Definición y Características de Los Pavimentos Flexibles

1) Definición y Características de Los Pavimentos Flexibles. Definición.

Se denomina pavimentos flexibles a aquellos cuya estructura total se deflecta o flexiona dependiendo de las cargas que transitan sobre él. El uso de pavimentos flexibles se realiza fundamentalmente en zonas de abundante tráfico como puedan ser vías, aceras o parkings.

Las capas de un pavimento flexible suelen ser: capa superficial o capa superior que es la que se encuentran en contacto con el tráfico rodado y que normalmente ha sido elaborada con varias capas asfálticas. La capa base es la capa que está debajo de la capa superficial y está, normalmente, construida a base de agregados y puede estar estabilizada o sin estabilizar. La capa sub – base es la capa o capas que se encuentra inmediatamente debajo de la capa base. En muchas ocasiones se prescinde de esa capa sub – base

Características. Características de los pavimentos flexibles: Entre las características principales que debe cumplir un pavimento flexible se encuentran las siguientes: •Resistencia estructural •Deformabilidad •Durabilidad •Requerimientos de conservación •Comodidad Composición de los pavimentos flexible: •La capa superficial, o de terminación que es la que da el aspecto exterior al piso.

•La base, que normalmente está compuesta por agregados. •Sub-base, que en muchos casos no suele ser necesaria. - Aceptación y recibo de los pavimentos flexibles: El proceso de aceptación y recibo de los pavimentos flexibles o asfálticos debe hacerse independientemente para cada una de las capas que lo componen: sub-base, base y capa asfáltica. Para el recibo de la sub-base se deben tener en cuenta las siguientes revisiones: Los

materiales

empleados

deben

satisfacer

las

especificaciones

contempladas en la norma.

Los alineamientos horizontal y vertical, incluyendo bombeos y peraltes, deben ajustarse a lo indicado en los planos y diseños.

El espesor promedio, verificado por medio de perforaciones en la sub-base, no podrá ser menor del 95% del espesor de diseño y ningún resultado individual podrá ser menor al 90% de dicho espesor.

La compactación del material debe ajustarse a lo especificado en la especificación. Sub-base Para el recibo de la base se debe verificar que las cotas de la superficie terminada no difieran en más de 3cm de las cotas de la superficie teórica proyectada. El espesor de la base no debe ser menor en más de 1cm del especificado en los planos. La regularidad de la base se verificara utilizando una regla de 3mt sobre la superficie de la base. Cuando se presenten diferencias mayores a 1.5cm se rechazara el acabado de la base, el cual debe ser corregido, antes de dar el recibo de esta capa. Base Propósitos de los pavimentos flexibles: Carpeta asfáltica La carpeta asfáltica es la parte superior de un pavimento flexible. Es una capa de material pétreo cementado con asfalto que se coloca sobre la base.

•Proporcionar una superficie de rodamiento que permita un tránsito fácil y cómodo para los vehículos. •Impedir la infiltración de agua de lluvia hacia las capas inferiores. •Resistir la acción de los vehículos. Función: Nota: Es importante saber que para construir cualquier carpeta asfáltica se debe contar con una base debidamente conformada, compactada, impregnada y seca. Resistir y distribuir adecuadamente las cargas producidas por el transito. Tener la impermeabilidad necesaria. Resistir a la acción destructora de los vehículos. Tener resistencia a los agentes atmosféricos. Tener una superficie de rodamiento adecuada que permita en todo tiempo un tránsito fácil y cómodo de los vehículos. Tratamientos superficiales de carpetas de una, doble o triple capa: Tratamiento superficial simple o de una capa: Ideal para carreteras con transito muy ligero y emplazadas en zonas poco lluviosas. Tratamiento superficial doble: Admite transito de hasta 600 vehículos por hora. Tratamiento superficial triple: Es una carpeta compuesta por tres riegos de material asfaltico y cubierto cada uno por agregado de tamaño decreciente. Este tipo de carpeta puede resistir 1000 vehículos por día. Eliminación mediante barrido de polvo y materiales contaminantes La superficie deberá estar totalmente seca, a menos que se use emulsificantes. Aplicación uniforme sobre la superficie del producto asfáltico a la temperatura especificada. Cubrir

inmediatamente

con

el

agregado

de

tamaño

especificado.

Compactación inmediata con un rodillo de 5 a 8 toneladas Proceso de construcción Riego de sello Consiste en un tratamiento superficial ultra delgado aplicable tanto a superficies bituminosas recién construidas como a carpetas agrietadas, su función es sellar o impermeabilizar la superficie de

las nuevas carpetas o rejuvenecer sellando las grietas de las viejas , da rigurosidad a superficies desgastadas evitando el deslizamiento de los vehículos, para mejorar la visibilidad nocturna utilizando un agregado de color claro. Tratamientos superficiales Consiste en la aplicación de un asfalto fluidificado sobre una superficie previamente preparada y su posterior cubrición con material pétreo, formando una especie de carpeta delgada que por lo regular no pasa de una pulgada de espesor, la ventaja consiste en que podemos construir una carpeta por etapas de forma sencilla y sin el uso de equipos sofisticados. Desventajas de los pavimentos flexibles: Agrietamiento por fatiga Deformación permanente Agrietamiento a bajas temperaturas Ventajas Aumenta la vida útil. 

Disminuye la presión sobre la sub-rasante.



Facilita el reciclaje.

2) Elementos que Lo Constituyen. -Superficie subrasante.- Es la que corresponde al terreno de fundación. -Sub-base.- Capa de material seleccionado que se coloca encima la subrasante. -Base.- Capa de material pétreo, mezcla de suelo cemento, mezcla bituminosa o piedra triturada que se coloca encima de la sub-base. -Capa de rodamiento.- La que se coloca encima la base y esta formada por una mezcla bituminosa o de concreto. Nota: No siempre un pavimento se compone de todas las capas anteriormente mencionadas. La ausencia de una o de varias de ellas depende de la calidad del terreno de fundación, la clase de material a usarse y

el

tipo

de

pavimento,

la

carga

de

diseño

,

etcétera.

-Carpeta de desgaste o sello.- La que se coloca encima de la capa de

rodadura y esta formada por una mezcla bituminosa .Encima de esta carpeta al revés se coloca un riego de arena o piedra picada menuda.

3) Importancia y Utilización de Los Pavimentos Flexibles.  Regularidad.- Con los nuevos equipos de transporte y tendido (figura 10) es posible lograr acabados muy tersos, mediante tiros continuos sin juntas de construcción mas que al inicio y fin de cada jornada.

Figura 10  Resistencia al Derrapamiento y Drenaje Superficial.- La resistencia al derrapamiento se da primordialmente por la textura de la capa de rodadura que permite proporcionar un buen coeficiente de fricción neumático pavimento y por un buen drenaje superficial que impida la formación de una lámina de agua sobre la superficie de rodamiento, evitando así el acuaplaneo. La textura a su vez tiene como componentes en lo que se refiere a la fricción a

o La macrotextura, que se define como la desviación que presenta su superficie en relación con una superficie plana de dimensiones características en sentido longitudinal comprendidas entre 0,5 y 50 mm, está regida principalmente por la granulometría de la capa de rodamiento.  La microtextura, que se define como la desviación que presenta su superficie con respecto a una superficie plana de dimensiones características en sentido longitudinal inferiores a 0,5 mm, y es una característica intrínseca del agregado, es propiamente la textura superficial de las partículas de agregado y tiende a reducirse con el tiempo por la acción abrasiva de el tránsito vehicular y el clima, a esta disminución se le conoce como pulimento, y depende de la composición mineralógica de los agregados, por ejemplo, los agregados calcáreos son muy susceptibles a pulirse.  Capacidad Estructural Los avances en la tecnología de modificación de ligantes asfálticos, en la de diseño de mezclas y el uso de materiales pétreos de mejor calidad ha permitido que en la actualidad se logren mezclas asfálticas con resistencias muy superiores a las convencionales, con la tecnología actual es posible lograr mezclas con módulos dinámicos superiores a los 10,000MPa (mas del triple de las que se obtienen con una convencional). Asimismo estos avances tecnológicos han permitido, con diseños diferentes a los de las mezclas de alto módulo, incrementar la resistencia al agrietamiento por fatiga  Reciclable. La reutilización de mezclas asfálticas que han cumplido con su vida útil ha sido de uso común por un largo tiempo, los avances tecnológicos han permitido una amplia gama de opciones para el utilización de los

materiales recuperados de los trabajos de rehabilitación de pavimentos flexibles, estos materiales pueden ser empleados, tanto en capas estructurales como en superficies de rodamiento, formando parte de mezclas en caliente, mezclas tibias, mezclas en frío, en capas de base estabilizada o como parte de una base granular.  Mantenimiento. - Como cualquier obra de ingeniería civil los pavimentos flexibles requieren que las acciones de mantenimiento sean adecuadas y oportunas para que brinden un buen servicio durante la vida útil proyectada. Los equipos modernos de auscultación pueden proporcionar información abundante y precisa para observar las condiciones en que se encuentran, tanto en lo estructural como en lo funcional, así como la evolución de estas características. Los avances en la tecnología brindan una gama muy amplia de alternativas de mantenimiento, tanto con materiales de mejor calidad como en procedimientos mas eficientes, adicionalmente los sistemas de gestión, alimentados con información adecuada pueden ser una herramienta muy valiosa para optimizar la aplicación de los recursos disponibles.

4) Ventjas y Desventajas de Los Pavimentos Flexibles.

Ventajas: 

Resulta más económico en su construcción inicial.



Tiene un periodo de vida de entre 10 y 15 años.

Desventajas: 

Requiriere mantenimiento constante para cumplir con su vida útil.



Las cargas pesadas producen roderas4 y dislocamientos en el asfalto y son un peligro potencial para los usuarios. Esto constituye un serio problema en intersecciones, casetas de cobro de cuotas de peaje, rampas, donde el tráfico está constantemente frenando y arrancando. Las roderas llenas de agua de lluvia en estas zonas, pueden causar derrapamientos, pérdida de control del vehículo y por lo tanto, dar lugar a accidentes y a lesiones personales.



Las

roderas,

dislocamientos,

agrietamientos

por

temperatura,

agrietamientos tipo piel de cocodrilo (fatiga) y el intemperismo5, implican un tratamiento frecuente a base de selladores de grietas y de recubrimientos superficiales.

5) Metodo de Diseño.

Las mezclas asfálticas utilizadas en pavimentos están constituidas por gravas, parcialmente trituradas, arena, filler2 y asfalto como ligante. Los asfaltos pueden ser cementos asfálticos, emulsiones o asfaltos cortados. El pavimento asfáltico, en sí, está compuesto por todas las capas que descansan en una capa de suelo compactado, llamada subrasante. Las capas siguientes a la subrasante son las sub-bases y bases, siendo éstas un material granular compuesto principalmente por roca triturada, grava, arena o combinaciones de ellas. La base y la sub-base son elementos estructurales del pavimento, que al estar ligadas con la superficie asfáltica, tienen por objetivo distribuir las cargas del tránsito sobre la subrasante.

• En las capas superiores donde los esfuerzos son mayores, se utilizan materiales con mayor capacidad de carga y en las capas inferiores donde los esfuerzos son menores, se colocan materiales de menor capacidad. El pavimento flexible resulta más económico en su construcción inicial, tiene un período de vida de entre 10 y 15 años, pero tienen la desventaja de requerir mantenimiento constante para cumplir con su vida útil.

Superficie de rodadura para pavimentos flexibles

Es la capa que se coloca sobre la base. Su objetivo principal es proteger la estructura de pavimento, impermeabilizando la superficie, para evitar filtraciones de agua de lluvia que podrían saturar las capas inferiores. Evita la desintegración de las capas subyacentes a causa del tránsito de vehículos. Asimismo, la superficie de rodadura contribuye a aumentar la capacidad soporte del pavimento, absorbiendo cargas, si su espesor es apreciable

(mayor de 4 centímetros), excepto el caso de riegos superficiales, ya que para estos se considera nula. Las superficies de rodadura de los pavimentos flexibles se dividen, según se muestra en la figura:

Tipos de superficies de rodadura en pavimentos flexibles

6) Método AASHTO

El método de diseño AASHTO, originalmente conocido como AASHO, fue desarrollado en los Estados Unidos en la década de los 60, basándose en un ensayo a escala real realizado durante 2 años en el estado de Illinois, con el

fin de desarrollar tablas, gráficos y fórmulas que representen las relaciones deterioro-solicitación de las distintas secciones ensayadas. A partir de la versión del año 1986, y su correspondiente versión mejorada de 1993, el método AASHTO comenzó a introducir conceptos mecanicistas para adecuar algunos parámetros a condiciones diferentes a las que imperaron en el lugar del ensayo original. Se ha elegido el método AASHTO, porque a diferencia de otros métodos, éste método introduce el concepto de serviciabilidad en el diseño de pavimentos como una medida de su capacidad para brindar una superficie lisa y suave al usuario. En este capítulo se desarrollará en forma concisa los conceptos básicos sobre pavimentos rígidos, para tener una idea general de los tipos de pavimentos, así como de los principales elementos que conforman el pavimento de concreto como son: subbase, losa de concreto, juntas, selladores, tipos de pavimento, etc. Asimismo, se describirá brevemente cada uno de los factores o parámetros necesarios para el diseño de pavimentos rígidos según el método AASHTO 93.

7) Método Venezolano. En todo caso como valores referenciales, para las características actuales de tráfico en Venezuela, clasificarían como vías extraurbanas de bajo volumen, aquellas con menos de 800 vpd y/o 200 camiones por día por sentido. En el caso de las calles y avenidas urbanas, debido a la baja incidencia de vehículos de carga, pudieran clasificar como de bajo volumen vías hasta con 12.000 vpd. El procedimiento fue desarrollado bajo el concepto del método AASHTO-93 tomando en cuenta características particulares de Venezuela. En este sentido se consideran las características de tráfico y cargas, condiciones climáticas, materiales y otros aspectos de diseño aplicables en el país. La

metodología simplifica considerablemente el proceso de diseño, sin disminuir la confiabilidad del método, por lo que es de utilidad para el diseño en vías de bajo tráfico, problema que usualmente deben enfrentar los profesionales y constructores de pavimentos. Los pavimentos asfalticos, o flexibles como se les llama, ofrecen importantes ventajas en especial para vías de bajo volumen, entre estas: 

Tienen un menor costo inicial.



Permiten la construcción por etapas.



Fáciles de mantener y rehabilitar.



Son reciclables.



Facilitan una mejor demarcación.

8) Definicion y Caracteristicas de Los Pavimentos Rigidos.

Definicion. Pavimento de Concreto es todo aquel pavimento que tenga una superficie con concreto de cemento portland.

Características.

Esta clase de pavimentos se integran por una capa (losa) de concreto de cemento portland que se apoya en una capa de sub-base, constituida por grava; esta capa descansa en una capa de suelo compactado, llamada subrasante. La resistencia estructural depende principalmente de la losa de concreto y en algunas ocasiones presenta un armado de acero, de acuerdo al futuro uso de dicho pavimento. Con un costo inicial más elevado que el flexible, su período de vida varía entre 20 y 40 años; el mantenimiento que requiere es mínimo y solo se efectúa (comúnmente) en las juntas de las losas.

9) Elementos que Constituyen y Usos.

a) Sub-rasante. Es la capa de terreno de una carretera que soporta la estructura de pavimento y que se extiende hasta una profundidad que no afecte la carga de diseño que corresponde al tránsito previsto. Esta capa puede estar formada en corte o relleno y una vez compactada debe tener las secciones transversales y pendientes especificadas en los planos finales de diseño. El espesor de pavimento dependerá en gran parte de la calidad de la subrasante, por lo que ésta debe cumplir con los requisitos de resistencia, incompresibilidad e inmunidad a la expansión y contracción por efectos de la humedad, por consiguiente, el diseño de un pavimento es esencialmente el ajuste de la carga de diseño por rueda a la capacidad de la subrasante.

b) Sub-base. Es la capa de la estructura de pavimento destinada fundamentalmente a soportar, transmitir y distribuir con uniformidad las cargas aplicadas a la superficie de rodadura de pavimento, de tal manera que la capa de subrasante la pueda soportar absorbiendo las variaciones inherentes a dicho suelo que puedan afectar a la subbase. La subbase debe controlar los cambios de volumen y elasticidad que serían dañinos para el pavimento.

Usos. Los pavimentos rígidos se caracterizan por tener una larga vida útil y puedes ser diseñada para todo tipo de tráfico y uso, como avenida, aeropuerto y otros usos. De igual modo esta tienes numerosas ventajas sobre los pavimentos flexibles.

Los pavimentos de concreto reciben la carga de los vehículos y la reparten a un área de la sub-rasante. La loza por su alta rigidez y alto módulo elástico, tiene un comportamiento de elemento estructural de viga. Ella absorbe prácticamente toda la carga. Estos pavimentos han tenido un desarrollo bastante dinámico. De acuerdo al adelanto tecnológico y científico correspondiente a la estructura de concreto.

Ventajas y Desventajas.

Ventajas.

- El mantenimiento que requiere es mínimo y solo se efectúa (comúnmente) en las juntas de las losas. - Al realizar la pavimentación con cimbras deslizantes la principal ventaja es el hecho de que una máquina, bajo el control de un solo operadora reemplaza los diversos elementos que forman el acomodo de la maquinaria de pavimentación convencional. - La sobrecarpeta de concreto proporciona ventajas a largo plazo para los usuarios de caminos y para los organismos encargados de carreteras debido a que la superficie de concreto reduce drásticamente el tiempo y los retrasos, que generalmente acompañan al mantenimiento constante de una superficie de asfalto. - Una superficie de concreto es durable, resistente y requiere mucho menos tiempo de mantenimiento y dinero. - Las sobrecarpetas de concreto son particularmente efectivas, en proyectos donde las restricciones en el presupuesto anual y altos niveles de tráfico, hacen que las interrupciones frecuentes en la circulación y los costos de mantenimiento sean intolerables.

- También se puede colocar una sobrecarpeta de concreto para aumentar la seguridad de una superficie de concreto. - Las cargas pesadas no forman roderas ni dislocamientos en el concreto, el cual conserva una alta resistencia antiderrapante.

Desventajas. - Tiene un costo inicial mucho más elevado que el pavimento flexible. - Se deben tener cuidado en el diseño

10) Diferencias Entre EL Pavimento Rigido y Pavimento Flexible.

El comportamiento del pavimento frente a las cargas es diferente de acuerdo a si el pavimento es flexible o rígido, siendo su principal diferencia cómo cada uno de ellos transmite las cargas a la subrasante.

En un pavimento rígido, debido a la consistencia de la superficie de rodadura, o sea, la alta rigidez de la losa de concreto le permite mantenerse como una placa y distribuir las cargas sobre un área mayor de la subrasante, transmitiendo presiones muy bajas a las capas inferiores.

Por sí misma, la losa proporciona la mayor parte de la capacidad estructural del pavimento rígido. Lo contrario sucede en un pavimento flexible, construido con materiales débiles y menos rígidos (que el concreto), más deformables, que transmiten a la subrasante las cargas de manera más concentrada. La superficie de rodadura al tener menos rigidez, se deforma más y se producen mayores tensiones en la subrasante. Por todo lo antes mencionado, el pavimento flexible normalmente requiere más capas y mayores espesores para resistir la transmisión de cargas a la subrasante.

Pavimento Flexible

Pavimento Rígido

11) Método de Diseño.

Las capas que conforman el pavimento rígido son: subrasante, subbase, y losa o superficie de rodadura como se muestra en la Figura 3.1

Capas del pavimento rígido

Subrasante.- Es la capa de terreno de una carretera que soporta la estructura de pavimento y que se extiende hasta una profundidad que no afecte la carga de diseño que corresponde al tránsito previsto. Esta capa puede estar formada en corte o relleno y una vez compactada debe tener las secciones transversales y pendientes especificadas en los planos finales de diseño. El espesor de pavimento dependerá en gran parte de la calidad de la subrasante, por lo que ésta debe cumplir con los requisitos de resistencia, incompresibilidad e inmunidad a la expansión y contracción por efectos de la humedad, por consiguiente, el diseño de un pavimento es esencialmente el ajuste de la carga de diseño por rueda a la capacidad de la subrasante. Se considera como la cimentación del pavimento y una de sus funciones principales es la de soportar las cargas que transmite el pavimento y darle sustentación, así como evitar que el terraplén contamine al pavimento y que sea absorbido por las terracerías.

Subbase.-

Es

la

capa

de

la

estructura

de

pavimento

destinada

fundamentalmente a soportar, transmitir y distribuir con uniformidad las cargas aplicadas a la superficie de rodadura de pavimento, de tal manera que la capa de subrasante la pueda soportar absorbiendo las variaciones inherentes a dicho suelo que puedan afectar a la subbase. La subbase debe controlar los cambios de volumen y elasticidad que serían dañinos para el pavimento. Se utiliza además como capa de drenaje y contralor de ascensión capilar de agua, protegiendo así a la estructura de pavimento, por lo que generalmente se usan materiales granulares. Al haber capilaridad en época de heladas, se produce un hinchamiento del agua, causado por el congelamiento, lo que produce fallas en el pavimento, si éste no dispone de una subrasante o subbase adecuada.

Losa (superficie de rodadura).- Es la capa superior de la estructura de pavimento, construida con concreto hidráulico, por lo que debido a su rigidez y alto módulo de elasticidad, basan su capacidad portante en la losa, más que en la capacidad de la subrasante, dado que no usan capa de base.

12) Método AASTHO.

Para el diseño del pavimento rígido se seguirá el método AASTHO que se presenta a continuación: La fórmula general para el diseño de pavimentos rígidos está basada en los resultados obtenidos de la prueba AASHTO. La fórmula es la siguiente:

El procedimiento de diseño normal es suponer un espesor de pavimento e iniciar a realizar tanteos, con el espesor supuesto calcular los ejes equivalentes y posteriormente evaluar todos los factores adicionales de diseño, si se cumple en equilibrio en la ecuación el espesor supuesto es resultado del problema, de lo contrario de debe de seguir haciendo tanteos.

Las variables de diseño de un pavimento rígido son: a) Espesor. b) Serviciabilidad c) Tránsito d) Transferencia de carga e) Propiedades del concreto f) Resistencia a la subrasante g) Drenaje h) Confiabilidad