viernes, 5 de junio de 2020

INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DE PAVIMENTOS

¿QUÉ ES UN PAVIMENTO?

En ingeniería civil, el pavimento es la capa constituida por uno o más materiales que se colocan sobre el terreno natural o nivelado, para aumentar su resistencia y servir para la circulación de personas o vehículos. Entre los materiales utilizados en la pavimentación urbana, industrial o vial están los suelos con mayor capacidad de soporte, los materiales rocosos, el hormigón y las mezclas asfálticas.

PAVIMENTO ASFÁLTICO

Este tipo de pavimentos están formados por una carpeta bituminosa apoyada generalmente sobre dos capas no rígidas, estas son la base y la sub-base. No obstante puede prescindirse de cualquiera de estas capas dependiendo de las necesidades particulares de cada obra. Los pavimentos flexibles son conformados por capas cuya calidad es mayor de arriba hacía abajo, de esta forma las capas superiores mas resistentes distribuyen las cargas de tal forma que no se exceda la resistencia de ninguna de las capas inferiores ni de la subrasante. La distribución de las cargas se logra en función del espesor de las capas, en este sentido debe tenerse en cuenta que los materiales granulares tienen baja resistencia y poder de distribución, si se comparan con materiales cementados. En estos pavimentos el único material cementado, que puede alcanzar alta rigidez es la mezcla asfáltica, sin embargo esta rigidez es altamente dependiente de la temperatura, así como de otras propiedades de la mezcla.

Entre las características principales que presentan este tipo de pavimento tenemos las siguientes:
  • Un pavimento flexible se adapta a las cargas.
  • La estructura de pavimento flexible está compuesta por varias capas de material. Cada capa recibe cargas, se extiende en ella, y pasa a estas cargas, a la siguiente capa inferior. Por lo tanto, la capa más abajo en la estructura del pavimento, recibe menos carga.
  • Con el fin de aprovechar al máximo esta propiedad, las capas son generalmente dispuestas en orden descendente de capacidad de carga, por lo tanto la capa superior será la que posee la mayor capacidad de carga de material (y la más cara) y la de más baja capacidad de carga de material (y más barata) ira en la parte inferior.
  • Los años de vida útil de este pavimento varían entre los 10 a 15 años.
  • Brindan una superficie uniforme e impermeable.
  • Se adaptan fácilmente a las cargas de tránsito.
  • Resiste a la acción del medioambiente.

PAVIMENTO RÍGIDO

Son aquellos en los que la losa de concreto de cemento Portland es el principal componente estructural, que alivia las tensiones en las capas subyacentes por medio de su elevada resistencia a la flexión. 

Los pavimentos rígidos trabajan en forma diferente que los asfálticos; la alta rigidez del concreto de cemento Portland, hace que sea la losa la que prácticamente absorba los esfuerzos de las cargas y muy poco se trasmite a la subrasante. Por esta razón, además de aspectos constructivos y de costos, estos pueden o no tener una base, bien granular o estabilizada. El punto más débil de una losa de pavimento, es generalmente la esquina; de aquí que se consideren mecanismos de transmisión de cargas entre losas con la finalidad de reforzar estos puntos, mejorar el comportamiento del pavimento y en casos lograr economías. Estos mecanismos de transmisión son consideraciones de diseño que deben ser incorporadas en la construcción. Entre sus principales características tenemos: 

  • Presenta alta rigidez a causa del concreto de cemento Portland.
  • Las cargas vehiculares son absorbidas por la losa de concreto.
  • Se transmiten muy pocos esfuerzos a la subrasante.
  • Rigidez y alto módulo de elasticidad.
  • Presenta una elevada resistencia a la flexión.
  • De acuerdo a las condiciones y resistencia de la subrasante se puede prescindir de la construcción de la base y sub-base.

CAPAS QUE CONFORMAN UN PAVIMENTO

Sub-rasante. Es la que corresponde al terreno de fundación, que es el suelo que sirve de fundación al pavimento después de haber terminado el movimiento de tierras y que una vez compactado tiene las secciones trasversales y pendientes de diseño.

Sub-base. Es la capa granular localizada entre la sub-rasante. Las bases y sub-bases son capas de material pétreo adecuadamente seleccionadas para traspasar las cargas de la carpeta de rodadura ala sub-base (infraestructura), puesto que los esfuerzos en un pavimento decrecen con la profundidad.

Base. Capa sobre sub-base o sub-rasante destinada a sustentar la estructura del pavimento. Es la capa que recibe mayor parte de los esfuerzos producidos por los vehículos. Regularmente esta capa, además de compactación, necesita otro tipo de mejoramiento para poder resistir las cargas del tránsito sin deformarse y además transmitirlas en forma adecuada a las capas inferiores.

Carpeta asfáltica. Es la capa superior del pavimento flexible y sobre esta circulan los vehículos durante la vida útil de la misma, debe ser resistente a la acción mecánica de rozamiento generada por el trafico y el intemperismo. Tiene la función general de proteger la estructura.

Carpeta de rodadura. Es la capa superior de la estructura de pavimento rígido, 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.

 


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