conceptos pavimentos

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TALLER 1 DISEÑO DE PAVIMENTOS JUAN PABLO NORMA ROCIO GRUPO 2

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Conceptos básicos de pavimentos

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Page 1: CONCEPTOS PAVIMENTOS

TALLER 1

DISEÑO DE PAVIMENTOS

JUAN PABLONORMA ROCIO

Page 2: CONCEPTOS PAVIMENTOS

DISEÑO DE PAVIMENTOS

TALLER 1

NORMA ROCIO

JUAN PABLO

INSTITUTO TOLIMENSE DE FORMACION TECNICA PROFESIONAL, ITFIP

INGENIERIA CIVIL

ESPINAL

2015

Page 3: CONCEPTOS PAVIMENTOS

DISEÑO DE PAVIMENTOS

TALLER 1

NORMA ROCIO

JUAN PABLO

Materia:

Diseño De Pavimentos

Presentado a:

INSTITUTO TOLIMENSE DE FORMACION TECNICA PROFESIONAL, ITFIP

INGENIERIA CIVIL

ESPINAL

2015

Page 4: CONCEPTOS PAVIMENTOS

TALLER DE PAVIMENTOS

1 DEFINA ¿QUÉ ES UN PAVIMENTO?

El pavimento es una estructura vial que tiene como fin principal ofrecer una superficie

de tránsito vehicular limpio, cómodo, seguro y durable. Esta estructura se la construye

directa y continuamente apoyada sobre el suelo.

Conjunto de capas superpuestas, relativamente paralelas, de varios centímetros de

espesor, de materiales de diversas características, adecuadamente compactados, que

se construyen sobre la subrasante obtenida por el movimiento de tierras y que han de

soportar las cargas del tránsito durante varios años sin presentar deterioros que

afecten la seguridad y la comodidad de los usuarios o la propia integridad de la

estructura.

2 ¿QUÉ TIPOS DE PAVIMENTOS CONOCE?

Page 5: CONCEPTOS PAVIMENTOS

2.1 PAVIMENTO ASFALTICO

Pavimento constituido por una capa de rodadura consistente en un tratamiento o

mezcla de materiales granulares y asfálticos, que se construye sobre una capa de base

granular o estabilizada y una capa de subbase.

Si la capa de base es de tipo granular, el pavimento se llama “flexible”, en tanto que si

está constituida por materiales estabilizados, el pavimento se denomina “semi–rígido”.

2.1.1 ESTRUCTURA TÍPICA DE UN PAVIMENTO ASFÁLTICO

2.1.2 VISTA GENERAL DE UN PAVIMENTO ASFÁLTICO

Page 6: CONCEPTOS PAVIMENTOS

2.1.3 MECANISMO DE FUNCIONAMIENTO DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE

1. Deformación por compresión Ahuellamiento de las capas asfálticas

2. Deformación por tensión Agrietamiento por fatiga en las capas asfálticas

3. Deformación por compresión Ahuellamiento en base y subbase granular

4. Deformación por compresión Ahuellamiento en la subrasante

2.1.4 MECANISMO DE FUNCIONAMIENTO DE UN PAVIMENTO SEMI-RÍGIDO

1. Deformación por compresión Ahuellamiento en las capas asfálticas

2. Deformación por tensión Agrietamiento por fatiga en la base estabilizada

3. Deformación por compresión Ahuellamiento en la subbase.

4. Deformación por compresión Ahuellamiento en la subrasante

2.2 PAVIMENTO RÍGIDO

Pavimento constituido por un conjunto de losas de concreto de cemento portland que

se pueden construir directamente sobre la subrasante preparada o sobre una capa

intermedia de apoyo (base o subbase), elaborada con materiales granulares o

estabilizados o con un concreto pobre.

Page 7: CONCEPTOS PAVIMENTOS

2.2.1 ESTRUCTURA TÍPICA DE UN PAVIMENTO RÍGIDO

2.2.2 VISTA DE UN PAVIMENTO RÍGIDO

2.2.3 TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO

2.2.3.1 PAVIMENTO DE CONCRETO SIMPLE CON JUNTAS

Contiene suficientes juntas para controlar todas las grietas previsibles.

Este tipo de pavimento no contiene acero de refuerzo.

Puede llevar varillas lisas en las juntas transversales y varillas corrugadas en las

juntas longitudinales.

Page 8: CONCEPTOS PAVIMENTOS

El espaciamiento entre juntas transversales oscila entre 4.5 y 7.5 metros

2.2.3.2 PAVIMENTO DE CONCRETO REFORZADO CON JUNTAS

La longitud de las losas oscila entre 7.5 y 15 metros, motivo por el cual requieren

acero de refuerzo para mantener unidas las fisuras transversales que se

desarrollan.

El acero de refuerzo no tiene por función tomar esfuerzos de tensión producidos

por las cargas del tránsito.

La cantidad requerida de acero es pequeña, del orden de 0.1% a 0.2% de la

sección transversal del pavimento.

Son poco utilizados en la actualidad.

Page 9: CONCEPTOS PAVIMENTOS

2.2.3.3 PAVIMENTOS DE CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO

No requieren juntas transversales de contracción a intervalos regulares.

Contienen mayores cuantías de acero de refuerzo, generalmente de 0.5 % a 0.8 %

del área transversal del pavimento.

El acero intenta forzar el agrietamiento a intervalos pequeños, de 1 a 2 metros y

mantiene firmemente unidas las grietas que se forman.

2.2.3.4 PAVIMENTOS DE CONCRETO CON REFUERZO ESTRUCTURAL

Page 10: CONCEPTOS PAVIMENTOS

En estos pavimentos el acero asume tensiones de tracción y compresión, de

manera que es posible reducir el espesor de las losas.

Se utilizan principalmente en pisos industriales, donde las losas deben resistir

cargas de gran magnitud.

Las dimensiones de las losas son similares a las de los pavimentos de concreto

simple, y el acero no debe atravesar la junta transversal para evitar la aparición de

fisuras.

2.3 PAVIMENTO ARTICULADO

Pavimento cuya capa de rodadura está constituida por un conjunto de pequeños

bloques prismáticos que se ensamblan de manera que formen una superficie continua,

los cuales se apoyan sobre una capa de arena que, a su vez, se encuentra sobre una

capa de base (granular o estabilizada) y sobre una capa de subbase, generalmente

granular.

Page 11: CONCEPTOS PAVIMENTOS

3 ¿POR QUÉ SE CONSTRUYEN OBRAS DE ARTE EN LOS PAVIMENTOS?

En la construcción de carreteras existen una serie de obras complementarias

necesarias para su estabilización. Estas obras apuntan a tener un control sobre la

evacuación de las aguas lluvias y canalización de los cursos de agua permanentes y

temporales. De esta forma se logrará disminuir la erosión del terreno, la contaminación

de cursos de agua y mejorar la estabilidad de los caminos. Estos trabajos son

conocidos como obras de arte.

Como resultado de la modificación del terreno es que se hace necesaria la construcción

de estas obras de arte posterior al movimiento de tierra.

Se considera que este sistema está compuesto por los siguientes tipos de elementos:

3.1 DRENAJE TRANSVERSAL

Los sistemas de drenaje transversal son aquellos elementos que transportan agua

cruzando el eje de la carretera. Las alternativas de drenaje transversal son

fundamentalmente tres:

Alcantarillas Badenes

Page 12: CONCEPTOS PAVIMENTOS

Puentes o Pontones Bóvedas

Boxculver

3.2 DRENAJE LONGITUDINAL

El sistema de drenaje longitudinal está constituido por aquellos elementos que se

desarrollan en forma aproximadamente paralela al eje de la carretera.

Cunetas Zanjas de drenaje

Page 13: CONCEPTOS PAVIMENTOS

3.3 SUBDRENAJE

Los subdrenes son elementos que permiten captar los flujos que discurren por el

subsuelo para evitar la acumulación de agua en la base y sub-base de una carretera.

3.4 ELEMENTOS AUXILIARES

La construcción de elementos de drenaje modifica tanto la vía como las obras

preexistentes. Esto puede perjudicar a las personas que viven al pie de la vía, por eso

es necesario hacer obras que complementas o ayudan al buen funcionamiento de las

anteriores obras.

3.5 DRENAJE DE LA CORONA

La corona, también llamada plataforma, es la superficie visible de una carretera,

formada por su(s) calzada(s), bermas y sobre anchos, así como el separador central o

mediana, en caso de que este último forme parte de la sección transversal típica.

Page 14: CONCEPTOS PAVIMENTOS

SISTEMA BÁSICO DE DRENAJE EN UNA CARRETERA

Page 15: CONCEPTOS PAVIMENTOS

4 DETERMINE LA DENSIDAD SECA MAXIMA Y EL PORCENTAJE ÓPTIMO

DE HUMEDAD PARA UN SUELO ARENA-GRAVA AL CUAL SE EL

REALIZO EL ENSAYO PROCTOR MODIFICADO Y SE OBTUVIERON

LOS SIGUIENTES RESULTADOS:

MUESTRA 1:PESO DE MOLDE MAS MUESTRA COMPACTADA

8220 gr

PESO DE MOLDE 4175 grVOLUMEN DEL MOLDE 0.002

m³HUMEDAD DE COMPACTACION 6.3 %

MUESTRA 2:PESO DE MOLDE MAS MUESTRA COMPACTADA

8650 gr

PESO DE MOLDE 4175 grVOLUMEN DEL MOLDE 0.002

m³HUMEDAD DE COMPACTACION 10.2 %

MUESTRA 3:PESO DE MOLDE MAS MUESTRA COMPACTADA

8665 gr

PESO DE MOLDE 4175 grVOLUMEN DEL MOLDE 0.002

m³HUMEDAD DE COMPACTACION 14.0 %

5 ¿PARA QUE SE REQUIERE EL PORCENTAJE DE COMPACTACION EN

LA INGENIERIA DE PAVIMENTOS? EXPLIQUE

5.1 COMPACTACION

La compactación en el proceso realizado generalmente por medios mecánicos por el

cual se obliga a las partículas de suelo a ponerse más en contacto con otras, mediante

la expulsión del aire de los poros , lo que implica una reducción más o menos rápida de

las vacíos, lo que produce en el suelo cambios de volumen de importancia,

principalmente en el volumen de aire, ya que por lo general no se expulsa agua de los

huecos durante el proceso de compactación, siendo por lo tanto la condición de un

suelo compactado la de un suelo parcialmente saturado.

Page 16: CONCEPTOS PAVIMENTOS

El objetivo de la compactación es el mejoramiento de las propiedades de ingeniería de

la masa de suelos, con la finalidad de obtener un suelo estructurado que posea y

mantenga un comportamiento mecánico adecuado a través de toda la vida útil de la

obra.

5.2 GRADO DE COMPACTACION

Los ensayos proporcionan un medio para comparar las densidades secas en obras en

construcción, con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene que la densidad

seca obtenida en el campo se fija con base en una prueba de laboratorio.

Al comparar los valores de estas densidades, se obtiene un control de la compactación,

conocido como Grado de Compactación, que se define como la relación en

porcentaje, entre la densidad seca obtenida por el equipo en el campo y la densidad

máxima correspondiente a la prueba de laboratorio.

El Grado de Compactación de un suelo se determina de acuerdo a la siguiente

expresión:

El desempeño adecuado de un pavimento depende del establecimiento de un

riguroso control durante la etapa de construcción, a través de

especificaciones y requerimientos de control de calidad para los materiales,

como por ejemplo el control del grado de compactación.

6 DETERMINAR EL CBR DE DISEÑO PARA UN SUELO DE SUBRASANTE

EN UN TRAMO DE CARRETERA DE TRANSITO PESADO DONDE SE

OBTUVIERON LOS SIGUIENTES VALORES:

CBR 7 %

Page 17: CONCEPTOS PAVIMENTOS

1

CBR

2

9 %

CBR

3

11

%

CBR

4

6 %

CBR

5

10

%

CBR

6

11

%

CBR

7

5 %

CBR

8

4.5

%

EN EL TRAMO DE CARRETERA SE ESPERA UN TRANSITO DE DISEÑO DE 2x106 EE.

Page 18: CONCEPTOS PAVIMENTOS

7 EJERCICIO:

Diseñar un pavimento flexible por las metodologías INVIAS y AASHTO-93, con los

siguientes datos

Periodo de diseño : 12 años

TDPS = 450 VC - Dos carriles

Crecimiento de tránsito (r) = 5.5 %

Factor camión (Fc) = 2.0

Coeficiente de confiabilidad = 90 %

Desviación Estándar (So) = 0.45

El agua tendrá que drenar del pavimento en un término de 1 día

Índice de serviciabilidad inicial = 4.2

Índice de serviciabilidad inicial = 2.2

CBR 5.5 %

Subbase Granular = CBRMINIMO = 40 %

Base Granular = CBRMINIMO = 80 %

Temperatura (T) = 23°C

Pluviosidad inferior = 2000 mm/año

Módulo Elástico (ME concreto asfaltico) = 300000 PSI