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ESTRUCTURACION DE PAVIMENTOS

Se llama pavimento al conjunto de capas de material seleccionado que reciben en forma directa las cargas del transito 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 transito, 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.

La división en capas que se hace en un pavimento obedece a un factor económico, ya que cuando determinamos el espesor de una capa el objetivo es darle el grosor mínimo que reduzca los esfuerzos sobre la capa inmediata inferior. La resistencia de las diferentes capas no solo dependerá del material que la constituye, también resulta de gran influencia el procedimiento constructivo; siendo dos factores importantes la compactación y la humedad, ya que cuando un material no se acomoda adecuadamente, éste se consolida por efecto de las cargas y es cuando se producen deformaciones permanentes.

PAVIMENTO RIGIDO

El pavimento rígido se compone de losas de concreto hidráulico que en algunas ocasiones presenta un armado de acero, tiene un costo inicial más elevado que el flexible, su periodo de vida varia entre 20 y 40 años; el mantenimiento que requiere es mínimo y solo se efectúa (comúnmente) en las juntas de las losas.

Donde:

PA = Pavimento Asfáltico PCH = Pavimento de Concreto Hidráulico.L = Revestimiento Losa = Hormigón de Cemento Portland.F = Firme C = CimientoT.F. = Terreno de Fundación. S = Sub – Rasante

ESTRUCTURADEL PAVIMENTO

SUELODEFUNDACION

LOSA DE CONCRETOHIDRAULICO

BASE

TERRENODE FUNDACION

TERRENODE FUNDACION SIN COMPACTAR

SUB RASANTE

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Los pavimentos rígidos se integran por una capa (losa) de concreto de cemento portland que se apoya en una capa de sub - base, constituida por grava; esta capa descansa en una capa de suelo compactado, llamada subrasante.La resistencia estructural depende principalmente de la losa de concreto.

Corte esquemático de un pavimento rígido:

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Los adjetivos rígido y flexible en pavimentos proporcionan una práctica idea sobre cómo los pavimentos reaccionan frente a las cargas y al medio ambiente.Su principal diferencia es cómo cada uno de ellos transmite las cargas a la subrasante.La alta rigidez de la losa de concreto le permite mantenerse como una placa y distribuir las cargas sobre un área mayor de la subrasante, transmitiendo presiones muy bajas a las capas inferiores. Por sí misma, la losa proporciona la mayor parte de la capacidad estructural del pavimento rígido.

ESTRUCTURA DE PAVIMENTOS RIGIDOS

Pavimento de Concreto Hidráulico. Además de cumplir con resistir los esfuerzos normales y tangenciales transmitidos por los neumáticos y su constitución estructural, bien construida (Gran Resistencia a la Flexo-Tracción, a la Fatiga y elevado Modulo de Elasticidad), debe tener el espesor suficiente que permita introducir en los casos mas desfavorables solo depresiones débiles a nivel del suelo del terreno de fundación y cada nivel estructural apto para resistir los esfuerzos a los que está sometido. Debe cumplir con satisfacer también las características principales del Pavimento de Concreto Hidráulico (PCH): o Estar previstas para un período de servicio largo. o Prever un bajo mantenimiento.

1. Pavimentos de Concreto Hidráulico Simple:

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El concreto asume y resiste las tensiones producidas por el tránsito y las variaciones de temperatura y humedad.1.a) Sin elementos de Transferencia de Carga.-Aplicación: Tráfico Ligero, clima templado y se apoya sobre la sub-rasante, en condiciones severas requiere del Cimiento granular y/o tratado, para aumentar la capacidad de soporte y mejorar la transmisión de carga.

1.b) Con elementos de Transferencia de Carga o Pasadores:Pequeñas barras de acero, que se colocan en la sección transversal, en las juntas de contracción. Su función estructural es transmitir las cargas de una losa a la losa contigua, mejorando las condiciones de deformación en las juntas, evitando los dislocamientos verticales diferenciales (escalonamiento).

2. Pavimentos de Concreto con Refuerzo de Acero:

2. a) PCH RA no Estructural.-El refuerzo no cumple función estructural, su finalidad es resistir las tensiones de contracción del concreto en estado joven y controlar los agrietamientos. Tienen el refuerzo de acero en el tercio superior de la sección transversal a no menos de 5cm. Bajo la superficie. La sección máximo de acero es de 0.3% de la sección transversal del Pavimento.Aplicación: Es restringida, mayormente a pisos Industriales.

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2. b) PCH RA Estructural.-El refuerzo de acero asume tensiones de tracción y compresión, por lo que es factible reducir el espesor de la losa hasta 10 o 12 cm.Aplicación: Pisos Industriales, las losas resisten cargas de gran magnitud.

3. Pavimentos de Concreto Hidráulico con Refuerzo Continuo:El refuerzo asume todas las deformaciones, en especial las de temperatura, eliminando las juntas de contracción, quedando solo las juntas de construcción y de dilatación en la vecindad de alguna obra de arte.La fisura es controlada por una armadura continua en el medio de la calzada, diseñada para admitir una fina red de fisuras que no comprometan el buen comportamiento de la estructura del pavimento.

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4. Pavimentos de Concreto Hidráulico Pre o Postensado.-Su desarrollo es limitado, la primera experiencia es en el Aeropuerto de Orly (Paris- 1948) y posteriormente en el Aeropuerto de Galeao (Río de Janiero).El diseño trata de compensar su costo vs. disminución del espesor, presenta problemas en su ejecución y mantenimiento.

5. Pavimentos de Concreto Hidráulico Reforzado con Fibras.-Incorpora fibras metálicas, de propileno, carbón, etc. con excelentes resultados en aeropuertos y sobre capas delgadas de refuerzo.El diseño es más estructural y de buen comportamiento mecánico, pero sus costos y los cuidados requeridos en su ejecución, dificultan su Desarrollo.

PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE HORMIGON

Su capa de rodadura está conformada por adoquines de hormigón, colocados sobre una capa de arena y con un sello de arena entre sus juntas. De la misma manera que los pavimentos de asfalto, pueden tener una base, o una base con una subbase, que pueden tener espesores ligeramente menores que los utilizados para los pavimentos de asfalto. También se consideran pavimentos flexibles y son del color gris claro del hormigón.

Los pavimentos de adoquines de hormigón son una vieja idea (los pavimentos de piedra), traída al presente, pero con un nuevo material (el hormigón); con inmensas ventajas sobre los de piedra o los de arcilla cocida.

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ESTRUCTURACION DE PAVIMENTOS DE ADOQUINES

Los espesores de las capas dependen del tránsito que va a soportar el pavimento, de la dureza del suelo y de los materiales con que se van a construir estas capas; y deben tener la suficiente calidad para que el pavimento soporte el peso del tránsito, durante un tiempo determinado, sin deformarse ni deteriorarse. El tránsito, que va a circular por la vía durante el período de diseño, la dureza del suelo y la calidad de los materiales disponibles, definen el espesor de la capa del pavimento. Estas capas son, de arriba hacia abajo:

Capa de adoquines: Los adoquines tiene un espesor de 8 cm para todo tráfico peatonal, animal o vehicular corriente.

Capa de arena: Esta capa se construye de 4 cm de espesor, con arena suelta, gruesa y limpia, la cual no se compacta antes de colocar los adoquines sobre ellas.

La base: El espesor de la base depende del material con que se construya, del tránsito y de la calidad del suelo. En las Tablas 2 y 3 se determinan los espesores de base según la categoría del suelo, el tipo de tránsito y el material disponible.