UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

FACULTAD DE INGENIRA CIVIL

E.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

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 aditivos

2. 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 FLEXIBLE

Definicin 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 flexibles

Funciones principales.

Resistencia estructural.

Deformabilidad.

Durabilidad.

Costo.

Requerimiento de conservacin.

Comodidad.

ASPECTOS RESALTANTES PARA EL DISEO DE PAVIMENTOS

Es prcticamente la nica estructura que se disea bajo la hiptesis que fallara en un tiempo

determinado.

Su desarrollo se inicia a partir de 1945

Es 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 preestablecidos

PARMETROS 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 PAVIMENTOS

Rgimen 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 granular a la capa granular localizada entre la subrasante y la base granular en los pavimentos asflticos o la que sirve de soporte a los pavimentos de concreto hidrulico, sin perjuicio de que los documentos del proyecto le sealen otra

utilizacin. En las especificaciones IDRD, adems de los usos mencionados se usa como material de soporte de sardineles y bordillos y de otros elementos

que no estarn sometidos a trfico vehicular, tales como escaleras; tambin se utiliza como capa subyacente a la capa de base granular en pavimentos con adoquines.

Los materiales que se utilicen como subbase granular deben cumplir con las 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 Base

Es la capa que recibe la mayor parte 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.

El valor cementante en una base es indispensable para proporcionar una

sustentacin adecuada a las carpetas asflticas delgadas. En caso 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; adems se recomienda no compactar materiales en las bases

que tengan una humedad igual o mayor que su lmite plstico.

Capa de rodamiento

La 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 son las siguientes:

a. Un dimetro menor de una pulgada y tener una granulometra adecuada,

b. Deber tener cierta 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 reforzados

Los 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.

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.

Puede someterse inmediatamente al trfico.

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.

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.

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.

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.

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.

Ventajas y desventajas del pavimento rgido

Desventajas:

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 total

Los 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 va

Los 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 mantenimiento

En 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.

Durabilidad

Las 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.

Resistencia

El 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 ambiente

Los 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.

Indeformabilidad

En 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.

Textura

La superficie del pavimento de concreto se puede hacer tan segura como se

quiera, gracias a las diversas tcnicas para darle textura.

Seguridad

Por su textura, los pavimentos de concreto presentan mejor agarre. El fenmeno

del hidroplaneo de vehculos se reduce.

Visibilidad

La 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.

Reparaciones

El 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.

Aeropuertos

El 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.

Drenaje

Al 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.