DISEÑO DE UN PAVIMENTO

INTRODUCCIÓN

La infraestructura vial incide mucho en la economía de nuestro país por el gran valor que tiene en ésta, pues al alto costo de construcción, mantenimiento o rehabilitación hay que adicionarle también los costos que se derivan por el mal estado de las vías, por eso los nuevos ingenieros que se dediquen a esta rama de la profesión se enfrentaran a un reto muy importante que es el de proporcionar estructuras de pavimentos eficaces con presupuestos cada vez mas restringidos.

Dentro del contexto del diseño de pavimentos se acepta que el dimensionamiento de estas estructuras permite que se establezcan las características de los materiales de las distintas capas del pavimento y los espesores, de tal forma que el pavimento mantenga un "índice" de servicio aceptable durante la vida de servicio estimada.

Un pavimento debe ser diseñado de tal manera que las cargas impuestas por el tránsito no generen deformaciones permanentes excesivas. En el caso de los pavimentos flexibles estas deformaciones se producen en cada una de las capas. Los diferentes métodos de diseño de pavimentos suponen que las deformaciones permanentes ocurren solamente en la subrasante. Sin embargo, en vías donde se construyen capas asfálticas delgadas o de baja rigidez como ejemplo vías de bajo tráfico; las capas granulares soportan el esfuerzo aplicado casi en su totalidad y la magnitud de dichos esfuerzos puede llegar a generar valores altos de deformación permanente. Por lo tanto, las metodologías de diseño deben comenzar a tener en cuenta las deformaciones que se producen en estas capas, y los modelos para predecir dichas deformaciones, deben ser capaces de reproducir el comportamiento de estos materiales bajo diversas trayectorias de carga cíclica y condiciones del medio ambiente.

ABSTRACT

This work shows us gives an idea us of how analyzing the road infrastructure of our country, doing an analysis I criticize of the form as this affects the economy of our country by the great value much that it has in this one, because to the high cost of construction, maintenance or rehabilitation it is necessary to also add the costs to him that derive by badly been from the routes, for that reason the new engineers who dedicate themselves to this branch of the profession faced a very important challenge that he is the one to provide structures of effective pavements with budgets more and more restricted.

Inside of the context of the design of pavements it is accepted that the sizing of these structures allows that the characteristics of the materials of the different layers from the pavement and the thicknesses settle down, of such form that the pavement maintains a “acceptable index” on watch during the considered life on watch.

A pavement must be designed in such a way that the loads imposed by the transit do not generate permanent sets excessive. In the case of the flexible pavements these deformations take place in each one of the layers. The different methods from design of pavements suppose that the permanent sets only happen in the subgrazing one. Nevertheless, in routes where thin asphalt layers are constructed or of low rigidity like example routes of low traffic; the granular layers almost support the effort applied in their totality and the magnitude of these efforts can get to generate values high of permanent set.

By as much, the design methodologies must begin to consider the deformations that take place in these layers, and the models to predict these deformations, must be able to reproduce the behavior of these materials under diverse trajectories of cyclical load and conditions of environment.

OBJETIVO GENERAL

Establecer Criterios y decisiones al tomar decisiones que estén a nuestro alcance como futuros ingenieros generando prontas y efectivas soluciones en la elaboración de métodos de diseño para pavimentos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Conocer los diferentes métodos de diseño para pavimentos flexibles.

• Analizar y calcular por los diferentes métodos de diseño para pavimentos; ejercicios establecidos en la clase.

• Socializar en grupo el tema de cómo realizar un diseño adecuado para los diferentes ejercicios propuestos.

• Conocer los factores importantes en el diseño de pavimentos.

• Comprender las funciones y características de calidad y resistencia de la capa subrasante en la sección estructural del pavimento.

JUSTIFICACIÓN

Con la realización de este trabajo buscamos adquirir los conocimientos básicos como esenciales para el análisis y diseño de los pavimentos flexibles, esto complementando las explicaciones realizadas en clase por los compañeros de clase, al igual de las observaciones por medio del profesor encargado del curso.

1. Utilización de métodos para el diseño de pavimentos flexibles

Se ha venido comentando de la gran dificultad que actualmente se tiene en plantear teóricamente el problema de los pavimentos y es natural que esa dificultad o, para decirlo con mayor claridad, el hecho de no haberse logrado plantear en forma satisfactoria ninguna solución teórica, se refleje en los métodos de diseño existentes. Si no hay base teórica general y satisfactoria, es obvio que los métodos de diseño habrán de fundamentarse o en teorías insatisfactorias o en consideraciones ajenas a la teoría.

La mayor parte de los métodos de diseño de espesores tienen como base una prueba de laboratorio o un conjunto de pruebas, que se supone sirven como índice para representar el comportamiento real de los pavimentos por medio de alguna correlación o conjunto de correlaciones mas o menos razonables y seguras, que deben de existir entre el comportamiento de los materiales en el laboratorio y en la estructura.

Se comprende entonces por que la tecnología de los pavimentos esta tan llena de factores ajenos a la metodología especifica de un método de diseño. Por ejemplo, es común fijar normas de calidad relativamente estrictas a los materiales por utilizar, mejorándolos muchas veces con mezclas o añadidos substanciales de cemento, cal, asfalto etc.; esta ultima tecnología, denominada estabilización de suelos es muy importante para la vida útil del pavimento, también el estos casos suele hacerse a los tratamientos mecánicos de los materiales (compactación, trituración, lavado, etc.), del conjunto de métodos que pueden verse a través de este trabajo.

2. ESTABILIZACIÓN DE SUBRRASANTES

Las subrasantes de poca resistencia son un problema común en la construcción de pavimentos. La existencia de una falla en al subrasante sobre la que este cimentada el pavimento llevara a un deterioro rápido de la estructura del mismo.

De la calidad de ésta depende, en gran parte, el espesor que debe tener un pavimento, sea éste flexible o rígido. Como parámetro de evaluación de esta capa se emplea la capacidad de soporte o resistencia a la deformación por esfuerzo cortante bajo las cargas del tránsito.

Tradicionalmente, las subrasantes de poca resistencia u oscilantes han sido retiradas y reemplazadas por rellenos de sustitución o estabilizadas químicamente. Ambas opciones son caras y consumen mucho tiempo, especialmente si se comparan con soluciones mucho mas practicas pero de un buen criterio de ingeniero civil, esto con el fin de mejorar el rendimiento de la subrasante existente, distribuyendo las cargas sobre la superficie mayor, reduciendo la oscilación y el punzonamiento y maximizando a la vez la capacidad de carga de la subrasante.

Es necesario tener en cuenta la sensibilidad del suelo a la humedad, tanto en lo que se refiere a la resistencia como a las eventuales variaciones de volumen. Los cambios de volumen en un suelo expansivo, pueden ocasionar graves daños a las estructuras que se apoyan sobre éste, por esta razón, al construir un pavimento hay que intentar al máximo controlar las variaciones volumétricas del mismo a causa de la humedad.

Es una parte esencial en el diseño de pavimentos. Tiene la particularidad de otorgar la respuesta estructural y el comportamiento del pavimento en construcción y operación.

La subrasante puede estar constituida por suelos en su estado natural, o por éstos con algún proceso de mejoramiento tal como la estabilización mecánica, la estabilización físico –química con aditivos como el cemento Portland, la cal, el asfalto, entre otras.

Denominación: es la fundación sobre el cual el pavimento será construido.

Como material de fundación, se debe establecer cuál es su resistencia mecánica y específicamente ante la presencia de cargas.

• Se busca la relación entre la carga y la deformación unitaria

• La resistencia varía con las condiciones de humedad, compactación y confinamiento

• Deben representarse en laboratorio las mismas condiciones del proyecto

Tiene

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