costos unitarios

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS FSICAS Y

MATEMTICA CARRERA DE INGENIERA CIVIL

ANLISIS COMPARATIVO DE COSTOS ENTRE EL PAVIMENTO RGIDO Y PAVIMENTO FLEXIBLE

TRABAJO DE GRADUACIN PREVIO A LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERO CIVIL

AUTOR: FARINANGO BILBAO DANIELA RAQUEL

TUTOR: ING. VICENTE RODRIGO HERRERA HEREDIA

QUITO ECUADOR 2014

ii

DEDICATORIA

A mi Papi Jos Farinango, por su apoyo incondicional, por siempre confiar en m, porque a pesar de la distancia siempre est conmigo. Porque detrs de este logro est l, su apoyo, y confianza, han hecho realidad este sueo. A mi Mam Clara Bilbao, por brindarme su apoyo y orientacin en todo este tiempo.

A Carolina y Sofa, mis hermanas, por estar a mi lado, porque me han brindado su cario.

A toda mi Familia que siempre estuvo conmigo apoyndome.

A todas las personas que de alguna u otra manera me ayudaron y estuvieron conmigo a lo largo de mi carrera.

iii

AGRADECIMIENTO

A mis Padres, por ensearme a seguir adelante a pesar de todas las adversidades, porque mis logros son los suyos.

A la Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ingeniera Ciencias Fsicas y Matemtica y a cada uno de mis profesores quienes me formaron, dejando en mi parte de sus conocimientos.

Al Ing. Rodrigo Herrera quien con su dedicacin y paciencia ha sabido guiarme y asesorarme en el desarrollo y culminacin de la presente investigacin.

A los miembros de tribunal: Ing. Jos Araujo Pino e Ing. Carlos Ortega, por ser mi gua en este largo camino, por todas sus enseanzas y consejos.

Al Ing. Carlos Pontn por su colaboracin para el desarrollo de esta tesis.

iv

AUTORIZACIN DE LA AUTORA INTELECTUAL

Yo, FARINANGO BILBAO DANIELA RAQUEL, en calidad de autor de la tesis realizada sobre ANLISIS COMPARATIVO DE COSTOS ENTRE EL PAVIMENTO RGIDO Y PAVIMENTO FLEXIBLE, por la presente autorizo a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos que me pertenecen o de parte de los que contienen esta obra, con fines estrictamente acadmicos o de investigacin.

Los derechos que como autor me corresponden, con excepcin de la presente autorizacin, seguirn vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artculos 5, 6 8, 19 y dems pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su Reglamento.

Quito, enero del 2014

___________________________

Daniela Raquel Farinango Bilbao C.C. 100295627-2

v

CERTIFICACIN

En calidad de Tutor del trabajo de graduacin: ANLISIS COMPARATIVO DE COSTOS ENTRE EL PAVIMENTO RGIDO Y PAVIMENTO FLEXIBLE, presentado y desarrollado por la seorita: FARINANGO BILBAO DANIELA RAQUEL, previo la obtencin del Ttulo de Ingeniero Civil, considero que el proyecto rene los requisitos necesarios.

Ing. Vicente Rodrigo Herrera Heredia

TUTOR DE TESIS

vi

INFORME DEL TUTOR

vii

RESULTADO DEL TRABAJO DE GRADUACIN

viii

CONTENIDO

DEDICATORIA ..................................................................................................... ii

AGRADECIMIENTO ........................................................................................... iii

AUTORIZACIN DE LA AUTORA INTELECTUAL ..................................... iv CERTIFICACIN ...................................................................................................v INFORME DEL TUTOR....................................................................................... vi

RESULTADO DEL TRABAJO DE GRADUACIN ......................................... vii CONTENIDO ...................................................................................................... viii

LISTA DE ANEXOS .............................................................................................xv

LISTA DE TABLAS ........................................................................................... xvi

LISTA DE CUADROS ....................................................................................... xvii

LISTA DE FIGURAS .......................................................................................... xix

LISTA DE IMGENES ...................................................................................... xxi RESUMEN.......................................................................................................... xxii

ABSTRACT ....................................................................................................... xxiii

CERTIFICACIN ............................................................................................. xxiv

CAPTULO I INTRODUCCIN Y CONCEPTOS

1.1 Antecedentes ............................................................................................ 1

1.2 Objetivos .................................................................................................. 2 1.3 Definiciones .............................................................................................. 2

ix

1.4 Historia del Pavimento ............................................................................. 3

1.5 Requisitos para el comportamiento .......................................................... 4

1.6 Tipos de Pavimentos ................................................................................ 5

1.7 Factores de Diseo ................................................................................... 6

1.7.1 Trnsito ............................................................................................. 6

1.7.2 La subrasante ..................................................................................... 7

1.7.3 El clima ............................................................................................. 9

1.7.4 Los materiales disponibles ................................................................ 9

1.8 Pavimentos no viales .............................................................................. 10

1.8.1 Ciclova ........................................................................................... 10

1.8.2 Vas peatonales................................................................................ 11

CAPTULO II

DEFINICIN DE LOS PAVIMENTOS

2.1 Caractersticas del suelo de fundacin ................................................... 12

2.1.1 Cimiento Natural del Pavimento ..................................................... 14

2.1.2 Prueba de valor relativo de soporte C.B.R. ..................................... 15

2.2 Pavimento flexible .................................................................................. 18

2.2.1 Funcin del pavimento .................................................................... 21

2.2.2 Funciones de las distintas capas de un pavimento flexible ............. 22

2.2.3 Sub base .......................................................................................... 22

2.2.4 Base ................................................................................................. 24

2.2.5 Capa de rodadura............................................................................. 28

x

2.3 Pavimento rgido o hidrulico ................................................................ 30

2.3.1 Clases de pavimento rgido ............................................................. 31

2.3.2 Funciones de las distintas capas de un pavimento rgido ................ 37

2.3.3 Subase ............................................................................................. 37

2.3.4 Capa de hormign hidrulico .......................................................... 37

2.4 Pavimento de Adoqun ........................................................................... 39

2.4.1 Adoqun de piedra ........................................................................... 40

2.4.2 Adoqun de cemento ....................................................................... 40

2.4.3 Ventajas de los pavimentos de adoquines ....................................... 42 2.4.4 Desventajas de los pavimentos de adoquines.................................. 42

CAPTULO III

DISEO DEL PAVIMENTO FLEXIBLE

3.1 Mtodo AASHTO aplicado al Ecuador 1993 ..................................... 43

3.1.1 ndice de serviciabilidad ................................................................. 45 3.1.2 Estudio de trfico ............................................................................ 46

3.1.3 Trnsito ........................................................................................... 52

3.1.4 Confiabilidad (R) ............................................................................ 55

3.1.5 Desviacin normal estndar (Zr) ..................................................... 56

3.1.6 Error estndar combinado So .......................................................... 56

3.1.7 Mdulo de resiliencia de la subrasante (Mr). .................................. 56

3.1.8 Determinacin del nmero estructural (SN) ................................... 57

3.1.9 Determinacin de espesores ............................................................ 57

xi

3.1.10 Diseo del pavimento flexible de la Interconexin: Escaln N2 (Av. Simn BolvarPerifrico Sur Occidental). .......................................... 67

3.2 Construccin del pavimento flexible ...................................................... 77

3.2.1 Acabdo de la obra bsica................................................................. 77

3.2.2 Sub-bases ........................................................................................ 81

3.2.3 Base ................................................................................................. 82

3.2.4 Riego de imprimacin ..................................................................... 83

3.2.5 Hormign Asfltico Mezclado en Planta ........................................ 84

3.2.6 Capa bituminosa de sellado ............................................................. 86

3.3 Fallas del pavimento flexible ................................................................. 88

3.3.1 Falla por insuficiencia estructural ................................................... 92

3.3.2 Falla por defectos constructivos ...................................................... 92

3.3.3 Falla por fatiga ................................................................................ 92

3.4 Mantenimiento del pavimento flexible ................................................... 93

3.4.1 Mantenimiento de rutina ................................................................. 93

3.4.2 Mantenimiento peridico ................................................................ 96

3.4.3 Criterios para realizar el mantenimiento ......................................... 96

CAPTULO IV

DISEO DEL PAVIMENTO RGIDO

4.1 Mtodo AASHTO .................................................................................. 97

4.1.1 Antecedentes ................................................................................... 97

4.1.2 Formulacin .................................................................................... 98

xii

4.1.3 Variables de diseo de un pavimento rgido ................................... 99

4.1.4 Espesor (D)...................................................................................... 99

4.1.5 ndice de serviciabilidad ............................................................... 100 4.1.6 Nmero de ejes equivalentes acumulados, para el perodo de diseo (esals = w18). .............................................................................................. 101

4.1.7 Coeficiente de transferencia de cargas .......................................... 105

4.1.8 Propiedades del hormign ............................................................. 109

4.1.9 Mdulo de reaccin del suelo ....................................................... 110

4.1.10 Coeficiente de drenaje ................................................................... 112 4.1.11 Desviacin estndar ...................................................................... 113

4.1.12 Error estndar combinado ............................................................. 114

4.1.13 Diseo del pavimento rgido de la Interconexin: Escaln N2 (Av. Simn BolvarPerifrico Sur Occidental) ................................................. 114

4.2 Juntas de hormigonado ......................................................................... 120

4.2.1 Juntas transversales ....................................................................... 121

4.2.2 Juntas longitudinales ..................................................................... 124

4.3 Construccin del pavimento rgido ...................................................... 125

4.4 Fallas .................................................................................................... 133

4.4.1 Grietas por adicin de aguas ......................................................... 135

4.4.2 Superficie antiderrapante .............................................................. 135

4.4.3 Deficiente curado .......................................................................... 135

4.4.4 Grietas duras por contraccin del concreto ................................... 136

4.4.5 Grietas duras por deficiencia estructural de la losa ....................... 136

4.4.6 Grietas duras por deficiente compactacin de la terracera .......... 136

4.5 Mantenimiento del pavimento rgido ................................................... 136

xiii

4.5.1 Reparaciones de profundidad parcial ............................................ 137

4.5.2 Colocacin del material................................................................. 138

4.5.3 Reparaciones de profundidad total ................................................ 139

CAPTULO V

ANLISIS COMPARATIVO DE COSTOS

5.1 Objeto del anlisis ................................................................................ 141 5.2 Importancia ........................................................................................... 141

5.3 Presupuesto ........................................................................................... 141

5.3.1 Especificaciones ............................................................................ 142

5.3.2 Cantidades de obra ........................................................................ 143

5.3.3 Anlisis de precios unitarios ......................................................... 145

5.3.4 Costos directos .............................................................................. 145

5.4 Costos unitarios para el pavimento flexible ......................................... 162

5.5 Costos unitarios para el pavimento rgido ............................................ 193

CAPTULO VI

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1 CONCLUSIONES ................................................................................ 226

6.2 RECOMENDACIONES ...................................................................... 228

xiv

BIBLIOGRAFA ............................................................................................ 229 CONSULTAS VIRTUALES .......................................................................... 231

xv

LISTA DE ANEXOS

ANEXO A: ANLISIS DE COSTOS INDIRECTOS

xvi

LISTA DE TABLAS

TABLA 2.1. CLASE DE GRANULOMETRAS ................................................ 24 TABLA 2.2. LMITES GRANULOMTRICOS BASE CLASE 1 ..................... 26 TABLA 2.3. LMITES GRANULOMTRICOS BASE CLASE 2 ..................... 27 TABLA 2.4. LMITES GRANULOMTRICOS BASE CLASE 3 ..................... 28 TABLA 2.5. LMITES GRANULOMTRICOS BASE CLASE 4 ..................... 28

TABLA 3.1 CALIDAD DE DRENAJE ............................................................... 64 TABLA 3.2 VALORES DE mi RECOMENDADOS PARA MODIFICAR LOS

COEFICIENTES DE CAPAS GRANULARES BASE Y SUBASE, EN PAVIMENTO FLEXIBLE ................................................................................... 64 TABLA 3.3 ESPESORES MNIMOS (plg) ......................................................... 65

TABLA 4.1. CALIDAD DE DRENAJE ............................................................ 113

TABLA 5.1. TASAS DE INTERS ................................................................... 149

xvii

LISTA DE CUADROS

CUADRO 2.1. SIGNOS CONVENCIONALES PARA PERFIL DE CALICATAS ........................................................................................................ 13

CUADRO 2.2. VARIACIN DEL CBR .............................................................. 16 CUADRO 2.3. SELECCIN DEL CBR DE DISEO ........................................ 17

CUADRO 3.1. RESUMEN DE DATOS DEL CONTEO VEHICULAR ............ 47 CUADRO 3.2. TRFICO TOTAL CONTADO DURANTE LOS DAS DE OBSERVACIN, POR SENTIDO Y TIPO DE VEHCULOS ........................... 48 CUADRO 3.3. TRFICO PROMEDIO REGISTRADO EN CAMPO POR SENTIDO Y TIPO DE VEHCULOS .................................................................. 48 CUADRO 3.4. TRFICO PROMEDIO DIARIO POR SENTIDO Y TIPO DE VEHCULOS ........................................................................................................ 49 CUADRO 3.5. TRFICO PROMEDIO DIARIO ANUAL ................................. 50 CUADRO 3.6. TRFICO PROMEDIO DIARIO ANUAL ................................. 51 CUADRO 3.7. TASA DE CRECIMIENTO VEHICULAR PARA LA AVENIDA SIMN BOLVAR .............................................................................................. 51 CUADRO 3.8. DATOS DE TRFICO PARA EL DISEO DE PAVIMENTOS ............................................................................................................................... 51 CUADRO 3.9. FACTOR DE DISTRIBUCIN POR CARRIL .......................... 53 CUADRO 3.10. PERIODOS DE DISEO EN FUNCIN DEL TIPO DE CARRETERA ....................................................................................................... 54 CUADRO 3.11 NIVELES DE CONFIABILIDAD PARA DIFERENTES

CARRETERAS ..................................................................................................... 55 CUADRO 3.12 VALORES DE ZR EN FUNCIN DE LA CONFIABILIDAD 56

CUADRO 4.1. FACTOR DE DISTRIBUCIN POR CARRIL ........................ 102 CUADRO 4.2. PERIODOS DE DISEO EN FUNCIN DEL TIPO DE CARRETERA ..................................................................................................... 103

xviii

CUADRO 4.3.VALORES DEL COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE

CARGA J ............................................................................................................ 105 CUADRO 4.4. RECOMENDACIONES PARA LA SELECCIN DE LA BARRA PASAJUNTAS ..................................................................................... 107 CUADRO 4.5. RECOMENDACIONES DE ESPACIAMIENTO MXIMO .. 107 CUADRO 4.6. INCREMENTO EN EL VALOR DE K DEL SUELO, SEGN EL ESPESOR DE UNA BASE GRANULAR ......................................................... 111

CUADRO 4.7. INCREMENTO EN EL VALOR DE K DEL SUELO, SEGN EL ESPESOR DE UNA BASE GRANULAR CEMENTADA ............................... 111

CUADRO 4.8. VALORES DEL COEFICIENTE DE DRENAJE Cd ............... 113 CUADRO 4.9 VALORES DE ZR EN FUNCIN DE LA CONFIABILIDAD 114

CUADRO 5.1. ESTUDIO DE SALARIO REAL DIARIO ................................ 146

xix

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 2.1. CBR DE DISEO .......................................................................... 17 FIGURA 2.2 SECCIN TRANSVERSAL DEL PAVIMENTO FLEXIBLE ..... 19 FIGURA 2.3. CAPAS DEL PAVIMENTO FLEXIBLE SUB-BASE ................. 22 FIGURA 2.4. CAPAS DEL PAVIMENTO FLEXIBLE BASE .......................... 25 FIGURA 2.5. CAPAS DEL PAVIMENTO FLEXIBLE CAPA DE RODADURA ............................................................................................................................... 29 FIGURA 2.6. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO SIMPLE. SIN ELEMENTOS DE TRANSFERENCIAS DE CARGA. (SIN ESCALA). ........... 32 FIGURA 2.7. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO SIMPLE. CON ELEMENTOS DE TRANSFERENCIAS DE CARGA O PASADORES. (SIN ESCALA). ............................................................................................................. 33 FIGURA 2.8. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO CON REFUERZO DE ACERO NO ESTRUCTURAL. (SIN ESCALA). .................... 34 FIGURA 2.9. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO CON REFUERZO CONTINUO. (SIN ESCALA). ....................................................... 35 FIGURA 2.10. CAPAS DEL PAVIMENTO RGIDO SUB-BASE .................... 37 FIGURA 2.11. CAPAS DEL PAVIMENTO RGIDO CAPA DE RODADURA 38 FIGURA 2.12. SECCIN TRANSVERSAL DEL PAVIMENTO DE ADOQUN ............................................................................................................................... 39

FIGURA 3.1 GRFICA DE DISEO PARA ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE ................................................................................... 44 FIGURA 3.2 GRFICA PARA HALLAR a1 EN FUNCIN DEL MDULO DE ELASTICIDAD .................................................................................................... 59 FIGURA 3.3 NOMOGRAMA PARA ESTIMAR a1 EN FUNCIN DE LA ...... 59 FIGURA 3.4 VARIACIN DEL COEFICIENTE a2 CON DIFERENTES PARMETROS DE RESISTENCIA DE LA BASE GRANULAR .................... 60 FIGURA 3.5 VARIACIN DEL COEFICIENTE a2 EN BASES TRATADAS CON CEMENTO PARA DIFERENTES PARMETROS DE RESISTENCIA 61

xx

FIGURA 3.6 VARIACIN DEL COEFICIENTE a2 EN BASES TRATADAS CON ASFALTO PARA DIFERENTES PARMETROS DE RESISTENCIA .. 62 FIGURA 3.7 VARIACIN DEL COEFICIENTE a3 CON DIFERENTES PARMETROS DE RESISTENCIA DE LA SUBASE GRANULAR ............... 63 FIGURA 3.8. ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO FLEXIBLE ........................ 77

FIGURA 4.1. RELACIN ENTRE EL VALOR RELATIVO DE SOPORTE (C.B.R.) Y

EL MDULO DE REACCIN DE LA SUBRASANTE (K) .................................... 112

FIGURA 4.2. ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO RGIDO ........................... 119 FIGURA 4.3. ESQUEMA DEL PAVIMENTO RGIDO (SIN ESCALA)........ 120

FIGURA 5.1. SECCIN TRANSVERSAL DE PAVIMENTO FLEXIBLE .... 142 FIGURA 5.2. SECCIN TRANSVERSAL DE PAVIMENTO RGIDO ......... 143

xxi

LISTA DE IMGENES

IMAGEN 1.1. UBICACIN DEL PROYECTO AV. ESCALN N 2 ............ 1

IMAGEN 2.1. PAVIMENTO FLEXIBLE ........................................................... 18

IMAGEN 2.2. PAVIMENTO RGIDO(PLANTA) .............................................. 31 IMAGEN 2.3. ADOQUN DE PIEDRA (PLANTA) ........................................... 40 IMAGEN 2.4. ADOQUN DE CEMENTO (PLANTA) ...................................... 41 ...................................................................................................................................

IMAGEN 3.1. FISURAS Y GRIETAS POR FATIGA ....................................... 88

IMAGEN 3.2. FISURAS Y GRIETAS EN BLOQUE ......................................... 89 IMAGEN 3.3. GRIETAS DE BORDE ................................................................ 90 IMAGEN 3.4. FISURAS Y GRIETAS LONGITUDINALES ............................ 91 IMAGEN 3.5. FISURAS Y GRIETAS TRANSVERSALES ............................. 91

xxii

RESUMEN

ANLISIS COMPARATIVO DE COSTOS ENTRE EL PAVIMENTO RGIDO Y PAVIMENTO FLEXIBLE

El presente trabajo de graduacin tiene por objetivo realizar el anlisis comparativo de costos del pavimento rgido y flexible, para ello en los primeros captulos se ha comenzado definiendo los conceptos, funciones y factores de diseo de los pavimentos; en los captulos siguientes se dise tanto el pavimento flexible, como el pavimento rgido con el Mtodo AASHTO aplicado al Ecuador 1993, del proyecto Escaln N2, ubicado en la provincia de Pichincha, zona sur del Distrito Metropolitano de Quito, parroquia de Turubamba, teniendo como punto de inicio el Corredor Sur Oriental Avenida Simn Bolvar y como punto final el Perifrico Sur Occidental. Adems se realiz una breve descripcin de los mtodos constructivos, los tipos de fallas que se presentan y el mantenimiento que se le deber proporcionar a cada uno de los pavimentos.

En los captulos finales se realiz el presupuesto, el anlisis de costos horarios de maquinaria y el anlisis de precios unitarios; luego se hizo el anlisis econmico entre los dos tipos de pavimento.

DESCRIPTORES: TRFICO VEHICULAR / DISEO DE PAVIMENTO FLEXIBLE / DISEO DE PAVIMENTO RGIDO / RUBROS DE CONSTRUCCIN VIAL.

xxiii

ABSTRACT

COMPARATIVE ANALYSIS OF COSTS BETWEEN RIGID PAVEMENT AND FLEXIBLE PAVEMENT

The present graduation work aims to conduct a comparative cost analysis of rigid and flexible pavement for that reason in the first chapters I started defining concepts, functions and design factors pavements, the next chapters are designed both flexible pavement, and rigid pavement as the AASHTO method applied in Ecuador in 1993 from Escaln project N 2, located in the Pichincha province, in the south of the Metropolitan District of Quito, Turubamba parish, having as a starting point the Corredor Sur Oriental, Simn Bolvar Avenue, and as the end point at Perifrico Sur Occidental. Furthermore there was a brief description from the construction methods, types of failures which occur and the maintenance pavements should be provided.

In the final chapters the estimated price was done, the analysis equipment schedules cost and the unit prices analysis, then the economic analysis between the two types of pavement done.

KEYWORDS: TRAFFIC JAM / FLEXIBLE PAVEMENT DESIGN / RIGID PAVEMENT DESIGN / ROAD CONSTRUCTION FEATURES.

xxiv

CERTIFICACIN

-1-

1. CAPTULO I

2. INTRODUCCIN Y CONCEPTOS

3.

1.1 Antecedentes

El proyecto se encuentra ubicado en la provincia de Pichincha, zona sur del

Distrito Metropolitano de Quito, parroquia de Turubamba, teniendo como punto

de inicio el Corredor Sur Oriental Avenida Simn Bolvar y como punto final el

Perifrico Sur Occidental.

El proyecto tiene una longitud de 6Km de va, aproximadamente, que une dos vas

longitudinales perifricas al sur de la ciudad.

La va Escaln N2, es una va colectora de primer orden que conecta los ejes

perimetrales Avenida Perifrico Occidental y Avenida Simn Bolvar.

IMAGEN 1.1. UBICACIN DEL PROYECTO AV. ESCALN N 2

IMAGEN 1.1. MAPA GEOLGICO: QUITO, HOJA 65 SE: MTOP

-2-

El clima de la zona es fro, encontramos temperaturas tales como la mxima en

promedio de 21C, mientras que la mnima media es de 6.4C. Mantenindose

una temperatura media en el da de 15C. El escaln N2, se encuentra en la zona

de anlisis meteorolgico de la Estacin Izobamba.

1.2 Objetivos

Objetivo general

Realizar el anlisis comparativo de costos entre el pavimento rgido y

pavimento flexible del Escaln N 2, ubicado en el sector sur del Distrito

Metropolitano de Quito, que servir de conexin entre la nueva va

Simn Bolvar y la Proyeccin del Perifrico Sur Occidental.

Objetivos especficos

Disear esta importante arteria vial de la ciudad, de tal manera que resista

los efectos de la naturaleza y de las cargas de los vehculos

Realizar los anlisis de precios unitarios, presupuesto y programacin de la

obra.

1.3 Definiciones

Va: rea debidamente acondicionada para el paso de peatones, cabalgaduras y

vehculos1.

Carretera: camino que se disea y se construye con especificaciones adecuadas

para un trnsito vehicular importante (TPDA>300veh/da).

Trfico: circulacin de vehculos por una va pblica en un tiempo conocido.

Pavimento vial: se define como la capa o conjunto de capas de materiales,

colocadas entre la cota de subrasante y la superficie de rodadura. Es una estructura

cuya funcin fundamental, es distribuir las cargas concentradas de las ruedas de

los vehculos, de manera que el suelo subyacente pueda soportarlas sin falla o

deformacin excesiva2.

1 ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo I. MOP 001 F 2002. 2 PONTN, Carlos;APUNTES DE PAVIMENTOS; Universidad Central del Ecuador.

-3-

Las condiciones necesarias para un adecuado funcionamiento del pavimento son

las siguientes: caractersticas del suelo de subrasante, diseo apropiado, calidad de

los materiales, proceso constructivas, acabado de la superficie, adems de una

adherencia adecuada entre el vehculo y el pavimento an en condiciones

hmedas.

Deber presentar una resistencia adecuada a los esfuerzos destructivos del

trnsito, de la intemperie y del agua.

En la estructura del pavimento los esfuerzos decrecen con la profundidad, se

debern colocar los materiales de, mayor capacidad de carga en las capas

superiores, siendo de menor calidad los que se colocan en las terraceras adems

de que son los materiales que ms comnmente se encuentran en la naturaleza, y

por consecuencia resultan los ms econmicos.

La divisin en capas que se hace en un pavimento obedece a un factor econmico,

ya que cuando determinamos el espesor de una capa el objetivo es darle el grosor

mnimo que reduzca los esfuerzos sobre la capa inmediata inferior.

La resistencia de las diferentes capas no solo depender del material que la

constituye, tambin resulta de gran influencia el procedimiento constructivo;

siendo dos factores importantes la compactacin y la humedad, ya que cuando un

material no se acomoda adecuadamente, ste se consolida por efecto de las cargas

y es cuando se producen deformaciones permanentes.

1.4 Historia del Pavimento

Los grandes sistemas de vas de nuestra civilizacin tienen su origen en periodos

anteriores a los recordados por la historia. An antes de la invencin de la rueda

que se supone ocurri hace 10000 aos hubieron desplazamientos individuales y

colectivos de personas de un lugar a otro; los primeros movimientos se hicieron a

pie, luego se utilizaron los lomos de animales y despus aparecieron los vehculos

de ruedas.

Varias civilizaciones antiguas alcanzaron un alto nivel tcnico en la construccin

de vas de comunicacin. Las calles de la ciudad de Babilonia fueron

-4-

pavimentadas 2000 aos A.C. Se recuerda tambin de grandes caminos

construidos por los egipcios 3000 aos A.C3.

Los mayores alcances en los sistemas de carreteras fueron logrados por los

Romanos 220 aos A.C., cuando el Imperio Romano estaba en su apogeo una

gran red de caminos militares cubran todo el Imperio; muchos de estos caminos

fueron hechos de piedra, entre sus caractersticas se tiene un espesor de 90 a

120cm y estaban compuestas por tres capas de piedras argamasadas cada vez ms

finas, con una capa de bloques de piedra encajadas en la parte superior4.

Con la cada del Imperio Romano durante la edad media (del siglo X al XV) ceso

el desarrollo y construccin de caminos por mucho tiempo.

A fines del siglo XVIII renace en Europa el inters por las vas de comunicacin.

En este periodo Tresaguet, un ingeniero francs propone utilizar piedra

machacada como base, cubierta de piedras ms pequeas para la construccin de

caminos. Al mismo tiempo en Inglaterra dos ingenieros ingleses, Thomas Telford

y John McAdam desarrollan tipos similares de construccin, Telford sugiere el

uso de piezas largas de piedra para formar la base, con piedras ms pequeas para

la capa de rodadura. McAdam propone el uso del polvo fino de piedra.

Este tipo de construccin es todava usado y ha sido el precursor de varios tipos de

pavimentos. Desde 1890 se empiezan a construir carreteras de concreto debido a

la invencin de vehculos a motor, que obligan a que las carreteras tengan ciertas

caractersticas de amplitud, comodidad y seguridad.

1.5 Requisitos para el comportamiento

La resistencia del pavimento depende del suelo natural. Sin embargo, aunque a

veces se utilizan por si solo como superficie de rodadura presenta algunas

desventajas que exigen generalmente, cuando soporta niveles significativos de

trnsito (mayores de 50,000 ejes equivalentes acumulados de 8.2 ton durante el

3 PONTN, Carlos;APUNTES DE PAVIMENTOS; Universidad Central del Ecuador.

4 SNCHEZ, Fernando;INTRODUCCIN AL DISEO DE PAVIMENTOS; Mdulo I; 2009.

-5-

periodo de diseo5), reforzarlo mediante una estructura que debe cumplir los

siguientes requisitos:

Debe resistir las cargas ocasionadas por el trfico sin sufrir deformaciones

permanentes.

Tener una superficie apropiada al rodamiento y una superficie de rodadura

antideslizante.

Ser flexible.

La superficie de la carretera debe resaltar sobre la noche y en tiempo de

niebla.

Seguridad para el usuario.

Ser resistente a la accin del clima.

Debe ser resistente al efecto abrasivo de las llantas de los vehculos.

Debe ser durable.

Debe ser econmico.

1.6 Tipos de Pavimentos

El pavimento es una superficie exterior utilizada para la circulacin de los

distintos tipos de vehculos, formada por el agrupamiento de capas de distintos

materiales, con el objeto de distribuir y transmitir las cargas aplicadas por el

trnsito al cuerpo del terrapln.

Al hablar de pavimentos se los puede dividir en tres tipos:

a) Pavimentos Flexibles (asfalto)

b) Pavimentos Rgidos (concreto)

c) Con bloques o piezas (adoquines)

Caractersticas de los pavimentos

Superficie uniforme

5 MTODO AASHTO 93 PARA EL DISEO DE PAVIMENTOS RGIDOS; Captulo I.

-6-

Superficie impermeable

Color y textura adecuado

Resistencia a la repeticin de cargas

Resistencia a la accin del medio ambiente

La diferencia entre estos tipos de pavimentos es la resistencia que presentan a la

flexin, la durabilidad y funcionalidad.

1.7 Factores de Diseo

Factores a considerar en el diseo de pavimentos

Trnsito

Tipo de subrasante

El clima

Los materiales disponibles

1.7.1 Trnsito

Interesan para el dimensionamiento de los pavimentos las cargas ms pesadas por

eje (simple, tndem o tridem esperadas en el carril de diseo el ms solicitado,

que determinara las estructura del pavimento de la carretera), durante el periodo

de diseo adoptado. La repeticin de las cargas del trnsito y la consecuente

acumulacin de deformaciones sobre el pavimento son fundamentales para el

clculo. Adems se deben tener en cuenta las mximas presiones de contacto, las

solicitaciones tangenciales en tramos especiales (curvas, zonas de frenado y

aceleracin), las velocidades de operacin de los vehculos.

Es necesario determinar el TPDA (trnsito promedio diario anual), que se define

como el volumen total de vehculos que pasan por un punto o seccin de una

carretera en un periodo de tiempo determinado, que es mayor a de un da y menor

o igual a un ao, dividido por el nmero de das comprendido en dicho perodo de

medicin.

-7-

Ejemplo6:

TPDAactual = 18198 veh/da

Proyecto:

Carretera: Interconexin Escaln N2 (Av. Simn Bolvar-Perifrico Sur

Occidental).

1.7.2 La subrasante

Es la capa de terreno natural que soporta la estructura del pavimento de una

carretera debidamente compactado y nivelado, extendindose hasta una

profundidad que no afecte la carga de diseo que corresponde al trnsito previsto.

Su objetivo es servir de soporte para el pavimento despus de ser estabilizada,

homogenizada y compactada.

El espesor del pavimento depender en gran parte de la calidad de la subrasante,

por lo que debe cumplir con los requisitos de resistencia, incompresibilidad e

inmunidad a la expansin y contraccin por efectos de la humedad, por

consiguiente, el diseo de un pavimento es esencialmente el ajuste de la carga de

diseo por rueda a la capacidad de la subrasante.

En la preparacin de la subrasante intervienen los siguientes aspectos:

Compactacin de los suelos que garanticen un apoyo uniforme y estable

para el pavimento.

Fijar la rasante lo ms alto posible y excavar zanjas laterales lo

suficientemente profundas para aumentar la distancia vertical entre el

pavimento y el nivel fretico cuando existe.

Descarga lateral y mezcla de suelos para lograr condiciones uniformes en

zonas donde se tengan cambios del tipo de suelo.

6 Trfico actual del Proyecto Escaln N2

-8-

Disponer de manera selectiva los materiales en zonas terrapln.

Mejorar los suelos de muy baja calidad por medio de tratamientos

mecnicos o qumicos.

La capacidad del suelo se mide mediante las pruebas de CBR y Mdulo de

Resiliencia.

Mr (psi) = 1500 x CBR; para CBR < 7.2% sugerida por AASHTO.

Mr (psi) = 3000 x CBR 0.65, Para materiales de sub-rasante con CBR mayor de

7,2% pero menor o igual a 20,0%

En el caso en que las condiciones de la subrasante no son razonablemente

uniformes, su mejoramiento se puede lograr mediante tcnicas adecuadas de

reparacin de la subrasante, adems se necesita prestar atencin especial al control

de los suelos expansivos y de los asentamientos diferenciales excesivos por

hinchamiento debido a la congelacin.

Mejoramiento con suelo seleccionado7.

Deber ser suelo granular, material rocoso o combinaciones de ambos, libre de

material orgnico y escombros, y salvo que se especifique de otra manera, tendr

una granulometra tal que todas las partculas pasarn por un tamiz de cuatro

pulgadas (100 mm.) con abertura cuadrada y no ms de 20 por ciento pasar el

tamiz N 200 (0,075 mm), de acuerdo al ensayo AASHO-T.11.

La parte del material que pase el tamiz N 40 (0.425 mm.) deber tener un ndice

de plasticidad no mayor de nueve (9) y lmite lquido hasta 35% siempre que el

valor del CBR sea mayor al 20%, tal como se determina en el ensayo AASHO

7 ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo IV. MOP 001 F 2002.

-9-

T91. Material de tamao mayor al mximo especificado, si se presenta, deber ser

retirado antes de que se incorpore al material en la obra.

1.7.3 El clima

Los factores que en nuestro medio ms afectan a un pavimento son las lluvias y

los cambios de temperatura.

Las lluvias por su accin directa en la elevacin del nivel fretico influyen en la

resistencia, la comprensibilidad y los cambios volumtricos de los suelos de

subrasante especialmente.

Los cambios de temperatura en las losas de pavimentos rgidos ocasionan

esfuerzos muy elevados, que en algunos casos pueden ser superiores a los

generados por las cargas de los vehculos que circulan en ellas.

En los pavimentos flexibles y dado que el asfalto tiene una alta susceptibilidad

trmica, el aumento o la disminucin de temperatura puede ocasionar una

modificacin sustancial en el mdulo de elasticidad de las capas asflticas,

ocasionando en ellas y bajo condiciones especiales, deformaciones o

agrietamientos que influirn en el nivel de servicio de la va.

1.7.4 Los materiales disponibles

Los materiales disponibles son determinantes para la seleccin de la estructura de

pavimento debiendo ser la ms adecuada, tcnica y econmica. Por una parte se

consideran los agregados disponibles en canteras y depsitos del rea, adems de

la calidad requerida hay que atender al volumen disponible, aprovechable y el

costo, considerando una buena medida por la distancia de acarreo.

El anlisis de los costos de construccin debe complementarse con una prevencin

del comportamiento del pavimento durante el perodo de diseo, la conservacin

necesaria y su costo actualizado.

-10-

1.8 Pavimentos no viales

Los pavimentos no viales, no son aptos para vehculos motorizados como coches

y motocicletas.

1.8.1 Ciclova

Estn destinadas al trnsito de bicicletas y, en casos justificados a motocicletas de

hasta 50 cc. Conectan generalmente reas residenciales con paradas o estaciones

de transferencia de transporte colectivo. Adems, pueden tener funciones de

recreacin e integracin paisajstica. Generalmente son exclusivas, pero pueden

ser combinadas con circulacin peatonal8.

Las ciclovas en un sentido tendrn un ancho mnimo de 1,80 y de doble sentido

2,40 m.

Es el sistema de movilizacin en bicicleta al interior de las vas del sistema vial

local puede formar parte de espacios complementarios (zonas verdes, reas de uso

institucional).

Cuando las ciclovas formen parte de reas verdes pblicas, tendrn un ancho

mnimo de 1,80m.

Caractersticas Funcionales

En los puntos en que se interrumpa la ciclova para dar paso al trfico automotor,

se deber prever un paso cebra para el cruce peatonal, conformada por un cambio

en la textura y color del piso; estos puntos estarn debidamente sealizados.

La iluminacin ser similar a la utilizada en cualquier va peatonal o vehicular. En

el caso en que se contemple un sendero peatonal, ste se separar de la ciclova.

Estar provisto de parqueaderos para bicicletas, los cuales se disearn y

localizarn como parte de los terminales y estaciones de transferencia de

transporte pblico de la ciudad.

El carril de la ciclova se diferenciar de la calzada, sea mediante cambio de

material, textura y color.

En todos los casos se implementar la circulacin con la sealizacin adecuada

8 Municipio del Distrito Metropolitano de Quito Normas de Arquitectura y Urbanismo. Ordenanza 3457

-11-

1.8.2 Vas peatonales

Esta norma establece las dimensiones mnimas, las caractersticas funcionales y de

construccin que deben cumplir las vas de circulacin peatonal (calle, aceras,

senderos, andenes, caminos y cualquier otro tipo de superficie de dominio pblico

destinado al trnsito de peatones)9.

Dimensiones

Las vas de circulacin peatonal deben tener un ancho mnimo libre sin obstculos

de 1,60 m.

Cuando se considere la posibilidad de un giro mayor o igual a 90, el ancho libre

debe ser mayor o igual a 1.60 m.

Las vas de circulacin peatonal deben estar libres de obstculos en todo su ancho

mnimo y desde el piso hasta un plano paralelo ubicado a una altura mnima de

2,20 m. Dentro de ese espacio no se puede disponer de elementos que lo invadan

(ejemplo: luminarias, carteles, equipamientos, etc.)

Afirmado

Capa compactada de material granular natural procesado con gradacin

especifica que soporta directamente las cargas y esfuerzos del trnsito. Debe

poseer la cantidad apropiada de material fino cohesivo que permita mantener

aglutinadas las partculas.

9 INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIN NTE INEN 2 243: 2010

-12-

1. CAPTULO II

2. DEFINICIN DE LOS PAVIMENTOS

2.1 Caractersticas del suelo de fundacin

Se denomina suelo de fundacin a la capa del suelo bajo la estructura del

pavimento, preparada y compactada. Se trata del terreno natural o la ltima capa

del relleno de la plataforma sobre la que se asienta el pavimento.

La caracterizacin de los suelos para esta capa de fundacin se basa en los

siguientes aspectos:

Metodologa

La metodologa a seguir para la caracterizacin del suelo de

fundacin comprender bsicamente una investigacin de campo a lo largo de

la va, mediante la ejecucin de pozos exploratorios (calicatas), con obtencin de

muestras representativas en nmero y cantidades suficientes para su posterior

anlisis en ensayos en laboratorio y, finalmente, con los datos obtenidos en ambas

fases se pasar a la fase de gabinete, para consignar en forma grfica y escrita

los resultados obtenidos. A continuacin se procede a describir el plan de trabajo a

desarrollar en cada etapa.

Trabajo de campo

Con el objeto de determinar las caractersticas fsico-mecnicas de los materiales

de la subrasante se llevarn a cabo investigaciones mediante la ejecucin de pozos

exploratorios o calicatas de 1.5 m de profundidad mnima (respecto del nivel de

subrasante del proyecto; con un mnimo de 3 calicatas por kilmetro, ubicadas

longitudinalmente a distancias aproximadamente iguales y en forma

alternada(izquierda-derecha) dentro de una faja de hasta 5m a ambos lados del eje

del trazo, preferentemente al borde de la futura calzada.

Tambin se determinar la presencia o no de suelos orgnicos, suelos expansivos,

napa fretica, etc., en cuyo caso las calicatas deben ser ms profundas,

delimitando el sector de subrasante inadecuada que requerir reemplazo del

-13-

material, mejoramiento o estabilizacin de subrasante a fin de homogenizar su

calidad a lo largo del alineamiento de la carretera.

Descripcin de los suelos

Los suelos encontrados sern descritos y clasificados de acuerdo a metodologa

para construccin de vas, las mismas que deben corresponder al siguiente cuadro.

CUADRO 2.1. SIGNOS CONVENCIONALES PARA PERFIL DE

CALICATAS

Trabajo de laboratorio

Todas las muestras representativas obtenidas de los estratos de las calicatas del

suelo de fundacin debern contar con los siguientes ensayos:

Anlisis granulomtrico por tamizado

Lmites de consistencia

Lmite lquido, lmite plstico e ndice de plasticidad

CUADRO 2.1: MONTEJO, Alfonso;INGENIERA DE PAVIMENTOS PARA CARRETERAS Captulo III; Editorial Stella Valbuena de Fierro; 2002.

-14-

Clasificacin SUCS

Clasificacin AASHTO

Humedad Natural.

Prctor Modificado

C.B.R.

Labores de gabinete

En base a la informacin obtenida durante los trabajos de campo y los resultados

de los ensayos de laboratorio, se efectuara la clasificacin de suelos utilizando los

sistemas SUCS y AASHTO.

2.1.1 Cimiento Natural del Pavimento

Al igual que en la casi totalidad de aplicaciones de la Mecnica de Suelos, los

materiales que se eligen para la fundacin de pavimentos, son de dos tipos

claramente diferenciados. Los que se denominan materiales gruesos (arenas,

gravas, fragmentos de roca, etc.) constituyen el primer grupo, el segundo grupo

est formado por los suelos finos, cuyo arquetipo son los materiales arcillosos.

En los suelos gruesos tales como las arenas y las gravas, la deformacin del

conjunto por efecto de cargas externas, slo puede tener lugar, por acomodo

brusco de partculas menores en los huecos que dejan entre s las mayores, o por

ruptura y molienda de sus partculas. La expansin de suelos gruesos, es un

fenmeno que para efectos prcticos no se considera en el diseo de carreteras. La

estabilidad de los suelos gruesos ante la presencia del agua es grande, si se

prescinde de la posibilidad de arrastres internos de partculas menores por efecto

de la circulacin de corrientes de agua interiores, efecto que relativamente es poco

comn en las carreteras. Por tanto, si el suelo grueso est constituido por

partculas mineralgicamente sanas, su resistencia al esfuerzo cortante es grande,

y est basada en mecanismos de friccin interna de sus partculas, o en la

resistencia que oponen esas partculas a deslizarse unas con respecto a otras,

dependiendo por tanto de la friccin interna y de su dureza.

-15-

El caso de los suelos finos arcillosos, su tendencia a adoptar estructuras internas

abiertas, con alto volumen de vacos, hace que estos suelos tengan una capacidad

de deformacin mucho ms alta. Si se ejerce presin sobre suelos finos saturados

se puede ocasionar un fenmeno de consolidacin, que induce al agua acumulada

entre sus partculas a salir del conjunto, produciendo una reduccin del volumen

que originar deformaciones del conjunto, las que afectarn la estabilidad del

pavimento.

Si el terreno de fundacin es de caractersticas pobres, debe desecharse, siempre

que sea posible, y sustituirse este por un suelo de mejor calidad o mejorarse.

2.1.2 Prueba de valor relativo de soporte C.B.R.

Los mtodos de diseo de pavimentos se relacionan con el valor de la capacidad

de soporte del suelo o CBR.

El mdulo resiliente es el parmetro que se utiliza en el diseo del pavimento.

El ensayo de California Bearing Ratio o CBR, es un ensayo relativamente

simple, comnmente utilizado para obtener un ndice de resistencia del suelo de la

subrasante.

Para materiales de base, Sub-base, as como para subrasantes granulares, el CBR

puede estar asociado a la mxima densidad seca del prctor modificado; sin

embargo para subrasantes finas (arenosas, arcillosas o limosas) el valor del CBR

debe estar asociado a su densidad de campo.

Se propone mtodos para determinar el valor de CBR.

a. CBR in situ

Mide directamente la deformacin ante una carga aplicada

b. CBR en muestras inalteradas

Es un mtodo recomendado para subrasantes de suelos finos. Consiste en obtener

una muestra inalterada de campo, que ser protegida para que no pierda su

humedad natural (si no fuese posible obtener una muestra inalterada de campo, se

-16-

puede preparar en el laboratorio a la humedad y densidad natural). En el

laboratorio se realiza el ensayo de C.B.R. en su condicin natural y saturada.

c. CBR en muestras remoldeadas

Mtodo recomendado para subrasantes granulares, materiales de base y Sub-base.

Los especmenes o muestras, pueden ensayarse en su condicin natural o saturada,

luego de un periodo de inmersin en agua, la condicin saturada es la ms

desfavorable.

El CBR se expresa en porcentaje (%).

Los valores del ndice CBR oscilan entre 0 y 100. Cuanto mayor es su valor,

mejor es la capacidad portante del suelo.

CUADRO 2.2. VARIACIN DEL CBR

Determinacin del Valor de soporte de la subrasante C.B.R.

Cuando las longitudes del proyecto son extensiones considerables no es muy

comn obtener subrasantes con suelos uniformemente constituidos, por tanto los

C.B.R que se obtienen son variables a lo largo del proyecto.

Proceso para la obtencin de datos y su graficacin

Con los valores obtenidos de los C.B.R. se ordena de menor a mayor.

Se enumera los C.B.R con el nmero 1 al de mayor valor y as sucesivamente.

Se determina la frecuencia de los C.B.R.

Se dibuja la curva frecuencia vs C.B.R.

CUADRO 2.2: FERNANDEZ, Luis; ENSAYO CBR; Curso 2006-2007.

CBR Clasificacion cualitativa del suelo Uso

2-5 Muy mala Subrasante

5-8 Mala Subrasante

8-20 Regular - Buena Subrasante

20-30 Excelente Subrasante

30-60 Buena Subrasante

60-80 Buena Base

80-100 Excelente Base

-17-

Proceso para la obtencin de las frecuencias en porcentaje (% de frecuencias)

Se divide el nmero de orden para el total de ensayos y multiplicado por 100.

CUADRO 2.3. SELECCIN DEL CBR DE DISEO

C.B.R.

C.B.R

ORDEN F. EN % ORDEN ASCENDENTE

16.0 6.0 14 100

15.0 9.0 13 93

16.0 11.0 12 86

13.0 12.0 11 79

24.0 13.0 10 71

23.0 14.0 9 64

9.0 15.0 8 57

11.0 16.0 7 50

6.0 16.0 6 -

16.0 16.0 5 -

12.0 17.0 4 29

24.0 23.0 3 21

17.0 24.0 2 14

14.0 24.0 1 -

No se toma en cuenta la equivalencia en los valores de CBR repetidos.

FIGURA 2.1. CBR DE DISEO

De acuerdo con el grfico, se tiene que el percentil 90% corresponde a un

C.B.R. de 9.8.

CUADRO 2.3.; TESIS: UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR INTERCONEXIN: ESCALN N2 (AV. SIMN BOLVAR PERIFRICO SUR OCCIDENTAL). MOROCHO, QUINTANA 2010. FIGURA 2.1.; ELABORACIN PROPIA

-18-

2.2 Pavimento flexible

El pavimento flexible tambin conocido como pavimento de asfalto es una

estructura formada por varias capas como lo son la Sub-base, la base y la carpeta

asfltica, las cuales se encuentran conformadas por materiales que deben cumplir

las especificaciones del MTOP, AASHTO. La calidad y resistencia de estas capas

va disminuyendo con la profundidad.

Este pavimento resulta ms econmico en su construccin inicial, tiene un periodo

de vida de entre 10 y 15 aos, pero tienen la desventaja de requerir mantenimiento

constante para cumplir con su vida til.

La distribucin de tensiones y deformaciones generadas en la estructura por las

cargas de rueda del trfico, se da de tal forma que las capas de revestimiento y

base absorben las tensiones verticales de compresin del suelo de fundacin por

medio de la absorcin de tensiones cizallantes. En este proceso ocurren tensiones

de deformacin y traccin en la fibra inferior del revestimiento asfltico, que

provocar su fisuracin por fatiga por la repeticin de las cargas de trfico.

Al mismo tiempo la repeticin de las tensiones y deformaciones verticales de

compresin que actan en todas las capas del pavimento producirn la formacin

de hundimiento de la capa de rodadura de la rueda.

IMAGEN 2.1. PAVIMENTO FLEXIBLE

IMAGEN 2.1.; http://www.mcfobraspublicas.es/servicios/pavimentos-asfalticos/pavimentos-

asfalticos

-19-

Los principales elementos de este tipo de pavimento son: capa de rodadura, base,

Sub-base y subrasante. Los pavimentos flexibles podrn deformarse pero en

general no se rompen.

FIGURA 2.2 SECCIN TRANSVERSAL DEL PAVIMENTO FLEXIBLE

Entre las caractersticas principales que debe cumplir un pavimento flexible se

encuentran las siguientes:

Resistencia estructural.

Deformabilidad.

Durabilidad.

Costo.

Requerimientos de conservacin.

Comodidad.

b.1. Resistencia estructural

Debe soportar las cargas impuestas por el trnsito que producen esfuerzos

normales y cortantes en la estructura. En los pavimentos flexibles se consideran

FIGURA 2.2.; CORONADO ITURBIDE, Jorge; Manual centroamericano para el diseo de pavimentos; Noviembre 2002.

CAPA DE RODADURA (5 -10 cm)

BASE (10 30 cm)

SUB-BASE (10 30 cm)

SUBRASANTE (20 50 cm)

-20-

los esfuerzos cortantes como la principal causa de falla desde el punto de vista

estructural. Adems de los esfuerzos cortantes tambin se tienen los producidos

por la aceleracin, frenaje de los vehculos y esfuerzos de tensin en los niveles

superiores de la estructura.

La resistencia de los materiales interesa desde dos puntos de vista:

En cuanto a la capacidad de carga que pueden desarrollar las capas

constituyentes del pavimento para soportar adecuadamente las cargas

del trnsito.

En cuanto a la capacidad de carga de la capa subrasante, que constituye

el nexo de unin entre el pavimento y la terracera.

b.2. Deformabilidad.

En algunos aspectos importantes el problema es la deformabilidad de los

pavimentos tiene un planeamiento opuesto al de la resistencia. Con respecto a la

deformabilidad, dada en la naturaleza de los materiales que forman las capas del

pavimento, la deformabilidad suele crecer mucho hacia abajo y la terracera es

mucho ms deformable que el pavimento propiamente dicho. La deformabilidad

interesa sobre todo en niveles profundos pues es fcil que las capas superiores

tengan niveles de deformacin tolerables an para los altos esfuerzos que en ellas

actan.

Las cargas de trnsito producen en el pavimento deformaciones elsticas y son de

recuperacin instantnea. Suelen denominarse deformaciones plsticas, a aquellas

que permanecen en el pavimento despus de cesar la causa deformadora. Bajo la

carga mvil y repetida, la deformacin tiende a hacerse acumulativa.

b.3. Durabilidad

Est ligada a una serie de factores econmicos y sociales, la durabilidad que se le

d al camino depende de la importancia de este, en obras de alto trnsito y gran

-21-

importancia econmica se requerir pavimentos muy duraderos a fin de no tener

que recurrir a costosas interrupciones que perjudique el trnsito por la va.

b.4. Costo

Un diseo correcto ser el que llegue a satisfacer los requerimientos del servicio a

costo mnimo. En general los pavimentos rgidos demandan poco gasto de

conservacin y se deterioran poco, pero su costo de construccin es alto, los

pavimentos flexibles requieren menor inversin inicial, pero un mantenimiento

mayor.

b.5. Requerimientos de la conservacin

Los factores que influyen de gran manera en la vida de un pavimento son: el

trfico, comportamiento de la terracera o capas inferiores, el suelo natural y los

agentes externos.

b.6. Comodidad

Especialmente en autopistas y caminos de primer orden, los problemas y mtodos

del diseo de los pavimentos deben verse afectados por la comodidad que el

usuario requiere para transitar a la velocidad de proyecto, dentro de este requisito

quedan tambin, la seguridad que es el ms importante de ellos, la esttica y el

impacto psicolgico en el conductor

Las deformaciones longitudinales de un pavimento van en contra de la

comodidad, representa una deficiencia estructural o riesgo de falla.

2.2.1 Funcin del pavimento

Un pavimento y su estructura, asentado sobre una fundacin apropiada, tiene por

finalidad proporcionar una superficie de rodamiento que permita el trfico seguro

y confortable de vehculos, a velocidades operacionales deseadas y bajo cualquier

condicin climtica. Hay una gran diversidad de tipos de pavimento, dependiendo

del tipo de vehculos que transitarn y del volumen de trfico.

-22-

El pavimento debe ofrecer una superficie buena y resistente, con la rugosidad

necesaria para garantizar buena friccin con las llantas del vehculo, adems de

tener el color adecuado para evitar reflejos y deslumbramientos.

Las caractersticas de resistencia y deformabilidad son necesarias para la

distribucin de esfuerzos, de modo que lleguen a la subrasante a niveles tolerables

que no produzcan fallas, asentamientos u otras deformaciones severas y

perjudiciales.

2.2.2 Funciones de las distintas capas de un pavimento flexible

2.2.3 Sub base

Es la capa de material seleccionado que se coloca encima de la subrasante, impide

que el agua de las terraceras ascienda por capilaridad. Deber transmitir en forma

adecuada los esfuerzos a las terraceras.

FIGURA 2.3. CAPAS DEL PAVIMENTO FLEXIBLE SUB-BASE

A continuacin se describe las funciones de la Sub-base:

Funcin econmica. La principal funcin de esta capa es netamente

econmica; en efecto, el espesor total que se requiere para que el nivel de

esfuerzos en la subrasante sea igual o menor que su propia resistencia

puede ser construido con materiales de alta calidad; sin embargo, es

FIGURA 2.3. http://www.e-asfalto.com/pavimentos/pavimentos.htm

Sub-base

Capa de rodadura

Base

-23-

preferible distribuir las capas ms calificadas en la parte superior y colocar

en la parte inferior del pavimento la capa de menor calidad, la cual es

frecuentemente la ms barata.

Capa de transicin. La Sub-base bien diseada impide la penetracin de

los materiales que constituyen la base con los de la subrasante y tambin

acta como filtro de la base, impidiendo que los finos de la subrasante la

contaminen y menoscaben su calidad.

Disminucin de las deformaciones. Algunos cambios volumtricos de la

capas subrasante, generalmente asociados a cambios en su contenido de

agua (expansiones o contracciones) o a cambios extremos de

temperatura, pueden absorberse con la capa Sub-base e impedir que dichas

deformaciones se reflejen en la superficie de rodamiento.

Resistencia. La Sub-base debe soportar los esfuerzos trasmitidos por las

cargas de los vehculos a travs de las capas superiores, transmitidos a un

nivel adecuado a la subrasante.

Drenaje. En muchos casos la Sub-base debe drenar el agua, que se

introduzca a travs de la carpeta o por las bermas, as como impedir la

ascensin capilar

Materiales.- Los agregados que se empleen debern tener un coeficiente de

desgaste mximo de 50%, de acuerdo con el ensayo de abrasin de los ngeles y

la porcin que pase el tamiz N 40 deber tener un ndice de plasticidad menor

que 6 y un lmite lquido mximo de 25. La capacidad de soporte corresponder a

un CBR igual o mayor del 30%11

.

- Clase 1: Son Sub-bases construidas con agregados obtenidos por trituracin de

roca o gravas y graduados uniformemente dentro de los lmites indicados para la


-24-

granulometra Clase 1, en la Tabla 2.1. Por lo menos el 30 % del agregado

preparado deber obtenerse por proceso de trituracin.

- Clase 2: Son Sub-bases construidas con agregados obtenidos mediante

trituracin o cribado en yacimientos de piedras fragmentadas naturalmente o de

gravas y graduados uniformemente dentro de los lmites indicados para la

granulometra Clase 2, en la Tabla 2.1.

- Clase 3: Son Sub-bases construidas con agregados naturales y que se hallen

graduados uniformemente dentro de los lmites indicados para la granulometra

Clase 3, en la Tabla 2.1.

TABLA 2.1. CLASE DE GRANULOMETRAS SUB-BASEs

2.2.4 Base Consiste en la construccin de capas de base compuestas por agregados triturados

total o parcialmente o cribados, estabilizados con agregado fino procedente de la

trituracin, o suelos finos seleccionados, o ambos. La capa de base se colocar sobre

una Sub-base terminada y aprobada, o en casos especiales sobre una subrasante

previamente preparada y aprobada, y de acuerdo con los alineamientos, pendientes y

seccin transversal establecida en los planos o en las disposiciones especiales.

TABLA 2.1. ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo IV. MOP 001 F 2002.

TAMIZ

CLASE 1 CLASE 2 CLASE 3

3" (76.2 mm) -- -- 100

2" (50.4 mm) -- 100 --

1" (38.1 mm) 100 70-100 --

N 4 (4.75 mm) 30-70 30-70 30-70

N 40 (0.425 mm) 10-35 15-40 --

N 200 (0.075 mm) 0-15 0-20 0-20

Porcentaje en peso que pasa a travs de los

tamices de malla cuadrada

-25-

FIGURA 2.4. CAPAS DEL PAVIMENTO FLEXIBLE BASE

A continuacin se describe las funciones de la base:

Resistencia. La funcin bsica de la base granular de un pavimento

consiste en proporcionar un elemento resistente que transmita a la Sub-

base y a la subrasante los esfuerzos producidos por el trnsito, en una

intensidad apropiada.

Funcin econmica. Respecto a la carpeta asfltica, la base tiene una

funcin econmica anloga a la que tiene a la Sub-base respecto a la base.

Materiales.- Las bases de agregados podrn ser de las clases indicadas a

continuacin, de acuerdo con el tipo de materiales por emplearse12

.

La clase y tipo de base que deba utilizarse en la obra estar especificada en los

documentos contractuales. En todo caso, el lmite lquido de la fraccin que pase

el tamiz N 40 deber ser menor de 25 y el ndice de plasticidad menor de 6. El

porcentaje de desgaste por abrasin de los agregados ser menor del 40% y el

valor de soporte de CBR deber ser igual o mayor al 80%.

Los agregados sern elementos limpios, slidos y resistentes, excentos de polvo,

arcilla u otras materias extraas.

FIGURA 2.4. http://www.e-asfalto.com/pavimentos/pavimentos.htm 12 ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo IV. MOP 001 F 2002.

Sub-base

Capa de rodadura

Base

-26-

- Clase 1: Son bases constituidas por agregados gruesos y finos, triturados en un

100% de acuerdo con lo establecido en la subseccin 814-2 y graduados

uniformemente dentro de los lmites granulomtricos indicados para los Tipos A y

B en la Tabla 2.2.

El proceso de trituracin que emplee el Contratista ser tal que se obtengan los

tamaos especificados directamente de la planta de trituracin. Sin embargo, si

hiciere falta relleno mineral para cumplir las exigencias de graduacin se podr

completar con material procedente de una trituracin adicional, o con arena fina,

que sern mezclados necesariamente en planta.

TABLA 2.2. LMITES GRANULOMTRICOS BASE CLASE 1

- Clase 2: Son bases constituidas por fragmentos de roca o grava trituradas, cuya

fraccin de agregado grueso ser triturada al menos el 50% en peso.

Estas bases debern hallarse graduadas uniformemente dentro de los lmites

granulomtricos indicados en la Tabla 2.3.


TAMIZ

TIPO A TIPO B TIPO C

2" (50.8 mm) 100 -- --

1" (38.1 mm) 70-100 100 100

1" (25.4 mm) 55-85 70-100 70-100

" (19.0 mm) 50-80 60-90 60-90

" (9.5 mm) 35-60 45-75 45-75

N 4 (4.76 mm) 25-50 30-60 30-60

N 4 (2.00 mm) 20-40 20-50 20-50

N 40 (0.425 mm) 10-25 10-25 10-25

N 200 (0.075 mm) 2-12 2-12 2-12

Porcentaje en peso que pasa a travs de los

tamices de malla cuadrada

-27-

El proceso de trituracin que emplee el Contratista ser tal que se obtengan los

tamaos especificados directamente de la planta de trituracin. Sin embargo, si

hace falta relleno mineral para cumplir las exigencias de graduacin podr

completarse con material procedente de una trituracin adicional, o con arena fina,

que sern mezclados preferentemente en planta.


- Clase 3: Son bases constituidas por fragmentos de roca o grava trituradas, cuya

fraccin de agregado grueso ser triturada al menos el 25% en peso.

Estas bases debern hallarse graduadas uniformemente dentro de los lmites

granulomtricos indicados en la Tabla 2.4.

Si hace falta relleno mineral para cumplir las exigencias de graduacin, se podr

completar con material procedente de trituracin adicional, o con arena fina, que

podrn ser mezclados en planta o en el camino.


-28-


- Clase 4: Son bases constituidas por agregados obtenidos por trituracin o

cribado de piedras fragmentadas naturalmente o de gravas y graduadas

uniformemente dentro de los lmites granulomtricos indicados en la Tabla 2.5.


2.2.5 Capa de rodadura

La capa de rodadura es la parte superior del pavimento flexible que proporciona

la superficie de rodamiento, es elaborada con material ptreo seleccionado y un

producto asfltico dependiendo del tipo de camino que se va a construir.

TABLA 2.4. ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo IV. MOP 001 F 2002. TABLA 2.5. ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo IV. MOP 001 F 2002.

-29-

FIGURA 2.5. CAPAS DEL PAVIMENTO FLEXIBLE CAPA

DE RODADURA

A continuacin se describe las funciones de la capa de rodadura:

Proporcionar una superficie uniforme y estable al trnsito, de textura y

color conveniente y resistir los efectos abrasivos del trnsito.

Hasta donde sea posible, impedir el paso del agua al interior del

pavimento.

Su resistencia a la tensin complementa la capacidad estructural del

pavimento.

Materiales.- El material bituminoso estar constituido por asfalto diluido o

emulsiones asflticas cuyo tipo ser fijado en las disposiciones especiales del

contrato.

Las emulsiones asflticas sern de rotura lenta.

Durante las aplicaciones puede presentarse la necesidad de cambiar el grado del

asfalto establecido en las disposiciones generales, para dar mayor eficiencia al

riego de imprimacin.

De ser necesaria la aplicacin de la capa de secado, sta ser constituida por arena

natural o procedente de trituracin, exenta de polvo, suciedad, arcilla u otras

materias extraas La arena deber hallarse preferentemente seca, aunque podr


Sub-base

Capa de rodadura

Base

-30-

tolerarse una ligera humedad, siempre que sea menor al dos por ciento de su peso

seco13

.

2.3 Pavimento rgido o hidrulico

Un pavimento rgido consiste bsicamente en una losa de concreto simple o

armado, apoyada directamente sobre una base o Sub-base. La losa, debido a su

rigidez y alto mdulo de elasticidad, absorbe gran parte de los esfuerzos que se

ejercen sobre el pavimento lo que produce una buena distribucin de las cargas de

rueda, dando como resultado tensiones muy bajas en la subrasante.

Se compone de losas de concreto hidrulico que en algunas ocasiones presenta un

armado de acero, tiene un costo inicial ms elevado que el flexible, su periodo de

vida vara entre 20 y 40 aos; el mantenimiento que requiere es mnimo y solo se

efecta (comnmente) en las juntas de las losas y por eventos emergentes.

Los pavimentos rgidos o hidrulicos como se les conoce tambin, defieren de los

pavimentos de asfalto o flexibles, en que poseen una resistencia considerable a la

flexin, adems de que se ven considerablemente afectados por los cambios de

temperatura.

Los pavimentos rgidos estn sujetos a los siguientes esfuerzos:

a) Esfuerzos abrasivos causados por las llantas de los vehculos.

b) Esfuerzos directos de compresin y cortadura, causados por las cargas de

las ruedas.

c) Esfuerzos de compresin y tensin que resultan de la deflexin de las losas

bajo las cargas de las ruedas.

d) Esfuerzos de compresin y tensin causados por la expansin, contraccin

del concreto y por efectos de los cambios de temperatura.


-31-

IMAGEN 2.2. PAVIMENTO RGIDO (PLANTA)

2.3.1 Clases de pavimento rgido

a. Pavimentos de Hormign Simple

b. Pavimentos de Hormign Armado

c. Pavimentos de Hormign Compactado con Rodillo

d. Pavimentos de Hormign Pre o postensado.

a. Pavimentos de hormign simple

Este tipo de pavimento es el ms empleado debido a que su construccin es

sencilla y de menor costo. Est dividido en losas rectangulares, preferiblemente

casi cuadradas, salvo en las intersecciones, ramales y otras superficies de anchura

variable, disponiendo en ellos juntas transversales de contraccin y juntas

longitudinales de alabeo entre carriles o donde la anchura extendida sea superior a

5m para evitar la aparicin de fisuras debido a la retraccin del hormign.

Ambos tipos de juntas longitudinales y transversales pueden ser tambin de

construccin u hormigonado.

IMAGEN 2.5.; http://civilgeeks.com/2012/06/10/diseno-de-pavimentos-rigidos/

-32-

a.1. Sin pasadores

Son pavimentos que no presentan refuerzo de acero ni elementos para

transferencia de cargas. En ellos, el concreto asume y resiste tensiones producidas

por el trnsito y el entorno, como las variaciones de temperatura y humedad. Para

que esta transferencia sea efectiva, es necesario que se use un espaciamiento corto

entre juntas.

Este tipo de pavimento es aplicable en caso de trfico ligero y clima templado y

generalmente se apoyan sobre la subrasante. En condiciones ms severas requiere

de Sub-bases tratadas con cemento, colocadas entre la subrasante y la losa, para

aumentar la capacidad de soporte y mejorar la transmisin de carga.

Estn constituidos por losas de dimensiones relativamente pequeas, en general

menores de 6 m. de largo y 3.50 m. de ancho. Los espesores varan de acuerdo al

uso previsto.

FIGURA 2.6. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO SIMPLE. SIN

ELEMENTOS DE TRANSFERENCIAS DE CARGA. (SIN ESCALA).

FIGURA 2.6.; MORA, Samuel;PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRULICO; ASOCEM; 1998.

-33-

a.2. Con pasadores

Los pasadores son pequeas barras de acero liso, que se colocan en la seccin

transversal del pavimento, en las juntas de contraccin. Su funcin estructural es

transmitir las cargas de una losa a la losa contigua, mejorando as las condiciones

de deformacin en las juntas.

De esta manera, se evitan los dislocamientos verticales

diferenciales (escalonamientos).Segn la Asociacin de Cemento Portland (PCA,

por sus siglas en ingls).

FIGURA 2.7. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO SIMPLE.

CON ELEMENTOS DE TRANSFERENCIAS DE CARGA O PASADORES.

(SIN ESCALA).


-34-

b. Pavimentos de Hormign Armado

A este grupo pertenecen los pavimentos de hormign armado con juntas muy

espaciadas (entre 6,10 y 36,60 metros) y son distribuidas en la losa a efecto de

controlar y mantener cerradas las fisuras de contraccin.

b.1. Con refuerzo de acero no estructural

Su finalidad es controlar los agrietamientos y resistir las tensiones de contraccin

del hormign en estado joven sin cumplir una funcin estructural. La seccin

mxima del refuerzo de acero es 0,3% de la seccin transversal del pavimento,

ubicndose en el tercio superior de la seccin transversal y no menos de 5 cm bajo

la superficie.

FIGURA 2.8. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO CON

REFUERZO DE ACERO NO ESTRUCTURAL. (SIN ESCALA).

b.2. Pavimentos de Hormign Armado con Juntas

Este tipo de pavimentos antes eran bastante empleados en algunos pases para

trficos pesado, fueron concebidos en una poca en que las juntas constituan la


-35-

zona ms dbil y un problema de conservacin, por lo que pareca conveniente

reducir su nmero aumentando la longitud de las losas; en los ltimos aos ya no

se han venido utilizando debido a que tiene un mayor costo que no compensa su

calidad.

Las armaduras que se colocan en la mitad superior de la losa no tiene funcin

estructural, solo permite mantener cosidas las fisuras transversales que

inevitablemente aparecen en las losas largas, que van normalmente desde 7 m e

incluso ms de 10-20 m.

b.3. Pavimentos de hormign armado con refuerzo continuo

A diferencia de los pavimentos de hormign reforzado con juntas, stos se

construyen sin juntas de contraccin, debido a que el refuerzo asume todas las

deformaciones, especficamente las de temperatura. El refuerzo principal es el

acero longitudinal, el cual se coloca a lo largo de toda la longitud del pavimento.

El refuerzo transversal puede no ser requerido para este tipo de pavimentos.

FIGURA 2.9. PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRULICO CON

REFUERZO CONTINUO. (SIN ESCALA).


-36-

b.4. Pavimentos de Hormign Armado con Fibras

Los pavimentos de hormign armado con fibras se empezaron a emplearse hace

algunas dcadas, en aplicaciones donde el elevado costo de este tipo de material

es compensado por sus caractersticas, como disminucin del espesor del

pavimento del orden de un 30%, aumento de la resistencia a traccin y a la fatiga,

mejor comportamiento a flexo-traccin, resistencia al impacto, durabilidad.

Se puede utilizar diferentes tipos de fibras como metlicas, propileno, carbn,

acero, etc., con excelentes resultados en capas delgadas de refuerzo y en

pavimentos sometidos a cargas muy pesadas (aeropuertos, puentes, industrias y

portuarios). Una dosificacin normal de fibras puede ser de unos 40 kg/m3, que

han de dispersarse homogneamente en toda la masa del hormign.

c. Pavimentos de Hormign Compactado con Rodillo

Se trata de un hormign con bajo contenido de agua (relacin a/c =0,35 - 0,40)

por lo que el cemento suele contener un alto porcentaje de ceniza volantes para

facilitar su trabajabilidad, que se compactan enrgicamente con rodillos

vibratorios y de neumticos en forma similar a como se hace una grava-cemento.

Una vez compactado y curado puede abrirse inmediatamente al trfico con un

comportamiento similar al de los pavimentos tradicionales de hormign vibrado.

Sin embargo al compactar con rodillo, la regularidad superficial que se obtiene no

suele ser buena para circular a alta velocidad, por lo que en este caso es necesario

colocar una capa de rodadura bituminosa sobre el hormign formando un

pavimento mixto.

d. Pavimentos de Hormign Pre o Pos tensado

Debido a la compresin que se introduce, las losas quedan sometidas por medio

de tensores de acero, permitiendo construir losas de 120 m de longitud o incluso

ms y reducir el espesor del orden de un 50%.

-37-

En la actualidad hay varios sistemas de pretensado interno mediante cables o

alambres (pos-tensados) y de pretensados externos por medio de gatos planos

hidrulicos y juntas neumticas, cuyo diseo especial debe soportar las mayores

variaciones de abertura producidas por las fisuras; en algunos sistemas hay que

disponer estribos para resistir los empujes horizontales.

Se ha encontrado una aplicacin mayor en carreteras y aeropuertos.

2.3.2 Funciones de las distintas capas de un pavimento rgido

2.3.3 Sub-base

La estructura del pavimento rgido descansa sobre una capa de apoyo de buena

calidad que puede ser de suelos naturales o terreno natural. Cuando no cumple el

suelo natural con la funcin estructural, se requiere una capa de transicin de tipo

granular que se conoce con el nombre de Sub-base, el propsito principal es

cumplir con las funciones estructurales obteniendo espesores menores de las losas

del hormign.

Las funciones estn citadas anteriormente en sub-base del pavimento flexible

FIGURA 2.10. CAPAS DEL PAVIMENTO RGIDO SUB-BASE

2.3.4 Capa de hormign hidrulico

Est constituida de una losa de hormign de cemento portland simple o reforzado

ubicada en la parte superior de la estructura del pavimento, basan su capacidad


Sub-base

Losa de concreto

-38-

portante en la losa ms que en la capacidad de la sub-rasante, dado que no usan

capa de base.

Con la finalidad de proteger las capas inferiores, se disponen de otros elementos

que son no estructurales, como las juntas de dilatacin rellenas con material

elastomtrico (para su impermeabilizacin), bordillos, cunetas o bien un sistema

de alcantarillado pluvial para el drenaje correcto del agua que pueda acumular en

su superficie.

FIGURA 2.11. CAPAS DEL PAVIMENTO RGIDO CAPA DE

RODADURA

El espesor de la losa de hormign puede ser inferior a 20 cm si el trfico es muy

ligero o llegar a 40 cm en algunas pistas de aeropuertos14

En general se puede indicar que el hormign hidrulico distribuye mejor las

cargas sobre reas ms grandes de las sub-rasantes, las deflexiones son pequeas y

las presiones aplicadas en la subrasante son muy bajas debido a su rigidez y

resistencia a la flexin, es por eso que los pavimentos de hormign no necesitan

un material de cimentacin muy resistente.

Sus funciones son:

Proveer un valor soporte elevado, para que resista muy bien las cargas

concentradas que provienen de ruedas pesadas, trabajando a flexin, y lo

distribuye bien al material existente debajo.

Textura superficial poco resbaladiza, an cuando se encuentre hmeda.

FIGURA 2.11. http://www.e-asfalto.com/pavimentos/pavimentos.htm 14 KRAEMER, Carlos; INGENIERA DE CARRETERAS; Volumen II; Primera Edicin; 1929.

Sub-base

Losa de concreto

-39-

Proteger la superficie, sobre la cual est construido el pavimento, de los

efectos destructivos del trnsito.

Prevenir a la superficie de la penetracin del agua.

Buena visibilidad, por su color claro, da una mayor seguridad al trfico

nocturno de vehculos.

Gran resistencia al desgaste, con poca produccin de partculas de polvo.

2.4 Pavimento de Adoqun

Es un elemento prismtico, generalmente de forma regular, que se coloca uno

junto a otro para formar una capa adecuada al trfico de una va. Se pueden

distinguir dos materiales para su construccin, la piedra labrada y el hormign,

por lo que se los clasifica como adoqun de piedra y de cemento, respectivamente.

Se los utiliza en pavimentos peatonales como veredas, plazas, parques y

pavimentos vehiculares ligeros y pesados como estacionamientos y accesos, vas

urbanas, patios de contenedores en puertos

FIGURA 2.12. SECCIN TRANSVERSAL DEL PAVIMENTO DE

ADOQUN

Subrasante: La subrasante deber tener una composicin homognea, libre de

materia orgnica y se compactar lo necesario para proporcionar un soporte

uniforme al pavimento

Sub-base: Conjunto de capas naturales, de material granular seleccionado,

estabilizado y compactado, situadas directamente sobre la explanada.

FIGURA 2.12.; Bibliocad.

Adoqun

Lecho de arena

Base

Sub-base

Subrasante

-40-

Base: Principal elemento portante de la estructura, situada sobre la Sub-base.

Puede ser realizada con material granular, lastre, con un mayor grado de

compactacin que el alcanzado en la Sub-base.

Lecho arena: Base de apoyo de los adoquines, destinada a absorber sus

diferencias de espesor debidas a la tolerancia de fabricacin, de manera que stos

una vez compactados formen una superficie homognea.

2.4.1 Adoqun de piedra

El adoqun de piedra debe tener la forma y dimensiones estipuladas en los planos,

y cumplir todos los requisitos exigidos para piedra labrada, salvo que el material

no presentar un porcentaje de desgaste mayor a 40 en el ensayo de abrasin,

Norma INEN 861, luego de 500 vueltas de la mquina de Los ngeles15

.

IMAGEN 2.3. ADOQUN DE PIEDRA (PLANTA)

2.4.2 Adoqun de cemento

Los adoquines se fabricarn con hormign, empleando ridos cuyo tamao

mximo no exceda de 12 mm. (1/2). La forma y dimensiones de los mismos

estarn establecidas en los planos correspondientes. En cualquier caso el espesor

15 ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIN DE CAMINOS Y PUENTES. Captulo VIII. MOP 001 F 2002. IMAGEN 2.8 http://metejondebarrio.blogspot.com/2012/12/sacandole-viruta-al-adoquin-una-de-las.html

-41-

mnimo del adoqun ser de 80 mm. para reas que soportan trfico vehicular y 60

mm. para zonas peatonales.

Los adoquines presentarn alta regularidad de sus formas, caras perfectamente

escuadradas y paralelas, textura fina y algo rugosa en todas sus caras.

IMAGEN 2.4. ADOQUN DE CEMENTO (PLANTA)

Requisitos

El adoqun terminado debe presentar una resistencia en el ensayo de compresin,

realizado en un adoqun entero, conforme lo establece la norma INEN 1.485, no

menor a 300 Kg/cm2 para vas de trfico medio a ligero, y no menor a 400

Kg/cm2 para vas con trfico pesado. La tolerancia de las dimensiones se

establece en ms o en menos 3.0 mm.

Para control y aceptacin de los adoquines, se tomar una muestra, la que

consistir en 10 unidades cada 2.000 adoquines o fraccin de un mismo embarque

o parada, los cuales sern ensayados todos, y los resultados obtenidos se

promediarn para establecer su aceptacin o rechazo.

Capa de asiento

La capa de asiento de los adoquines, estar conformada por arena fina, del espesor

sealado en los planos, y pasar en su totalidad el tamiz N 10. El material no

costos unitarios

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