Upload
damaris-noemi-hrican
View
240
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 1/45
Descripción funcional de los
tipos de pavimentos, sus capasy modos de falla.
Conception et dimensionnement des structures de chaussée.
Ministère de l’Equipement, des Transports et du Tourisme –
SETRA – LCPC (Décembre 1994).
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 1
Universidad Nacional de Colombia
Sede Manizales
Facultad de Ingeniería y Arquitectura
Departamento de Ingeniería Civil
Pavimentos. Profesor: Luis Ricardo Vásquez Varela, M.Sc.
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 2/45
Introducción.
• Los pavimentos se han agrupado encuatro tipos principales:
– Pavimentos flexibles.
– Pavimentos rígidos.
– Pavimentos semirrígidos.
– Pavimentos semiflexibles.
• Esta clasificación tradicional parecebasarse en el comportamiento de la
estructura (“rigidez”), pero realmenteestá asociada con los materialesconstitutivos del pavimento.
• En este curso se adopta laclasificación propuesta por la GuíaFrancesa de Diseño de 1994.
• Esta clasificación considera 10 tiposde estructuras de pavimento: cinco
con capas asfálticas y cinco deconcreto hidráulico.
• Se basa en el comportamiento delperfil y los materiales constitutivosdel pavimento de acuerdo con:
– El efecto de las cargas de tránsito.
– El efecto del clima sobre los materiales.
– La evolución del daño del pavimento.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 2
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 3/45
Pavimentos flexibles.• Pavimentos compuestos de subbase y
base granulares no tratadas ocementadas.
• La superficie de rodadura estácompuesta por capas asfálticas conespesor inferior a los 150 mm., inclusopuede ser un tratamiento superficialcon agregados o un riego asfáltico paracontrolar el polvo.
• Pavimentos articulados o de adoquines:
– Por su forma de trabajo estructural bajo laacción de las cargas de tránsito puedenconsiderarse como flexibles, aunque losadoquines son elementos de alta rigidez.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 3
http://www.pavementinteractive.org/article/structural-designpavement-structure/
http://www
.pavingexpert.com/blocks.htm
Bloques delborde de capa
Bloques en patrón deespina de pescado
Lecho de concreto de100 a 150 mm.
Geotextil opcionalsobre la subrasante
Subrasante preparada Mínimo 100 mm desubbase granular
Capa de arenade 25 – 40 mm
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 4/45
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 4
http://www.pavesquad.com/images/c20.jpg
http://pavingatlanta.com/Portals/164977/images/asphalt%20pavement.jpg
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 5/45
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 5
http://www.azendra.com/wp-content/uploads/2014/07/Adoquines3.jpg
http://www.icpi.org/sites/default/files/images/Hong_Kong_airport_2.preview.jpghtt
p://thatslikewhoa.com/wp-content/uploads/2012/09/paving-machine1.jpeg
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 6/45
Pavimentos rígidos.• Estos pavimentos están constituidos por una
losa o placa de concreto de cementoPórtland construida sobre capas de base ysubbase.
• Las características de retracción del concretohidráulico y los esfuerzos térmicos inducidospor el clima obligan a seccionar el concretomediante juntas transversales ylongitudinales.
• La capa de subbase es opcional, pues elelemento estructural principal es la losa de
concreto hidráulico.
• En ocasiones, la capa de base puede sertratada para garantizar su carácter noerodable o erosionable en presencia de aguay cargas de tránsito pesadas y frecuentes.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 6
http://onlinemanuals.txdot.
gov/txdotmanuals/pdm/pavement_types.htm
Subrasante (Suelo existente).
Capa de subbase (de ser necesaria).
Capa de base (no erosionable).
Losa de concreto (con juntas)
Junta
transversal.
Juntalongitudinal. Berma rígida
anclada.
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 7/45
• Pavimento de concreto simple (sin acero de refuerzo) y con juntas.
– Losas entre 3.0 y 6.0 metros de longitud.
– Transferencia de carga en juntas transversales:
• Mediante fricción o trabazón de agregados.
• Mediante dovelas o barras pasajuntas de acero liso y engrasadas.
– Conexión entre carriles en las juntas longitudinales:
• Barras de acero corrugado como anclajes.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 7
J u n t a
l o n g i t u d i n a l
Juntas transversales
Losas de concreto simple (no reforzado).
TráficoDovelas
Barras de anclaje
h
Sección AB
A B
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 8/45
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 8
http://www.civildb.com/images/reinforced-concrete-road-pavement-540x405.jpg
http://www.metalforms.com/Content/files/ProductImages/concretePavingForms.jpg
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 9/45
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 10/45
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 10
http://www.dot.state.oh.us/Divisions/ConstructionMgt/OnlineDocs/2009MOP/450%20Rigid%20Pavement/451/451%20REINFORCED%20PORTLAND%20CEMENT%20CONCRETE%20PAVEMENT.htm
http://www.aurecongroup.com/~/media/Images/Aurecon/Web_structure/Projects/CDI/Ultra-
thin%20Reinforced%20Concrete%20Project/Ultrathin%20Reinforced%20Concrete%20Project%209%20963x492.jpg?mh=340&mw=665
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 11/45
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 11
http://weeconstruction.com/wp-content/uploads/2012/03/SAM_1327.jpg
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 12/45
Losas prefabricadas en sistemas
de pavimento rígido convencional
o con pre tensionamiento.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 12
http://www.theconcreteproducer.com/Images/tmpA291.tmp_tcm77-
1868378.jpg?width=600
https://reader012.{domain}/reader012/html5/0807/5b6983b8cf8d0/5b6983c547d6e.jpg
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 13/45
• Pavimento de concreto continuamente reforzado.
– Se genera un patrón de fisuras transversales amarradas por el acero de refuerzo.
• El espaciamiento de las fisuras debe estar en un rango tal que no se desprendan pequeñospedazos del pavimento o se generen segmentos muy grandes de concreto.
– Conexión entre carriles en las juntas longitudinales:
• Barras de acero corrugado como anclajes.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 13
J
u n t a
l o n g i t u d i n a l
Losas de concreto reforzado
TráficoBarras de anclaje
h
Sección AB
A B
Fisuras de retracción
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 14/45
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 14
http://www.fhwa.dot.gov/pavement/concrete/pubs/hif12039/images/fig_2.jpg
http://onlinemanuals.txdot.gov/txdotmanuals/pdm/images/Figure_8_1.JPG
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 15/45
Pavimentos semirrígidos ysemiflexibles.• Pavimentos semirrígidos:
– Estructuras que combinan capasasfálticas con capas tratadas con
ligantes hidráulicos.
• Pavimentos semiflexibles:
– Estructuras que incluyen varias capasde concreto asfáltico como rodadura(wearing), intermedia (binder) y base
asfáltica (base). Superan los 150 mmde espesor de material asfáltico.
– Podría aplicarse a pavimentos concapas granulares mejoradas conemulsión asfáltica.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 15
Philip J. Fry, personaje creado por Matt Groening. Texto : LRVV, 2015.
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 16/45
• La clasificación de los pavimentos como flexibles, semiflexibles,semirrígidos y rígidos confunde la definición del comportamientoestructural (rigidez) con los materiales de constitución (asfalto, cemento).
• Considere lo siguiente:
– El concreto asfáltico, como un material elástico lineal, tiene un módulo deYoung del orden de 4 GPa a 20°C y 10 Hz.
– El concreto de cemento Pórtland, como un material elástico lineal, tiene unmódulo de Young entre 21 y 28 GPa sin dependencia de la temperatura o lafrecuencia de carga.
• ¿Cuándo se pasa de ser flexible a rígido en un rango tan amplio? ¿Cuálesson las fronteras que definen los tipos intermedios, es decir, semiflexible ysemirrígido?
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 16
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 17/45
DESCRIPCIÓN FUNCIONAL DE LASCAPAS DE PAVIMENTO.
Definición de un pavimento y sus partes constitutivas.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 17
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 18/45
Descripción funcional de las capas
de pavimento.• Los pavimentos son estructuras conformadas por múltiples capas
construidas sobre una plataforma que puede ser:
– El suelo de subrasante.
– Una capa de conformación.
• Capa de conformación: Transición entre el suelo y las capas de pavimento.
– Protege el suelo y permite el paso de la maquinaria durante la construcción(transporte de materiales y conformación).
– Permite mejorar y homogeneizar el terreno.
– Ofrece protección contra procesos de congelamiento.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 18
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 19/45
Parte superior del movimiento de tierras.
Cota del movimiento de tierras.
Plataforma de apoyo del pavimento.
Berma.
Rodadura.Enlace.
Base.
Sub-base.
Capas superficiales.
Capa de apoyo.
Capa de conformación.
Suelo de soporte.≈1 metro
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 19
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 20/45
Cuerpo del pavimento.
• Capas de apoyo: subbase y base.
– Materiales seleccionados o incluso cementados (tratados) paravías de alto tráfico.
– Aportan la resistencia mecánica frente a las cargas verticalesinducidas por el tráfico.
– Distribuyen las presiones en la plataforma de soporte con el finde mantener las deformaciones en niveles admisibles.
– En pavimentos de poco tráfico es viable que la subbase seconstituya con suelo mejorado in situ.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 20
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 21/45
• Capas superficiales.
–
Capa de rodadura:
• Capa superior del pavimento que sufre la agresión conjugada del tráfico y el clima.
• Sus características dependen del uso esperado del pavimento.
• Impermeabiliza el pavimento.
– Capa de enlace o unión (de requerirse):
• Transición entre la rodadura y las capas de apoyo.
– En la interfase entre la capa de superficie y la capa de base se instalan
los mecanismos anti-reflexión de fisuras para capas tratadas con
ligantes hidráulicos.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 21
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 22/45
• Ejemplo de un pavimento para bajos volúmenes de tránsito:
– Rodadura de materiales asfálticos como única capa superficial.
– Subbase a partir de suelo mejorado in situ.
– No se construye capa de conformación.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 22
Parte superior del movimiento de tierras.
Cota del movimiento de tierras.
Plataforma de apoyo del pavimento.
Berma.
Rodadura.
Base.
Sub-base: Suelomejorado in situ.
Capas superficiales.
Capa de apoyo.
Suelo de soporte.≈1 metro
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 23/45
• Ejemplo de un pavimento de concreto de cemento Pórtland:
– La capa superficial y la capa de apoyo corresponden a la losa de concreto de cementoPórtland.
• Una capa de rodadura asfáltica sobre un pavimento de concreto bien construido no ofrece unbeneficio sustancial a la estructura.
– Se recomienda disponer de una capa de subbase granular.
– La capa de conformación se construiría a discreción, según las necesidades del proyecto.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 23
Parte superior del movimiento de tierras.
Cota del movimiento de tierras.
Plataforma de apoyo del pavimento.
Berma.
Rodadura / Base:Losa de concreto de
cemento Pórtland.
Sub-base.
Capa de apoyo.
Suelo de soporte.≈1 metro
Capa de conformación.
Junta longitudinal
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 24/45
FUNCIONAMIENTO Y MODO DE FALLADE LOS DIFERENTES TIPOS DEPAVIMENTOS.
Efecto del medio ambiente y el tránsito sobre los pavimentos.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 24
http://training.ce.washington.edu/wsdot/Modules/09_pavement_evaluation/Images/rigid_distress/pumping2.jpg
http://www.roadscience.net/sites/default/files/styles/distress_guide_items/public/Rutting.jpg?itok=Yxcpb0Uh
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 25/45
Evolución y degradación de los
pavimentos.• Repetición de cargas de tráfico.
• Agentes climáticos.
• Paso del tiempo (el pavimento “envejece”).
Es importante conocer la naturaleza y forma del deterioro de los pavimentospara:
• Comprender el funcionamiento de las estructuras.
• Elegir el modelo de cálculo apropiado.
• Ajustar los resultados de los cálculos considerando los aspectos malrepresentados del modelo.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 25
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 26/45
• Daños de la capa de rodadura:
– Desgaste debido a los esfuerzos tangenciales causados por el tráfico.
– Ahuellamiento por flujo en condiciones excesivas de temperatura y
solicitaciones de tráfico.
– Agrietamiento por fatiga debido a una mala adherencia de la capa derodadura asfáltica con el apoyo.
– Agrietamiento por reflexión de fisuras de las capas de apoyo(cementadas).
– Agrietamiento por fatiga térmica debido al envejecimiento del asfalto.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 26
Desgaste asociado con el tráfico
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 27/45
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 27
http://www.roadscience.net/sites/default/files/styles/distress_guide_items/public/Rutting.jpg?itok=Yxcpb0Uh
Ahuellamiento y agrietamiento por fatiga.
http://www.asphaltwa.com/wp-content/uploads/2010/09/ravel1.jpg
Desgaste asociado con el tráfico.
http://www.pavementinteractive.org/wp-content/uploads/2008/05/Mvc-037s.jpg
Ahuellamiento sin agrietamiento.
Agrietamiento por fatiga bajo cargas
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 28/45
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 28
Agrietamiento por fatiga bajo cargas.
Reflexión de grietas.
http://www.roadscience.net/sites/default/files/styles/distress_guide_items/public/Reflective%20cracking.jpg?itok=FfsT2HCw
http://oldsite.pvpc.org/PVPC/imgs/transportation/block_crack.gif
http://www.roadscience.net/sites/default/files/styles/distress_guide_items/public/fatigue%20cracking%202.jpg?itok
=5uV4Bu-b
Agrietamiento por fatiga térmica.
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 29/45
• Daños de las capas de apoyo tratadas con ligantes.
– Agrietamiento por fatiga debido a la repetición de esfuerzos detracción por flexión al paso de las cargas.
– Agrietamiento por retracción térmica de gravas tratadas con liganteshidráulicos (cemento).
– Las losas de concreto de cemento Pórtland son capa de rodadura ycapa de apoyo a la vez:
• Agrietamiento debido a gradientes térmicos en losas de concreto.
• Bombeo y escalonamiento de las losas en las capas que presentan grietas deretracción o en las juntas, debido a una mala calidad en la transferencia decarga o la erodabilidad del apoyo.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 29
Fisuración lineal por combinación de factores operativos y ambientales
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 30/45
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 30
Fisuración por gradiente térmico.
h t t p : / / c i v i l - o n l i n e 2 0 1 0 . b
l o g s p o t . c o m
/ 2 0 1 0 / 0 9 / t h e r m a l - c r a c k i n g - o
f -
c o n c r e t e . h t m l
http://www.wsdot.wa.gov/NR/rdonlyres/64DF2B05-52CF-4BD4-88A6-A653DDECF885/0/crackedpanel510px.jpg
Fisuración lineal por combinación de factores operativos y ambientales.
http://training.ce.washington.edu/wsdot/Modules/09_pavement_evaluation/Images/rigid_distress/pumping2.jpg
Bombeo en grietas y fisuras.
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 31/45
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 31
http://www.pavementinteractive.org/article/faulting/
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 32/45
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 32
http://www.pavementinteractive.org/article/faulting/
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 33/45
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 33
Common Distresses in Rigid Pavements, Maintenance Technical Advisory Guide (MTAG). Caltrans.
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 34/45
• Daños de las capas de apoyo no tratadas y de la capas de soportedel pavimento.
– Deformación permanente de la estructura debido a la acumulación dedeformaciones plásticas.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 34
http://onlinemanuals.txdot.gov/txdotmanuals/pdm/destructive_evaluation_of_pavement_stru
ctural_properties.htm
http://www.fhwa.dot.gov/publications/publicroads/10septoct/03.cfm
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 35/45
TIPOS DE ESTRUCTURAS DEPAVIMENTO.
Familias de pavimentos y su comportamiento.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 35
http://www.apao.org/images/pringlecrew.jpg
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 36/45
Efecto general de las condiciones
ambientales en los pavimentos.
• Se presentan para todos los tiposde estructuras.
– Reducción de la capacidad portante
por las variaciones en la condiciónhídrica de subrasantes sensibles alcambio de humedad.
– Se presenta mayor severidad del
proceso cuando las condiciones dedrenaje e impermeabilización de lacapa superficial no son adecuadas.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 36
http://safety.fhwa.dot.gov/local_rural/training/fhwasa09024/images/drainage
4.jpg
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 37/45
1. Pavimentos flexibles.
• Capa superficial en material asfáltico (o tratamiento superficial).
• Material asfáltico de apoyo (< 15 cm).
• Materiales granulares no tratados (20 a 50 cm).
• Plataforma de soporte.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 37
• Esfuerzos debidos al tráfico: – Se presentan esfuerzos importantes en la subrasante porque los materiales granulares no tratados son poco
rígidos.
• Influencia de las condiciones ambientales: – Es sensible a la condición hídrica de la fundación (efecto de borde) y la pérdida de capacidad portante.
•
Evolución del daño: – Se presentan ahuellamientos, depresiones y subsidencias como deformaciones permanentes (plásticas).
– Los esfuerzos cíclicos de flexión (tránsito) causan grietas aisladas que luego se unirán en un patrón cerrado(fatiga).
– Las grietas permiten la entrada de agua a la estructura, la pérdida de material y la formación de huecos.
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 38/45
2. Pavimentos asfálticos gruesos.
•
Capa superficial en material asfáltico.
• Material asfáltico de apoyo (15 a 40 cm).
• Plataforma de soporte.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 38
•
Esfuerzos debidos al tráfico: – La rigidez de las capas de base reduce el esfuerzo vertical que llega a la subrasante.
– Los esfuerzos de tracción por flexión son altos en las fibras inferiores de las capas cementadas.
– El comportamiento estructural depende de la unión (continuidad) entre las capas asfálticas.
• Influencia de las condiciones ambientales:
– Comportamiento similar al de los pavimentos flexibles.
– Ahuellamiento por flujo de las capas asfálticas a altas temperaturas y bajo tráfico pesado (mal diseño de la mezcla).
• Evolución del daño:
– Este tipo de pavimento requiere mantenimiento permanente.
– Se desarrollan fisuras longitudinales, las cuales evolucionan en áreas fisuradas, pérdida de material y cambio en larespuesta estructural.
– Se observa poca deformación permanente en condiciones normales de tránsito, diseño y construcción.
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 39/45
3. Pavimentos con capas de apoyo tratadas
con ligantes hidráulicos o “semi – rígidos”.•
Capa superficial en material asfáltico (6 a 14 cm).
• Materiales tratados con ligantes hidráulicos (20 a 50 cm).
• Plataforma de soporte.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 39
• Esfuerzos debidos al tráfico:
– La alta rigidez de los materiales genera menor esfuerzo vertical en la subrasante.
– La capa de base tratada sufre de importantes esfuerzos de tracción por flexión en su fibra inferior.
– El comportamiento depende de la continuidad de la base y la subbase tratadas (calidad de construcción).
– La capa asfáltica está sometida a esfuerzos normales y horizontales de corte.
• Influencia de las condiciones ambientales: – Los materiales tratados sufren de contracción térmica y retracción de fraguado.
– Se generan grietas transversales en la superficie (@ 5 a 15 m) con anchos variables.
– Se concentran los esfuerzos en las fisuras, ingresa el agua y se deterioran los materiales tratados.
• Evolución del daño: – Bajo superficies asfálticas delgadas, el agua ingresa, se deteriora el material y se generan huecos.
– Se debe controlar la generación de grietas de retracción o generar un pre-agrietamiento.
– A largo plazo se forman grietas longitudinales (fatiga) que se conectan con las transversales.
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 40/45
4. Pavimentos con estructura mixta o
“compuestos”.Relación entre el espesor de la capa asfáltica y el espesor total es cercano a ½.
• Capa superficial en material asfáltico.
• Material asfáltico de apoyo (10 a 20 cm).
• Materiales tratados con ligantes hidráulicos (20 a 40 cm).
• Plataforma de soporte.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 40
• Esfuerzos debidos al tráfico: – La unión entre la capa asfáltica y la base tratada con ligante hidráulico se degrada con el tiempo y las capas actúan
con flexión independiente.
– Hay concentración de esfuerzos en las fisuras de retracción.
• Influencia de las condiciones ambientales: – La capa tratada con ligantes hidráulicos sufre retracción, aunque su gradiente térmico es atenuado por la capa
asfáltica superior.
• Evolución del daño:
– El comportamiento es bueno en general.
– Aparece un agrietamiento transversal fino.
– Sobre una mala fundación se pueden observar grandes depresiones.
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 41/45
5. Pavimentos de estructura inversa.
• Capa superficial en material asfáltico.
• Material asfáltico de apoyo (10 a 20 cm).
• Materiales granulares no tratados (≈12 cm).
• Materiales tratados con ligantes hidráulicos (15 a 20 cm).
• Plataforma de soporte.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 41
• Esfuerzos debidos al tráfico: – La capa tratada con ligante hidráulico provee rigidez a la estructura.
– La capa asfáltica sufre flexión en su fibra inferior, la cual depende del espesor y rigidez de la capa granular notratada.
– La capa granular no tratada está sujeta a esfuerzos importantes y se requiere agregado de buena calidad y contrituración.
• Influencia de las condiciones ambientales: – Pueden verse los efectos de retracción y esfuerzos térmicos descritos para materiales tratados con ligantes
hidráulicos.
• Evolución del daño:
– Ligero ahuellamiento y agrietamiento transversal de fatiga en la capa asfáltica.
– No se ha observado relación entre las grietas de la subbase tratada y la rodadura asfáltica. La capa de base notratada es un mecanismo anti – reflexión de grietas efectivo.
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 42/45
6. Losas sin dovelas sobre subbase.
• Concreto de cemento Pórtland (20 a 28 cm).
• Concreto de baja resistencia (12 a 18 cm) o materiales tratados con ligantes hidráulicos
(15 a 20 cm).
• Plataforma de soporte.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 42
7. Losas con dovelas sobre subbase.
• Concreto de cemento Pórtland (17 a 23 cm).
• Concreto de baja resistencia (14 a 22 cm).
• Plataforma de soporte.
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 43/45
8. Losas sin subbase.
• Concreto de cemento Pórtland (28 a 39 cm).
• Capa drenante (materiales granulares o geotextil).
• Plataforma de soporte.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 43
9. Concreto continuamente reforzado (1).
• Concreto de cemento Pórtland (16 a 24 cm).
• Concreto de baja resistencia (12 a 14 cm).
• Plataforma de soporte.
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 44/45
10. Concreto continuamente reforzado (2).
• Concreto de cemento Pórtland (18 a 24 cm).
• Material asfáltico de apoyo (5 cm).
• Arena tratada con ligantes hidráulicos (50 a 60 cm).
• Plataforma de soporte.
11/02/2016 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 44
8/20/2019 Descripcion Funcional de Los Tipos de Pavimentos,sus capas y modos de falla.
http://slidepdf.com/reader/full/descripcion-funcional-de-los-tipos-de-pavimentossus-capas-y-modos-de-falla 45/45
Características generales de los pavimentos
de concreto.• Todos los pavimentos de concreto
pueden incluir una sobrecapaasfáltica que actuaría como capa derodadura.
• Esfuerzos debidos al tráfico:
–
La alta rigidez del concreto de cementoPórtland hace que la losa asuma granparte de los esfuerzos debidos altránsito mediante flexión.
– El concreto de cemento Pórtland sufreprocesos de retracción de fraguado ycontracción térmica, por lo cual seconstruyen juntas o se dispone refuerzoque mantenga las grietas cerradas.
– En pavimentos con juntas transversalesse requieren mecanismos detransferencia de carga entre losas.
• Influencia de las condicionesambientales:
– Los esfuerzos debidos a condicionesambientales pueden ser mayores queaquellos debidos al tráfico.
– Se presentan esfuerzos de fricción con
el apoyo y esfuerzos de alabeo por losgradientes diarios de temperatura.
• Evolución del daño:
– Se presenta agrietamiento por losesfuerzos de tracción debidos a la
flexión bajo cargas.
– Se presenta bombeo en juntas y grietaspor presencia de agua, frecuentescargas pesadas y soporte erodable.