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TALLER 1
DISEÑO DE PAVIMENTOS
JUAN PABLONORMA ROCIO
DISEÑO DE PAVIMENTOS
TALLER 1
NORMA ROCIO
JUAN PABLO
INSTITUTO TOLIMENSE DE FORMACION TECNICA PROFESIONAL, ITFIP
INGENIERIA CIVIL
ESPINAL
2015
DISEÑO DE PAVIMENTOS
TALLER 1
NORMA ROCIO
JUAN PABLO
Materia:
Diseño De Pavimentos
Presentado a:
INSTITUTO TOLIMENSE DE FORMACION TECNICA PROFESIONAL, ITFIP
INGENIERIA CIVIL
ESPINAL
2015
TALLER DE PAVIMENTOS
1 DEFINA ¿QUÉ ES UN PAVIMENTO?
El pavimento es una estructura vial que tiene como fin principal ofrecer una superficie
de tránsito vehicular limpio, cómodo, seguro y durable. Esta estructura se la construye
directa y continuamente apoyada sobre el suelo.
Conjunto de capas superpuestas, relativamente paralelas, de varios centímetros de
espesor, de materiales de diversas características, adecuadamente compactados, que
se construyen sobre la subrasante obtenida por el movimiento de tierras y que han de
soportar las cargas del tránsito durante varios años sin presentar deterioros que
afecten la seguridad y la comodidad de los usuarios o la propia integridad de la
estructura.
2 ¿QUÉ TIPOS DE PAVIMENTOS CONOCE?
2.1 PAVIMENTO ASFALTICO
Pavimento constituido por una capa de rodadura consistente en un tratamiento o
mezcla de materiales granulares y asfálticos, que se construye sobre una capa de base
granular o estabilizada y una capa de subbase.
Si la capa de base es de tipo granular, el pavimento se llama “flexible”, en tanto que si
está constituida por materiales estabilizados, el pavimento se denomina “semi–rígido”.
2.1.1 ESTRUCTURA TÍPICA DE UN PAVIMENTO ASFÁLTICO
2.1.2 VISTA GENERAL DE UN PAVIMENTO ASFÁLTICO
2.1.3 MECANISMO DE FUNCIONAMIENTO DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE
1. Deformación por compresión Ahuellamiento de las capas asfálticas
2. Deformación por tensión Agrietamiento por fatiga en las capas asfálticas
3. Deformación por compresión Ahuellamiento en base y subbase granular
4. Deformación por compresión Ahuellamiento en la subrasante
2.1.4 MECANISMO DE FUNCIONAMIENTO DE UN PAVIMENTO SEMI-RÍGIDO
1. Deformación por compresión Ahuellamiento en las capas asfálticas
2. Deformación por tensión Agrietamiento por fatiga en la base estabilizada
3. Deformación por compresión Ahuellamiento en la subbase.
4. Deformación por compresión Ahuellamiento en la subrasante
2.2 PAVIMENTO RÍGIDO
Pavimento constituido por un conjunto de losas de concreto de cemento portland que
se pueden construir directamente sobre la subrasante preparada o sobre una capa
intermedia de apoyo (base o subbase), elaborada con materiales granulares o
estabilizados o con un concreto pobre.
2.2.1 ESTRUCTURA TÍPICA DE UN PAVIMENTO RÍGIDO
2.2.2 VISTA DE UN PAVIMENTO RÍGIDO
2.2.3 TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO
2.2.3.1 PAVIMENTO DE CONCRETO SIMPLE CON JUNTAS
Contiene suficientes juntas para controlar todas las grietas previsibles.
Este tipo de pavimento no contiene acero de refuerzo.
Puede llevar varillas lisas en las juntas transversales y varillas corrugadas en las
juntas longitudinales.
El espaciamiento entre juntas transversales oscila entre 4.5 y 7.5 metros
2.2.3.2 PAVIMENTO DE CONCRETO REFORZADO CON JUNTAS
La longitud de las losas oscila entre 7.5 y 15 metros, motivo por el cual requieren
acero de refuerzo para mantener unidas las fisuras transversales que se
desarrollan.
El acero de refuerzo no tiene por función tomar esfuerzos de tensión producidos
por las cargas del tránsito.
La cantidad requerida de acero es pequeña, del orden de 0.1% a 0.2% de la
sección transversal del pavimento.
Son poco utilizados en la actualidad.
2.2.3.3 PAVIMENTOS DE CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO
No requieren juntas transversales de contracción a intervalos regulares.
Contienen mayores cuantías de acero de refuerzo, generalmente de 0.5 % a 0.8 %
del área transversal del pavimento.
El acero intenta forzar el agrietamiento a intervalos pequeños, de 1 a 2 metros y
mantiene firmemente unidas las grietas que se forman.
2.2.3.4 PAVIMENTOS DE CONCRETO CON REFUERZO ESTRUCTURAL
En estos pavimentos el acero asume tensiones de tracción y compresión, de
manera que es posible reducir el espesor de las losas.
Se utilizan principalmente en pisos industriales, donde las losas deben resistir
cargas de gran magnitud.
Las dimensiones de las losas son similares a las de los pavimentos de concreto
simple, y el acero no debe atravesar la junta transversal para evitar la aparición de
fisuras.
2.3 PAVIMENTO ARTICULADO
Pavimento cuya capa de rodadura está constituida por un conjunto de pequeños
bloques prismáticos que se ensamblan de manera que formen una superficie continua,
los cuales se apoyan sobre una capa de arena que, a su vez, se encuentra sobre una
capa de base (granular o estabilizada) y sobre una capa de subbase, generalmente
granular.
3 ¿POR QUÉ SE CONSTRUYEN OBRAS DE ARTE EN LOS PAVIMENTOS?
En la construcción de carreteras existen una serie de obras complementarias
necesarias para su estabilización. Estas obras apuntan a tener un control sobre la
evacuación de las aguas lluvias y canalización de los cursos de agua permanentes y
temporales. De esta forma se logrará disminuir la erosión del terreno, la contaminación
de cursos de agua y mejorar la estabilidad de los caminos. Estos trabajos son
conocidos como obras de arte.
Como resultado de la modificación del terreno es que se hace necesaria la construcción
de estas obras de arte posterior al movimiento de tierra.
Se considera que este sistema está compuesto por los siguientes tipos de elementos:
3.1 DRENAJE TRANSVERSAL
Los sistemas de drenaje transversal son aquellos elementos que transportan agua
cruzando el eje de la carretera. Las alternativas de drenaje transversal son
fundamentalmente tres:
Alcantarillas Badenes
Puentes o Pontones Bóvedas
Boxculver
3.2 DRENAJE LONGITUDINAL
El sistema de drenaje longitudinal está constituido por aquellos elementos que se
desarrollan en forma aproximadamente paralela al eje de la carretera.
Cunetas Zanjas de drenaje
3.3 SUBDRENAJE
Los subdrenes son elementos que permiten captar los flujos que discurren por el
subsuelo para evitar la acumulación de agua en la base y sub-base de una carretera.
3.4 ELEMENTOS AUXILIARES
La construcción de elementos de drenaje modifica tanto la vía como las obras
preexistentes. Esto puede perjudicar a las personas que viven al pie de la vía, por eso
es necesario hacer obras que complementas o ayudan al buen funcionamiento de las
anteriores obras.
3.5 DRENAJE DE LA CORONA
La corona, también llamada plataforma, es la superficie visible de una carretera,
formada por su(s) calzada(s), bermas y sobre anchos, así como el separador central o
mediana, en caso de que este último forme parte de la sección transversal típica.
SISTEMA BÁSICO DE DRENAJE EN UNA CARRETERA
4 DETERMINE LA DENSIDAD SECA MAXIMA Y EL PORCENTAJE ÓPTIMO
DE HUMEDAD PARA UN SUELO ARENA-GRAVA AL CUAL SE EL
REALIZO EL ENSAYO PROCTOR MODIFICADO Y SE OBTUVIERON
LOS SIGUIENTES RESULTADOS:
MUESTRA 1:PESO DE MOLDE MAS MUESTRA COMPACTADA
8220 gr
PESO DE MOLDE 4175 grVOLUMEN DEL MOLDE 0.002
m³HUMEDAD DE COMPACTACION 6.3 %
MUESTRA 2:PESO DE MOLDE MAS MUESTRA COMPACTADA
8650 gr
PESO DE MOLDE 4175 grVOLUMEN DEL MOLDE 0.002
m³HUMEDAD DE COMPACTACION 10.2 %
MUESTRA 3:PESO DE MOLDE MAS MUESTRA COMPACTADA
8665 gr
PESO DE MOLDE 4175 grVOLUMEN DEL MOLDE 0.002
m³HUMEDAD DE COMPACTACION 14.0 %
5 ¿PARA QUE SE REQUIERE EL PORCENTAJE DE COMPACTACION EN
LA INGENIERIA DE PAVIMENTOS? EXPLIQUE
5.1 COMPACTACION
La compactación en el proceso realizado generalmente por medios mecánicos por el
cual se obliga a las partículas de suelo a ponerse más en contacto con otras, mediante
la expulsión del aire de los poros , lo que implica una reducción más o menos rápida de
las vacíos, lo que produce en el suelo cambios de volumen de importancia,
principalmente en el volumen de aire, ya que por lo general no se expulsa agua de los
huecos durante el proceso de compactación, siendo por lo tanto la condición de un
suelo compactado la de un suelo parcialmente saturado.
El objetivo de la compactación es el mejoramiento de las propiedades de ingeniería de
la masa de suelos, con la finalidad de obtener un suelo estructurado que posea y
mantenga un comportamiento mecánico adecuado a través de toda la vida útil de la
obra.
5.2 GRADO DE COMPACTACION
Los ensayos proporcionan un medio para comparar las densidades secas en obras en
construcción, con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene que la densidad
seca obtenida en el campo se fija con base en una prueba de laboratorio.
Al comparar los valores de estas densidades, se obtiene un control de la compactación,
conocido como Grado de Compactación, que se define como la relación en
porcentaje, entre la densidad seca obtenida por el equipo en el campo y la densidad
máxima correspondiente a la prueba de laboratorio.
El Grado de Compactación de un suelo se determina de acuerdo a la siguiente
expresión:
El desempeño adecuado de un pavimento depende del establecimiento de un
riguroso control durante la etapa de construcción, a través de
especificaciones y requerimientos de control de calidad para los materiales,
como por ejemplo el control del grado de compactación.
6 DETERMINAR EL CBR DE DISEÑO PARA UN SUELO DE SUBRASANTE
EN UN TRAMO DE CARRETERA DE TRANSITO PESADO DONDE SE
OBTUVIERON LOS SIGUIENTES VALORES:
CBR 7 %
1
CBR
2
9 %
CBR
3
11
%
CBR
4
6 %
CBR
5
10
%
CBR
6
11
%
CBR
7
5 %
CBR
8
4.5
%
EN EL TRAMO DE CARRETERA SE ESPERA UN TRANSITO DE DISEÑO DE 2x106 EE.
7 EJERCICIO:
Diseñar un pavimento flexible por las metodologías INVIAS y AASHTO-93, con los
siguientes datos
Periodo de diseño : 12 años
TDPS = 450 VC - Dos carriles
Crecimiento de tránsito (r) = 5.5 %
Factor camión (Fc) = 2.0
Coeficiente de confiabilidad = 90 %
Desviación Estándar (So) = 0.45
El agua tendrá que drenar del pavimento en un término de 1 día
Índice de serviciabilidad inicial = 4.2
Índice de serviciabilidad inicial = 2.2
CBR 5.5 %
Subbase Granular = CBRMINIMO = 40 %
Base Granular = CBRMINIMO = 80 %
Temperatura (T) = 23°C
Pluviosidad inferior = 2000 mm/año
Módulo Elástico (ME concreto asfaltico) = 300000 PSI