Diseño De Pavimento

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional

Sede Tucupido – Núcleo Guárico

Ingeniería Civil D 7-1

Diseño de Pavimento

Facilitador: Integrantes:

Ing. Magrit Herrera Machado, Elizabeth C.I 22.615.470

Mauco, Hexabel C.I 19.067.606

Rivero, Josselyn C.I 24.239.513

Saavedra, Laura C.I 24.239.651

Seijas, Maria C.I 19.962.221

Navarro, Nohemí C.I 20.956.058

Diaz, Carmen C.I 24.240.588

Aray, Ismary C.I 20.954.105

Pietrantonio, Jesus C.I 24.791.515

Gutierrez, Randoll C.I 22.615.224

INTRODUCCIÓN

El pavimento en la ingeniería civil, es la capa constituida por uno o más materiales que se colocan sobre el terreno natural o nivelado, para aumentar su resistencia y servir para la circulación de personas o vehículos. Entre los materiales utilizados en la pavimentación urbana, industrial o vial están los suelos con mayor capacidad de soporte, los materiales rocosos, el hormigón y las mezclas asfálticas. En la actualidad se encuentra en investigación pavimentos que ayudan al medio ambiente como el formado por noxer.

Una de las primeras formas de pavimentación fue la calzada romana, construida en varias camadas. Esta gran obra de ingeniería logró que varios tramos hayan resistido durante siglos y se puedan encontrar inclusive hoy.

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 más 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.

Diseño de Pavimento

El pavimento es la superficie de rodamiento para los distintos tipos de vehículos, formada por el agrupamiento de capas de distintos materiales destinados a distribuir y transmitir las cargas aplicadas por el tránsito al cuerpo deterraplén. Existen dos tipos de pavimentos: los flexibles (de asfalto) y los rígidos (de concreto hidráulico). La diferencia entre estos tipos de pavimentos es la resistencia que presentan a la flexión.

Un pavimento está constituido por un conjunto de capas superpuestas, relativamente horizontales, que se diseñan y constituyen técnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados. Estas estructuras estratificadas se apoyan sobre la subrasante de una vía obtenida por el movimiento de tierras en el proceso de exploración y que han de resistir adecuadamente los esfuerzos que las cargas repetidas del tránsito le transmiten durante el periodo para el cual fue diseñada la estructura del pavimento. Un pavimento debe cumplir adecuadamente sus funciones deben reunir los siguientes parámetros:

• Ser resistente a la acción de las cargas impuestas por el transito

• Ser resistente ante los agentes de intemperismo

• Presentar una textura superficial adaptada a las velocidades previstas de circulación de los vehículos, por cuanto ella tiene una decisiva influencia en la seguridad vial. Además debe ser resistente al desgaste producido por el efecto abrasivo de las llantas de los vehículos

• Debe presentar una regularidad superficial, tanto transversal como longitudinal, que permitan una adecuada comodidad a los usuarios en función de las longitudes de onda de las deformaciones y de la velocidad de circulación.

• Debe ser durable

• Debe ser económico

• El ruido de rodadura, en el interior de los vehículos que afectan al usuario, asícomo en el exterior, que influyen en el entorno, deber ser adecuadamente moderado.

• Deber poseer el color adecuado para evitar reflejos y deslumbramiento y ofrecer una adecuada seguridad al tránsito.

Pavimentos flexibles

Este pavimento es una estructura formada por las capas con la finalidad de cumplir con los siguientes propósitos:

1. Soportar y transmitir las cargas que se presentan con el paso de vehículos.

2. Ser lo suficientemente impermeable.

3. Soportar el desgaste producido por el tránsito y por el clima.

4. Mantener un superficie cómoda y segura (antideslizante) para el rodamiento de los vehículos.

5. Mantener un grado de flexibilidad para cubrir los asentamientos que presente la capa inferior (base o subbase).

Valor Relativo de Soporte

Los materiales de estos pavimentos necesitan tener una gran resistencia al corte para evitar las posibles fallas. De esta forma el diseño de este tipo de pavimento se basa en ensayes de penetración, es decir mediante la determinación del valor de soporte de California o C.B.R.

Este índice de resistencia al corte, nosotros lo conocemos como V.R.S., el cual se da como el porcentaje de la carga necesaria para introducir un pistón estándar en un material determinado. El material que sirve de referencia es una caliza triturada.

Método AASHTO para el diseño de pavimentos flexibles

El método AASHTO-1993 para el diseño de pavimentos flexibles, se basa primordialmente en identificar un “número estructural (SN)” para el pavimento, que pueda soportar el nivel de carga solicitado. Para determinar el número estructural, el método se apoya en una ecuación que relaciona los coeficientes, con sus respectivos números estructurales, los cuales se calculan con ayuda de un software, (AASHTO 93) el cual requiere unos datos de entrada como son el número de ejes equivalentes, el rango de serviciabilidad, la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar; esta ecuación se relaciona a continuación:

SN= a1D1 + a2D2m2 + a3 D3m3

Dónde:

ai = coeficiente estructural de la capa i

Di = espesor en pulgadas de la capa i

mi = coeficiente de drenaje de la capa i

Método racional para el diseño de pavimento flexible

El método racional consiste en asumir unos espesores para cada una de las capas de la estructura del pavimento. A partir del módulo resiliente y los espesores asumidos, se caracterizan dichas capas. El módulo resiliente se obtiene mediante la siguiente relación:

Mr subbase = 0.206 * (h0.45) * (Mr subrasante)

Dónde:

h = espesor de la capa asumida.

Mr = modulo resiliente de la capa inferior a la analizada.

El método racional, al igual que el método de la AASHTO, se apoyan en modelos computacionales, para determinar las de formaciones de la estructura del pavimento ante las cargas de diseño. Para el método racional se usará el DEPAV y se compararán los resultados obtenidos, con las leyes de fatiga.

Método de la Portland Cement Association (Pca)

El propósito de este método o al igual que el de los anteriores es determinar los espesores mínimos de pavimento que permiten optimizar costos en una obra.

Este método consiste en una hoja de cálculo que reúne una serie de datos para el análisis de la estructura por fatiga y por erosión. El análisis de fatiga se basa en el cálculo de esfuerzos por caga en el borde de las losas y el análisis de erosión se basa en que la deflexión más crítica ocurre en la esquina de la losa.

Ensayos de pavimentos flexibles

• Ensayo de viscosidad:

Permite conocer los valores de la resistencia del asfalto a fluir. Este ensayo se puede realizar a temperaturas de 60°C o de 135°C. A 60°C se efectúa la viscosidad absoluta y se utiliza un viscosímetro capilar, el cual se coloca en un baño de aceite a temperatura constante. Se incorpora el asfalto precalentado hasta que llegue a la marca de llenado.

• Prueba de penetración

La prueba de penetración da una medición empírica de la consistencia de un material, en términos de la distancia que se hunde una aguja estándar en el material, para una carga y un intervalo de tiempo prescritos. La penetración de un asfalto procesado es baja, con un aumento de la temperatura o vacío en la torre de fraccionamiento. Inversamente, temperaturas y vacíos menores producen asfaltos con penetraciones más altas. El asfalto procesado se denomina cemento asfáltico de petróleo y se clasifica según su penetración.

Ensayos de resistencia del concreto

Aunque los pavimentos rígidos se diseñan y trabajan a la flexión, la verificación rutinaria de la resistencia por flexión de la mezcla es dispendiosa debido al peso de las vigas que se requieren para el ensayo y a la variabilidad que suelen presentarlos resultados de éste. Por ese motivo, se aconseja establecer una relación entre las resistencias a flexión y compresión para el concreto al inicio de la obra y realizar las verificaciones rutinarias de resistencia a la flexión de manera indirecta a partir de la compresión.

Ensayo de resistencia a la flexión

La resistencia a la flexión es una medida de la resistencia a la tracción del concreto, medida de la resistencia a la falla

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