcción de carreteras como ciencia aparece en Europa por el año 1850, con los métodos ideados por Tresaguet . En Inglaterra, hacia el año de 1820, Telford diseño caminos con superficie de rodadura, construidos con piedras cuidadosamente colocadas.
Por la misma época, Macadam ideo otro tipo de construcción, empleando piedra irregular de tamaño mediano en lugar de las grandes usadas por Telford. Este tipo de pavimento, es aún utilizado y lleva su nombre.
HISTORIA
El primer pavimento en Colombia se construyó en las calles del centro de Bogotá y en el parque de la Plaza Bolivar entre 1890 y 1893, pero la poca técnica empleada en la obtención del asfalto, la falta de fundación del pavimento, el uso de materiales inadecuados, provocaron inconformidad con la obra.
La historia de los pavimentos se remonta a la dictadura de Rafael Reyes quien crea el MOP el 7 de Enero de 1905. Desde esa época se clasifican las vías en nacionales, departamentales y municipales. Durante ese gobierno se construyeron 207 km de carreteras y 572 caminos de herradura.
La primera carretera fue la carretera Central del Norte que comunicaba a Bogotá con Santa Rosa de Viterbo (Boyacá) y por ella transito el primer carro importado a Colombia. Entre 1916 y 1930, se construyeron 9300 Km de vías sin un plan solido y sin apego a las técnicas de construcción. El resultado, una serie de vías dispersas, inconclusas, que no prestaban servicio alguno. La solución borrar lo hecho y hacer un nuevo plan.
HISTORIA
En 1929 el MOP pavimenta 5 Km de la carrera 7 entre San Diego y la Avenida Chile (Bogotá), utilizando concreto asfaltico. En 1938 se autoriza la pavimentación de algunos tramos de carreteras nacionales y se crea el programa “ cambio de piso “.
HISTORIA
En 1950 a través del BIRF se recomienda construir 5.261 Km de vías en tres años. A partir de 1951, se construyen entre otras, Ciénaga-Barranquilla; Luruaco-Cartagena( pavimento sobre arcillas expansivas) y también las principales avenidas y calles de Barranquilla.
En los años 80 se termina la carretera Bogotá-Medellin y la conexión Bucaramanga con Santa Marta. Igualmente se construyen 42 Km de pavimento de concreto en la carretera Toluviejo-Sincelejo.
En los años 90 se construyo el pavimento de concreto en el sector Ricaurte-El Diviso en una longitud de 43 Km en la carretera Pasto-Tumaco. En Antioquia, La Unión-Sonson. También se construyo en concreto la Circunvalar de Providencia.
HISTORIA
A partir del año 2000 se afianzan las concesiones viales en el pais y los pavimentos de concreto se imponen como la solución para los Sistemas de Transportes Masivo.
Hoy se conocen diversos métodos de diseños de carreteras y varios tipos de pavimentos, en razón del crecimiento incesante del transito, que aumenta la demanda de vías y reclama mejores condiciones y mayor seguridad, lo que se puso en evidencia a partir del año 1920, año de la aparición del automóvil.
ACTUALIDAD
ENTIDAD ADMINISTRADORA
LONGITUD (Km)
PORCENTAJE (%)
Departamentos 71.528 49.15
Municipios 34.918 24.00
Invias (Red Terciaria) 26.811 18.43
Privadas 12.252 8.42
Total 145.509 100.00
Fuente: Ministerio de Transportes-Oficina de Planeación. El transporte en cifras.2004
La red vial de Colombia, esta constituida por 162.036 Km, de los cuales 16,527 corresponden a la Red Básica Primaria, a cargo del INVIAS
RED VIAL DE COLOMBIA
ACTUALIDAD
Para la Red Básica Primaria CONSULTAR las Cartillas del INVIAS
MAPA DE LA RED VIAL
ACTUALIDAD
RED VIAL DEL DEPARTAMENTO DE LA GUAJIRA
Red Primaria : 144 Km Red Secundaria : 1295 Km
Red Terciaria : 603 Km
Red Municipal : 1.622 Km
ACTUALIDAD
DEFINICION DE PAVIMENTOS
El pavimento es una estructura vial formada por UNA o VARIAS capas de MATERIALES SELECCIONADOS que se construyen TECNICAMNTE sobre la SUBRASANTE, y es capaz de resistir LAS CARGAS IMPUESTAS POR EL TRAFICO y la acción del MEDIO AMBIENTE, así como TRANSMITIR al suelo de apoyo o fundación ESFUERZOS Y DEFORMACIONES TOLERABLES, además de proporcionar la CIRCULACION de los VEHICULOS con RAPIDEZ, COMODIDAD, SEGURIDAD Y ECONOMIA.
Los pavimentos son un problema geotécnico pues tratan de la interacción de una estructura construida por los humanos sobre el terreno y con materiales obtenidos del terreno.
OTRAS DEFINICIONES DE PAVIMENTOS
“Estructura que aporta una superficie adecuada para operar un vehículo auna velocidad determinada en forma cómoda y segura en cualquier circunstancia.”
Celestino Ruiz: “ Una estructura y como tal capaz de absorber, como energía elástica potencial, el trabajo de deformación impuesto por la carga circulante durante la vida útil”
CARACTERISTICAS DE LOS PAVIMENTOS
Ser resistente a la acción de las cargas. Ser resistentes ante los agentes del intemperismo.
Ser durable.
Ser económico.
Tener textura adecuada para el rodamientoTener condiciones adecuadas respecto al drenaje.
Tener el color adecuado para evitar reflejos y deslumbramientos y ofrecer seguridad al transito.
CLASIFICACION DE LOS PAVIMENTOS
FLEXIBLES
ELEMENTOS CONSTITUYENTES
Carpeta Asfáltica
Base Granular
Sub-base GranularSub-rasante
CALIDADCALIDAD
CALIDAD
CLASIFICACION DE LOS PAVIMENTOS
RIGIDOS
ELEMENTOS CONSTITUYENTES
Losa de concreto hidráulico
Sub-base Granular
Sub-rasante
Debido a la alta rigidez del concreto hidráulico, así como a su elevado módulo de elasticidad, la distribución de los esfuerzos se produce en una zona muy amplia.
CLASIFICACION DE LOS PAVIMENTOS
SEMIRRIGIDOS O MIXTOS
ELEMENTOS CONSTITUYENTES
Carpetas asfáltica
Bases, Subbases, Subrasantes tratadas con :
•Asfaltos
•Cemento
•Cal
MAYOR RIGIDEZ
La transmisión de los ESFUERZOS al suelo de soporte (subrasante) se hace en parte por DISIPACION y otro tanto por REPARTICION, por eso se asume que tienen un comportamiento mixto.
CLASIFICACION DE LOS PAVIMENTOS
ARTICULADO
ELEMENTOS CONSTITUYENTESSuperficie en Adoquines
Capa de Arena
Base o Subbase GranularSubrasante
Se transmiten los esfuerzos al suelo de soporte mediante un mecanismo de disipación de tensiones.
Fuente: Manual de diseño de Pavimento de Colorado 2010-USA
COMPARACION DE LAS ESTRUCTURAS TIPICAS
OPCIONAL UNA DE LAS DOS CAPAS.
FUNCIONES DE LAS CAPAS DE LOS PAVIMENTOS FLEXIBLES
FUNCIONES DE LAS CAPAS EN LOS PAVIMENTOS RIGIDOS
FUNCIONES DE LAS CAPAS DE LOS PAVIMENTOS ARTICULADOS
VARIABLES QUE AFECTAN EL DISEÑO, LA CONSTRUCCION Y EL COMPORTAMIENTO DE LOS PAVIMENTOS
1. Estructurales Terreno de fundación o subrasante Espesor y condiciones mecánicas de las
capas
II. El Transito El tipo de vehículo Peso del vehículo Clases de ejes Cargas por eje Presión y área de contacto de las llantas Velocidad de aplicación de las cargas Impacto Numero de aplicaciones de carga
III. Clima y condiciones regionales Lluvias Cambios de temperatura Topografía Humedad, nubosidad, presión atmosférica, etc.
IV. Los Costos Costos de construcción Costos de conservación y
mantenimiento.
V. Factores Intrínsecos Resistencia estructural Deformabilidad Durabilidad
AREA DE CONTACTO Y PRESION DE CONTACTO
Los métodos de diseño de pavimentos actuales asumen una carga de neumático estática aplicada sobre la superficie de pavimento ( Yoder y Witczak, 1975; Huang, 2004).
Se asume dos supuestos:
La presión de contacto se distribuye de manera uniforme en todo el área de contacto
La presión de contacto es igual a la presión de los neumáticos
q Piq = presión de contactopi = Presión de inflado del neumáticoEl área de contacto se relaciona con la carga y la presión de los neumáticos así:
Pa
q
P = Carga aplicadaa = Radio de carga
TIPOS DE CARGAS APLICADAS EN CONTACTO CON EL PAVIMENTO
TIPOS DE CARGAS APLICADAS EN CONTACTO CON EL PAVIMENTO TIPICAS EN COLOMBIA
REPRESENTACION DE ESOS TIPOS DE CARGAS
EN EL CAPITULO DE TRANSITO VEREMOS LA NORMATIVIDAD Y SUS EFECTOS EN EL DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE LOS PAVIMENTOS
6 Ton. 11.0 Ton.
22 Ton. 24 Ton.
HUELLA CIRCULAR O REDONDEADA
Si se considera un plato de carga se tiene:
Pq
Ac Esto es aproximadamente igual a la PRESION DE
INFLADO
Ac : Área de contacto
Expresando el área de contacto (Ac), en función del radio de carga, se tiene:
2 PAc a a
q
a = radio de carga
EJEMPLO DE APLICACION
Un eje sencillo de rueda doble tiene una carga de 8.2 toneladas. Calcule el radio de carga de cada llanta para una presión de contacto (se supone igual a la presión de inflado de las llantas) de 5.6 Kg/cm2 (80 psi). b) Si el eje es de rueda sencilla, determine el área de contacto y el radio de carga.
S.R.D
S.R.S
a) S.R.D
Carga del Eje : 8.2 ToneladasNo. de llantas en el Eje: 4
Carga por llanta : 8200
20504 4
PesoEjeKg
Presión de contacto: 5.6 Kg/cm2
Pq
Ac 2
2
2050366.07
5.6 /
P kgAc cm
q kg cm
2 PAc a a
q
2366.0710.8
cma cm
b) S.R.S
PARA RESOLVER EN CLASE
REQUISITOS TECNICOS DE LOS MATERIALES QUE CONSTITUYEN LA ESTRUCTURA DE LOS PAVIMENTOS
NORMATIVIDAD
COMPARAR CON ESPECIFICACIONES 2013 EN EL CD
REQUISITOS TECNICOS PARA CAPAS GRANULARES
NORMATIVIDAD
COMPARAR CON 2013
NORMATIVIDAD
COMPARAR CON 2013
REQUISITOS GRANULOMETRICOS NORMATIVIDAD
COMPARAR CON ESPECIFICACIONES 2013
CRITERIOS DE DISEÑOS DE MEZCLAS ASFALTICAS
NORMATIVIDAD
REQUISITOS GRANULOMETRICOS PARA LOSAS DE PAVIMENTOS NORMATIVIDAD
NORMATIVIDAD
NORMATIVIDADCOMPARAR CON ESPECIFICAIONES 2013
LECTURAS RECOMENDADAS:
1. Historia de los Pavimentos
2. Especificaciones de Construcción 2013-Capitulo 2 y 3
CONSULTAS EN LA RED:
1. Definiciones de pavimento
2. Especificaciones de Construcción de Carreteras de México, Perú, Chile, Argentina, Paraguay, España
AQUÍ TIENES LA OPORTUNIDAD PARA QUE CON EL INICIO DE TU ACCIONAR SE DE RESPUESTA A LA PREGUNTA DE LA REFLEXION CONTENIDA EN LA DIAPOSITIVA No.2. NO NECESITAS QUE LA DIGAS AHORA…AL FINAL DE LA CATEDRA TE RESPONDERAS …...