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INTRODUCCION

 Se llama pavimento al conjunto de capas de material seleccionado que reciben en forma directa las cargas del tránsito y las transmiten a los estratos inferiores en forma disipada, proporcionando una superficie de rodamiento, la cual debe funcionar eficientemente.

Las condiciones necesarias para un adecuado funcionamiento son las siguientes: anchura, trazo horizontal y vertical, resistencia adecuada a las cargas para evitar las fallas y los agrietamientos, edemas de una adherencia adecuada entre el vehículo y el pavimento aun en condiciones húmedas.

Deberá presentar una resistencia adecuada a los esfuerzos destructivos del tránsito, de la intemperie y del agua. Debe tener una adecuada visibilidad y contar con un paisaje agradable para no provocar fatigas.

Puesto que los esfuerzos en un pavimento decrecen con la profundidad, se deberán colocar los materiales de, mayor capacidad de carga en las capas superiores, siendo de menor calidad los que se colocan en las terracerías además de que son los materiales que más comúnmente se encuentran en la naturaleza, y por consecuencia resultan los más económicos

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PAVIMENTOS RIGIDOS

Los pavimentos rígidos están formados principalmente por una losa de concreto hidráulico colocada sobre la subrasante, la cual tiene la doble función de proporcionar las características tanto estructurales como funcionales al pavimento. Dicha losa, dada su gran rigidez recibe las cargas ejercidas por los vehículos que circulan sobre la vía y las distribuye en un área mucho más grande por lo que los esfuerzos que transmite a las terracerías son de una magnitud muy reducida.

Los pavimentos rígidos también se subdividen en varios tipos:

a. Pavimentos de Concreto Simple.- Se componen de losas de concreto simple con juntas longitudinales y transversales espaciadas de tal manera que la geometría de cada losa sea aproximadamente cuadrada, o hasta con una relación largo/ancho de 1/1.25. La transferencia de carga entre losas s puede hacer a través del interlocking entre losas o por medio de pasajuntas de acero.

b. Pavimentos de Concreto Reforzado con Juntas.- El refuerzo puede ser con varillas de acero corrugado o mediante malla electrosoldada, las juntas pueden espaciarse cada 8 a 15 metros, el acero impide la separación de la junta por contracción térmica una vez que esta se ha formado, reduciendo así los costos de conservación.

c. Pavimentos Continuos de Concreto Reforzado.- El refuerzo se diseña para que no sea necesaria la formación de juntas. En estos pavimentos la aparición de grietas transversales en intervalos cortos es característica, sin embargo estas grietas se mantienen unidas por medo del acero de refuerzo y no son motivo de preocupación mientras el espaciamiento sea uniforme.

d. Pavimentos de Concreto Pretensado o Postensado.- El presfuerzo permite una considerable reducción en los espesores de losa y en el número de juntas.

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e. Pavimentos de Concreto Compactado con Rodillos.- Su regularidad superficial es deficiente por lo que son más empleados en caminos mineros, madereros, etc.

METODO AASHTO PAVIMENTOS RIGIDOS.Un pavimento de hormigón o pavimento rígido consiste básicamente en losas de hormigón simple o armado, apoyadas directamente sobre una base o sub-base.

 

MODELO MATEMATICOLa fórmula general de diseño, relaciona el número de ejes equivalentes de 8,16 Ton con el espesor de la losa de hormigón, para diferentes valores de los parámetros de

cálculo.

En que:

EE = Ejes equivalentes de 8.16 Ton. Totales para la vida de diseño.

H = Espesor de las losas en cm.

Rd = Resistencia media a la flexotracción a los 28 días del hormigón.

Cd = Coeficiente de drenaje.

J = Coeficiente de transferencia de carga.

Kd = Módulo de reacción de diseño en Kg/cm3.

E = Módulo de elasticidad del hormigón en Kg/cm2.

P = Pérdida de serviciabilidad = Pi - Pf 

Pi = Índice de serviciabilidad inicial. Normalmente se utiliza el valor Pi = 4.5

Pf = Índice de serviciabilidad final. Normalmente se utiliza el valor Pf = 2.0 ó 2.5

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CONFIABILIDAD EN EL DISEÑO (R).

La confiabilidad (R) puede ser definida como la probabilidad de que la estructura tenga un comportamiento real igual o mejor que el previsto durante la vida de diseño adoptada.

CONDICIONES CLIMATICAS Y DE DRENAJE

Se considera que un 5% del tiempo anual en que la estructura estará expuesta aniveles de humedad cercanos a la saturación, con un tiempo de remoción de agua no superior a un día. Condición climática benigna, suave.

REQUERIMENTOS MÍNIMOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS RÍGIDOS: 

Requisitos de los Materiales. Dosificación. Equipos Necesarios. Procedimiento Constructivo. Juntas de Concreto. Sellos de Juntas. Prevención y Corrección de Defectos.

RESISTENCIA A LA RUPTURA:

Debido a que los pavimentos de concreto trabajan principalmente a flexión es recomendable que su especificación de resistencia sea acorde con ello, por eso el diseño considera la resistencia del concreto trabajando a flexión, que se le conoce como resistencia a la flexión por tensión (S´c) ó Modulo de Ruptura (MR) normalmente especificada a los 28 días.

Los valores recomendados para el módulo de ruptura varían desde 41 Kg/cm2 (583 psi) hasta los 50 Kg/cm2 (711 psi) a los 28 días dependiendo del uso que vayan a tener. 

A continuación se presenta el módulo de ruptura recomendado según el tipo de pavimento: 

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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL PAVIENTO RIGIDO

Regularidad.-

Con equipos modernos de pavimentación se pueden lograr acabados muy buenos en los pavimentos de concreto hidráulico, además su gran capacidad estructural permite que se mantengan sin deformaciones de consideración a lo largo de su vida útil, sin embargo la presencia de las juntas afecta de alguna manera a la regularidad. Por otra parte en calles y caminos secundarios es común encontrar tanto proyectos deficientes como procedimientos constructivos inadecuados, generando problemas de regularidad por agrietamientos, escalonamientos, rotura de losas, etc.

Resistencia al Derrapamiento y Drenaje Superficial.-

La textura en un pavimento de concreto de logra mediante un escobillado, por sus características el agregado grueso normalmente no queda expuesto al contacto con los neumáticos por lo que el aporte de la microtextura a la resistencia al derrapamiento, asimismo el aporte de la macrotextura se da en la pasta (arena-cemento) del concreto, por la naturaleza del cemento portland es un material susceptible al pulido, por lo que la pérdida de resistencia al deslizamiento es relativamente rápida.

Existen equipos de fresado con discos de diamante, que permiten, en acciones de mantenimiento, dar un nuevo texturizado a los pavimentos rígidos con problemas de derrapamiento. Por lo que hace al drenaje superficial al no ser susceptible a la formación de roderas un pavimento rígido bien construido permite un drenaje superficial muy eficiente.

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Capacidad Estructural.-

En la práctica internacional es frecuente que los pavimentos de concreto hidráulico sean proyectados para vidas útiles de 40 a 50 años, en México son frecuentes las vidas de proyecto de 25 a 30 años.

Un pavimento de concreto bien diseñado y construido, y con mantenimiento adecuado tiene capacidades estructurales excelentes, sin embargo puede presentar fallas prematuras por defectos de construcción, como sellado de juntas eficiente, aserrado a destiempo de las mismas, curado insuficiente o pasajuntas mal colocados, también puede ser afectado por el exceso de carga de los vehículos que circulan por la vía.

. Reciclable.-

La gran resistencia que se logra en los concretos de pavimentación provoca que sea un material difícil de demoler, dificultando con ello las posibilidades de ser reutilizado, sin embargo hay avances tecnológicos que permiten contar con equipos más eficientes en la demolición de pavimentos rígidos.

Entre estas técnicas destaca, en mi opinión, el rubblizing, que consiste en la fragmentación o pulverización de las losas de concreto en partículas con tamaños máximos de 5 cm.

El equipo con que se logra esto es un martillo de resonancia de alta frecuencia y baja amplitud, la pulverización se logra con un patrón de fracturamiento como el que se muestra en la figura 13, con una afectación mínima a las capas inferiores.

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CONCLUSIONES

La mayor parte de las fallas prematuras en los pavimentos no son intrínsecas de los sistemas de pavimentación, si no que se deben a deficiencias en su implementación. Se deben tomar acciones para modernizar las prácticas de pavimentación, aplicar la tecnología de punta en la elaboración de proyectos, buscando formas de contratación que permitan asignar la elaboración de proyectos privilegiando la capacidad técnica sobre el más barato.

Hay que modernizar los procedimientos de construcción, dejar atrás la construcción artesanal para tomar procesos industrializados, implementar programas de certificación de todos los elementos que intervienen en la construcción de infraestructura vial, tanto a nivel profesional como a los operadores de equipo de construcción, topógrafos, laboratoristas, etc.

El control de calidad debe transformarse de un control de materiales como el que se hace pro lo general en la actualidad en un control de proceso, donde se califiquen además de los materiales al personal y equipo de construcción, culminando con una evaluación de producto terminado.

Es necesario estar atentos a los avances tecnológicos dentro y fuera del país, replicar los casos de éxito y aprender de los errores, aprovechar cabalmente las modernas herramientas de diseño, los nuevos materiales y los nuevos procedimientos de construcción.

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BIBLIOGRAFÍA

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Rico, A. y Del Castillo, H., La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres, Volumen 1 & 2, Ed. Limusa, S.A., México, D.F., (1978).

Huang, Y, Pavement Analysis and Design, Pearson Prentice Hall, EUA., (2004)

Yoder, E & Witczak, M., Principles of Pavement Design, John Wiley and Sons, EUA., (1975)

Zárate Aquino, M. Diseño de Pavimentos Rígidos Primera Parte, Asociación Mexicana del Asfalto, México, D. F., México (2003)

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