UD_I INTRODUCCION AL DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS v2013-2
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David
Hewlett-Packard
setiembre de 2013
Diseño de Pavimentos
apuntes del curso
W. David Supo P.
W. David Supo P.
1
Diseño de
Pavimentos
INTRODUCCIÓN Y GENERALIDADES DEL DISEÑO
ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS
W. David Supo P.
UANCV/FICP/CAPIC Diseño de Pavimentos
2
Tabla de contenido
1. INTRODUCCIÓN Y GENERALIDADES DEL DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE
PAVIMENTO .................................................................................................................................. 3
1.1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 3
1.1.1. NORMATIVIDAD VIGENTE .............................................................................................. 3
1.1.2. MANUAL DE CARRETERAS ............................................................................................. 4
1.1.3. EG-2013 MTC....................................................................................................................... 5
1.1.4. NORMA TECNICA CE.010 PAVIMENTOS URBANOS ..................................................... 5
1.2. CONCEPTOS BÁSICOS ....................................................................................................... 7
1.2.1. DEFINICIÓN DE PAVIMENTO ........................................................................................... 7
1.2.2. CLASIFICACIÓN DE PAVIMENTOS ................................................................................. 8
1.2.3. COMPONENTES ................................................................................................................16
1.3. DISEÑO DE PAVIMENTOS ................................................................................................21
1.3.1. MÉTODOS DE DISEÑO......................................................................................................21
1.3.2. FACTORES DE DISEÑO ....................................................................................................22
1.3.3. TRÁFICO VEHICULAR ............................................................................................................22
1.3.4. CAPACIDAD DE SOPORTE DEL SUELO DE FUNDACIÓN ............................................................23
1.4. SOFTWARE PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS
23
1.5. PÁGINAS WEB - PAVIMENTOS ........................................................................................24
1.6. ABREVIATURAS FRECUENTES ......................................................................................24
2. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................26
W. David Supo P.
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INTRODUCCIÓN
1. INTRODUCCIÓN Y GENERALIDADES DEL DISEÑO DE
ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO
1.1. INTRODUCCIÓN
1.1.1. NORMATIVIDAD VIGENTE
El 25/10/2008 se publica el Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura Vial, que en
anexo forma parte del Decreto Supremo Nº034-2008-MTC, el mismo tiene, entre otros
objetivos, definir las pautas para las normas técnicas de diseño, construcción y
mantenimiento de carreteras, caminos y vías urbanas. Este Reglamento rige en todo el
territorio de la República del Perú y es de aplicación por los tres niveles de gobierno (Local,
Regional y Nacional). Su alcance está referido a las vías que conforman el Sistema Nacional
de Carreteras (SINAC), dicho reglamento considera en su artículo 20 la relación de
manuales de gestión de carreteras que deben ser aprobados. Asimismo, ha precisado en su
artículo 18º que los manuales son documentos de carácter normativo y de cumplimiento
obligatorio, que sirven como instrumentos técnicos a las diferentes fases de gestión de la
infraestructura vial.
Los manuales para la gestión de carreteras son: (Artículo 20° DS 034-2008-MTC)
• Diseño geométrico
• Suelos, geología, geotecnia y pavimentos
• Puentes
• Túneles, muros y obras complementarias
• Hidrología, hidráulica y drenaje
• Especificaciones técnicas generales para construcción
• Ensayo de materiales
• Estudios socio ambientales
Dispositivos de control del tránsito automotor para calles y carreteras
• Seguridad vial
• Mantenimiento o conservación vial
Es así que en cumplimiento del DS 034-2008-MTC, El 18/02/2013 con RD Nº 05-2013-
MTC se publica la sección “Suelos y Pavimentos” del Manual de Carreteras del MTC y el
22/03/2013 se publica la actualización de las EG-2000, EG-2013.
UANCV/FICP/CAPIC Diseño de Pavimentos
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1.1.2. MANUAL DE CARRETERAS
El 06/03/2013 entra en vigencia la Sección: Suelos y Pavimentos, del Manual de Carreteras
- "Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos", como documento normativo y de
cumplimento obligatorio para la gestión de la
infraestructura vial. El mismo que se
encuentra en la página web del Ministerio de
Transportes y Comunicaciones
(http://www.mintc.qob.pe).
El Manual es de aplicación a carreteras
nuevas y proyectos de refuerzo y
reconstrucción, comprendiendo pavimentos
flexibles, semirígidos y rígidos, y caminos
afirmados. Sin embargo, se excluyen los
diseños en zonas urbanas, pavimentos con
tráficos mayores a 1,150 vehículos pesados
por día o mayor a 30,000,000 de ejes
equivalentes en un período de 20 años, y diseños sobre suelos con valores de CBR
menores a 6%. En estas situaciones se indica la necesidad de estudios especiales que
involucran la verificación del comportamiento de la estructura de pavimento propuesta.
(Chang Albitres, 2013).
En este manual el procedimiento de diseño de pavimentos flexibles y rígidos adoptado
es el método AASHTO 93 (método empírico basado en el ensayo experimental AASHO
realizado a principios de los años 60 en Iowa, Estados Unidos). Se han desarrollado
catálogos con estructuras de
pavimento propuestas para
diferentes condiciones de tráfico y
tipos de suelo de fundación,
simplificando el procedimiento
original de AASHTO 1993 al utilizar
cuadros de doble entrada en los que
se obtiene la estructura de
pavimentos conociendo la categoría
de tráfico y el CBR de la subrasante.
W. David Supo P.
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1.1.3. EG-2013 MTC
El Ministerio de Transportes y Comunicaciones a través de la Dirección General de Caminos
y Ferrocarriles (DGCF), presentó el Manual de Carreteras “Especificaciones Técnicas
Generales para Construcción–EG2013”
que tiene como propósito estandarizar los
procesos y los criterios técnicos a fin de
obtener mejores índices de calidad de
obra y contribuir a la disminución de
controversias.
Las EG-2013 forman parte de los
manuales de carreteras aprobados por el
Reglamento Nacional de Gestión de
Infraestructura Vial (DS N° 034-2008-
MTC) y es de cumplimiento obligatorio
por los órganos responsables de la gestión
vial en los 3 niveles de Gobierno
(Nacional, Regional y Local), en estas
especificaciones cada partida relativa a la
construcción de carreteras, contiene la
descripción de la actividad a realizar, los requerimientos técnicos de ejecución, materiales,
equipos, aceptación de los trabajos, medición y pago.
Las “EG-2013” constan de 2 tomos (I y II) está organizado en 9 capítulos y secciones que
abarcan las diferentes partidas genéricas y específicas.
Además “tiene concordancia con el documento de carácter normativo denominado
“Glosario de Partidas”, aplicables a obras de rehabilitación, mejoramiento y construcción de
carreteras y puentes”.
1.1.4. NORMA TECNICA CE.010 PAVIMENTOS URBANOS
La Norma Técnica CE.010 Pavimentos Urbanos, parte del Reglamento Nacional de
Edificaciones (RNE). Esta Norma Técnica tiene el objeto de establecer los requisitos mínimos
para el diseño, construcción, rehabilitación, mantenimiento, rotura y reposición de
pavimentos urbanos, desde los puntos de vista de la Mecánica de Suelos y de la Ingeniería
de Pavimentos, a fin de asegurar la durabilidad, el uso racional de los recursos y el buen
comportamiento de aceras, pistas y estacionamientos de pavimentos urbanos, a lo largo de
su vida servicio.
UANCV/FICP/CAPIC Diseño de Pavimentos
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El RNE contempla sesenta y nueve (69) Normas Técnicas; que por Decreto Supremo N°
011-2006-VIVIENDA, se aprobaron sesenta y seis (66) Normas Técnicas del RNE y se
constituyó la Comisión
Permanente de Actualización del
RNE, a fin que se encargue de
analizar y formular las propuestas
para su actualización, quedando
pendiente de aprobación tres (03)
Normas Técnicas, entre ellas, la
Norma Técnica CE.010 Aceras y
Pavimentos; que, con informe N°
04-2009A/IVIENDAA/MVU-
CPARNE, el Presidente de la
Comisión Permanente de
Actualización del RNE, eleva la
propuesta de modificación del
índice del Reglamento Nacional de
Edificaciones, respecto a la
denominación de la Norma
Técnica CE.010 Aceras y
Pavimentos por CE.010 Pavimentos Urbanos, y de aprobación de la referida Norma
Técnica.
W. David Supo P.
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1.2. CONCEPTOS BÁSICOS
1.2.1. DEFINICIÓN DE PAVIMENTO
Es aquella estructura diseñada y construida para resistir el efecto de las cargas
estáticas y dinámicas impuestas por el tránsito vehicular y los efectos del ambiente
durante un período de tiempo determinado, puede estar compuesta por una o más
capas de materiales de calidades diferentes ubicados entre el nivel de subrasante y
rasante.
Figura 1. Composición de la estructura de un pavimento asfáltico
convencional
Fuente: Ing. W. David Supo P.
Los esfuerzos en un pavimento producidos por el tránsito vehicular decrecen con la
profundidad, se colocan los materiales de mejor calidad en las capas superiores,
porque son las de mejor soporte, requiriendo capas de menor calidad en las capas
inferiores, hasta llegar al terreno de fundación que puede ser terreno formado por
corte o relleno, este último es generalmente construido con materiales resultantes
del corte sin ningún proceso previo.
UANCV/FICP/CAPIC Diseño de Pavimentos
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Figura 2. Composición de la estructura de un pavimento de concreto hidráulico
convencional
Fuente: Ing. W. David Supo P.
1.2.2. CLASIFICACIÓN DE PAVIMENTOS
Según el Dr. Huang; existen tres principales tipos de pavimentos: (Huang, 2004)
Pavimentos flexibles o de asfalto
Rígidos o pavimentos de hormigón y
Pavimentos compuestos
A estos se le puede añadir los pavimentos articulados o mixtos.
A. PAVIMENTOS DE ASFALTO O FLEXIBLES
a. PAVIMENTOS ASFÁLTICOS CONVENCIONALES
Los pavimentos asfálticos convencionales son sistemas de capas con mejores
materiales en la parte superior donde la intensidad de los esfuerzos son altos y
materiales de calidad menor en la parte inferior, donde la intensidad de los
esfuerzos es baja. La adhesión a este principio de diseño hace posible el uso
de materiales locales y por lo general resulta en un diseño más económico.
Esto es particularmente cierto en regiones donde los materiales de alta calidad
son caros, pero materiales locales de inferior calidad están disponibles.
W. David Supo P.
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Figura 3. Estructura de pavimento asfáltico convencional
Fuente: (NCHRP, 2004)
Fuente: (NCHRP, 2004)
La Figura 3Figura 3. Estructura de pavimento asfáltico convencional, muestra
que a partir de la parte superior, el pavimento está formado por una capa de
concreto asfáltico (capa de rodadura), capa de imprimación, capa de base
granular, sub-base granular, subrasante compactada y el subsuelo natural.
Figura 4. Espesores usuales en las capas de un pavimento flexible
convencional.
Fuente: (Huang, 2004)
NR
NSR
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b. PAVIMENTOS ASFÁLTICOS A PROFUNDIDAD PARCIAL O
DEEP STRENGTH.
Son estructuras que comprenden una capa asfáltica superficial de gran
espesor generalmente compuesta a su vez por dos capas asfálticas ligadas:
una capa de rodadura de mezcla asfáltica de muy buena estabilidad (Marshall
9000 N) y otra capa asfáltica intermedia de estabilidad media (Marshall 6000
u 8000 N); La capa asfáltica es colocada sobre una base granular (no
estabilizada).
Fuente: (NCHRP, 2004)
c. PAVIMENTOS ASFALTICOS EN TODO SU ESPESOR O FULL
DEPTH.
Son pavimentos asfálticos compuestos por una o varias capas asfálticas desde
el nivel de rasante hasta el nivel de subrasante; por ejemplo: capa de
rodadura, binder (mezcla asfáltica abierta) o base estabilizada con asfalto.
NR
NSR
Figura 5. Estructura de pavimento asfáltico a profundidad parcial
W. David Supo P.
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Figura 6. Estructura de pavimento asfáltico full depth
Fuente: (NCHRP, 2004)
Figura 7. Sección de estructura de pavimento asfáltico FULL
DEPTH, indicando rangos de espesores usuales
Fuente: (L. David Shen, Hesham Elbadrawi, Fang Zhao and Diana Ospina, 1998)
d. CAPAS DE ASFALTO-PIEDRA (CONTAINED ROCK ASPHALT
MATS – CRAM)
Es una moderna alternativa de estructura de pavimento asfáltico, comprende
de una capa de mezcla asfáltica en caliente de graduación densa MAC (hot
mix asphalt HMA, en inglés), capa de piedra de gradación densa, capa de
NR
NSR
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piedra de gradación abierta y una capa de mezcla asfáltica en caliente de
gradación densa modificada como capa más profunda. La construcción de
CRAM se encuentra todavía en fase experimental y no ha sido ampliamente
aceptada para su uso práctico.
Figura 8. Capas de asfalto-piedra CRAM (continuous rock asphalt
mat)
Fuente: (Huang, 2004)
B. PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO O RÍGIDOS
Los pavimentos de concreto hidráulico pueden ser clasificados en cuatro
tipos: (Huang, 2004)
Pavimento de concreto de junta simple (JPCP jointed plain concrete
pavement)
Pavimento de concreto reforzado con juntas (JRCP jointed reinforced
concrete pavement)
Pavimentos de concreto con refuerzo continuo (CRCP continuous
reinforced concrete pavement) y
Pavimentos de concreto pre-esforzado (PCP prestressed concrete
pavement)
Figura 9. Sección estructural de un pavimento rígido
convencional
Fuente: (Huang, 2004)
W. David Supo P.
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Figura 10. Tipos de pavimento de concreto hidráulico
Fuente: (Huang, 2004)
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C. PAVIMENTOS ARTICULADOS, MIXTOS O ADOQUINADOS
Son aquellos que en su capa más superficial están compuestos por bloques
rígidos de concreto o piedra y que en su composición convencional consta de
un lecho de arena que sirve de transición entre la capa de rodadura y la capa
de base, la capa de base es colocada sobre la capa de sub-base ambas de
calidades similares a los de los pavimentos asfálticos. El pavimento articulado
tiene un comportamiento estructural similar a los pavimentos asfálticos o
flexibles.
D. PAVIMENTOS COMPUESTOS
Adoquines
Capa de arena
Base
Sub base
Capa subrasante
Figura 11. Estructura de pavimento inter-trabado convencional
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a. WHITE TOPPING
Figura 12. Pavimento compuesto white topping
b. BLACK TOPPING
Figura 13. Pavimento compuesto black topping
1.2.3. COMPONENTES
1.2.3.1. Terreno de fundación
El terreno de fundación puede estar conformado por un terraplén (caso de
rellenos) o terreno natural en el caso de cortes, para ambos casos, la cota
geométrica superior se denomina subrasante. El módulo elástico asociado al
terreno de fundación es el módulo resiliente (MR), este parámetro ha sido
ampliamente investigado por las diferentes agencias de transportes de los Estados
Unidos, correlacionándolo con el CBR. (Minaya G., S. - Ordoñez H., A., 2006)
Terreno de fundación es la parte del terreno en que se apoya o le sirve de
fundación al pavimento y que es afectado por este; puede ser terreno natural o
material de préstamo, su función es soportar al pavimento en condiciones
razonables de resistencia y deformación. (Céspedes A., 2002)
Según las EG-2000, en los terraplenes se distinguirán tres partes o zonas
constitutivas:
W. David Supo P.
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(a) Base, parte del terraplén que está por debajo de la superficie original del
terreno, la que ha sido variada por el retiro de material inadecuado.
(b) Cuerpo, parte del terraplén comprendida entre la base y la corona.
(c) Corona (capa subrasante), formada por la parte superior del terraplén,
construida en un espesor de treinta centímetros (30 cm), salvo que los
planos del proyecto o las especificaciones especiales indiquen un espesor
diferente.
En el caso en el cual el terreno de fundación se considere adecuado, la parte del
terraplén denominado base no se tendrá en cuenta.
Figura 14. Sección típica pavimento asfáltico convencional a media ladera
1.2.3.2. Sub base
La sub base, es una capa que según el diseño puede o no colocarse. Se apoya
sobre la capa subrasante y los requisitos de calidad de los materiales que la
conforman son medianamente rigurosos, la razón de esto es que los esfuerzos
verticales que se transmiten a través de las capas de pavimentos son mayores en la
superficie y van disminuyendo a medida que se profundizan. La sub base es la
capa de material seleccionado, más profunda de la estructura del pavimento, razón
por la que los materiales que la conforman cumplen requisitos menos rigurosos que
las capas más superficiales. El módulo elástico de la sub base se evalúa con el
módulo resiliente, MR. Una sub base granular con CBR del 40% (CBR mínimo para
sub bases granulares, según las Especificaciones Técnicas Generales para
Construcción de Carreteras EG-2000, Ministerio de Transportes, Comunicaciones,
Vivienda y Construcción, Oficina de Control de Calidad) tiene un MR de 17,000 psi
(1,200 kg/cm2
). (Minaya G., S. - Ordoñez H., A., 2006).
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Las funciones que cumple esta capa son:
Función económica. Una de las principales funciones de esta capa es netamente
económica; en efecto, el espesor total que se requiere para que el nivel de esfuerzos
en la subrasante sea igual o menor que su propia resistencia, puede ser construido
con materiales de alta calidad; sin embargo, es preferible distribuir las capas más
calificadas en la parte superior y colocar en la parte inferior del pavimento la capa
de menor calidad la cual es frecuentemente la más barata. Esta solución puede
traer consigo un aumento en el espesor total del pavimento y no obstante, resultar
mas económica.
Capa de transición. La subbase bien diseñada impide la penetración de los
materiales que constituyen la base con los de la capa subrasante y por otra parte,
actúa como filtro de la base impidiendo que los finos de la subrasante la
contaminen menoscabando su calidad.
Disminución de las deformaciones. Algunos cambios volumétricos de la capa
subrasante, generalmente asociados a cambios en su contenido de agua
(expansiones), o a cambios extremos de temperatura (heladas), pueden absorberse
con la capa subbase, impidiendo que dichas deformaciones se reflejen en la
superficie de rodamiento.
Resistencia. La subbase debe soportar los esfuerzos transmitidos por las cargas
de los vehículos a través de las capas superiores y transmitidos a un nivel adecuado
a la capa subrasante.
Drenaje. En muchos casos la subbase debe drenar el agua, que se introduzca a
través de la carpeta o por las bermas, así como impedir la ascensión capilar.
(Montejo F., 2006)
En el caso de los pavimentos de concreto hidráulico la subbase cumple las
funciones siguientes:
Impedir la acción del bombeo en las juntas, grietas y extremos del
pavimento. Se entiende por bombeo a la fluencia de material fino con agua fuera
de la estructura del pavimento, debido a la infiltración de agua por las juntas de las
losas. El agua que penetra a través de las juntas licua el suelo fino de la capa
subrasante facilitando así u evacuación a la superficie bajo la presión ejercida por
las cargas circulantes a través de la losas.
Capa de transición. Entre la capa subrasante y la losa de concreto asi como
suministrar un apoyo uniforme, estable y permanente a la losa de concreto.
W. David Supo P.
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Drenaje. Debe mejorar el drenaje y reducir al mínimo la acumulación de agua
bajo la losa de concreto.
Control de cambios volumétricos. Absorver cambios de volumen del suelo de
fundación de tal manera que no afecten a la losa de concreto.
1.2.3.3. Base
La capa de base, generalmente granular, es una capa que se apoya sobre la sub
base. La función de esta capa es transmitir los esfuerzos provenientes del tráfico, a
la sub base y subrasante. Los requisitos de calidad de agregados de base son muy
rigurosos. Esta capa está conformada por grava chancada, compactada al 100% de
la máxima densidad seca del ensayo proctor modificado. El módulo elástico de la
base se evalúa con el módulo resiliente, MR. Una base granular con CBR del 100%
tiene aproximadamente un valor MR de 30,000 psi (2,100 kg/cm2
). (Minaya G., S.
- Ordoñez H., A., 2006)
Cuando esta capa es parte de la estructura de un pavimento asfáltico debe ser
imprimada para recibir a la capa de concreto asfáltico.
Las funciones más importantes que cumple esta capa tanto en lo pavimentos
asfálticos y articulados son:
Resistencia. La función fundamental de la base granular de un pavimento
consiste en proporcionar un elemento resistente que transmita a la subbase y a la
capa subrasante los esfuerzos producidos por el tránsito en una intensidad
apropiada.
Función económica. Respecto a la carpeta asfáltica o bloques de concreto
(adoquines), la base tiene una función económica análoga a la que tiene la
subbase respecto a la base.
1.2.3.4. Capa de arena
Se utiliza en los pavimentos articulados y sirve de interface entre los bloques de
concreto o piedra (adoquines) y la base, es de poco espesor (3 a 5 cm), constituida
por arena gruesa y limpia (granos entre 5 y 0.4 mm) no debiendo existir más del
10% de material que exceda estos tamaños.
Las funciones que cumple esta capa de área son:
Capa de nivelación de pequeñas irregularidades de la base y de los adoquines,
para espesores menores a 5cm se ha demostrado que las deformaciones en la
UANCV/FICP/CAPIC Diseño de Pavimentos
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superficie de los pavimentos articulados decrecen. Nunca debe utilizarse esta capa
para corregir una incorrecta nivelación de la base.
1.2.3.5. Carpeta Asfáltica
La carpeta asfáltica o capa de rodamiento proporciona una superficie uniforme y
estable al tránsito, de textura y color adecuado, que debe resistir los efectos
abrasivos provenientes del tránsito y del medio ambiente. La nueva Guía de
Diseño empírico-mecanístico AASHTO 2002 recomienda que el módulo elástico de
la carpeta se evalúe con el Módulo Complejo Dinámico, E*. Sin embargo,
podemos mencionar que la carpeta es una capa muy rígida con valores altos de
módulo. El método de diseño AASHTO 1,993 considera como parámetro de
diseño de la carpeta asfáltica el módulo resiliente, para mezclas asfálticas en
caliente estos valores varían de 400,000 a 450,000 psi (28,000 a 32,000 kg/cm2).
(Minaya G., S. - Ordoñez H., A., 2006).
Las funciones de esta capa son:
Superficie de rodamiento. La carpeta debe proporcionar una superficie
uniforme y estable al tránsito, de textura y color conveniente y resistir los efectos
abrasivos del tránsito.
Impermeabilidad. Hasta donde sea posible, debe impedir el paso del agua al
interior del pavimento.
Resistencia. Su resistencia a la tensión complementa la capacidad estructural del
pavimento. (Montejo F., 2006)
1.2.3.6. Losa de concreto
Capa de rodamiento de los pavimentos de concreto hidráulico, la particularidad en
el caso de los pavimentos es que el indicador de la resistencia de esta capa es el
Módulo de Rotura (Mr).
Las funciones de la losa de concreto hidráulico son las mismas de la carpeta
asfáltica de los pavimentos flexibles, más la función estructural de soportar y
transmitir en el nivel adecuado los esfuerzos que le apliquen.
1.2.3.7. Capa de rodamiento articulado (de adoquines)
Compuesta por los bloques prefabricados de concreto o piedra colocados con
juntas de 3 a 5mm los que son rellenados con arena fina.
W. David Supo P.
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Figura 15. Adoquines de concreto con y sin pico espaciador
1.2.3.8. Sello de arena
Constituido por arena fina que
se coloca como llenante de las
juntas entre los adoquines; sirve
como sello de las mismas y
contribuye al funcionamiento,
como un todo, de los elementos
de la capa de rodadura.
Figura 16. Sello de arena
1.3. DISEÑO DE PAVIMENTOS
Se refiere al diseño de la estructura de un pavimento, es decir a la determinación
del número de capas, espesor y calidad de los materiales a emplearse en cada
capa, mediante el empleo de diferentes metodologías o procedimientos de diseño.
1.3.1. MÉTODOS DE DISEÑO
Según (Huang, 2004), los métodos de diseño de pavimentos se pueden clasificar
en:
Métodos empíricos.
Métodos que limitan la falla de corte
Métodos que limitan la deflexión
Métodos de regresión basados en el comportamiento de pavimentos o caminos
de prueba
UANCV/FICP/CAPIC Diseño de Pavimentos
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Métodos empírico-mecanicistas
Para elegir un método de diseño, deben por lo menos observarse los siguientes
aspectos:
Actualidad
Factores de diseño que considera el método
Información (documentación del método) disponible
1.3.2. FACTORES DE DISEÑO
Para el diseño estructural de pavimentos deben de considerarse los siguientes
factores:
Tráfico vehicular
Capacidad de soporte del suelo de fundación
Materiales
Condiciones climatológicas
Condiciones de drenaje
1.3.3. Tráfico vehicular
El factor más importante de diseño de la estructura de cualquier pavimento, debe
efectuarse un estudio detallado de la composición vehicular que circularán por la
vía a proyectar (estratigrafía vehicular), volumen (cantidad de vehículos) actual y
futuro, para este último se debe considerar series históricas de TPDA (Tránsito
promedio diario anual), tasas de crecimiento vehicular y períodos de diseño.
W. David Supo P.
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1.3.4. Capacidad de soporte del suelo de fundación
Es la capacidad que tiene el suelo de soportar los esfuerzos verticales transmitidos
por las cargas de tránsito. La deformación del suelo la deflexión resultante deberán
ser menores a las admisibles.
Para que la estructura de pavimento se comporte adecuadamente y cumpla el
período de diseño, presentará una deflexión máxima de 0.20 mm. para cargas
estáticas transmitidas por un eje estándar de 8.2 ton. La deflexión máxima, bajo
cargas estáticas, puede ser medida con la Viga Benkelman. (Montejo F., 2006)
Los reglamentos estatales en EE.UU. recomiendan que el valor CBR de la
subrasante debe ser como mínimo entre 8 y 10%. Caso contrario, se deberá
primero estabilizar el terreno antes de construir la estructura del pavimento.
1.4. SOFTWARE PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS
DE PAVIMENTOS
En la actualidad se tiene una gran cantidad de programas de cómputo que
resuelven las ecuaciones de los modelos de estructuras de pavimentos; desde el
lineal pasando por el elástico multicapa hasta los actuales elementos finitos,
viscoelásticos, entre otros. En la dirección:
http://www.webs1.uidaho.edu/ce475/Files/SOFTWARE%20Files/Software.htm
Se tienen un listado de los programas de cómputo más utilizados en la actualidad
para el análisis de estructuras, éstos pertenecen al curso de "Diseño y evaluación de
pavimentos" de la universidad de Idaho http://www.uidaho.edu/
Entre los porgramas disponibles se tiene:
KENPAVE: Programas KENLAYER y KENSLAB, que vienen con el libro
"Pavement Analisys and Design" del Dr. Yang H. Huang, edición 2003.
WinJULEA: Esta es una versión demo del software de la guía de diseño AASHTO
2002, que está en fase de desarrollo.
CHEVPC: Esta es una versión PC del programa Fortran del programa: Chevron
Elastic Layer Analysis program (Programa de análisis elástico de capas de
Chevron).
UANCV/FICP/CAPIC Diseño de Pavimentos
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WESLEA: de Canales Estación de ingeniería de capa elástica de Análisis del
pavimento Suite. Waterways Engineering Station Elastic Layer Analysis Pavement
Suite
AASHTO_EALF.xls Una herramienta Excel desarrollado por el Dr. Bayomy de
los factores de carga del eje equivalente AASHTO para pavimentos flexibles y
rígidos.
AASHTO_Rigid.xls Una herramienta Excel desarrollado por la FHWA a largo
plazo del comportamiento del pavimento (LTPP). Programa para complementar el
sistema de diseño de pavimento rígido de AASHTO.
PCAPAV Para el análisis de daño de pavimentos PCC basado en el método de
diseño PCA. Este programa basado en DOS fue lanzado en 1990.
1.5. PÁGINAS WEB - PAVIMENTOS
a. Sociedad americana de ensayos de materiales – astm :
www.astm.org
b. Instituto chileno del asfalto: www.ichasfalto
c. Asociación española de la carretera: www.aecarretera.com
d. Asociación mejicana del asfalto, a.c: www.amaac.org.mx
e. Comisión permante del asfalto – argentina: www.cpasfalto.org
f. e_ asfalto – argentina: www.e-asphalt.com
g. Asociación argentina de carreteras: www.aacarreteras.org.ar
h. Corasfaltos – colombia: www.corasfaltos.com
i. Asfaltos petroperú http://asfaltos.petroperu.com.pe
j. Ministerio de Transportes y Comunicaciones: www.mtc.gob.pe
1.6. ABREVIATURAS FRECUENTES
AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials o Asociación
Americana de Autoridades Estatales de Carreteras y Transporte.
ACI American Concrete Institute o Instituto Americano del Concreto.
AI The Asphalt Institute o Instituto del Asfalto.
ASTM American Society for Testing and Materials ó Sociedad Americana para Ensayos y
Materiales.
W. David Supo P.
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EG ( ) Especificaciones Generales para Construcción de Carreteras del Perú. Entre
paréntesis se colocará el año de actualización.
EE Especificaciones Especiales para Construcción de Carreteras de un proyecto específico.
FHWA Federal Highway Administration o Administración Federal de Carreteras.
INC Instituto Nacional de Cultura del Perú.
INRENA Instituto Nacional de Recursos Naturales. Ministerio de Agricultura del Perú.
ISSA International Slurry Surfacing Association o Asociación Internacional de Superficies
con lechadas asfálticas.
MTC Ministerio de Transportes, Comunicaciones, Vivienda y Construcción del Perú.
PCA Portland Cement Association o Asociación del Cemento Portland.
SI Sistema Internacional de Unidades (Sistema Métrico Modernizado).
SLUMP Sistema Legal de Unidades de Medida del Perú (el SI en el Perú).
UANCV/FICP/CAPIC Diseño de Pavimentos
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