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La Ingeniería de Pavimentos tiene por objetivo el proyecto, la construcción, el mantenimiento y la gerencia de pavimentos, de tal modo que las funciones sean desempañadas con el menor costo para la sociedad. Tratándose, esencialmente, de una actividad multidisciplinaria, donde están involucrados conceptos y técnicas de las Ingenierías: Geotecnia, de Estructuras, de Materiales, de Transportes y de Sistemas, en vista de la importancia se debe estimar y efectuar el mantenimiento de pavimentos existentes.

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  • 1. PAVIMENTOS Texto Gua La Ingeniera de Pavimentos tiene por objetivo el proyecto, la construccin, el mantenimiento y la gerencia de pavimentos, de tal modo que las funciones sean desempaadas con el menor costo para la sociedad. Tratndose, esencialmente, de una actividad multidisciplinaria, donde estn involucrados conceptos y tcnicas de las Ingenieras: Geotecnia, de Estructuras, de Materiales, de Transportes y de Sistemas, en vista de la importancia se debe estimar y efectuar el mantenimiento de pavimentos existentes. 2004 UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGA

2. I UMSS Facultad de Ciencias y Tecnologa CARRETERAS II Contenido General CAPITULO I 1 I. INTRODUCCIN 2 I.1. FUNCIONES DE UN PAVIMENTO 2 I.2. COMPONENTES DE UN PAVIMENTO 3 I.3. PROYECTO DE UN PAVIMENTO 5 I.4. TIPOS DE PAVIMENTOS 10 I.4.1. PAVIMENTOS CON TRATAMIENTO SUPERFICIAL 10 I.4.2. PAVIMENTOS FLEXIBLES 11 1.4.3. PAVIMENTOS RGIDOS 11 I.4.4. PAVIMENTOS SEMIRGIDOS 11 I.5. CONSIDERACIONES SOBRE LOS SUELOS DE FUNDACIN 12 I.6. DRENAJE Y SUBDRENAJE 17 I.7. MDULO DE RESILIENCIA 17 I.8. CONFIGURACIN DE EJES 20 I.8.1. DEFINICIONES 20 I.8.2. PESO ADMISIBLE POR NEUMTICO 21 CAPITULO II 26 II. AGREGADOS PTREOS Y MATERIALES ASFLTICOS 27 II.1. AGREGADOS PTREOS 27 II.1.1. ESPECIFICACINES DE LOS AGREGADOS PARA BASE Y SUB-BASE 27 II.1.2. PROPIEDADES DE LOS AGREGADOS 28 II.1.2.1. TAMAO DE PARTCULAS Y GRADUACIN DE LOS AGREGADOS 28 II.1.2.2. RESISTENCIA AL DESGASTE 29 II.1.2.3. DURABILIDAD O RESISTENCIA AL INTEMPERISMO 30 II.1.2.4. DENSIDAD RELATIVA Y ABSORCIN 30 II.1.2.5. ESTABILIDAD QUMICA DE LOS AGREGADOS 32 II.1.2.6. FORMA, TEXTURA Y LIMPIEZA DEL AGREGADO 33 II.2. MATERIALES ASFLTICOS 34 II.2.1. TERMINOLOGA DEL ASFALTO 34 3. II UMSS Facultad de Ciencias y Tecnologa CARRETERAS II II.2.2. PROPIEDADES DEL MATERIAL ASFLTICO 37 II.3. EMULSIONES ASFLTICAS 37 II.3.1. DEFINICIN 37 II.3.2. COMPOSICIN 38 II.3.3. CLASIFICACIN DE LAS EMULSIONES 42 II.3.4. VENTAJAS QUE OFRECEN LAS EMULSIONES 45 II.3.5. CUIDADOS QUE DEBEN TOMARSE EN EL USO DE EMULSIONES ASFLTICAS 46 II.4. ENSAYOS EN MATERIALES ASFLTICOS 47 II.4.1. BETN ASFLTICO 47 II.4.1.1. PENETRACIN 47 II.4.1.2. VISCOSIDAD 48 II.4.1.3. PUNTO DE INFLAMACIN 49 II.4.1.4. ENSAYO EN ESTUFA EN PELICULA DELGADA 50 II.4.1.5. DUCTILIDAD 50 II.4.1.6. SOLUBILIDAD 51 II.4.1.7. PESO ESPECFICO 51 II.4.1.8. PUNTO DE REBLANDECIMIENTO 52 II.4.2. ASFALTO LQUIDO DE CURADO RPIDO (RC) Y CURADO MEDIO (MC) 52 II.4.2.1. PUNTO DE INFLAMACIN 52 II.4.2.2. VISCOSIDAD 53 II.4.2.3. DESTILACIN 54 II.4.2.4. PESO ESPECFICO 55 II.4.3. ASFALTO LQUIDO DE CURADO LENTO (SC) 55 II.4.3.1. PUNTO DE INFLAMACIN 55 II.4.3.2. VISCOSIDAD 55 II.4.3.3. DESTILACIN 56 II.4.3.4. FLOTADOR 57 II.4.3.5. ASFALTO RESIDUAL DE PENETRACIN 100 57 II.4.3.6. DUCTILIDAD 57 II.4.3.7. SOLUBILIDAD 58 II.4.3.8. PESO ESPECFICO 58 II.4.4. EMULSIN ASFLTICA 58 II.4.4.1. VISCOSIDAD 58 II.4.4.2. RESIDUO DE DESTILACIN 58 II.4.4.3. SEDIMENTACIN 59 4. III UMSS Facultad de Ciencias y Tecnologa CARRETERAS II II.4.4.4. DEMULSIBILIDAD 59 II.4.4.5. ENSAYO DE TAMIZADO 60 II.4.4.6. MEZCLADO CON CEMENTO 60 II.4.4.7. ENSAYOS SOBRE EL RESIDUO 61 II.4.4.8. PESO ESPECFICO 61 II.5. TEMPERATURAS DE APLICACIN DEL ASFALTO 67 CAPITULO III 69 III. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES 70 III.1. DEFINICIN 70 III.2. FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL DISEO DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES 72 III.2.1. PROPIEDADES DE LOS AGREGADOS 72 III.2.1.1. CARACTERSTICAS FUNDAMENTALES 72 III.2.1.2. CARACTERSTICAS FSICAS 73 III.2.1.2.1. GRANULOMETRA 73 III.2.1.2.2. TAMAO MXIMO 74 III.2.1.2.3. FORMA 75 III.2.1.2.4. ANGULARIDAD 75 III.2.1.2.5. DUREZA 76 III.2.1.2.6. POROSIDAD 76 III.2.1.2.7. LIMPIEZA 76 III.2.1.3. PROPIEDADES FSICO QUMICAS 76 III.2.1.3.1. ADHERENCIA 76 III.2.1.3.2. ALTERABILIDAD 77 III.2.2. PROPIEDADES DE LOS LIGANTES 77 III.2.2.1. FACTORES QUE SE CONSIDERAN PARA LA ELECCIN DE LOS LIGANTES 77 III.2.2.2. CONDICIONES BSICAS QUE DEBE CUMPLIR EL LIGANTE BITUMINOSO 78 III.2.2.3. TEMPERATURA DE APLICACIN DE LOS LIGANTES BITUMINOSOS 80 III.2.2.4. DETALLES DEL PROYECTO 81 III.3. DOSIFICACIN DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES 83 III.3.1. MTODO DIRECTO DE VANISCOTTE Y DUFF 83 III.3.2. MTODOS INDIRECTOS 84 5. IV UMSS Facultad de Ciencias y Tecnologa CARRETERAS II III.3.2.1. MTODO DE HANSON 84 III.3.2.1.1. DESCRIPCIN DEL MTODO 84 III.3.2.1.2. PROBLEMAS RESUELTOS 89 III.3.2.1.3 PROBLEMAS PROPUESTOS 93 III.3.2.2. MTODO DE PODESTA Y TAGLE 95 III.3.2.2.1. DESCRIPCIN DEL MTODO 95 III.3.2.2.2. PROBLEMAS RESUELTOS 98 III.3.2.2.3. PROBLEMAS PROPUESTOS 105 III.3.2.3. MTODO DE N. W. McLEOD 106 III.3.2.3.1 DESCRIPCIN DEL MTODO 106 III.3.2.3.2. PROBLEMAS RESUELTOS 114 III.3.2.3.3. PROBLEMAS PROPUESTOS 117 III.4. DETALLES CONSTRUCTIVOS 118 III.5. EQUIPO UTILIZADO EN LOS TRATAMIENTOS SUPERFICIALES 120 CAPITULO IV 122 IV. PAVIMENTOS DE CONCRETO ASFLTICO MTODO AASHTO-93 123 IV.1. MDULO DE RESILIENCIA 123 IV.2. PERIODO DE DISEO 126 IV.3. NDICE DE SERVICIABILIDAD 126 IV.4. PRDIDA O DISMINUCIN DEL NDICE DE SERVICIABILIDAD 128 IV.5. ANLISIS DE TRNSITO 128 IV.6. NMERO TOTAL DE EJES SENCILLOS EQUIVALENTES (ESALs) 136 IV.7. NIVEL DE CONFIANZA Y DESVIACIN ESTNDAR 137 IV.8. COEFICIENTE DE DRENAJE Cd 140 IV.9. DETERMINACIN DEL NMERO ESTRUCTURAL (SN) 141 IV.10. DETERMINACIN DE ESPESORES POR CAPAS 142 IV.11. ESPESORES MNIMOS EN FUNCIN DEL SN 151 IV.12. PROBLEMAS RESUELTOS 162 IV.13. PROBLEMAS PROPUESTOS 169 CAPITULO V 172 V. PAVIMENTOS DE CONCRETO ASFLTICO MTODO DEL DNER-81 173 V.1. INTRODUCCIN 173 V.2. CARACTERIZACIN DEL SUELO 173 6. V UMSS Facultad de Ciencias y Tecnologa CARRETERAS II V.2.1. CLASIFICACIN DE SUELOS POR EL MTODO AASHTO 173 V.2.2. CAPACIDAD DE SOPORTE 175 V.2.3. CLASIFICACIN DE LOS MATERIALES GRANULARES 177 V.3. TRFICO 178 V.4. FACTOR CLIMTICO REGIONAL 185 V.5. COEFICIENTE DE EQUIVALENCIA ESTRUCTURAL 186 V.6. ESPESOR MNIMO DEL REVESTIMIENTO BITUMINOSO 187 V.7. DIMENSIONAMIENTO DEL PAVIMENTO 188 V.8. BERMAS 191 V.9. CONSTRUCCIN DE PAVIMENTOS POR ETAPAS 191 V.10. PROBLEMAS RESUELTOS 192 V.11. PROBLEMAS PROPUESTOS 204 CAPITULO VI 207 VI. PAVIMENTOS DE CONCRETO ASFLTICO MTODO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO (MS-1) 208 VI.1. INTRODUCCIN 208 VI.2. VENTAJAS DE BASES DE ASFALTO 208 VI.3. VENTAJAS DE PAVIMENTOS DE ASFALTO FULL-DEPTH 210 VI.4. CLASIFICACIN DE CARRETERAS Y CALLES 212 VI.5. FASES DE COSTRUCCIN 212 VI.6. PRINCIPIOS DE DISEO 213 VI.6.1. CRITERIO DE DISEO 215 VI.7. CARACTERSTICAS DE LOS MATERIALES 215 VI.8. ANLISIS DE TRFICO 217 VI.8.1. ESTIMACIONES DEL VOLUMEN DE TRFICO 218 VI.8.2. ESTIMACIN DE EAL 220 VI.8.3. DETERMINACIN EAL DE DISEO 227 VI.9. CARACTERIZACIN DE LOS MATERIALES 229 VI.10. PROCEDIMIENTO DE DISEO ESTRUCTURAL 234 VI.10.1. PROCEDIMIENTO DE DISEO 234 VI.10.2. VALORES DE ENTRADA DE TRFICO DE DISEO, SUBRASANTE Y MATERIALES 235 VI.10.3. FACTORES DE AMBIENTE 236 VI.10.4. ESPESOR MNIMO DE HORMIGN DEL ASFALTO 237 VI.10.5. DETERMINACIN DEL ESPESOR PARA PAVIMENTOS DE CONCRETO 7. VI UMSS Facultad de Ciencias y Tecnologa CARRETERAS II ASFLTICO FULL-DEPTH 237 VI.10.6. DETERMINACIN DEL ESPESOR PARA PAVIMENTOS DE BASES DE EMULSIONES ASFLTICAS 238 VI.10.7. DETERMINACIN DEL ESPESOR PARA PAVIMENTOS CON CONCRETO ASFLTICO ENCIMA DE BASE DE AGREGADOS NO TRATADOS 240 VI.10.8. DETERMINACIN DEL ESPESOR PARA PAVIMENTOS CON MEZCLAS DE EMULSIONES ASFLTICAS ENCIMA DE BASE DE AGREGADOS NO TRATADOS 242 CAPITULO VII 254 VII. DISEO DE MEZCLAS ASFLTICAS MTODO MARSHALL 255 VII.1. CONSIDERACIONES GENERALES 255 VII.1.1. FACTORES QUE DEBEN CONTROLARSE EN LAS MEZCLAS ASFLTICAS 256 VII.1.2. INFLUENCIA RELATIVA DEL ASFALTO Y DEL AGREGADO MINERAL EN LAS CARACTERSTICAS DEL CONCRETO ASFLTICO 257 VII.1.3 EFECTO DEL ASFALTO EN LA ESTABILIDAD (CANTIDAD DE ASFALTO) 258 VII.1.4. CARACTERSTICAS DEL ASFALTO 258 VII.1.5. EFECTO DEL AGREGADO MINERAL EN LA ESTABILIDAD 258 VII.1.6. EFECTO DE LA DENSIDAD DE LA MEZCLA EN LA ESTABILIDAD 261 VII.1.7. DURABILIDAD 261 VII.1.8. EFECTO DEL ASFALTO EN LA DURABILIDAD 262 VII.1.9. EFECTO DEL AGREGADO MINERAL EN LA DURABILIDAD 262 VII.1.10. TEMPERATURA DE MEZCLA 263 VII.1.11. CANTIDAD DE ASFALTO EN LA MEZCLA 263 VII.1.12. ASFALTO ABSORBIDO POR EL AGREGADO 264 VII.2. MTODOS DE DISEO 264 VII.2.1 MTODO MARSHALL 264 VII.2.1.1. CONSIDERACIONES PRELIMINARES 264 VII.2.1.2. CRITERIOS PARA EL PROYECTO DE UNA MEZCLA ASFLTICA 266 VII.3. DESCRIPCIN DEL MTODO MARSHALL 267 VII.3.1. EQUIPO 268 VII.3.2. PREPARACIN DE LAS MUESTRAS PARA ENSAYO 269 VII.3.3. PREPARACIN DE LAS MEZCLAS 270 8. VII UMSS Facultad de Ciencias y Tecnologa CARRETERAS II VII.3.4. COMPACTACIN DE LOS NCLEOS DE PRUEBA 271 VII.4. ENSAYO MARSHALL 271 VII.4.1. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO 271 VII.4.2. EQUIPO REQUERIDO 272 VII.4.3. PRUEBAS DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA 272 VII.5. ANLISIS DE DENSIDAD Y VACOS 274 VII.6. PRESENTACIN DE RESULTADOS 275 VII.7. DETERMINACIN DEL CONTENIDO PTIMO DE ASFALTO 276 VII.8. TENDENCIAS Y RELACIONES DE LOS RESULTADOS DE ENSAYO 276 VII.9. CRITERIO PARA ELEGIR UNA MEZCLA SATISFACTORIA 277 VII.10. GUA GENERAL PARA AJUSTAR LA MEZCLA DE PRUEBA 278 VII.11. EJEMPLO 280 CAPITULO VIII 287 VIII. PAVIMENTOS DE CEMENTO PORTLAND MTODO AASHTO-93 288 VIII.1. VARIABLES DE ENTRADA 288 VIII.1.1. VARIABLES DE TIEMPO 288 VIII.1.2. CONFIABILIDAD O NIVEL DE CONFIANZA 288 VIII.1.3. DESVIACIN ESTNDAR Y FACTOR DE DESVIACIN NORMAL 289 VIII.1.4. NIVEL DE SERVICIABILIDAD 290 VIII.1.5. TRNSITO 291 VIII.1.6. MDULO DE REACCIN DE LA SUBRASANTE 301 VIII.1.7. PERDIDA DE SOPORTE LS 304 VIII.1.8. CARACTERIZACIN DEL HORMIGN UTILIZADO EN EL PAVIMENTO 305 VIII.1.9. DRENAJE 307 VIII.1.10 TRANSFERENCIA DE CARGAS J 308 VIII.2. PROCEDIMIENTO PARA CALCULAR EL ESPESOR DE LOSA 309 VIII.3. DISEO DE JUNTAS 313 VIII.3.1. ESPACIAMIENTO ENTRE JUNTAS 315 VIII.4. PAVIMENTOS DE HORMIGN ARMADO 316 VIII.4.1. CLCULO DE ARMADURAS 317 VIII.4.1.1. VARIABLES PARA EL CLCULO DE ARMADURAS EN PAVIMENTOS CON JUNTAS 317 9. VIII UMSS Facultad de Ciencias y Tecnologa CARRETERAS II VIII.4.2. ARMADURA LONGITUDINAL PARA PAVIMENTOS CON JUNTAS 319 VIII.5. PAVIMENTOS DE HORMIGN CON ARMADURA CONTINUA 3