Date post: | 17-Sep-2015 |
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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS FSICAS Y
MATEMTICA CARRERA DE INGENIERA CIVIL
ANLISIS COMPARATIVO DE COSTOS ENTRE EL PAVIMENTO RGIDO Y PAVIMENTO FLEXIBLE
TRABAJO DE GRADUACIN PREVIO A LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERO CIVIL
AUTOR: FARINANGO BILBAO DANIELA RAQUEL
TUTOR: ING. VICENTE RODRIGO HERRERA HEREDIA
QUITO ECUADOR 2014
ii
DEDICATORIA
A mi Papi Jos Farinango, por su apoyo incondicional, por siempre confiar en m, porque a pesar de la distancia siempre est conmigo. Porque detrs de este logro est l, su apoyo, y confianza, han hecho realidad este sueo. A mi Mam Clara Bilbao, por brindarme su apoyo y orientacin en todo este tiempo.
A Carolina y Sofa, mis hermanas, por estar a mi lado, porque me han brindado su cario.
A toda mi Familia que siempre estuvo conmigo apoyndome.
A todas las personas que de alguna u otra manera me ayudaron y estuvieron conmigo a lo largo de mi carrera.
iii
AGRADECIMIENTO
A mis Padres, por ensearme a seguir adelante a pesar de todas las adversidades, porque mis logros son los suyos.
A la Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ingeniera Ciencias Fsicas y Matemtica y a cada uno de mis profesores quienes me formaron, dejando en mi parte de sus conocimientos.
Al Ing. Rodrigo Herrera quien con su dedicacin y paciencia ha sabido guiarme y asesorarme en el desarrollo y culminacin de la presente investigacin.
A los miembros de tribunal: Ing. Jos Araujo Pino e Ing. Carlos Ortega, por ser mi gua en este largo camino, por todas sus enseanzas y consejos.
Al Ing. Carlos Pontn por su colaboracin para el desarrollo de esta tesis.
iv
AUTORIZACIN DE LA AUTORA INTELECTUAL
Yo, FARINANGO BILBAO DANIELA RAQUEL, en calidad de autor de la tesis realizada sobre ANLISIS COMPARATIVO DE COSTOS ENTRE EL PAVIMENTO RGIDO Y PAVIMENTO FLEXIBLE, por la presente autorizo a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos que me pertenecen o de parte de los que contienen esta obra, con fines estrictamente acadmicos o de investigacin.
Los derechos que como autor me corresponden, con excepcin de la presente autorizacin, seguirn vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artculos 5, 6 8, 19 y dems pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su Reglamento.
Quito, enero del 2014
___________________________
Daniela Raquel Farinango Bilbao C.C. 100295627-2
v
CERTIFICACIN
En calidad de Tutor del trabajo de graduacin: ANLISIS COMPARATIVO DE COSTOS ENTRE EL PAVIMENTO RGIDO Y PAVIMENTO FLEXIBLE, presentado y desarrollado por la seorita: FARINANGO BILBAO DANIELA RAQUEL, previo la obtencin del Ttulo de Ingeniero Civil, considero que el proyecto rene los requisitos necesarios.
Ing. Vicente Rodrigo Herrera Heredia
TUTOR DE TESIS
vi
INFORME DEL TUTOR
vii
RESULTADO DEL TRABAJO DE GRADUACIN
viii
CONTENIDO
DEDICATORIA ..................................................................................................... ii
AGRADECIMIENTO ........................................................................................... iii
AUTORIZACIN DE LA AUTORA INTELECTUAL ..................................... iv CERTIFICACIN ...................................................................................................v INFORME DEL TUTOR....................................................................................... vi
RESULTADO DEL TRABAJO DE GRADUACIN ......................................... vii CONTENIDO ...................................................................................................... viii
LISTA DE ANEXOS .............................................................................................xv
LISTA DE TABLAS ........................................................................................... xvi
LISTA DE CUADROS ....................................................................................... xvii
LISTA DE FIGURAS .......................................................................................... xix
LISTA DE IMGENES ...................................................................................... xxi RESUMEN.......................................................................................................... xxii
ABSTRACT ....................................................................................................... xxiii
CERTIFICACIN ............................................................................................. xxiv
CAPTULO I INTRODUCCIN Y CONCEPTOS
1.1 Antecedentes ............................................................................................ 1
1.2 Objetivos .................................................................................................. 2 1.3 Definiciones .............................................................................................. 2
ix
1.4 Historia del Pavimento ............................................................................. 3
1.5 Requisitos para el comportamiento .......................................................... 4
1.6 Tipos de Pavimentos ................................................................................ 5
1.7 Factores de Diseo ................................................................................... 6
1.7.1 Trnsito ............................................................................................. 6
1.7.2 La subrasante ..................................................................................... 7
1.7.3 El clima ............................................................................................. 9
1.7.4 Los materiales disponibles ................................................................ 9
1.8 Pavimentos no viales .............................................................................. 10
1.8.1 Ciclova ........................................................................................... 10
1.8.2 Vas peatonales................................................................................ 11
CAPTULO II
DEFINICIN DE LOS PAVIMENTOS
2.1 Caractersticas del suelo de fundacin ................................................... 12
2.1.1 Cimiento Natural del Pavimento ..................................................... 14
2.1.2 Prueba de valor relativo de soporte C.B.R. ..................................... 15
2.2 Pavimento flexible .................................................................................. 18
2.2.1 Funcin del pavimento .................................................................... 21
2.2.2 Funciones de las distintas capas de un pavimento flexible ............. 22
2.2.3 Sub base .......................................................................................... 22
2.2.4 Base ................................................................................................. 24
2.2.5 Capa de rodadura............................................................................. 28
x
2.3 Pavimento rgido o hidrulico ................................................................ 30
2.3.1 Clases de pavimento rgido ............................................................. 31
2.3.2 Funciones de las distintas capas de un pavimento rgido ................ 37
2.3.3 Subase ............................................................................................. 37
2.3.4 Capa de hormign hidrulico .......................................................... 37
2.4 Pavimento de Adoqun ........................................................................... 39
2.4.1 Adoqun de piedra ........................................................................... 40
2.4.2 Adoqun de cemento ....................................................................... 40
2.4.3 Ventajas de los pavimentos de adoquines ....................................... 42 2.4.4 Desventajas de los pavimentos de adoquines.................................. 42
CAPTULO III
DISEO DEL PAVIMENTO FLEXIBLE
3.1 Mtodo AASHTO aplicado al Ecuador 1993 ..................................... 43
3.1.1 ndice de serviciabilidad ................................................................. 45 3.1.2 Estudio de trfico ............................................................................ 46
3.1.3 Trnsito ........................................................................................... 52
3.1.4 Confiabilidad (R) ............................................................................ 55
3.1.5 Desviacin normal estndar (Zr) ..................................................... 56
3.1.6 Error estndar combinado So .......................................................... 56
3.1.7 Mdulo de resiliencia de la subrasante (Mr). .................................. 56
3.1.8 Determinacin del nmero estructural (SN) ................................... 57
3.1.9 Determinacin de espesores ............................................................ 57
xi
3.1.10 Diseo del pavimento flexible de la Interconexin: Escaln N2 (Av. Simn BolvarPerifrico Sur Occidental). .......................................... 67
3.2 Construccin del pavimento flexible ...................................................... 77
3.2.1 Acabdo de la obra bsica................................................................. 77
3.2.2 Sub-bases ........................................................................................ 81
3.2.3 Base ................................................................................................. 82
3.2.4 Riego de imprimacin ..................................................................... 83
3.2.5 Hormign Asfltico Mezclado en Planta ........................................ 84
3.2.6 Capa bituminosa de sellado ............................................................. 86
3.3 Fallas del pavimento flexible ................................................................. 88
3.3.1 Falla por insuficiencia estructural ................................................... 92
3.3.2 Falla por defectos constructivos ...................................................... 92
3.3.3 Falla por fatiga ................................................................................ 92
3.4 Mantenimiento del pavimento flexible ................................................... 93
3.4.1 Mantenimiento de rutina ................................................................. 93
3.4.2 Mantenimiento peridico ................................................................ 96
3.4.3 Criterios para realizar el mantenimiento ......................................... 96
CAPTULO IV
DISEO DEL PAVIMENTO RGIDO
4.1 Mtodo AASHTO .................................................................................. 97
4.1.1 Antecedentes ................................................................................... 97
4.1.2 Formulacin .................................................................................... 98
xii
4.1.3 Variables de diseo de un pavimento rgido ................................... 99
4.1.4 Espesor (D)...................................................................................... 99
4.1.5 ndice de serviciabilidad ............................................................... 100 4.1.6 Nmero de ejes equivalentes acumulados, para el perodo de diseo (esals = w18). .............................................................................................. 101
4.1.7 Coeficiente de transferencia de cargas .......................................... 105
4.1.8 Propiedades del hormign ............................................................. 109
4.1.9 Mdulo de reaccin del suelo ....................................................... 110
4.1.10 Coeficiente de drenaje ................................................................... 112 4.1.11 Desviacin estndar ...................................................................... 113
4.1.12 Error estndar combinado ............................................................. 114
4.1.13 Diseo del pavimento rgido de la Interconexin: Escaln N2 (Av. Simn BolvarPerifrico Sur Occidental) ................................................. 114
4.2 Juntas de hormigonado ......................................................................... 120
4.2.1 Juntas transversales ....................................................................... 121
4.2.2 Juntas longitudinales ..................................................................... 124
4.3 Construccin del pavimento rgido ...................................................... 125
4.4 Fallas .................................................................................................... 133
4.4.1 Grietas por adicin de aguas ......................................................... 135
4.4.2 Superficie antiderrapante .............................................................. 135
4.4.3 Deficiente curado .......................................................................... 135
4.4.4 Grietas duras por contraccin del concreto ................................... 136
4.4.5 Grietas duras por deficiencia estructural de la losa ....................... 136
4.4.6 Grietas duras por deficiente compactacin de la terracera .......... 136
4.5 Mantenimiento del pavimento rgido ................................................... 136
xiii
4.5.1 Reparaciones de profundidad parcial ............................................ 137
4.5.2 Colocacin del material................................................................. 138
4.5.3 Reparaciones de profundidad total ................................................ 139
CAPTULO V
ANLISIS COMPARATIVO DE COSTOS
5.1 Objeto del anlisis ................................................................................ 141 5.2 Importancia ........................................................................................... 141
5.3 Presupuesto ........................................................................................... 141
5.3.1 Especificaciones ............................................................................ 142
5.3.2 Cantidades de obra ........................................................................ 143
5.3.3 Anlisis de precios unitarios ......................................................... 145
5.3.4 Costos directos .............................................................................. 145
5.4 Costos unitarios para el pavimento flexible ......................................... 162
5.5 Costos unitarios para el pavimento rgido ............................................ 193
CAPTULO VI
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 CONCLUSIONES ................................................................................ 226
6.2 RECOMENDACIONES ...................................................................... 228
xiv
BIBLIOGRAFA ............................................................................................ 229 CONSULTAS VIRTUALES .......................................................................... 231
xv
LISTA DE ANEXOS
ANEXO A: ANLISIS DE COSTOS INDIRECTOS
xvi
LISTA DE TABLAS
TABLA 2.1. CLASE DE GRANULOMETRAS ................................................ 24 TABLA 2.2. LMITES GRANULOMTRICOS BASE CLASE 1 ..................... 26 TABLA 2.3. LMITES GRANULOMTRICOS BASE CLASE 2 ..................... 27 TABLA 2.4. LMITES GRANULOMTRICOS BASE CLASE 3 ..................... 28 TABLA 2.5. LMITES GRANULOMTRICOS BASE CLASE 4 ..................... 28
TABLA 3.1 CALIDAD DE DRENAJE ............................................................... 64 TABLA 3.2 VALORES DE mi RECOMENDADOS PARA MODIFICAR LOS
COEFICIENTES DE CAPAS GRANULARES BASE Y SUBASE, EN PAVIMENTO FLEXIBLE ................................................................................... 64 TABLA 3.3 ESPESORES MNIMOS (plg) ......................................................... 65
TABLA 4.1. CALIDAD DE DRENAJE ............................................................ 113
TABLA 5.1. TASAS DE INTERS ................................................................... 149
xvii
LISTA DE CUADROS
CUADRO 2.1. SIGNOS CONVENCIONALES PARA PERFIL DE CALICATAS ........................................................................................................ 13
CUADRO 2.2. VARIACIN DEL CBR .............................................................. 16 CUADRO 2.3. SELECCIN DEL CBR DE DISEO ........................................ 17
CUADRO 3.1. RESUMEN DE DATOS DEL CONTEO VEHICULAR ............ 47 CUADRO 3.2. TRFICO TOTAL CONTADO DURANTE LOS DAS DE OBSERVACIN, POR SENTIDO Y TIPO DE VEHCULOS ........................... 48 CUADRO 3.3. TRFICO PROMEDIO REGISTRADO EN CAMPO POR SENTIDO Y TIPO DE VEHCULOS .................................................................. 48 CUADRO 3.4. TRFICO PROMEDIO DIARIO POR SENTIDO Y TIPO DE VEHCULOS ........................................................................................................ 49 CUADRO 3.5. TRFICO PROMEDIO DIARIO ANUAL ................................. 50 CUADRO 3.6. TRFICO PROMEDIO DIARIO ANUAL ................................. 51 CUADRO 3.7. TASA DE CRECIMIENTO VEHICULAR PARA LA AVENIDA SIMN BOLVAR .............................................................................................. 51 CUADRO 3.8. DATOS DE TRFICO PARA EL DISEO DE PAVIMENTOS ............................................................................................................................... 51 CUADRO 3.9. FACTOR DE DISTRIBUCIN POR CARRIL .......................... 53 CUADRO 3.10. PERIODOS DE DISEO EN FUNCIN DEL TIPO DE CARRETERA ....................................................................................................... 54 CUADRO 3.11 NIVELES DE CONFIABILIDAD PARA DIFERENTES
CARRETERAS ..................................................................................................... 55 CUADRO 3.12 VALORES DE ZR EN FUNCIN DE LA CONFIABILIDAD 56
CUADRO 4.1. FACTOR DE DISTRIBUCIN POR CARRIL ........................ 102 CUADRO 4.2. PERIODOS DE DISEO EN FUNCIN DEL TIPO DE CARRETERA ..................................................................................................... 103
xviii
CUADRO 4.3.VALORES DEL COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE
CARGA J ............................................................................................................ 105 CUADRO 4.4. RECOMENDACIONES PARA LA SELECCIN DE LA BARRA PASAJUNTAS ..................................................................................... 107 CUADRO 4.5. RECOMENDACIONES DE ESPACIAMIENTO MXIMO .. 107 CUADRO 4.6. INCREMENTO EN EL VALOR DE K DEL SUELO, SEGN EL ESPESOR DE UNA BASE GRANULAR ......................................................... 111
CUADRO 4.7. INCREMENTO EN EL VALOR DE K DEL SUELO, SEGN EL ESPESOR DE UNA BASE GRANULAR CEMENTADA ............................... 111
CUADRO 4.8. VALORES DEL COEFICIENTE DE DRENAJE Cd ............... 113 CUADRO 4.9 VALORES DE ZR EN FUNCIN DE LA CONFIABILIDAD 114
CUADRO 5.1. ESTUDIO DE SALARIO REAL DIARIO ................................ 146
xix
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 2.1. CBR DE DISEO .......................................................................... 17 FIGURA 2.2 SECCIN TRANSVERSAL DEL PAVIMENTO FLEXIBLE ..... 19 FIGURA 2.3. CAPAS DEL PAVIMENTO FLEXIBLE SUB-BASE ................. 22 FIGURA 2.4. CAPAS DEL PAVIMENTO FLEXIBLE BASE .......................... 25 FIGURA 2.5. CAPAS DEL PAVIMENTO FLEXIBLE CAPA DE RODADURA ............................................................................................................................... 29 FIGURA 2.6. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO SIMPLE. SIN ELEMENTOS DE TRANSFERENCIAS DE CARGA. (SIN ESCALA). ........... 32 FIGURA 2.7. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO SIMPLE. CON ELEMENTOS DE TRANSFERENCIAS DE CARGA O PASADORES. (SIN ESCALA). ............................................................................................................. 33 FIGURA 2.8. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO CON REFUERZO DE ACERO NO ESTRUCTURAL. (SIN ESCALA). .................... 34 FIGURA 2.9. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO CON REFUERZO CONTINUO. (SIN ESCALA). ....................................................... 35 FIGURA 2.10. CAPAS DEL PAVIMENTO RGIDO SUB-BASE .................... 37 FIGURA 2.11. CAPAS DEL PAVIMENTO RGIDO CAPA DE RODADURA 38 FIGURA 2.12. SECCIN TRANSVERSAL DEL PAVIMENTO DE ADOQUN ............................................................................................................................... 39
FIGURA 3.1 GRFICA DE DISEO PARA ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE ................................................................................... 44 FIGURA 3.2 GRFICA PARA HALLAR a1 EN FUNCIN DEL MDULO DE ELASTICIDAD .................................................................................................... 59 FIGURA 3.3 NOMOGRAMA PARA ESTIMAR a1 EN FUNCIN DE LA ...... 59 FIGURA 3.4 VARIACIN DEL COEFICIENTE a2 CON DIFERENTES PARMETROS DE RESISTENCIA DE LA BASE GRANULAR .................... 60 FIGURA 3.5 VARIACIN DEL COEFICIENTE a2 EN BASES TRATADAS CON CEMENTO PARA DIFERENTES PARMETROS DE RESISTENCIA 61
xx
FIGURA 3.6 VARIACIN DEL COEFICIENTE a2 EN BASES TRATADAS CON ASFALTO PARA DIFERENTES PARMETROS DE RESISTENCIA .. 62 FIGURA 3.7 VARIACIN DEL COEFICIENTE a3 CON DIFERENTES PARMETROS DE RESISTENCIA DE LA SUBASE GRANULAR ............... 63 FIGURA 3.8. ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO FLEXIBLE ........................ 77
FIGURA 4.1. RELACIN ENTRE EL VALOR RELATIVO DE SOPORTE (C.B.R.) Y
EL MDULO DE REACCIN DE LA SUBRASANTE (K) .................................... 112
FIGURA 4.2. ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO RGIDO ........................... 119 FIGURA 4.3. ESQUEMA DEL PAVIMENTO RGIDO (SIN ESCALA)........ 120
FIGURA 5.1. SECCIN TRANSVERSAL DE PAVIMENTO FLEXIBLE .... 142 FIGURA 5.2. SECCIN TRANSVERSAL DE PAVIMENTO RGIDO ......... 143
xxi
LISTA DE IMGENES
IMAGEN 1.1. UBICACIN DEL PROYECTO AV. ESCALN N 2 ............ 1
IMAGEN 2.1. PAVIMENTO FLEXIBLE ........................................................... 18
IMAGEN 2.2. PAVIMENTO RGIDO(PLANTA) .............................................. 31 IMAGEN 2.3. ADOQUN DE PIEDRA (PLANTA) ........................................... 40 IMAGEN 2.4. ADOQUN DE CEMENTO (PLANTA) ...................................... 41 ...................................................................................................................................
IMAGEN 3.1. FISURAS Y GRIETAS POR FATIGA ....................................... 88
IMAGEN 3.2. FISURAS Y GRIETAS EN BLOQUE ......................................... 89 IMAGEN 3.3. GRIETAS DE BORDE ................................................................ 90 IMAGEN 3.4. FISURAS Y GRIETAS LONGITUDINALES ............................ 91 IMAGEN 3.5. FISURAS Y GRIETAS TRANSVERSALES ............................. 91
xxii
RESUMEN
ANLISIS COMPARATIVO DE COSTOS ENTRE EL PAVIMENTO RGIDO Y PAVIMENTO FLEXIBLE
El presente trabajo de graduacin tiene por objetivo realizar el anlisis comparativo de costos del pavimento rgido y flexible, para ello en los primeros captulos se ha comenzado definiendo los conceptos, funciones y factores de diseo de los pavimentos; en los captulos siguientes se dise tanto el pavimento flexible, como el pavimento rgido con el Mtodo AASHTO aplicado al Ecuador 1993, del proyecto Escaln N2, ubicado en la provincia de Pichincha, zona sur del Distrito Metropolitano de Quito, parroquia de Turubamba, teniendo como punto de inicio el Corredor Sur Oriental Avenida Simn Bolvar y como punto final el Perifrico Sur Occidental. Adems se realiz una breve descripcin de los mtodos constructivos, los tipos de fallas que se presentan y el mantenimiento que se le deber proporcionar a cada uno de los pavimentos.
En los captulos finales se realiz el presupuesto, el anlisis de costos horarios de maquinaria y el anlisis de precios unitarios; luego se hizo el anlisis econmico entre los dos tipos de pavimento.
DESCRIPTORES: TRFICO VEHICULAR / DISEO DE PAVIMENTO FLEXIBLE / DISEO DE PAVIMENTO RGIDO / RUBROS DE CONSTRUCCIN VIAL.
xxiii
ABSTRACT
COMPARATIVE ANALYSIS OF COSTS BETWEEN RIGID PAVEMENT AND FLEXIBLE PAVEMENT
The present graduation work aims to conduct a comparative cost analysis of rigid and flexible pavement for that reason in the first chapters I started defining concepts, functions and design factors pavements, the next chapters are designed both flexible pavement, and rigid pavement as the AASHTO method applied in Ecuador in 1993 from Escaln project N 2, located in the Pichincha province, in the south of the Metropolitan District of Quito, Turubamba parish, having as a starting point the Corredor Sur Oriental, Simn Bolvar Avenue, and as the end point at Perifrico Sur Occidental. Furthermore there was a brief description from the construction methods, types of failures which occur and the maintenance pavements should be provided.
In the final chapters the estimated price was done, the analysis equipment schedules cost and the unit prices analysis, then the economic analysis between the two types of pavement done.
KEYWORDS: TRAFFIC JAM / FLEXIBLE PAVEMENT DESIGN / RIGID PAVEMENT DESIGN / ROAD CONSTRUCTION FEATURES.
xxiv
CERTIFICACIN
xxv
-1-
1. CAPTULO I
2. INTRODUCCIN Y CONCEPTOS
3.
1.1 Antecedentes
El proyecto se encuentra ubicado en la provincia de Pichincha, zona sur del
Distrito Metropolitano de Quito, parroquia de Turubamba, teniendo como punto
de inicio el Corredor Sur Oriental Avenida Simn Bolvar y como punto final el
Perifrico Sur Occidental.
El proyecto tiene una longitud de 6Km de va, aproximadamente, que une dos vas
longitudinales perifricas al sur de la ciudad.
La va Escaln N2, es una va colectora de primer orden que conecta los ejes
perimetrales Avenida Perifrico Occidental y Avenida Simn Bolvar.
IMAGEN 1.1. UBICACIN DEL PROYECTO AV. ESCALN N 2
IMAGEN 1.1. MAPA GEOLGICO: QUITO, HOJA 65 SE: MTOP
-2-
El clima de la zona es fro, encontramos temperaturas tales como la mxima en
promedio de 21C, mientras que la mnima media es de 6.4C. Mantenindose
una temperatura media en el da de 15C. El escaln N2, se encuentra en la zona
de anlisis meteorolgico de la Estacin Izobamba.
1.2 Objetivos
Objetivo general
Realizar el anlisis comparativo de costos entre el pavimento rgido y
pavimento flexible del Escaln N 2, ubicado en el sector sur del Distrito
Metropolitano de Quito, que servir de conexin entre la nueva va
Simn Bolvar y la Proyeccin del Perifrico Sur Occidental.
Objetivos especficos
Disear esta importante arteria vial de la ciudad, de tal manera que resista
los efectos de la naturaleza y de las cargas de los vehculos
Realizar los anlisis de precios unitarios, presupuesto y programacin de la
obra.
1.3 Definiciones
Va: rea debidamente acondicionada para el paso de peatones, cabalgaduras y
vehculos1.
Carretera: camino que se disea y se construye con especificaciones adecuadas
para un trnsito vehicular importante (TPDA>300veh/da).
Trfico: circulacin de vehculos por una va pblica en un tiempo conocido.
Pavimento vial: se define como la capa o conjunto de capas de materiales,
colocadas entre la cota de subrasante y la superficie de rodadura. Es una estructura
cuya funcin fundamental, es distribuir las cargas concentradas de las ruedas de
los vehculos, de manera que el suelo subyacente pueda soportarlas sin falla o
deformacin excesiva2.
1 ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo I. MOP 001 F 2002. 2 PONTN, Carlos;APUNTES DE PAVIMENTOS; Universidad Central del Ecuador.
-3-
Las condiciones necesarias para un adecuado funcionamiento del pavimento son
las siguientes: caractersticas del suelo de subrasante, diseo apropiado, calidad de
los materiales, proceso constructivas, acabado de la superficie, adems de una
adherencia adecuada entre el vehculo y el pavimento an en condiciones
hmedas.
Deber presentar una resistencia adecuada a los esfuerzos destructivos del
trnsito, de la intemperie y del agua.
En la estructura del pavimento los esfuerzos decrecen con la profundidad, se
debern colocar los materiales de, mayor capacidad de carga en las capas
superiores, siendo de menor calidad los que se colocan en las terraceras adems
de que son los materiales que ms comnmente se encuentran en la naturaleza, y
por consecuencia resultan los ms econmicos.
La divisin en capas que se hace en un pavimento obedece a un factor econmico,
ya que cuando determinamos el espesor de una capa el objetivo es darle el grosor
mnimo que reduzca los esfuerzos sobre la capa inmediata inferior.
La resistencia de las diferentes capas no solo depender del material que la
constituye, tambin resulta de gran influencia el procedimiento constructivo;
siendo dos factores importantes la compactacin y la humedad, ya que cuando un
material no se acomoda adecuadamente, ste se consolida por efecto de las cargas
y es cuando se producen deformaciones permanentes.
1.4 Historia del Pavimento
Los grandes sistemas de vas de nuestra civilizacin tienen su origen en periodos
anteriores a los recordados por la historia. An antes de la invencin de la rueda
que se supone ocurri hace 10000 aos hubieron desplazamientos individuales y
colectivos de personas de un lugar a otro; los primeros movimientos se hicieron a
pie, luego se utilizaron los lomos de animales y despus aparecieron los vehculos
de ruedas.
Varias civilizaciones antiguas alcanzaron un alto nivel tcnico en la construccin
de vas de comunicacin. Las calles de la ciudad de Babilonia fueron
-4-
pavimentadas 2000 aos A.C. Se recuerda tambin de grandes caminos
construidos por los egipcios 3000 aos A.C3.
Los mayores alcances en los sistemas de carreteras fueron logrados por los
Romanos 220 aos A.C., cuando el Imperio Romano estaba en su apogeo una
gran red de caminos militares cubran todo el Imperio; muchos de estos caminos
fueron hechos de piedra, entre sus caractersticas se tiene un espesor de 90 a
120cm y estaban compuestas por tres capas de piedras argamasadas cada vez ms
finas, con una capa de bloques de piedra encajadas en la parte superior4.
Con la cada del Imperio Romano durante la edad media (del siglo X al XV) ceso
el desarrollo y construccin de caminos por mucho tiempo.
A fines del siglo XVIII renace en Europa el inters por las vas de comunicacin.
En este periodo Tresaguet, un ingeniero francs propone utilizar piedra
machacada como base, cubierta de piedras ms pequeas para la construccin de
caminos. Al mismo tiempo en Inglaterra dos ingenieros ingleses, Thomas Telford
y John McAdam desarrollan tipos similares de construccin, Telford sugiere el
uso de piezas largas de piedra para formar la base, con piedras ms pequeas para
la capa de rodadura. McAdam propone el uso del polvo fino de piedra.
Este tipo de construccin es todava usado y ha sido el precursor de varios tipos de
pavimentos. Desde 1890 se empiezan a construir carreteras de concreto debido a
la invencin de vehculos a motor, que obligan a que las carreteras tengan ciertas
caractersticas de amplitud, comodidad y seguridad.
1.5 Requisitos para el comportamiento
La resistencia del pavimento depende del suelo natural. Sin embargo, aunque a
veces se utilizan por si solo como superficie de rodadura presenta algunas
desventajas que exigen generalmente, cuando soporta niveles significativos de
trnsito (mayores de 50,000 ejes equivalentes acumulados de 8.2 ton durante el
3 PONTN, Carlos;APUNTES DE PAVIMENTOS; Universidad Central del Ecuador.
4 SNCHEZ, Fernando;INTRODUCCIN AL DISEO DE PAVIMENTOS; Mdulo I; 2009.
-5-
periodo de diseo5), reforzarlo mediante una estructura que debe cumplir los
siguientes requisitos:
Debe resistir las cargas ocasionadas por el trfico sin sufrir deformaciones
permanentes.
Tener una superficie apropiada al rodamiento y una superficie de rodadura
antideslizante.
Ser flexible.
La superficie de la carretera debe resaltar sobre la noche y en tiempo de
niebla.
Seguridad para el usuario.
Ser resistente a la accin del clima.
Debe ser resistente al efecto abrasivo de las llantas de los vehculos.
Debe ser durable.
Debe ser econmico.
1.6 Tipos de Pavimentos
El pavimento es una superficie exterior utilizada para la circulacin de los
distintos tipos de vehculos, formada por el agrupamiento de capas de distintos
materiales, con el objeto de distribuir y transmitir las cargas aplicadas por el
trnsito al cuerpo del terrapln.
Al hablar de pavimentos se los puede dividir en tres tipos:
a) Pavimentos Flexibles (asfalto)
b) Pavimentos Rgidos (concreto)
c) Con bloques o piezas (adoquines)
Caractersticas de los pavimentos
Superficie uniforme
5 MTODO AASHTO 93 PARA EL DISEO DE PAVIMENTOS RGIDOS; Captulo I.
-6-
Superficie impermeable
Color y textura adecuado
Resistencia a la repeticin de cargas
Resistencia a la accin del medio ambiente
La diferencia entre estos tipos de pavimentos es la resistencia que presentan a la
flexin, la durabilidad y funcionalidad.
1.7 Factores de Diseo
Factores a considerar en el diseo de pavimentos
Trnsito
Tipo de subrasante
El clima
Los materiales disponibles
1.7.1 Trnsito
Interesan para el dimensionamiento de los pavimentos las cargas ms pesadas por
eje (simple, tndem o tridem esperadas en el carril de diseo el ms solicitado,
que determinara las estructura del pavimento de la carretera), durante el periodo
de diseo adoptado. La repeticin de las cargas del trnsito y la consecuente
acumulacin de deformaciones sobre el pavimento son fundamentales para el
clculo. Adems se deben tener en cuenta las mximas presiones de contacto, las
solicitaciones tangenciales en tramos especiales (curvas, zonas de frenado y
aceleracin), las velocidades de operacin de los vehculos.
Es necesario determinar el TPDA (trnsito promedio diario anual), que se define
como el volumen total de vehculos que pasan por un punto o seccin de una
carretera en un periodo de tiempo determinado, que es mayor a de un da y menor
o igual a un ao, dividido por el nmero de das comprendido en dicho perodo de
medicin.
-7-
Ejemplo6:
TPDAactual = 18198 veh/da
Proyecto:
Carretera: Interconexin Escaln N2 (Av. Simn Bolvar-Perifrico Sur
Occidental).
1.7.2 La subrasante
Es la capa de terreno natural que soporta la estructura del pavimento de una
carretera debidamente compactado y nivelado, extendindose hasta una
profundidad que no afecte la carga de diseo que corresponde al trnsito previsto.
Su objetivo es servir de soporte para el pavimento despus de ser estabilizada,
homogenizada y compactada.
El espesor del pavimento depender en gran parte de la calidad de la subrasante,
por lo que debe cumplir con los requisitos de resistencia, incompresibilidad e
inmunidad a la expansin y contraccin por efectos de la humedad, por
consiguiente, el diseo de un pavimento es esencialmente el ajuste de la carga de
diseo por rueda a la capacidad de la subrasante.
En la preparacin de la subrasante intervienen los siguientes aspectos:
Compactacin de los suelos que garanticen un apoyo uniforme y estable
para el pavimento.
Fijar la rasante lo ms alto posible y excavar zanjas laterales lo
suficientemente profundas para aumentar la distancia vertical entre el
pavimento y el nivel fretico cuando existe.
Descarga lateral y mezcla de suelos para lograr condiciones uniformes en
zonas donde se tengan cambios del tipo de suelo.
6 Trfico actual del Proyecto Escaln N2
-8-
Disponer de manera selectiva los materiales en zonas terrapln.
Mejorar los suelos de muy baja calidad por medio de tratamientos
mecnicos o qumicos.
La capacidad del suelo se mide mediante las pruebas de CBR y Mdulo de
Resiliencia.
Mr (psi) = 1500 x CBR; para CBR < 7.2% sugerida por AASHTO.
Mr (psi) = 3000 x CBR 0.65, Para materiales de sub-rasante con CBR mayor de
7,2% pero menor o igual a 20,0%
En el caso en que las condiciones de la subrasante no son razonablemente
uniformes, su mejoramiento se puede lograr mediante tcnicas adecuadas de
reparacin de la subrasante, adems se necesita prestar atencin especial al control
de los suelos expansivos y de los asentamientos diferenciales excesivos por
hinchamiento debido a la congelacin.
Mejoramiento con suelo seleccionado7.
Deber ser suelo granular, material rocoso o combinaciones de ambos, libre de
material orgnico y escombros, y salvo que se especifique de otra manera, tendr
una granulometra tal que todas las partculas pasarn por un tamiz de cuatro
pulgadas (100 mm.) con abertura cuadrada y no ms de 20 por ciento pasar el
tamiz N 200 (0,075 mm), de acuerdo al ensayo AASHO-T.11.
La parte del material que pase el tamiz N 40 (0.425 mm.) deber tener un ndice
de plasticidad no mayor de nueve (9) y lmite lquido hasta 35% siempre que el
valor del CBR sea mayor al 20%, tal como se determina en el ensayo AASHO
7 ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo IV. MOP 001 F 2002.
-9-
T91. Material de tamao mayor al mximo especificado, si se presenta, deber ser
retirado antes de que se incorpore al material en la obra.
1.7.3 El clima
Los factores que en nuestro medio ms afectan a un pavimento son las lluvias y
los cambios de temperatura.
Las lluvias por su accin directa en la elevacin del nivel fretico influyen en la
resistencia, la comprensibilidad y los cambios volumtricos de los suelos de
subrasante especialmente.
Los cambios de temperatura en las losas de pavimentos rgidos ocasionan
esfuerzos muy elevados, que en algunos casos pueden ser superiores a los
generados por las cargas de los vehculos que circulan en ellas.
En los pavimentos flexibles y dado que el asfalto tiene una alta susceptibilidad
trmica, el aumento o la disminucin de temperatura puede ocasionar una
modificacin sustancial en el mdulo de elasticidad de las capas asflticas,
ocasionando en ellas y bajo condiciones especiales, deformaciones o
agrietamientos que influirn en el nivel de servicio de la va.
1.7.4 Los materiales disponibles
Los materiales disponibles son determinantes para la seleccin de la estructura de
pavimento debiendo ser la ms adecuada, tcnica y econmica. Por una parte se
consideran los agregados disponibles en canteras y depsitos del rea, adems de
la calidad requerida hay que atender al volumen disponible, aprovechable y el
costo, considerando una buena medida por la distancia de acarreo.
El anlisis de los costos de construccin debe complementarse con una prevencin
del comportamiento del pavimento durante el perodo de diseo, la conservacin
necesaria y su costo actualizado.
-10-
1.8 Pavimentos no viales
Los pavimentos no viales, no son aptos para vehculos motorizados como coches
y motocicletas.
1.8.1 Ciclova
Estn destinadas al trnsito de bicicletas y, en casos justificados a motocicletas de
hasta 50 cc. Conectan generalmente reas residenciales con paradas o estaciones
de transferencia de transporte colectivo. Adems, pueden tener funciones de
recreacin e integracin paisajstica. Generalmente son exclusivas, pero pueden
ser combinadas con circulacin peatonal8.
Las ciclovas en un sentido tendrn un ancho mnimo de 1,80 y de doble sentido
2,40 m.
Es el sistema de movilizacin en bicicleta al interior de las vas del sistema vial
local puede formar parte de espacios complementarios (zonas verdes, reas de uso
institucional).
Cuando las ciclovas formen parte de reas verdes pblicas, tendrn un ancho
mnimo de 1,80m.
Caractersticas Funcionales
En los puntos en que se interrumpa la ciclova para dar paso al trfico automotor,
se deber prever un paso cebra para el cruce peatonal, conformada por un cambio
en la textura y color del piso; estos puntos estarn debidamente sealizados.
La iluminacin ser similar a la utilizada en cualquier va peatonal o vehicular. En
el caso en que se contemple un sendero peatonal, ste se separar de la ciclova.
Estar provisto de parqueaderos para bicicletas, los cuales se disearn y
localizarn como parte de los terminales y estaciones de transferencia de
transporte pblico de la ciudad.
El carril de la ciclova se diferenciar de la calzada, sea mediante cambio de
material, textura y color.
En todos los casos se implementar la circulacin con la sealizacin adecuada
8 Municipio del Distrito Metropolitano de Quito Normas de Arquitectura y Urbanismo. Ordenanza 3457
-11-
1.8.2 Vas peatonales
Esta norma establece las dimensiones mnimas, las caractersticas funcionales y de
construccin que deben cumplir las vas de circulacin peatonal (calle, aceras,
senderos, andenes, caminos y cualquier otro tipo de superficie de dominio pblico
destinado al trnsito de peatones)9.
Dimensiones
Las vas de circulacin peatonal deben tener un ancho mnimo libre sin obstculos
de 1,60 m.
Cuando se considere la posibilidad de un giro mayor o igual a 90, el ancho libre
debe ser mayor o igual a 1.60 m.
Las vas de circulacin peatonal deben estar libres de obstculos en todo su ancho
mnimo y desde el piso hasta un plano paralelo ubicado a una altura mnima de
2,20 m. Dentro de ese espacio no se puede disponer de elementos que lo invadan
(ejemplo: luminarias, carteles, equipamientos, etc.)
Afirmado
Capa compactada de material granular natural procesado con gradacin
especifica que soporta directamente las cargas y esfuerzos del trnsito. Debe
poseer la cantidad apropiada de material fino cohesivo que permita mantener
aglutinadas las partculas.
9 INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIN NTE INEN 2 243: 2010
-12-
1. CAPTULO II
2. DEFINICIN DE LOS PAVIMENTOS
2.1 Caractersticas del suelo de fundacin
Se denomina suelo de fundacin a la capa del suelo bajo la estructura del
pavimento, preparada y compactada. Se trata del terreno natural o la ltima capa
del relleno de la plataforma sobre la que se asienta el pavimento.
La caracterizacin de los suelos para esta capa de fundacin se basa en los
siguientes aspectos:
Metodologa
La metodologa a seguir para la caracterizacin del suelo de
fundacin comprender bsicamente una investigacin de campo a lo largo de
la va, mediante la ejecucin de pozos exploratorios (calicatas), con obtencin de
muestras representativas en nmero y cantidades suficientes para su posterior
anlisis en ensayos en laboratorio y, finalmente, con los datos obtenidos en ambas
fases se pasar a la fase de gabinete, para consignar en forma grfica y escrita
los resultados obtenidos. A continuacin se procede a describir el plan de trabajo a
desarrollar en cada etapa.
Trabajo de campo
Con el objeto de determinar las caractersticas fsico-mecnicas de los materiales
de la subrasante se llevarn a cabo investigaciones mediante la ejecucin de pozos
exploratorios o calicatas de 1.5 m de profundidad mnima (respecto del nivel de
subrasante del proyecto; con un mnimo de 3 calicatas por kilmetro, ubicadas
longitudinalmente a distancias aproximadamente iguales y en forma
alternada(izquierda-derecha) dentro de una faja de hasta 5m a ambos lados del eje
del trazo, preferentemente al borde de la futura calzada.
Tambin se determinar la presencia o no de suelos orgnicos, suelos expansivos,
napa fretica, etc., en cuyo caso las calicatas deben ser ms profundas,
delimitando el sector de subrasante inadecuada que requerir reemplazo del
-13-
material, mejoramiento o estabilizacin de subrasante a fin de homogenizar su
calidad a lo largo del alineamiento de la carretera.
Descripcin de los suelos
Los suelos encontrados sern descritos y clasificados de acuerdo a metodologa
para construccin de vas, las mismas que deben corresponder al siguiente cuadro.
CUADRO 2.1. SIGNOS CONVENCIONALES PARA PERFIL DE
CALICATAS
Trabajo de laboratorio
Todas las muestras representativas obtenidas de los estratos de las calicatas del
suelo de fundacin debern contar con los siguientes ensayos:
Anlisis granulomtrico por tamizado
Lmites de consistencia
Lmite lquido, lmite plstico e ndice de plasticidad
CUADRO 2.1: MONTEJO, Alfonso;INGENIERA DE PAVIMENTOS PARA CARRETERAS Captulo III; Editorial Stella Valbuena de Fierro; 2002.
-14-
Clasificacin SUCS
Clasificacin AASHTO
Humedad Natural.
Prctor Modificado
C.B.R.
Labores de gabinete
En base a la informacin obtenida durante los trabajos de campo y los resultados
de los ensayos de laboratorio, se efectuara la clasificacin de suelos utilizando los
sistemas SUCS y AASHTO.
2.1.1 Cimiento Natural del Pavimento
Al igual que en la casi totalidad de aplicaciones de la Mecnica de Suelos, los
materiales que se eligen para la fundacin de pavimentos, son de dos tipos
claramente diferenciados. Los que se denominan materiales gruesos (arenas,
gravas, fragmentos de roca, etc.) constituyen el primer grupo, el segundo grupo
est formado por los suelos finos, cuyo arquetipo son los materiales arcillosos.
En los suelos gruesos tales como las arenas y las gravas, la deformacin del
conjunto por efecto de cargas externas, slo puede tener lugar, por acomodo
brusco de partculas menores en los huecos que dejan entre s las mayores, o por
ruptura y molienda de sus partculas. La expansin de suelos gruesos, es un
fenmeno que para efectos prcticos no se considera en el diseo de carreteras. La
estabilidad de los suelos gruesos ante la presencia del agua es grande, si se
prescinde de la posibilidad de arrastres internos de partculas menores por efecto
de la circulacin de corrientes de agua interiores, efecto que relativamente es poco
comn en las carreteras. Por tanto, si el suelo grueso est constituido por
partculas mineralgicamente sanas, su resistencia al esfuerzo cortante es grande,
y est basada en mecanismos de friccin interna de sus partculas, o en la
resistencia que oponen esas partculas a deslizarse unas con respecto a otras,
dependiendo por tanto de la friccin interna y de su dureza.
-15-
El caso de los suelos finos arcillosos, su tendencia a adoptar estructuras internas
abiertas, con alto volumen de vacos, hace que estos suelos tengan una capacidad
de deformacin mucho ms alta. Si se ejerce presin sobre suelos finos saturados
se puede ocasionar un fenmeno de consolidacin, que induce al agua acumulada
entre sus partculas a salir del conjunto, produciendo una reduccin del volumen
que originar deformaciones del conjunto, las que afectarn la estabilidad del
pavimento.
Si el terreno de fundacin es de caractersticas pobres, debe desecharse, siempre
que sea posible, y sustituirse este por un suelo de mejor calidad o mejorarse.
2.1.2 Prueba de valor relativo de soporte C.B.R.
Los mtodos de diseo de pavimentos se relacionan con el valor de la capacidad
de soporte del suelo o CBR.
El mdulo resiliente es el parmetro que se utiliza en el diseo del pavimento.
El ensayo de California Bearing Ratio o CBR, es un ensayo relativamente
simple, comnmente utilizado para obtener un ndice de resistencia del suelo de la
subrasante.
Para materiales de base, Sub-base, as como para subrasantes granulares, el CBR
puede estar asociado a la mxima densidad seca del prctor modificado; sin
embargo para subrasantes finas (arenosas, arcillosas o limosas) el valor del CBR
debe estar asociado a su densidad de campo.
Se propone mtodos para determinar el valor de CBR.
a. CBR in situ
Mide directamente la deformacin ante una carga aplicada
b. CBR en muestras inalteradas
Es un mtodo recomendado para subrasantes de suelos finos. Consiste en obtener
una muestra inalterada de campo, que ser protegida para que no pierda su
humedad natural (si no fuese posible obtener una muestra inalterada de campo, se
-16-
puede preparar en el laboratorio a la humedad y densidad natural). En el
laboratorio se realiza el ensayo de C.B.R. en su condicin natural y saturada.
c. CBR en muestras remoldeadas
Mtodo recomendado para subrasantes granulares, materiales de base y Sub-base.
Los especmenes o muestras, pueden ensayarse en su condicin natural o saturada,
luego de un periodo de inmersin en agua, la condicin saturada es la ms
desfavorable.
El CBR se expresa en porcentaje (%).
Los valores del ndice CBR oscilan entre 0 y 100. Cuanto mayor es su valor,
mejor es la capacidad portante del suelo.
CUADRO 2.2. VARIACIN DEL CBR
Determinacin del Valor de soporte de la subrasante C.B.R.
Cuando las longitudes del proyecto son extensiones considerables no es muy
comn obtener subrasantes con suelos uniformemente constituidos, por tanto los
C.B.R que se obtienen son variables a lo largo del proyecto.
Proceso para la obtencin de datos y su graficacin
Con los valores obtenidos de los C.B.R. se ordena de menor a mayor.
Se enumera los C.B.R con el nmero 1 al de mayor valor y as sucesivamente.
Se determina la frecuencia de los C.B.R.
Se dibuja la curva frecuencia vs C.B.R.
CUADRO 2.2: FERNANDEZ, Luis; ENSAYO CBR; Curso 2006-2007.
CBR Clasificacion cualitativa del suelo Uso
2-5 Muy mala Subrasante
5-8 Mala Subrasante
8-20 Regular - Buena Subrasante
20-30 Excelente Subrasante
30-60 Buena Subrasante
60-80 Buena Base
80-100 Excelente Base
-17-
Proceso para la obtencin de las frecuencias en porcentaje (% de frecuencias)
Se divide el nmero de orden para el total de ensayos y multiplicado por 100.
CUADRO 2.3. SELECCIN DEL CBR DE DISEO
C.B.R.
C.B.R
ORDEN F. EN % ORDEN ASCENDENTE
16.0 6.0 14 100
15.0 9.0 13 93
16.0 11.0 12 86
13.0 12.0 11 79
24.0 13.0 10 71
23.0 14.0 9 64
9.0 15.0 8 57
11.0 16.0 7 50
6.0 16.0 6 -
16.0 16.0 5 -
12.0 17.0 4 29
24.0 23.0 3 21
17.0 24.0 2 14
14.0 24.0 1 -
No se toma en cuenta la equivalencia en los valores de CBR repetidos.
FIGURA 2.1. CBR DE DISEO
De acuerdo con el grfico, se tiene que el percentil 90% corresponde a un
C.B.R. de 9.8.
CUADRO 2.3.; TESIS: UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR INTERCONEXIN: ESCALN N2 (AV. SIMN BOLVAR PERIFRICO SUR OCCIDENTAL). MOROCHO, QUINTANA 2010. FIGURA 2.1.; ELABORACIN PROPIA
-18-
2.2 Pavimento flexible
El pavimento flexible tambin conocido como pavimento de asfalto es una
estructura formada por varias capas como lo son la Sub-base, la base y la carpeta
asfltica, las cuales se encuentran conformadas por materiales que deben cumplir
las especificaciones del MTOP, AASHTO. La calidad y resistencia de estas capas
va disminuyendo con la profundidad.
Este pavimento resulta ms econmico en su construccin inicial, tiene un periodo
de vida de entre 10 y 15 aos, pero tienen la desventaja de requerir mantenimiento
constante para cumplir con su vida til.
La distribucin de tensiones y deformaciones generadas en la estructura por las
cargas de rueda del trfico, se da de tal forma que las capas de revestimiento y
base absorben las tensiones verticales de compresin del suelo de fundacin por
medio de la absorcin de tensiones cizallantes. En este proceso ocurren tensiones
de deformacin y traccin en la fibra inferior del revestimiento asfltico, que
provocar su fisuracin por fatiga por la repeticin de las cargas de trfico.
Al mismo tiempo la repeticin de las tensiones y deformaciones verticales de
compresin que actan en todas las capas del pavimento producirn la formacin
de hundimiento de la capa de rodadura de la rueda.
IMAGEN 2.1. PAVIMENTO FLEXIBLE
IMAGEN 2.1.; http://www.mcfobraspublicas.es/servicios/pavimentos-asfalticos/pavimentos-
asfalticos
-19-
Los principales elementos de este tipo de pavimento son: capa de rodadura, base,
Sub-base y subrasante. Los pavimentos flexibles podrn deformarse pero en
general no se rompen.
FIGURA 2.2 SECCIN TRANSVERSAL DEL PAVIMENTO FLEXIBLE
Entre las caractersticas principales que debe cumplir un pavimento flexible se
encuentran las siguientes:
Resistencia estructural.
Deformabilidad.
Durabilidad.
Costo.
Requerimientos de conservacin.
Comodidad.
b.1. Resistencia estructural
Debe soportar las cargas impuestas por el trnsito que producen esfuerzos
normales y cortantes en la estructura. En los pavimentos flexibles se consideran
FIGURA 2.2.; CORONADO ITURBIDE, Jorge; Manual centroamericano para el diseo de pavimentos; Noviembre 2002.
CAPA DE RODADURA (5 -10 cm)
BASE (10 30 cm)
SUB-BASE (10 30 cm)
SUBRASANTE (20 50 cm)
-20-
los esfuerzos cortantes como la principal causa de falla desde el punto de vista
estructural. Adems de los esfuerzos cortantes tambin se tienen los producidos
por la aceleracin, frenaje de los vehculos y esfuerzos de tensin en los niveles
superiores de la estructura.
La resistencia de los materiales interesa desde dos puntos de vista:
En cuanto a la capacidad de carga que pueden desarrollar las capas
constituyentes del pavimento para soportar adecuadamente las cargas
del trnsito.
En cuanto a la capacidad de carga de la capa subrasante, que constituye
el nexo de unin entre el pavimento y la terracera.
b.2. Deformabilidad.
En algunos aspectos importantes el problema es la deformabilidad de los
pavimentos tiene un planeamiento opuesto al de la resistencia. Con respecto a la
deformabilidad, dada en la naturaleza de los materiales que forman las capas del
pavimento, la deformabilidad suele crecer mucho hacia abajo y la terracera es
mucho ms deformable que el pavimento propiamente dicho. La deformabilidad
interesa sobre todo en niveles profundos pues es fcil que las capas superiores
tengan niveles de deformacin tolerables an para los altos esfuerzos que en ellas
actan.
Las cargas de trnsito producen en el pavimento deformaciones elsticas y son de
recuperacin instantnea. Suelen denominarse deformaciones plsticas, a aquellas
que permanecen en el pavimento despus de cesar la causa deformadora. Bajo la
carga mvil y repetida, la deformacin tiende a hacerse acumulativa.
b.3. Durabilidad
Est ligada a una serie de factores econmicos y sociales, la durabilidad que se le
d al camino depende de la importancia de este, en obras de alto trnsito y gran
-21-
importancia econmica se requerir pavimentos muy duraderos a fin de no tener
que recurrir a costosas interrupciones que perjudique el trnsito por la va.
b.4. Costo
Un diseo correcto ser el que llegue a satisfacer los requerimientos del servicio a
costo mnimo. En general los pavimentos rgidos demandan poco gasto de
conservacin y se deterioran poco, pero su costo de construccin es alto, los
pavimentos flexibles requieren menor inversin inicial, pero un mantenimiento
mayor.
b.5. Requerimientos de la conservacin
Los factores que influyen de gran manera en la vida de un pavimento son: el
trfico, comportamiento de la terracera o capas inferiores, el suelo natural y los
agentes externos.
b.6. Comodidad
Especialmente en autopistas y caminos de primer orden, los problemas y mtodos
del diseo de los pavimentos deben verse afectados por la comodidad que el
usuario requiere para transitar a la velocidad de proyecto, dentro de este requisito
quedan tambin, la seguridad que es el ms importante de ellos, la esttica y el
impacto psicolgico en el conductor
Las deformaciones longitudinales de un pavimento van en contra de la
comodidad, representa una deficiencia estructural o riesgo de falla.
2.2.1 Funcin del pavimento
Un pavimento y su estructura, asentado sobre una fundacin apropiada, tiene por
finalidad proporcionar una superficie de rodamiento que permita el trfico seguro
y confortable de vehculos, a velocidades operacionales deseadas y bajo cualquier
condicin climtica. Hay una gran diversidad de tipos de pavimento, dependiendo
del tipo de vehculos que transitarn y del volumen de trfico.
-22-
El pavimento debe ofrecer una superficie buena y resistente, con la rugosidad
necesaria para garantizar buena friccin con las llantas del vehculo, adems de
tener el color adecuado para evitar reflejos y deslumbramientos.
Las caractersticas de resistencia y deformabilidad son necesarias para la
distribucin de esfuerzos, de modo que lleguen a la subrasante a niveles tolerables
que no produzcan fallas, asentamientos u otras deformaciones severas y
perjudiciales.
2.2.2 Funciones de las distintas capas de un pavimento flexible
2.2.3 Sub base
Es la capa de material seleccionado que se coloca encima de la subrasante, impide
que el agua de las terraceras ascienda por capilaridad. Deber transmitir en forma
adecuada los esfuerzos a las terraceras.
FIGURA 2.3. CAPAS DEL PAVIMENTO FLEXIBLE SUB-BASE
A continuacin se describe las funciones de la Sub-base:
Funcin econmica. La principal funcin de esta capa es netamente
econmica; 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
FIGURA 2.3. http://www.e-asfalto.com/pavimentos/pavimentos.htm
Sub-base
Capa de rodadura
Base
-23-
preferible distribuir las capas ms calificadas en la parte superior y colocar
en la parte inferior del pavimento la capa de menor calidad, la cual es
frecuentemente la ms barata.
Capa de transicin. La Sub-base bien diseada impide la penetracin de
los materiales que constituyen la base con los de la subrasante y tambin
acta como filtro de la base, impidiendo que los finos de la subrasante la
contaminen y menoscaben su calidad.
Disminucin de las deformaciones. Algunos cambios volumtricos de la
capas subrasante, generalmente asociados a cambios en su contenido de
agua (expansiones o contracciones) o a cambios extremos de
temperatura, pueden absorberse con la capa Sub-base e impedir que dichas
deformaciones se reflejen en la superficie de rodamiento.
Resistencia. La Sub-base debe soportar los esfuerzos trasmitidos por las
cargas de los vehculos a travs de las capas superiores, transmitidos a un
nivel adecuado a la subrasante.
Drenaje. En muchos casos la Sub-base debe drenar el agua, que se
introduzca a travs de la carpeta o por las bermas, as como impedir la
ascensin capilar
Materiales.- Los agregados que se empleen debern tener un coeficiente de
desgaste mximo de 50%, de acuerdo con el ensayo de abrasin de los ngeles y
la porcin que pase el tamiz N 40 deber tener un ndice de plasticidad menor
que 6 y un lmite lquido mximo de 25. La capacidad de soporte corresponder a
un CBR igual o mayor del 30%11
.
- Clase 1: Son Sub-bases construidas con agregados obtenidos por trituracin de
roca o gravas y graduados uniformemente dentro de los lmites indicados para la
11 ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo IV. MOP 001 F 2002.
-24-
granulometra Clase 1, en la Tabla 2.1. Por lo menos el 30 % del agregado
preparado deber obtenerse por proceso de trituracin.
- Clase 2: Son Sub-bases construidas con agregados obtenidos mediante
trituracin o cribado en yacimientos de piedras fragmentadas naturalmente o de
gravas y graduados uniformemente dentro de los lmites indicados para la
granulometra Clase 2, en la Tabla 2.1.
- Clase 3: Son Sub-bases construidas con agregados naturales y que se hallen
graduados uniformemente dentro de los lmites indicados para la granulometra
Clase 3, en la Tabla 2.1.
TABLA 2.1. CLASE DE GRANULOMETRAS SUB-BASEs
2.2.4 Base Consiste en la construccin de capas de base compuestas por agregados triturados
total o parcialmente o cribados, estabilizados con agregado fino procedente de la
trituracin, o suelos finos seleccionados, o ambos. La capa de base se colocar sobre
una Sub-base terminada y aprobada, o en casos especiales sobre una subrasante
previamente preparada y aprobada, y de acuerdo con los alineamientos, pendientes y
seccin transversal establecida en los planos o en las disposiciones especiales.
TABLA 2.1. ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo IV. MOP 001 F 2002.
TAMIZ
CLASE 1 CLASE 2 CLASE 3
3" (76.2 mm) -- -- 100
2" (50.4 mm) -- 100 --
1" (38.1 mm) 100 70-100 --
N 4 (4.75 mm) 30-70 30-70 30-70
N 40 (0.425 mm) 10-35 15-40 --
N 200 (0.075 mm) 0-15 0-20 0-20
Porcentaje en peso que pasa a travs de los
tamices de malla cuadrada
-25-
FIGURA 2.4. CAPAS DEL PAVIMENTO FLEXIBLE BASE
A continuacin se describe las funciones de la base:
Resistencia. La funcin bsica de la base granular de un pavimento
consiste en proporcionar un elemento resistente que transmita a la Sub-
base y a la subrasante los esfuerzos producidos por el trnsito, en una
intensidad apropiada.
Funcin econmica. Respecto a la carpeta asfltica, la base tiene una
funcin econmica anloga a la que tiene a la Sub-base respecto a la base.
Materiales.- Las bases de agregados podrn ser de las clases indicadas a
continuacin, de acuerdo con el tipo de materiales por emplearse12
.
La clase y tipo de base que deba utilizarse en la obra estar especificada en los
documentos contractuales. En todo caso, el lmite lquido de la fraccin que pase
el tamiz N 40 deber ser menor de 25 y el ndice de plasticidad menor de 6. El
porcentaje de desgaste por abrasin de los agregados ser menor del 40% y el
valor de soporte de CBR deber ser igual o mayor al 80%.
Los agregados sern elementos limpios, slidos y resistentes, excentos de polvo,
arcilla u otras materias extraas.
FIGURA 2.4. http://www.e-asfalto.com/pavimentos/pavimentos.htm 12 ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo IV. MOP 001 F 2002.
Sub-base
Capa de rodadura
Base
-26-
- Clase 1: Son bases constituidas por agregados gruesos y finos, triturados en un
100% de acuerdo con lo establecido en la subseccin 814-2 y graduados
uniformemente dentro de los lmites granulomtricos indicados para los Tipos A y
B en la Tabla 2.2.
El proceso de trituracin que emplee el Contratista ser tal que se obtengan los
tamaos especificados directamente de la planta de trituracin. Sin embargo, si
hiciere falta relleno mineral para cumplir las exigencias de graduacin se podr
completar con material procedente de una trituracin adicional, o con arena fina,
que sern mezclados necesariamente en planta.
TABLA 2.2. LMITES GRANULOMTRICOS BASE CLASE 1
- Clase 2: Son bases constituidas por fragmentos de roca o grava trituradas, cuya
fraccin de agregado grueso ser triturada al menos el 50% en peso.
Estas bases debern hallarse graduadas uniformemente dentro de los lmites
granulomtricos indicados en la Tabla 2.3.
TABLA 2.2. ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo IV. MOP 001 F 2002.
TAMIZ
TIPO A TIPO B TIPO C
2" (50.8 mm) 100 -- --
1" (38.1 mm) 70-100 100 100
1" (25.4 mm) 55-85 70-100 70-100
" (19.0 mm) 50-80 60-90 60-90
" (9.5 mm) 35-60 45-75 45-75
N 4 (4.76 mm) 25-50 30-60 30-60
N 4 (2.00 mm) 20-40 20-50 20-50
N 40 (0.425 mm) 10-25 10-25 10-25
N 200 (0.075 mm) 2-12 2-12 2-12
Porcentaje en peso que pasa a travs de los
tamices de malla cuadrada
-27-
El proceso de trituracin que emplee el Contratista ser tal que se obtengan los
tamaos especificados directamente de la planta de trituracin. Sin embargo, si
hace falta relleno mineral para cumplir las exigencias de graduacin podr
completarse con material procedente de una trituracin adicional, o con arena fina,
que sern mezclados preferentemente en planta.
TABLA 2.3. LMITES GRANULOMTRICOS BASE CLASE 2
- Clase 3: Son bases constituidas por fragmentos de roca o grava trituradas, cuya
fraccin de agregado grueso ser triturada al menos el 25% en peso.
Estas bases debern hallarse graduadas uniformemente dentro de los lmites
granulomtricos indicados en la Tabla 2.4.
Si hace falta relleno mineral para cumplir las exigencias de graduacin, se podr
completar con material procedente de trituracin adicional, o con arena fina, que
podrn ser mezclados en planta o en el camino.
TABLA 2.3. ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo IV. MOP 001 F 2002.
-28-
TABLA 2.4. LMITES GRANULOMTRICOS BASE CLASE 3
- Clase 4: Son bases constituidas por agregados obtenidos por trituracin o
cribado de piedras fragmentadas naturalmente o de gravas y graduadas
uniformemente dentro de los lmites granulomtricos indicados en la Tabla 2.5.
TABLA 2.5. LMITES GRANULOMTRICOS BASE CLASE 4
2.2.5 Capa de rodadura
La capa de rodadura es la parte superior del pavimento flexible que proporciona
la superficie de rodamiento, es elaborada con material ptreo seleccionado y un
producto asfltico dependiendo del tipo de camino que se va a construir.
TABLA 2.4. ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo IV. MOP 001 F 2002. TABLA 2.5. ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo IV. MOP 001 F 2002.
-29-
FIGURA 2.5. CAPAS DEL PAVIMENTO FLEXIBLE CAPA
DE RODADURA
A continuacin se describe las funciones de la capa de rodadura:
Proporcionar una superficie uniforme y estable al trnsito, de textura y
color conveniente y resistir los efectos abrasivos del trnsito.
Hasta donde sea posible, impedir el paso del agua al interior del
pavimento.
Su resistencia a la tensin complementa la capacidad estructural del
pavimento.
Materiales.- El material bituminoso estar constituido por asfalto diluido o
emulsiones asflticas cuyo tipo ser fijado en las disposiciones especiales del
contrato.
Las emulsiones asflticas sern de rotura lenta.
Durante las aplicaciones puede presentarse la necesidad de cambiar el grado del
asfalto establecido en las disposiciones generales, para dar mayor eficiencia al
riego de imprimacin.
De ser necesaria la aplicacin de la capa de secado, sta ser constituida por arena
natural o procedente de trituracin, exenta de polvo, suciedad, arcilla u otras
materias extraas La arena deber hallarse preferentemente seca, aunque podr
FIGURA 2.5. http://www.e-asfalto.com/pavimentos/pavimentos.htm
Sub-base
Capa de rodadura
Base
-30-
tolerarse una ligera humedad, siempre que sea menor al dos por ciento de su peso
seco13
.
2.3 Pavimento rgido o hidrulico
Un pavimento rgido consiste bsicamente en una losa de concreto simple o
armado, apoyada directamente sobre una base o Sub-base. La losa, debido a su
rigidez y alto mdulo de elasticidad, absorbe gran parte de los esfuerzos que se
ejercen sobre el pavimento lo que produce una buena distribucin de las cargas de
rueda, dando como resultado tensiones muy bajas en la subrasante.
Se compone de losas de concreto hidrulico que en algunas ocasiones presenta un
armado de acero, tiene un costo inicial ms elevado que el flexible, su periodo de
vida vara entre 20 y 40 aos; el mantenimiento que requiere es mnimo y solo se
efecta (comnmente) en las juntas de las losas y por eventos emergentes.
Los pavimentos rgidos o hidrulicos como se les conoce tambin, defieren de los
pavimentos de asfalto o flexibles, en que poseen una resistencia considerable a la
flexin, adems de que se ven considerablemente afectados por los cambios de
temperatura.
Los pavimentos rgidos estn sujetos a los siguientes esfuerzos:
a) Esfuerzos abrasivos causados por las llantas de los vehculos.
b) Esfuerzos directos de compresin y cortadura, causados por las cargas de
las ruedas.
c) Esfuerzos de compresin y tensin que resultan de la deflexin de las losas
bajo las cargas de las ruedas.
d) Esfuerzos de compresin y tensin causados por la expansin, contraccin
del concreto y por efectos de los cambios de temperatura.
13 ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo IV. MOP 001 F 2002.
-31-
IMAGEN 2.2. PAVIMENTO RGIDO (PLANTA)
2.3.1 Clases de pavimento rgido
a. Pavimentos de Hormign Simple
b. Pavimentos de Hormign Armado
c. Pavimentos de Hormign Compactado con Rodillo
d. Pavimentos de Hormign Pre o postensado.
a. Pavimentos de hormign simple
Este tipo de pavimento es el ms empleado debido a que su construccin es
sencilla y de menor costo. Est dividido en losas rectangulares, preferiblemente
casi cuadradas, salvo en las intersecciones, ramales y otras superficies de anchura
variable, disponiendo en ellos juntas transversales de contraccin y juntas
longitudinales de alabeo entre carriles o donde la anchura extendida sea superior a
5m para evitar la aparicin de fisuras debido a la retraccin del hormign.
Ambos tipos de juntas longitudinales y transversales pueden ser tambin de
construccin u hormigonado.
IMAGEN 2.5.; http://civilgeeks.com/2012/06/10/diseno-de-pavimentos-rigidos/
-32-
a.1. Sin pasadores
Son pavimentos que no presentan refuerzo de acero ni elementos para
transferencia de cargas. En ellos, el concreto asume y resiste tensiones producidas
por el trnsito y el entorno, como las variaciones de temperatura y humedad. Para
que esta transferencia sea efectiva, es necesario que se use un espaciamiento corto
entre juntas.
Este tipo de pavimento es aplicable en caso de trfico ligero y clima templado y
generalmente se apoyan sobre la subrasante. En condiciones ms severas requiere
de Sub-bases tratadas con cemento, colocadas entre la subrasante y la losa, para
aumentar la capacidad de soporte y mejorar la transmisin de carga.
Estn constituidos por losas de dimensiones relativamente pequeas, en general
menores de 6 m. de largo y 3.50 m. de ancho. Los espesores varan de acuerdo al
uso previsto.
FIGURA 2.6. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO SIMPLE. SIN
ELEMENTOS DE TRANSFERENCIAS DE CARGA. (SIN ESCALA).
FIGURA 2.6.; MORA, Samuel;PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRULICO; ASOCEM; 1998.
-33-
a.2. Con pasadores
Los pasadores son pequeas barras de acero liso, que se colocan en la seccin
transversal del pavimento, en las juntas de contraccin. Su funcin estructural es
transmitir las cargas de una losa a la losa contigua, mejorando as las condiciones
de deformacin en las juntas.
De esta manera, se evitan los dislocamientos verticales
diferenciales (escalonamientos).Segn la Asociacin de Cemento Portland (PCA,
por sus siglas en ingls).
FIGURA 2.7. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO SIMPLE.
CON ELEMENTOS DE TRANSFERENCIAS DE CARGA O PASADORES.
(SIN ESCALA).
FIGURA 2.7.; MORA, Samuel;PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRULICO; ASOCEM; 1998.
-34-
b. Pavimentos de Hormign Armado
A este grupo pertenecen los pavimentos de hormign armado con juntas muy
espaciadas (entre 6,10 y 36,60 metros) y son distribuidas en la losa a efecto de
controlar y mantener cerradas las fisuras de contraccin.
b.1. Con refuerzo de acero no estructural
Su finalidad es controlar los agrietamientos y resistir las tensiones de contraccin
del hormign en estado joven sin cumplir una funcin estructural. La seccin
mxima del refuerzo de acero es 0,3% de la seccin transversal del pavimento,
ubicndose en el tercio superior de la seccin transversal y no menos de 5 cm bajo
la superficie.
FIGURA 2.8. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO CON
REFUERZO DE ACERO NO ESTRUCTURAL. (SIN ESCALA).
b.2. Pavimentos de Hormign Armado con Juntas
Este tipo de pavimentos antes eran bastante empleados en algunos pases para
trficos pesado, fueron concebidos en una poca en que las juntas constituan la
FIGURA 2.8.; MORA, Samuel;PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRULICO; ASOCEM; 1998.
-35-
zona ms dbil y un problema de conservacin, por lo que pareca conveniente
reducir su nmero aumentando la longitud de las losas; en los ltimos aos ya no
se han venido utilizando debido a que tiene un mayor costo que no compensa su
calidad.
Las armaduras que se colocan en la mitad superior de la losa no tiene funcin
estructural, solo permite mantener cosidas las fisuras transversales que
inevitablemente aparecen en las losas largas, que van normalmente desde 7 m e
incluso ms de 10-20 m.
b.3. Pavimentos de hormign armado con refuerzo continuo
A diferencia de los pavimentos de hormign reforzado con juntas, stos se
construyen sin juntas de contraccin, debido a que el refuerzo asume todas las
deformaciones, especficamente las de temperatura. El refuerzo principal es el
acero longitudinal, el cual se coloca a lo largo de toda la longitud del pavimento.
El refuerzo transversal puede no ser requerido para este tipo de pavimentos.
FIGURA 2.9. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO CON
REFUERZO CONTINUO. (SIN ESCALA).
FIGURA 2.9.; MORA, Samuel;PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRULICO; ASOCEM; 1998.
-36-
b.4. Pavimentos de Hormign Armado con Fibras
Los pavimentos de hormign armado con fibras se empezaron a emplearse hace
algunas dcadas, en aplicaciones donde el elevado costo de este tipo de material
es compensado por sus caractersticas, como disminucin del espesor del
pavimento del orden de un 30%, aumento de la resistencia a traccin y a la fatiga,
mejor comportamiento a flexo-traccin, resistencia al impacto, durabilidad.
Se puede utilizar diferentes tipos de fibras como metlicas, propileno, carbn,
acero, etc., con excelentes resultados en capas delgadas de refuerzo y en
pavimentos sometidos a cargas muy pesadas (aeropuertos, puentes, industrias y
portuarios). Una dosificacin normal de fibras puede ser de unos 40 kg/m3, que
han de dispersarse homogneamente en toda la masa del hormign.
c. Pavimentos de Hormign Compactado con Rodillo
Se trata de un hormign con bajo contenido de agua (relacin a/c =0,35 - 0,40)
por lo que el cemento suele contener un alto porcentaje de ceniza volantes para
facilitar su trabajabilidad, que se compactan enrgicamente con rodillos
vibratorios y de neumticos en forma similar a como se hace una grava-cemento.
Una vez compactado y curado puede abrirse inmediatamente al trfico con un
comportamiento similar al de los pavimentos tradicionales de hormign vibrado.
Sin embargo al compactar con rodillo, la regularidad superficial que se obtiene no
suele ser buena para circular a alta velocidad, por lo que en este caso es necesario
colocar una capa de rodadura bituminosa sobre el hormign formando un
pavimento mixto.
d. Pavimentos de Hormign Pre o Pos tensado
Debido a la compresin que se introduce, las losas quedan sometidas por medio
de tensores de acero, permitiendo construir losas de 120 m de longitud o incluso
ms y reducir el espesor del orden de un 50%.
-37-
En la actualidad hay varios sistemas de pretensado interno mediante cables o
alambres (pos-tensados) y de pretensados externos por medio de gatos planos
hidrulicos y juntas neumticas, cuyo diseo especial debe soportar las mayores
variaciones de abertura producidas por las fisuras; en algunos sistemas hay que
disponer estribos para resistir los empujes horizontales.
Se ha encontrado una aplicacin mayor en carreteras y aeropuertos.
2.3.2 Funciones de las distintas capas de un pavimento rgido
2.3.3 Sub-base
La estructura del pavimento rgido descansa sobre una capa de apoyo de buena
calidad que puede ser de suelos naturales o terreno natural. Cuando no cumple el
suelo natural con la funcin estructural, se requiere una capa de transicin de tipo
granular que se conoce con el nombre de Sub-base, el propsito principal es
cumplir con las funciones estructurales obteniendo espesores menores de las losas
del hormign.
Las funciones estn citadas anteriormente en sub-base del pavimento flexible
FIGURA 2.10. CAPAS DEL PAVIMENTO RGIDO SUB-BASE
2.3.4 Capa de hormign hidrulico
Est constituida de una losa de hormign de cemento portland simple o reforzado
ubicada en la parte superior de la estructura del pavimento, basan su capacidad
FIGURA 2.10. http://www.e-asfalto.com/pavimentos/pavimentos.htm
Sub-base
Losa de concreto
-38-
portante en la losa ms que en la capacidad de la sub-rasante, dado que no usan
capa de base.
Con la finalidad de proteger las capas inferiores, se disponen de otros elementos
que son no estructurales, como las juntas de dilatacin rellenas con material
elastomtrico (para su impermeabilizacin), bordillos, cunetas o bien un sistema
de alcantarillado pluvial para el drenaje correcto del agua que pueda acumular en
su superficie.
FIGURA 2.11. CAPAS DEL PAVIMENTO RGIDO CAPA DE
RODADURA
El espesor de la losa de hormign puede ser inferior a 20 cm si el trfico es muy
ligero o llegar a 40 cm en algunas pistas de aeropuertos14
En general se puede indicar que el hormign hidrulico distribuye mejor las
cargas sobre reas ms grandes de las sub-rasantes, las deflexiones son pequeas y
las presiones aplicadas en la subrasante son muy bajas debido a su rigidez y
resistencia a la flexin, es por eso que los pavimentos de hormign no necesitan
un material de cimentacin muy resistente.
Sus funciones son:
Proveer un valor soporte elevado, para que resista muy bien las cargas
concentradas que provienen de ruedas pesadas, trabajando a flexin, y lo
distribuye bien al material existente debajo.
Textura superficial poco resbaladiza, an cuando se encuentre hmeda.
FIGURA 2.11. http://www.e-asfalto.com/pavimentos/pavimentos.htm 14 KRAEMER, Carlos; INGENIERA DE CARRETERAS; Volumen II; Primera Edicin; 1929.
Sub-base
Losa de concreto
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Proteger la superficie, sobre la cual est construido el pavimento, de los
efectos destructivos del trnsito.
Prevenir a la superficie de la penetracin del agua.
Buena visibilidad, por su color claro, da una mayor seguridad al trfico
nocturno de vehculos.
Gran resistencia al desgaste, con poca produccin de partculas de polvo.
2.4 Pavimento de Adoqun
Es un elemento prismtico, generalmente de forma regular, que se coloca uno
junto a otro para formar una capa adecuada al trfico de una va. Se pueden
distinguir dos materiales para su construccin, la piedra labrada y el hormign,
por lo que se los clasifica como adoqun de piedra y de cemento, respectivamente.
Se los utiliza en pavimentos peatonales como veredas, plazas, parques y
pavimentos vehiculares ligeros y pesados como estacionamientos y accesos, vas
urbanas, patios de contenedores en puertos
FIGURA 2.12. SECCIN TRANSVERSAL DEL PAVIMENTO DE
ADOQUN
Subrasante: La subrasante deber tener una composicin homognea, libre de
materia orgnica y se compactar lo necesario para proporcionar un soporte
uniforme al pavimento
Sub-base: Conjunto de capas naturales, de material granular seleccionado,
estabilizado y compactado, situadas directamente sobre la explanada.
FIGURA 2.12.; Bibliocad.
Adoqun
Lecho de arena
Base
Sub-base
Subrasante
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Base: Principal elemento portante de la estructura, situada sobre la Sub-base.
Puede ser realizada con material granular, lastre, con un mayor grado de
compactacin que el alcanzado en la Sub-base.
Lecho arena: Base de apoyo de los adoquines, destinada a absorber sus
diferencias de espesor debidas a la tolerancia de fabricacin, de manera que stos
una vez compactados formen una superficie homognea.
2.4.1 Adoqun de piedra
El adoqun de piedra debe tener la forma y dimensiones estipuladas en los planos,
y cumplir todos los requisitos exigidos para piedra labrada, salvo que el material
no presentar un porcentaje de desgaste mayor a 40 en el ensayo de abrasin,
Norma INEN 861, luego de 500 vueltas de la mquina de Los ngeles15
.
IMAGEN 2.3. ADOQUN DE PIEDRA (PLANTA)
2.4.2 Adoqun de cemento
Los adoquines se fabricarn con hormign, empleando ridos cuyo tamao
mximo no exceda de 12 mm. (1/2). La forma y dimensiones de los mismos
estarn establecidas en los planos correspondientes. En cualquier caso el espesor
15 ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo VIII. MOP 001 F 2002. IMAGEN 2.8 http://metejondebarrio.blogspot.com/2012/12/sacandole-viruta-al-adoquin-una-de-las.html
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mnimo del adoqun ser de 80 mm. para reas que soportan trfico vehicular y 60
mm. para zonas peatonales.
Los adoquines presentarn alta regularidad de sus formas, caras perfectamente
escuadradas y paralelas, textura fina y algo rugosa en todas sus caras.
IMAGEN 2.4. ADOQUN DE CEMENTO (PLANTA)
Requisitos
El adoqun terminado debe presentar una resistencia en el ensayo de compresin,
realizado en un adoqun entero, conforme lo establece la norma INEN 1.485, no
menor a 300 Kg/cm2 para vas de trfico medio a ligero, y no menor a 400
Kg/cm2 para vas con trfico pesado. La tolerancia de las dimensiones se
establece en ms o en menos 3.0 mm.
Para control y aceptacin de los adoquines, se tomar una muestra, la que
consistir en 10 unidades cada 2.000 adoquines o fraccin de un mismo embarque
o parada, los cuales sern ensayados todos, y los resultados obtenidos se
promediarn para establecer su aceptacin o rechazo.
Capa de asiento
La capa de asiento de los adoquines, estar conformada por arena fina, del espesor
sealado en los planos, y pasar en su totalidad el tamiz N 10. El material no