DISEÑO DE PAVIMENTOS
DISTANCIA – CLASE 01
M.Sc. JOSE RAFAEL MENENDEZ ACURIO
INSTITUTO DE LA CONSTRUCCION Y GERENCIA
DISEÑO DE PAVIMENTOS CLASE
01
EXPOSITOR : Ing. M.Sc. J.Rafael Menéndez A.
Contenido 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Introducción y conceptos de diseño de pavimentos Métodos de diseño y tipos de pavimentos Suelo de fundación y materiales de la estructura de pavimento Tráfico de diseño Consideraciones de drenaje para el diseño de pavimentos Comportamiento de los pavimentos Método de diseño de pavimentos flexibles AASHTO 1993 Método de diseño de pavimentos flexibles del Instituto del Asfalto 9. Ejemplo de aplicación de diseño de pavimentos flexibles 10. Método de diseño de pavimentos rígidos AASHTO 1993 11. Método de diseño de pavimentos rígidos PCA 12. Ejemplo de aplicación de diseño de pavimentos rígidos 13. Introducción al método de diseño mecanístico empírico AASHTO 2002 14. Introducción al método de diseño mecanístico empírico AASHTO 2002 15. Conceptos de gestión del mantenimiento
INTRODUCCIÓN
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“……..Si se da a dos diseñadores la tarea de diseñar un pavimento para una vida útil de 20 años, el primero puede considerar que hizo un buen diseño si no apareció ninguna grieta en 20 años, mientras que el segundo estará satisfecho si el último vehículo pudo circular el año 20 desde la construcción” AASHTO Test Report 5, 1962
PARTICIPACIÓN DE AUDITORIO • Cuando no tienen serviciabilidad • Supongamos que la persona común y corriente que maneja va por la vía y no le satisface, no le da una serviciabilidad a su tránsito; solamente el hecho de que al dirigirse a un sitio va a utilizar la vía ¿no?
PARTICIPACIÓN DE AUDITORIO • • • • • •
Cuando hay desgaste Fisuras Deformaciones Hundimiento La fatiga también Abollamientos
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¿Qué es el diseño de pavimentos? z
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Es el proceso por el cual los componentes estructurales (carpeta, losa, base, sub base, subrasante) de un segmento de carretera son determinados tomando en consideración la naturaleza de la sub-rasante, las consideraciones ambientales, densidad y composición del tráfico, y las condiciones de mantenimiento Considerando que el pavimento es la parte superior de una carretera, aeropuerto o zona de parqueo e incluye todas las capas que se apoyan en el suelo natural, incluidas las bermas.
¿Qué es el diseño de pavimentos? z
En forma resumida el diseño de la estructura del pavimento es: Establecer espesores y rigideces de los materiales para mantener la via bajo un cierto nivel de deterioro y confort
¿Cuáles son las fases del diseño de pavimentos? z z z z z z z
Estudio de la subrasante Selección de los materiales (tipos de pavimentos) Proporcionamiento de los materiales Estudio del tráfico Diseño de los espesores de cada capa Análisis del ciclo de vida (incluido mantenimiento y tipo de ejecución) Determinación de espesores finales
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PARTICIPACIÓN DE AUDITORIO • No necesariamente • Solamente como ejemplo tengo lo que es en Iquitos-Nauta. No tenía un tráfico, hacer un diseño y el tráfico dentro de dos años, tres años, se ha incrementado mucho más y debería haber seguido de acá a cinco, diez años el problema de diseño o mucho más
PARTICIPACIÓN DE AUDITORIO • No tenemos un control a la cantidad de tráfico que ingresa al Perú, sin saber qué cantidad de carros hay en el Perú • Lo que quiero decir es que la cantidad de carros que ingresan al Perú no los tienen; o sea, no tenemos el conocimiento total de qué cantidad de carros hay, qué cantidad hay por ejemplo en Lima, no lo sabemos
¿Cuáles son las funciones de la estructura de pavimento? z
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Proporcionar a los usuarios circulación segura, cómoda y confortable sin demoras excesivas Proporcionar a los vehículos acceso entre dos puntos bajo cualquier condición de clima. Reducir y distribuir la carga de tráfico para que esta no dañe la subrasante Cumplir requerimientos medio ambientales y estéticos Limitar el ruido y la contaminación del aire
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¿Qué requisitos debe cumplir una estructura de pavimento? (1) z
Suficiente espesor para que la intensidad de las cargas y presiones sea tolerable por la subrasante, sin deformaciones excesivas
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Resistencia suficiente de los componentes para asumir los esfuerzos impuestos por el tráfico y el clima.
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Suficiente espesor para prevenir el efecto del congelamiento en subrasantes.
¿Qué requisitos debe cumplir una estructura de pavimento? (2) z
El material del pavimento debe ser impermeable a la penetración del agua superficial que pudiera debilitar la subrasante y consecuentemente el pavimento o en su defecto facilitar la circulación del agua disminuyendo su permanencia en la estructura
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La superficie del pavimento debe ser resistente al deslizamiento
Evolución del estado de los caminos
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Los enemigos de la carretera
1.2 Factores de Diseño
Factores de Diseño de los Pavimentos
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PARTICIPACIÓN DE AUDITORIO • Si ha cambiado bastante. De los años cuarenta para acá las han cambiado • En el 2000 hubo un cambio, como muestra principal en base de eso los están haciendo particulares • Que mejoramos
Factores de diseño
Response
Factores de Diseño de los Pavimentos
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¿Cómo se producen las fallas?
Carpeta Asfáltica
Desarrollo Histórico de los pavimentos
Reseña Histórica z
Los romanos construyeron 84,000 km de vías empedradas elevadas del nivel de rasante apoyadas en una estructura de piedras grandes
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Los incas y preincas construyeron caminos peatonales de gran longitud con superficies de piedra y arena.
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Reseña Histórica z
En Francia en el siglo XVII se construyeron vías de poco ancho con superficie de rodadura formada por piedras pequeñas, y arena
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En EEUU e Inglaterra en 1830 se emplea el asfalto y arena como protección de la carretera
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En Austria en 1850 se emplea por primera vez el pavimento rígido
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En 1900 aparecen los vehículos a motor con neumáticos
Reseña Histórica z
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Pierre Trasaguet finales del siglo XVII, introduce el concepto de que el pavimento debe contar con un buen drenaje y que requiere un mantenimiento continuo. John McAdam (1756-1836), la subrasante con drenaje y adecuadamente compactada debe soportar la carga mientras que la superficie de rodadura está conformada por piedra chancada de diferentes tamaños que actúa también como una capa de protección.
Reseña Histórica
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Reseña Histórica
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En 1941 en EEUU se efectúa el ensayo en pista de prueba de Maryland , donde se analiza el efecto de 4 configuraciones diferentes de pavimentos de concreto.
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