UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTAFACULTAD DE INGENIRA CIVILE.A.P CIVIL

CURSO: PAVIMENTO. TEMA: CAPAS DE PAVIMENTO. DOCENTE: LEON BOBADILLA ABNER ITAMAR. CICLO: VII. INTEGRANTES: ACUA GIRALDO CARLOS CABALLERO HUAYLLA HUGO CASTILLO VEGA LUIS DE LA CRUZ SANCHEZ JERSON ESTRADA SAAVEDRA FABIAN FLORIANO LEON CHRISTOPHER MARILUZ PAJUELO VERNICA

PAVIMENTO El Pavimento es una estructura de varias capas construida sobre la subrasante del camino para resistir y distribuir esfuerzos originados por los vehculos y mejorar las condiciones. Por lo general est conformada por las siguientes capas: base, subbase y capa de rodadura. Capa de Rodadura: Es la parte superior de un pavimento, que puede ser de tipo bituminoso (flexible) o de concreto de cemento Portland (rgido) o de adoquines, cuya funcin es sostener directamente el trnsito. Base: Es la capa inferior a la capa de rodadura, que tiene como principal funcin de sostener, distribuir y transmitir las cargas ocasionadas por el trnsito. Esta capa ser de material granular drenante (CBR 80%) o ser tratada con asfalto, cal o cemento. Subbase: Es una capa de material especificado y con un espesor de diseo, el cual soporta a la base y a la carpeta. Adems se utiliza como capa de drenaje y controlador de la capilaridad del agua. Dependiendo del tipo, diseo y dimensionamiento del pavimento, esta capa puede obviarse. Esta capa puede ser de material granular (CBR 40%) o tratada con asfalto, cal o cemento. Los tipos de pavimento:1. Pavimentos Flexibles: El pavimento flexible es una estructura compuesta por capas granulares (subbase, base) y como capa de rodadura una carpeta constituida con materiales bituminosos como aglomerantes, agregados y de ser el caso aditivos2. Pavimentos Semirrgidos: El pavimento semirrgido es una estructura de pavimento compuesta bsicamente por capas asflticas con un espesor total bituminoso (carpeta asfltica en caliente sobre base tratada con asfalto); tambin se considera como pavimento semirrgido la estructura compuesta por carpeta asfltica sobre base tratada con cemento o sobre base tratada con cal.3. Pavimentos Rgidos: El pavimento rgido es una estructura de pavimento compuesta especficamente por una capa de subbase granular, no obstante esta capa puede ser de base granular, o puede ser estabilizada con cemento, asfalto o cal, y una capa de rodadura de losa de concreto de cemento hidrulico como aglomerante, agregados y de ser el caso aditivos. Dentro de los pavimentos rgidos existen tres categoras: Pavimento de concreto simple con juntas Pavimento de concreto con juntas y refuerzo de acero en forma de fibras o mallas Pavimento de concreto con refuerzo contnuo.

PAVIMENTO FLEXIBLEDefinicin Estructural:La superestructura de una va, construida sobre la subrasante, compuesta por la sub base, la base y la capa de rodamiento, cuya funcin principal es soportar las cargas rodantes y transmitir los esfuerzos al terreno, estos se distribuyen de tal forma que no produzcan deformaciones perjudiciales, as como proveer una superficie lisa y resistente al trnsito.Definicin Funcional.La parte superior de una carretera, pista de aterrizaje, o estacionamiento cuyo objetivo es servir al trfico de una manera segura, cmoda, eficiente, permanente y econmica.

Caractersticas de los pavimentos flexiblesFunciones principales.Resistencia estructural.Deformabilidad.Durabilidad. Costo.Requerimiento de conservacin.Comodidad.

ASPECTOS RESALTANTES PARA EL DISEO DE PAVIMENTOSEs prcticamente la nica estructura que se disea bajo la hiptesis que fallara en un tiempo determinado.Su desarrollo se inicia a partir de 1945Es dinmico: los mtodos estn cambiando continuamente al obtener nuevos datos.Se disea en un periodo de tiempo: Toma en consideracin la variable tiempo a lo largo de un nmero de aos preestablecidosPARMETROS PARA EL DISEO DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE Tipo de Trfico que soportarn: Autopistas, carreteras, aeropuertos, estacionamientos etc. Intensidad de trfico que circulan sobre ellos : Trfico liviano, medio, pesado. Proceso construccin: Mezclados sobre la va, en planta, pavimentos en fro o en caliente.

POSIBLES FALLAS QUE PRESENTA EL PAVIMENTO FLEXIBLE

Falla por insuficiencia estructural: Falla por defectos constructivos: Falla por fatiga: Agrietamiento: Falla por cortante: Agrietamiento longitudinal:

CUIDADO DE LOS PAVIMENTOSRgimen de agua cada Efectos producidos por la temperatura Agua y temperatura Efectos del agua en el rodado Efectos del clima en la construccin de un pavimento flexible

SUB BASE:De acuerdo con el artculo INVIAS 320-07 se denomina subbase granulara la capa granular localizada entre la subrasante y la base granular enlos pavimentos asflticos o la que sirve de soporte a los pavimentos deconcreto hidrulico, sin perjuicio de que los documentos del proyecto lesealen otra utilizacin. En las especificaciones IDRD, adems de los usosmencionados se usa como material de soporte de sardineles y bordillos y de otros elementos que no estarn sometidos a trfico vehicular, talescomo escaleras; tambin se utiliza como capa subyacente a la capa debase granular en pavimentos con adoquines.Los materiales que se utilicen como subbase granular deben cumplir conlas siguientes granulometras:

Si los materiales utilizados no cumplen con las granulometras especificadas, se podr corregir la granulometra mediante la Ayuda de Clculo La fraccin que pasa el tamiz No.40, debe presentar un lmite lquido menor o igual que 40% y un ndice de plasticidad menor o igual que 6%. En caso que el material de la cantera disponible no cumpla estos requisitos, ser responsabilidad del Constructor, proponer los tratamientos especiales a que se debe someter el material para lograr el cumplimiento de los requisitos de plasticidad, como por ejemplo agregar cemento al material granular

Capa BaseEs la capa que recibe la mayorparte de los esfuerzos producidos por los vehculos, el cual tiene como finalidad absorber los esfuerzos transmitidos por las cargas de los vehculos y adems repartir uniformemente los esfuerzos a la sub- base y terreno de fundacin.Las bases pueden ser granulares o estar bien formadas por bituminosas o mesclas estabilizadas con cemento u otro material ligante. Elvalor cementante en una base es indispensable para proporcionar una sustentacin adecuada a las carpetasasflticas delgadas.Encaso contrario, cuando las bases se construyen con materiales inertes y se comienza a transitar por la carretera,los vehculos provocan deformaciones transversales.En el caso de la granulometra, no es estrictamente necesario que los granos tengan una forma semejante a la que marcan las fronteras de las zonas, siendo de mayor importancia que el material tenga un VRS (valor relativo de soporte) y una plasticidad mnima;ademsse recomienda no compactar materiales en las bases que tengan una humedad igual o mayor que su lmite plstico.

Capa de rodamientoLa capa de rodamiento est compuesta por materiales asfalticos en combinacin con agregados (arena y arrocillo) o tambin materiales granulares o sin liga o ms comnmente de concreto asfaltico o hidrulico. El agregado representa el 90 al 95% del peso de la mezcla y del 80 al 8% del volumen.La funcin primordial ser la de proteger la base impermeabilizando la superficie para evitar as posibles infiltraciones de agua de lluvia que podran saturar parcial o totalmente las capa inferiores, adems evita que se desgaste o desintegre la base.Asimismo la capa de rodamiento contribuye en cierto modo a aumentar la capacidad de soporte del pavimento, especialmente si su espesor es apreciable (mayor a 3).Las principales caractersticas que debe cumplir sonlassiguientes:a.Undimetromenordeuna pulgadaytenerunagranulometraadecuada,b.Debertenercierta dureza para lo cual se le efectuarn los ensayos de desgaste los ngeles, intemperismo acelerado, densidad y durabilidad.c.La forma de la partcula deber ser lo ms cbica posible,recomendamos no usar material en forma de laja o aguja pues se rompen con facilidad alterando la granulometra y pudiendo provocar fallas en la carpeta, se efectuarn pruebas de equivalente de arena ya que los materiales finos en determinados porcentajes no resultan adecuados.

Capa de desgaste o sello

Es la capa que se coloca sobre la capa de rodadura llamada tambin capa asfltica de superficie. Est formada por un riego bituminoso con arena o piedra menuda, esta capa es optativa, no se coloca si la de rodadura es resistente al desgaste.

Si la permeabilidad de la carpeta asfltica es mayor al 10% s dar un sello que tambin sirva para mejorar la friccin.

Los pavimentos asflticos, son una solucin masivamente utilizada en estacionamientos de edificios y reas deportivas, sin embargo, cuando dichos pavimentos se instalan sobre losas, como ocurre frecuentemente en las zonas de estacionamiento de edificios en altura, su aplicacin presenta como inconveniente la dificultad para obtener una densificacin adecuada debido principalmente a lo siguiente: Enfriamiento del material, producto de su trasporte dentro de la obra y su instalacin en capas relativamente delgadas. La imposibilidad de utilizar maquinaria pesada. La elasticidad de las losas sobre la que se aplica el pavimento asfltico La dificultad de compactacin que presentan los puntos singulares, como lo son las zonas adosadas a los muros o pilares y con mayor razn los encuentros de muros.

Como resultado de la falta de compactacin las carpetas asflticas presentan generalmente una superficie irregular, porosa y fcilmente disgregable, que afecta fuertemente su aspecto y durabilidad, por lo que normalmente se aplica sobre su superficie un sello de asfalto arena en fro, denominado Slurry, a fin de subsanar las deficiencias indicas:

Consecuentemente un sello adecuado para este tipo de pavimento debiera permitir el cumplimiento de los siguientes objetivos: Proteger el pavimento de un envejecimiento demasiado rpido por exposicin al ambiente Limitar la permeabilidad. Mejorar la resistencia al desgaste Mejorar el coeficiente de roce. Proporciona al pavimento el color que se desea, mejorando la luminosidad, la esttica del sector y forma un espacio ms amigable. Mejorar y prolongar el ndice de serviciabilidad del pavimento.

Superficie rasante

Es la que soporta el trnsito de los vehculos automotores.No siempre un pavimento se compone de todas la capas anteriormente indicadas.La ausencia de una o varias de ellas. Depende de la capacidad soporte de la sub-rasante de la clase de materiales a usarse, del tipo de pavimento, de la intensidad del trnsito, de la carga de diseo, etc.

Control de la Superficie rasante

La superficie acabada no deber presentar zonas de acumulacin de agua (depresiones), ni elevaciones mayores de cinco milmetros (5 mm) en capas de rodadura, ni elevaciones mayores de diez milmetros (10 mm) en bacheos, cuando se compruebe con una regla de tres (03) metros (MTC E1001-2000, Medida de la Regularidad Superficial de un Pavimento Mediante la Regla de Tres Metros) colocada tanto paralela como perpendicularmente al eje de la va.

La medicin de la rugosidad sobre la superficie de rodadura terminada, deber efectuarse en toda su longitud y debe involucrar ambas huellas vehiculares, registrando mediciones parciales para cada kilmetro. La rugosidad tendr un valor mximo de 2,5 m/km.

Se efectuar mediciones de la deflexin en todos los carriles, en ambos sentidos cada 50 m y en forma alternada. Se analizar la deformada o la curvatura de la deflexin obtenida de por lo menos tres valores por punto y se obtendrn indirectamente los mdulos de elasticidad de la capa asfltica.

PAVIMENTOS RIGIDOS Segn el MTC, los pavimentos de concreto reciben el apelativo de rgidos debido a la naturaleza de la losa de concreto que la constituye. Debido a su naturaleza rgida, la losa absorbe casi la totalidad de los esfuerzos producidos por las repeticiones de las cargas de trnsito, proyectando en menor intensidad los esfuerzos a las capas inferiores y finalmente a la sub rasante. Existen tres tipos de pavimento de concreto: Pavimentos de concreto simple con juntas Pavimentos de concreto reforzado con juntas Pavimentos de concreto continuamente reforzadosLos pavimentos de concreto con juntas son los que mejor se aplican a la realidad nacional debido a su buen desempeo y a los periodos de diseo que usualmente se emplean. (Segn el Manual del MTC).

Son estructuras donde la capa de rodamiento est formada por losas de concreto de cemento Portland con o sin armadura metlica. Estos pavimentos transmiten a la sub rasante, las cargas que reciben de una manera uniforme, en una extensin considerable y a una distancia apreciable de su punto de aplicacin, repartindolas as, sobre una gran superficie. Los estudios de estos pavimentos, se basan en la teora de Westergaard y se considera en el diseo una carga repartida.

Propiedades: La losa de concreto de cemento Portland se asienta directamente sobre el terreno de fundacin o sobre una base adecuada.La losa, a causa de su rigidez y elevado mdulo de elasticidad, tiende a distribuir las cargas sobre un rea de suelo relativamente amplia; por ello, su resistencia a la flexin es el factor ms importante en la determinacin del espesor necesario del pavimento.

Esfuerzos en las losas : Las losas de un pavimento estn sujetas a una diversidad de esfuerzos causados, ya sea por la naturaleza misma del concreto como material y por accin de las cargas de los vehculos. El concreto tiene una alta resistencia a la compresin y una baja resistencia a la flexin. El concreto se expande o se contrae segn este hmedo o seco; de manera que durante el fraguado se produce la contraccin. Se expande a medida que aumenta la temperatura y se contrae cuando disminuye. Con frecuencia los esfuerzos debidos a los aumentos de temperatura quedan contrarrestados por un esfuerzo opuesto debido al efecto del secado. Debido al movimiento de las ruedas sobre la superficie de las losas, se producen esfuerzos abrasivos y las cargas de las ruedas originan esfuerzos directos de compresin y cortante; siendo ms significativos los esfuerzos de flexin que sufren las losas sometidas a las cargas de las ruedas. Estas y otras complicaciones hacen que la determinacin terica de los esfuerzos en las losas de los pavimentos rgidos sea extremadamente difcil.

Cimentacin de pavimentos rgidos: El material que se utiliza como cimentacin para apoyar un pavimento rgido se conoce frecuentemente con el nombre de subbase, ya que su calidad, en la mayora de los casos, no necesita ser tan alta como una capa de base en un pavimento flexible. La subbase es la capa que casi siempre se impone en la subrasante y las losas. Adems de evitar el fenmeno de surgencia, facilita un apoyo uniforme a las losas y simplifica la construccin. Se hace necesaria la subbase cuando las losas se apoyen sobre suelos que puedan experimentar importantes cambios de volumen con las variaciones de humedad, por las condiciones de clima y drenaje. As mismo si estos suelos de apoyo son susceptibles a la accin de las heladas, se coloca una subbase de espesor adecuado, para evitar el fenmeno de segregacin del hielo. El material para subbase debe ser granular, bien compactado, relativamente grueso y de granulometra ms uniforme, o un material estabilizado.

CAPA DE SUBBASE

Hasta antes de la Segunda Guerra Mundial, se colocaba la losa directamente sobre la subrasante, sin importar si estos materiales en contacto con la losa eran arenas, arcillas o limos. El incremento de vehculos pesados en las carreteras y la aparicin de aviones ms grandes en los aeropuertos, pusieron de manifiesto la influencia de un apoyo adecuado en la vida de la losa de concreto. En la actualidad, en el diseo de un pavimento rgido, salvo rara excepcin, se usa una capa de subbase como apoyo de la losa de concreto.

Principales funciones de la subbase: 1. Proporcionar apoyo uniforme a la losa de concreto. 2. Incrementar la capacidad portante de los suelos de apoyo, respecto a lo que es en comn en los cimientos y subrasantes.3. Reducir a un mnimo las consecuencias de los cambios de volumen que puedan tener lugar en el suelo que forma el terreno de fundacin o subrasante.4. Reducir a un mnimo las consecuencias de la congelacin en los suelos del terreno de fundacin o de la subrasante.5. Evitar el bombeo o surgencia.

La capa de subbase puede ser: Sub base granular y Sub base estabilizada o tratada con cemento Portland

Sub base granular: En el caso de que se utilice subbase granular abierta bajo las losas de concreto, es necesario prever una capa de cierre de arena bien graduada, de 2 a 3 cm de espesor, que sirva de apoyo a las losas. La capa de subbase y de cierre deben compactarse de manera adecuada, como mnimo el 95% del Proctor modificado, Y prolongarse por lo menos 30 cm fuera de los bordes del pavimento.

Sub base estabilizada: El comportamiento de pavimentos que soportan grandes volmenes de trfico y grandes cargas por rueda, ha demostrado el beneficio que se obtiene con el uso de subbases estabilizadas.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE.VENTAJAS: Bajo costo inicial. El pavimento flexible tiene un menor costo inicial en comparacin con el pavimento rgido que posee un mayor costo inicial, el cual se puede compensar en que tiene un menor costo de mantenimiento frente al otro.

Fcil construccin y reparacin de deterioros. Adaptable para construcciones estables. Gran flexibilidad para adaptarse a fallas de la sub rasante. Adaptable para construcciones estables. Gran flexibilidad para adaptarse a fallas de la sub rasante.

Gran variedad de tipos que permite un amplio juego de condiciones. Tiene condiciones que permite su rehabilitacin y reconstruccin.La reposicin de pavimentos afectados se debe efectuar: Con materiales de las mismas caractersticas del pavimento original, Mezclas asfltica en caliente. La superficie de reposicin deber quedar enrasada con la superficie de pavimento existente.

Puede someterse inmediatamente al trfico.

DESVENTAJAS: Si se producira un mal drenaje, el agua disminuye su capacidad portante de las capas y posteriormente su deterioro. Requiriere mantenimiento constante para cumplir con su vida til. al pavimento. Segn el MTC: El periodo de diseo ser hasta 10 aos para caminos de bajo volumen de transito, periodos de diseo por dos etapas de 10 aos y periodos de diseo en una etapa de 20 aos.

Se debe evitar la construccin en pocas de lluvia para no malograr la compactacin de las capas. No es recomendable en aeropuertos para grandes aviones ya sea por las altas temperaturas de las turbinas, presencia de aceites y combustibles que caen al pavimento.

Ventajas y desventajas del pavimento rgidoDesventajas: Tiene un costo inicial mucho ms elevado que el pavimento flexible. Se debe tener cuidado en el diseo.

Ventajas: Vida til es mayor

Menores deformaciones

El tiempo de ejecucin es menor

Su perodo de vida vara entre 20 y 40 aos

Menor costo totalLos costos de mantenimiento del pavimento de concreto son mucho menores. Siendo por lo general los relacionados con el reemplazo de los materiales del sellado de las juntas, las cuales se realizan con intervalos entre cinco a diez aos.

Costo operativo de la vaLos pavimentos de concreto al tener una superficie plana alargan la vida de los vehculos, minimizando su mantenimiento. Adems, el costo de consumo de combustibles y lubricantes se reduce generando mayor beneficio al usuario.

Costo social por mantenimientoEn el caso del concreto el mantenimiento es mnimo y menos frecuente, lo cual es favorable dado que disminuye los costos asociados a los tiempos de viaje de los usuarios ocasionados por reparaciones continuas como es el caso de la opcin en asfalto.

DurabilidadLas superficies de concreto poseen mayor duracin. Se ha demostrado que las vas de concreto exceden su periodo de diseo. Por otro lado, el concreto incrementa su resistencia con el tiempo generando una ventaja adicional.

ResistenciaEl concreto resiste mejor los derrames de gasolina y diesel, as como los efectos de la intemperie. Adems, la carpeta de concreto transmite bajas presiones a la subrasante o suelo de cimentacin.

Amigable con el medio ambienteLos insumos del concreto no son voltiles, por lo que es ms amigable con el entorno y reduce la emisin de dixido de carbono. En zonas calurosas se mantiene fresco, reduciendo el calor urbano.

IndeformabilidadEn las zonas de frenado y arranque de vehculos pesados el concreto no pierde su forma. Adems, permite lograr una superficie de rodadura con alto grado de planicidad y por su rigidez esta superficie permanece plana durante toda su vida til, evitando las deformaciones que disminuyen el rea de contacto entre llanta y pavimento.

TexturaLa superficie del pavimento de concreto se puede hacer tan segura como se quiera, gracias a las diversas tcnicas para darle textura.

SeguridadPor su textura, los pavimentos de concreto presentan mejor agarre. El fenmeno del hidroplaneo de vehculos se reduce.

VisibilidadLa superficie del concreto es tres veces ms reflejante que la del asfalto. Por ello, los pavimentos de concreto ahorran hasta un 30% de energa.Se brinda mayor seguridad durante la noche, debido a que las luces de los vehculos tienen ms capacidad de reflejo en el concreto.

ReparacionesEl concreto se repara fcilmente, bajo cualquier condicin climtica, se pueden agregar una gran variedad de aditivos a la mezcla permitiendo efectuar todo tipo de trabajos con gran rapidez y eficiencia.

AeropuertosEl pavimento de concreto tiene mejor capacidad de carga, tiene resistencia de reserva para sobrecargas no previstas y a la deformacin, este tipo de pavimento permite una excelente visibilidad para aterrizajes y cuenta con textura superficial permanente para prevenir hidroplaneo.No existe reemplazo a los pavimentos de concreto para aeropuertos, ya que estos no requieren recapamientos peridicos ni cerrar aeropuertos para reparaciones, su construccin es rpida y econmica y cuentan con una larga vida til.

DrenajeAl no deformarse, mantenindose planas las superficies de concreto, proporcionan un buen drenaje superficial para el agua de lluvia.

BIBLIOGRAFA Manual de Carreteras Suelos, Geologa, Geotecnia y Pavimentos MTC. Manual de Carreteras - Especificaciones Tcnicas Generales para Construccin - EG-2013. Pavimentos En Las Vas Terrestres, Jose Cespedez Abanto.