tareas pavimentos juan felix coutiño cordero.docx

8/17/2019 tareas pavimentos juan felix coutiño cordero.docx

1/109

VERSIDAD AUTOMA DE CHIA

16/05/2016

Facultad de ingeniería

Pavimentos

DR. José Luis Pérez Díaz

Relación de tareas de pavimentos

ALUMNO:

“8; A”

Tuxtla Gutirre!" #$iapas


2/109

Contenido1. Cemento y Asfalto%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%2

2.- Historia del Pavimento%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%6

3.- Estructura del Pavimento%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&

4.- Definición de los elementos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%10

5.- allas de Pavimentos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%12

!.- E"ercicios de clasificación%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%''

#.- $esumen%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'5

%.- &e'clas Asfalticas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%(0

(.- unciones )ue de*e cum+lir el Pavimento%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%((1,.- Emulsiones aniónicas y catiónicas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%51

11.- Control de calidad Prue*as%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%56

areas se/undo +arcial%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%65

12.- +rue*a AA0H%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%65

13.- +rocedimiento &arsall%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%6&

14.- clasificación de veculos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%)(

15.- 0+er Pave%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%)&

1!.- Clasificación del Asfaltos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&(

1#.- Car/a Am*iental%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&)

1%.- &todo de PCA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&&

1(.- &todo de la 67A&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*1

2,.- DPA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1

+,+-,.GRF,%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 2


3/109

1. Cemento y Asfalto

6n +avimento asf8ltico *ien dise9ado y a+ro+iadamente construido dura mucosa9os. Puede ser mantenido con sólo reali'ar +eriódicos reem+la'os de la ca+a

su+erficial.

En la actualidad: el asfalto constituye la forma m8s efectiva +ara construir y+avimentar carreteras. &ucos estudios an +ro*ado )ue el costo inicial del+avimento asf8ltico es frecuentemente menor )ue el concreto.

El tiem+o de +oner a +unto una va +avimentada con asfalto es re/ularmentemenor: lo )ue redunda en una disminución de costos y de r8+ida o*tención de*eneficios económicos +or +arte de los usuarios de la misma.

Hoy en da es una de las industrias )ue menos da9o ocasiona al medio am*iente: atal +unto )ue en el a9o 2,,2 la EPA ;la A/encia de Protección del &edio Am*iente:60A< eliminó a las +lantas de +roducción de asfalto de su lista de industriasconsideradas mayores contaminantes del aire.

=a istoria del asfalto se inició ace miles de a9os: siendo utili'ado de su versiónnatural en yacimientos )ue se encontra*an en estan)ues y la/os de asfalto: ascomo en rocas asf8lticas.

=os anti/uos +o*ladores de &eso+otamia lo em+learon como sellante en lostan)ues y em*alses de a/ua. ue tam*in utili'ado +or los enicios en la

construcción de sus *arcos mercantes. En los das de los araones: los e/i+cios lousaron como material )ue: a+licado a las rocas a lo lar/o del rio 7ilo: +revenan laerosión del suelo: y el cesto del ni9o &oiss fue im+ermea*ili'ado con asfalto.

!25 D.C.

Es en >a*ilonia donde se re/istra el +rimer uso de asfalto como material +ara laconstrucción de carreteras. =os anti/uos /rie/os fueron tam*in usuarios delasfalto. De eco: la +ala*ra ?asfalto? +roviene de la +ala*ra /rie/a ?as+altos? )uesi/nifica ?se/uro?. =os $omanos lo utili'aron +ara sellar sus famosos *a9os y

acueductos.15(5

=os Euro+eos )ue e@+lora*an el 7uevo &undo descu*rieron de+ósitos naturales deasfalto. 0ir alter $alei/ descri*ió en su momento un la/o de asfalto en la islarinidad: cerca de Bene'uela. l lo utili'ó como im+ermea*ili'ante +ara sus *arcos.


4/109

1%,, - Princi+ios de si/lo

El uso de asfalto +ara construir carreteras creció de manera e@+onencial durante los

a9os 1%,,. 6no de los constructores: omas elford: construyó m8s de (,, millasde carreteras en 0cotland: +erfeccionando el mtodo de construir carreteras conrocas +artidas. De manera similar: su contem+or8neo on =oudon &cAdam: usórocas +artidas unidas +ara formar una su+erficie dura +ara construir 0cottisturn+ie. &8 tarde: +ara reducir el +olvo y el mantenimiento: los constructoresem+learon ?tar? caliente como elemento +ara unir y +e/ar las +iedras: +roduciendode sta manera el llamado +avimento ?tarmacadam?.

1%#,

6n ciudadano de >l/ica: el )umico Edmund . De0medt: +rodu"o el +rimero yverdadero +avimento asf8ltico: lo )ue ocurrió en 7eFar: 7eF ersey: Estados6nidos. De0medt tam*in +avimentó la Avenida Pennsylvania en asin/ton: D.C.:+ara lo cual em+leó 54:,,, yardas c*icas de ca+as asf8lticas +rovenientes de laGsla rinidad.

=a +rimera +lanta +ara fa*ricar asfalto fue a*ierta +or la em+resa e Cummer Com+any durante los a9os 1%,,s.

=as +rimeras instalaciones modernas +ara +roducir asfalto fue inau/urada +or lacom+a9a arren >roters en Cam*rid/e: &assacusets: Estados 6nidos: en 1(,1

=a +rimera +atente relacionada con la +roducción de asfalto fue re/istrada +or 7atan >. A**ot: de >roolyn: 7eF or: en 1%#1.

En 1%#! el Presidente Iran seleccionó un /ru+o de in/enieros de la armada +araestudiar el uso del asfalto en las carreteras. Este /ru+o su/irió )ue la AvenidaPensilvania: en asin/ton: D.C.: fuera +avimentada con ca+as asf8lticas+rovenientes del asfalto natural del =a/o rinidad. Dico +avimento se mantuvo ene@celentes condiciones durante 11 a9os: a +esar del tr8fico en la Casa >lanca.

1(,#

=a +roducción de asfalto +or refinamiento del +etróleo so*re+asó el uso de asfaltonatural. Como consecuencia del crecimiento en la +o+ularidad del automóvil: lademanda de m8s y me"ores carreteras llevaron al sur/imiento de innovaciones tantoen la +roducción de asfalto: como tam*in en la mecani'ación del +roceso dea+licación del asfalto.


5/109

1(42

Durante la 0e/unda Iuerra &undial: la tecnolo/a del asfalto fue am+liamenteme"orada: em+u"ada +or la necesidad de la fuer'a area de contar con su+erficies)ue +udieran so+ortar car/as +esadas.

1(55

0e funda en 60A la asociación ?e 7ational >ituminous Concrete Association?;m8s tarde convertida en te 7ational As+alt Pavement Association o 7APA


6/109

Cemento

El cemento es un con/lomerante formado a +artir de una me'clade cali'a y arcilla calcinadas y +osteriormente molidas: )ue tiene la +ro+iedad deendurecerse al contacto con el a/ua. El +roducto resultante de la molienda de estas

rocas es llamada cliner y se convierte en cemento cuando se le a/re/a yeso +ara)ue ad)uiera la +ro+iedad de fra/uar al a9adirle y endurecerse +osteriormente.&e'clado con a/re/ados +treos ;/rava y arena< y a/ua: crea una me'cla uniforme:malea*le y +l8stica )ue fra/ua y se endurece: ad)uiriendo consistencia +trea:denominada ormi/ón ;en Es+a9a: +arte de 0uramrica y el Cari*e is+ano<o concreto ;en &@ico: Centroamrica y +arte de 0uramrica


7/109

2.- Historia del PavimentoDurante el si/lo MGM: Gn/laterra fue +ionera en im+lementar leyes de +avimentación:

con la creación del Comisionado de Pavimentación: de+endiente del Parlamento del

$eino 6nido. 0u tarea se remita al cuidado y me"ora de la red vial.

=a Euro+a del si/lo MGM se caracteri'a +or un desarrollo en la construcción de

caminos +avimentados. En +ue*los como ressa/et ;en rancia< se o*servaron los

+rimeros caminos reali'ados a *ase de +iedras de /ran tama9o.

Con la lle/ada de la Era Gndustrial se e@+lora con mayor cuidado la reali'ación derutas de +avimento: utili'ando +iedras m8s +e)ue9as ;ado)uines


8/109

im+ortante de la istoria el sistema inter-estatal de carreteras: con una lon/itud de

casi 2%.,,, m.

Este sistema de trans+orte comunica todas las /randes ciudades del +as. ue

creado en 1(5!: /racias a la cola*oración del /o*ierno de DFi/t EisenoFer: tras)uince a9os de tra*a"os de construcción.

El desarrollo del +etróleo fomenta la utili'ación de *etunes asf8lticos +ara la

fa*ricación de carreteras viales y +istas de aterri'a"e.

A +artir del si/lo MM: la aviación se desarrolla a /ran velocidad: +or lo )ue es

necesaria la construcción de +istas )ue so+orten el +eso de las aeronaves. El

+rimer aero+uerto se construye en Amsterdam ;Holanda< en 1(12.

A +artir de la dcada del 3,: el au/e de la aviación comercial ace necesaria la

construcción de +istas de concreto en los aero+uertos. =a lle/ada de la 0e/unda

Iuerra &undial e@+andió la cantidad de +istas de aterri'a"e en 'onas euro+eas:

ante la ur/encia de las estrate/ias militares.

El fin del si/lo MM encuentra nuevas tcnicas en el desarrollo de nuevas carreteras:

)ue me"oran la aderencia y la ca+acidad de drena"e ante situaciones clim8ticas

adversas.


9/109

3.- Estructura del Pavimentole@i*le


10/109


11/109

4.- Definición de los elementos

erreno natural o cimentación

0e +uede definir como la fran"a de terreno )ue es afectada +or la construcción delcamino y )ue a su función es la de so+ortar las car/as de la estructura del+avimento y de las terraceras sin olvidad las car/as del tr8nsito.

Cuer+o del terra+ln

Esta ser8 utili'ada nicamente en +ro+orciones de camino con terra+ln: su función+rinci+al es la de dar la altura necesaria +ara alo"ar las o*ras de drena"e.

Ca+a 0u*rasante


12/109

Ca+a de la estructura del +avimento )ue tiene como o*"etivo: reci*ir las car/as de la*ase y la su*-*ase y distri*uirlas adecuadamente en las ca+as de +avimentossu*secuentes.

=a función +rinci+al es +ro+orcionar so+orte al +avimento: +or lo )ue resulta

indis+ensa*le evaluar las +ro+iedades de los suelos +ara llevar un control decalidad adecuado.

Ca+a 0u*-*ase

Es la ca"a de estructura del +avimento destinada fundamentalmente a so+ortar:transmitir y distri*uir con uniformidad las car/as a+licadas a la su+erficie de la

rodadura del +avimento.

De*e controlar los cam*ios de volumen y elasticidad: +ueden causar da9os al+avimento L se coloca entre la ca+a su*rasante y la ca+a *ase: sirviendo comomaterial de transición en los +avimentos.

Ca+a >ases

Es la ca+a de +avimento )ue tiene como función +rimordial distri*uir y transmitir las

car/as ocasionadas +or el tr8nsito: a la su*-*ase y a travs de sta a la su*rasante.

Por ser la +arte estructural m8s im+ortante: sus materiales constitutivos de*en ser de alta calidad +ara +revenir fallas a causa de la concentración de elevadosesfuer'os de*a"o de la ca+a de rodadura.

Car+eta

=a car+eta de*e de +ro+orcionar una su+erficie de rodamiento adecuada conte@tura y color convenientes y resistir a los efectos a*rasivos del tr8fico asta dondesea +osi*le ya )ue estar8 en contacto con lL adem8s de*e im+edir asta cierta

medida el +aso del a/ua a las ca+as inferiores.

Para +avimentos $/idos

=osa


13/109


14/109


15/109


16/109


17/109


18/109


19/109


20/109


21/109

DE!"&AC%!$E#


22/109


23/109


24/109


25/109


26/109


27/109


28/109

"!'("A#


29/109


30/109


31/109


32/109


33/109


34/109


35/109


36/109


37/109

).- E*ercicios de clasificación

1.-

RT,3. - 4-- ( 107 P8 - 4-- ( 9 8 RT,3. - 200607 #.F,#,T 3 :,F.R4,33 #u( #c2 Fracción ;na --(07 -P257

8.-:#,


38/109

#.F,#,T 3 :,F.R4,33 #u( #c1%5 - FR##,5072-,4,T -,H:,3. 49.R 3 50'3+I. 3 - -= - #RT 3 P-8T,#,33 #. -.88,G:,T8 3T.8--250 -P150 ,P100(,.RG,#.54 -,4.8 ,.RGC,#.8

(%

P8 - 4-- 200 &7P8 - 4-- ( 607 3 - FR##,


39/109

+.- "esumenE06DG0 0>$E 0G0E&A0 7 H&I7E0

>urmister estudio el +ro*lema de la distri*ución de esfuer'os y des+la'amientos enun sistema no omo/neos y formado +or dos ca+as: cada una de ellas

omo/nea: isótro+a y linealmente el8stica. =a +rimera ca+a es infinitaori'ontalmente: +ero tiene es+esor finito: h. la se/unda ca+a: su*yacente a laanterior: es semiinfinita. 0e su+one )ue entre las dos ca+as e@iste un contacto

continuo: siendo la frontera +lana entre ellas +erfectamente ru/osa. E1 y E2

son los módulos de elasticidad de las dos ca+asL se estudió el caso de inters

+r8ctico: con a+licación al dise9o de +avimentos en el cual E1≫ E2

=a fi/ura muestra las curvas de influencia de la car/a su+erficil: su+uesta circular yuniforme distri*uida: en lo referente a los esfuer'os verticales *a"o el centro del 8reacar/ada: su+oniendo )ue el radio del circulo de car/a es i/ual a distintas relaciones

E1/ E2 en materiales cuya relación de Poisson se fi"ó en el valor ,.5 +ara am*as

ca+as.

Puede notarse )ue en 9la frontera y +ara el caso E

1

E2=1 : )ue corres+onde al

+ro*lema de >oussines) ya tratado: el esfuer'o vertical es el #,Q de la +resión


40/109


41/109

0e/n el an8lisis teorico efectuado +or >urmister: el des+la'amiento vertical el8sticoen la su+erficie del sistema est8 dado +or la e@+resión

∆=1.5 F pr

E3

0i se coloca una +laca r/ida so*re el material )ue va a constituir la se/unda ca+a yse transmite +resión: la fórmula +ermite el c8lculo de E2 +ues en tal caso R1: +or tratarse de un sistema omo/neo de una sola ca+a.

=os resultados de >urmister se an a+licado so*re todo al dise9o de +avimentos:fun/iendo el +avimento como +rimera ca+a m8s r/ida.

0e an desarrollado al/unos estudios en cone@ión con medios semiinfinitos nolineales y no omo/neosL es decir: con materiales )ue al ser sometidos acom+resión muestran relaciones esfuer'o-deformación del ti+o indicado en la fi/ura:)ue matem8ticamente +ueden e@+resarse

ε=( σ k )n

n>1

Donde k es una contante caracterstica del material. En el caso en )ue nR1 laecuación re+resenta la ley de Hooe y k coincide con el módulo de elasticidad delmedio.

CAP%'(,! P"%$C%P%!# PA"A E, D%#E/! DE PA0%&E$'!# E$ CA&%$!# AE"!P%#'A#

AC$E0 J6E AECA7 E= DG0ES DE =0 PABG&E70

=os factores )ue: inde+endientemente del mtodo y calidad del dise9o de u+aviemneto: afectan en forma +redominante a ste: +ueden considerarsecom+rendidos en los tres /ru+os

1. Caractersticas de los materiales )ue constituyen la terracera y la ca+asu*rasante

2. Clima3. r8nsito

A7T=G0G0 DE =A $E0G0E7CGA E7 =0 PABG&E70


42/109

=os esfuer'os )ue las car/as u otros causas +roducen en los +avimentos seanali'an en los casos diferentes los )ue se refieren a +avimentos r/idos y a losfle@i*les.

a< Esfuer'os en +avimentos fle@i*les

0e estudian nicamente los esfuer'os de*idos a las car/as del tr8nsito. E@iste doscriterios +ara tal estudio: la teora de >oussines) y la >urmister.

*< Esfuer'os en +avimentos r/idos

=os esfuer'os se anali'an en la losa de concreto y +rovienen de varios efectos

1. Por efectos de las car/as2. Esfuer'os +or tem+eratura

P$6E>A0 E0PECGA=E0 E7 =A EC7=IUA DE PABG&E70

=a actual tecnolo/a de +avimentos a desarrollado al/unas +rue*as es+eciales enlas )ue fundan mtodos de dise9o determinados.

• Balor relativo de 0o+orte ;C.>.$.<• De +laca• Prue*as tria@iales

&todos de dise9o +ara +avimentos fle@i*les

=os mtodos de dise9o )ue se an desarrollado asta la feca: +ara determinar loses+esores re)ueridos en las diferentes ca+as de un +avimento +ara un camino ouna aero+ista distan de ser satisfactorios. De de eco +ude decirse )ue no e@isteuna al )ue no se +uedan acerse serias o*"eciones de car8cter teórico. Por esara'ón: en la tcnica de los +avimentos e@isten muy r/idas es+ecificacionesres+ecto a la calidad de los materiales )ue vayan a ser usados en su*-*ase: *ase ycar+etas.

E@isten una enorme variedad de de mtodos de dise9o +ara +avimentos. En/eneral: los mtodos de dise9o actualmente en uso son tres ti+os.

a< &todos con *ase teórica.*< &todos semiem+ricosc< &todos em+ricos

1. &todo de la armada de E.6.A ;7avy<2. El mtodo de &c=eod3. El mtodo del C.>.$.4. &todo de Vansas5. &todo de e@as!. &todo de Hveem


43/109

&D0 DE DG0ES E7 PABG&E70 $UIGD0

En +avimentos r/idos e@isten mtodos de dise9o *asados en las formulas +ara elc8lculo de esfuer'os en las losas de*idas a ester/aard: +ero stos /eneralmenteconducen a c8lculos la*oriosos: +or lo )ue en la +r8ctica se usan +oco.

=a Asociación de Cementos Portland ;Portland Cement Association: PCA< adesarrollado /raficas )ue +ermiten calcular los es+esores de losas de un modoinmediato: a condición de conocer la car/a de la rueda de dise9o: la +resión deinflado de la llanta de dise9o: el módulo de reacción de la su*rasante : k : y elmódulo de resistencia del concreto a la tensión en fle@ión: &$.

MR=0.12 f ' c


44/109

.- &eclas Asfalticas &eclas asflticas

Definición de &ecla Asfltica.

=as me'clas asf8lticas: tam*in reci*en el nom*re de a/lomerados: est8nformadas +or una com*inación de a/re/ados +treos y un li/ante idrocar*onato:

de manera )ue a)uellos )uedan cu*iertos +or una +elcula continua ste. 0efa*rican en unas centrales fi"as o móviles: se trans+ortan des+us a la o*ra y all see@tienden y se com+actan. ;Vraemer et al.: 2,,4


45/109

- &e'clas asf8lticas en Caliente 0e fa*rican con asfaltos a unas tem+eraturaselevadas: en el ran/o de los 15, /rados cent/rados: se/n la viscosidad delli/ante: se calientan tam*in los a/re/ados: +ara )ue el asfalto no se enfre alentrar en contacto con ellos. =a +uesta en o*ra se reali'a a tem+eraturas muysu+eriores a la am*iente: +ues en caso contrario: estos materiales no +uedene@tenderse y menos an com+actarse adecuadamente.

- &e'clas asf8lticas en ro El li/ante suele ser una emulsión asf8ltica ;de*ido a)ue se si/ue utili'ando en al/unos lu/ares los asfaltos fluidificados


46/109

- &e'clas sin Es)ueleto mineral 7o +oseen un es)ueleto mineral resistente: laresistencia es de*ida e@clusivamente a la coesión de la masilla. E"em+lo: losdiferentes ti+os de masillas asf8lticas.

f Por la =ranulometr:a.

- &e'clas Continuas 6na cantidad muy distri*uida de diferentes tama9os dea/re/ado +treo en el uso /ranulomtrico..

- &e'clas Discontinuas 6na cantidad muy limitada de tama9os de a/re/ado +treoen el uso /ranulomtrico.


47/109


48/109

>.- unciones ?ue de9e cum7lir el Pavimento

Considerando a un +avimento fle@i*le como un con"unto: se tienen )uetomar en cuenta +ara su dise9o: no im+ortando el mtodo: los si/uientes factores

1) La Resistencia Estructural.

2) La Deformabilidad.

3) La Durabilidad.

4) El Costo.

5) Los Requerimientos de Conseraci!n

") La Comodidad.

1) La Resistencia Estructural# La metodolo/a teórica +ara el an8lisis de laresistencia

de un +avimento es +ro+orcionada +or la mec8nica de suelos y es sa*ido: )ue en

ese cam+o: las teoras de falla de mayor ace+tación +or oy son las de el esfuer'ocortanteL como consecuencia: en el estudio de los +avimentos fle@i*les suele

considerarse a los mismos esfuer'os como la +rinci+al causa de falla desde el

+unto de vista estructural.

=as teoras de ca+acidad de car/a de la mec8nica de suelos suelen

referirse a medios omo/neos e isótro+osL la etero/eneidad de la estructura de

los +avimentos fle@i*les: as como su anisotro+a: conducen a una +rimera

incertidum*re en el +lanteamiento teórico de resistencia.

Adem8s de los esfuer'os cortantes actan en los +avimentos esfuer'os

adicionales +roducidos +or la aceleración y frena"e de los veculos y esfuer'os de

tensión )ue se desarrollan en los niveles su+eriores de la estructura: a cierta

distancia del 8rea


49/109

car/ada: cuando esta se deforma verticalmente acia a*a"o. De eco: el +ro*lema

de la resistencia +lantea en /eneral en relación con la estructura de los materiales

del +avimento: +ues aun)ue los materiales de la terracera se8n de +eor calidad: el

es+esor +rotector )ue el +ro+io +avimento re+resenta ace )ue los esfuer'os )ue

lle/an a a)uellos niveles alcancen valores inferiores a la car/a re)uerida +ara la

falla de los suelos.

=a determinación de la resistencia de los materiales )ue constituyen un

+avimento es un +ro*lema dificil y no resuelto satisfactoriamente: influye en el no

solo el ti+o de suelo y su tratamiento: si no tam*in su interacción con los efectos

de la intem+erie: de los )ue la variación del contenido de a/ua es se/uramente el

m8s im+ortante. Este contenido es necesario +ara el +royecto: )ue suele tender a

definir la resistencia en esa condición crtica. Esta es otra de las incertidum*res

*8sicas de dise9o: )ue se a resuelto a *ase de i+ótesis m8s o menos "ustificadas

+or la e@+eriencia: como considerar )ue el suelo lle/ar8 a saturarse: ad)uirir8 una

umedad de e)uili*rio: mantendr8 la umedad ó+tima de com+actación u otra

+ró@ima a ella.

tro factor )ue influye su*stancialmente en la resistencia de los materiales

es el ti+o de car/a )ue se les a+lica y la velocidad con )ue ello se ace. =os

+avimentos est8n su"etos a car/as móviles y los efectos de estas son menosconocidos y diferentes )ue los de las car/as est8ticasL esto es otra fuente de

incertidum*re )ue se a tratado de resolver en los an8lisis te!ricos$%oussinesq&

%urmister& etc.)& admitiendo )ue las car/as actuales son de ti+o est8tico. En las

+rue*as de la*oratorio ' en los mtodos de dise9o en ellas fundados: la situación es

un +oco m8s realista: +ues si *ien las +rue*as se reali'an con car/as est8ticas o con

velocidades de a+licación muy lentas: su correlación +ara la o*tención de normas de

criterio se ace con el com+ortamiento real de los +avimentos *a"o car/as móviles.

En resumen: la resistencia de los materiales )ue forman los +avimentos

interesa desde dos +untos de vista

a


50/109

*


51/109

tro +ro*lema im+ortante radica en medir la deformación )ue el +avimento va a

sufrir realmente *a"o la car/a. Este +ro*lema de*e considerarse en dos fases.

Primero: la estimación de las deformaciones el8sticas: )ue es +osi*le acer con

ra'ona*le +recisión una ve' conocidos los materiales )ue constituir8n el

+avimento: o*teniendo su módulo de deformación +or medio de al/una de las

diversas +rue*as de cam+o )ue oy e@isten ;+rue*as de +laca< y )ue +ueden

reali'arse so*re terra+lenes de +rue*a en las condiciones consideradas crticas.

=a se/unda *ase del +ro*lema de medición de deformaciones se refiere a las

+l8sticas: efecto acumulativo de la car/a re+etida. Este as+ecto se a atacadocon criterios +uramente em+ricos cuyo a+rovecamiento +or los mtodos de

dise9o re)uiere de e@tra+olaciones e@+erimentalesL +or e"em+lo la diversidad de

las car/as se refiere a una car/a nica: llamada est8ndar: resultado de estudios

estadsticos en tramos e@+erimentales ó carreteros: sometidos a la acción del

tr8nsito real ó clasificado. 0e intenta )ue la car/a est8ndar: tome en cuenta el

efecto de la re+etición: +ues al definirla se a correlacionado su +ro+io efecto

destructivo con el )ue causaran las car/as reales de sus re+eticiones

res+ectivas. 6na ve' fi"ado el tr8nsito ?de an8lisis?: lo )ue suele acerse

actualmente en todos los mtodos de dise9o )ue toman en cuenta estas

cuestiones es +refi"ar con *ase e@+erimental: una deformación +ermanente

m8@ima y el +avimento de dise9o de manera )ue sta se +resente nicamente al

fin de la vida til +revista.

E@isten dos criterios +ara fi"ar la deformación m8@ima +ermisi*leL o *ien se a*la

de la )ue +roduce la falla del camino: atendiendo +or sta la condición en la )ue

el +avimento lle/a a +erder las caractersticas de servicio +ara las )ue fuedise9ado ;criterio AA0H ó de ndice de servicio< o *ien se toma en cuenta la

deformación )ue o*li/ue a una reconstrucción de determinada im+ortancia

económica ;criterio *rit8nico


52/109

3) La Durabilidad# La dura*ilidad est8 li/ada con una serie de factores

económicos y sociales del +ro+io camino.

En un camino de muy alto tr8nsito y /ran im+ortancia económica se

re)uerir8n +avimentos muy duraderos a fin de no tener )ue recurrir a costosasinterru+ciones de un tr8nsito im+ortante.

6na ve' fi"ado el criterio )ue +ro+orcionan la duración deseada en el

+avimento: sur/en mucas incertidum*res de car8cter +r8ctico +ara lo/rarlaL ya se

a mencionado )ue el efecto del clima y del tr8nsito dista de estar *ien

esta*lecido: de manera )ue su influencia en la vida de el +avimento no +uede

definirse con e@actitud.

Consecuentemente: los autores no conocen nin/n mtodo de dise9o)ue tome en cuenta los re)uisitos de dura*ilidad de un modo cuantitativo:

racional e inde+endiente del sentimiento +articular.

4) El costo# Como toda estructura in/enieril un +avimento re+resenta un

*alance entre la satisfacción de re)uisitos de resistencia y esta*ilidad en

/eneral +or un lado y el costo: +or otro. 6n dise9o correcto ser8 el )ue

lle/ue a satisfacer los necesarios re)uerimientos del servicio a costo mnimo7aturalmente +ara lo/rar el e)uili*rio +odr8n se/uirse una /ran cantidad de

+osi*les lineas de conducta y de a)u emana uno de los as+ectos de dise9o

m8s inciertos y de los )ue demandan mayor criterio.

De eco la +rimera disyuntiva se tiene al ele/ir el ti+o de +avimento a

em+lear en cada casoL los +avimentos r/idos: fle@i*les ó semir/idos sonventa"osos o inconvenientes se/n los casos: a*lando com+arativamente. En

/eneral: los +avimentos r/idos demandan +oco /asto de conservación y se

deterioran +oco: +ero su costo de construcción es alto y est8n circunscritos a la

dis+oni*ilidad de los materiales necesarios y a un e)ui+o de construcción

es+eciali'ado. =os +avimentos fle@i*les re)uieren menor inversión inicial: +ero

una conservación m8s costosa. =os semir/idos +ueden constituir soluciones


53/109

económicas cuando los materiales de )ue se dis+one +ara la construcción los

acen convenientes: +ues +ermiten muy a+recia*les reducciones en los

es+esores. 7o ay re/las fi"as )ue +ermitan esta*lecer el ti+o de +avimento

conveniente en cada caso y el +unto de*er8 esta*lecerse en cada situación en

+articular.

Ele/ido el ti+o de +avimento: de*er8n seleccionarse los materiales )ue

intervendr8n en su estructura. Es +osi*le )ue estos se ofre'can en a*undancia y

)ue el +ro*lema estri*e en esta*lecer su selección idónea: +ero tam*in es

+osi*le )ue care'can a tal /rado )ue o*li/uen al +royecto del +avimento en su

con"unto a ada+tarse a los )ue e@istan.

tro de los factores )ue intervienen en forma decisiva en los costos de

un +avimento y +ara cuya definición no e@isten tam+oco re/las fi"as confia*les en

lo relativo a las normas de construcción )ue an de su"etarse los diferentes

materiales +ara cum+lir con los re)uerimientos de un +royecto determinado: es la

com+actación: ya )ue: incluye un /ran nmero de incertidum*res im+ortantes

)ue an de resolverse so*re la marca en *ase a la e@+eriencia y el sentido

comn de los +royectistas y constructores.

5< Los requerimientos de conseraci!n# 6na /ran cantidad de incertidum*res delas )ue

se +lantean en la +r8ctica de los +avimentos tiene )ue verXcon su conservación.

=os factores )ue influyen decisivamente en la vida de los +8vimentos y )ue el

+royecto a de tomarlos en cuenta +ara su +revisión: a fin de de"ar a la

conservación una tarea ra'ona*le son los si/uientes

=os factores clim8ticos: =a intensidad del tr8nsitoL se trata de +rever el

crecimiento futuro: tanto del nmero como del ti+o de veculos circulantes.

El flituro com+ortamiento de las terraceras: sus deformaciones:derrum*es: saturaciones locales: etc.

=as condiciones de drena"e y su*drena"e de la va terrestre. El +royecto

de estos elementos de*e considerarse en mucas ocasiones como formando

+arte del dise9o del +avimento: +ues forma con l un todo inte/ral inse+ara*le.


54/109

=a de/radación estructural de los materiales constituidos +or car/a

re+etida: ya mencionado es otro as+ecto im+ortante a refle"arse en los

re)uerimientos de conservación. Aun)ue e@isten en la actualidad al/unas +rue*as

orientadoras en relación al com+ortamiento de los materiales a este res+ecto: son

mucas las dudas )ue +odr8n +resentarse en cual)uier caso +articularL es

fundamental )ue sean resueltas con *uen "uicio y e@+eriencia: +ues es un eco

com+ro*ado )ue los descuidos en este terreno se refle"an r8+idamente en una

conservación costosa y an en la necesidad de reconstrucciones.

!


55/109

[email protected] Emulsiones aniónicas y catiónicas


56/109


57/109


58/109


59/109

E&6=0G7E0

=as emulsiones asf8lticas son micro dis+ersiones de cemento asf8ltico en a/ua:m8s un a/ente emulsificador el cual acta como esta*ili'ador del sistema:otor/8ndole adem8s: una +olaridad. #e6n la car6a el8ctrica de la emulsiónB 8stas se clasifican en -Emulsiones Asf8lticas Catiónicas y-Emulsiones Asf8lticas Aniónicas.

=as emulsiones asf8lticas se desarrollan con el o*"etivo de cam*iar la consistenciadel asfalto y darle as una tra*a"a*ilidad adecuada +ara cada ti+o de a+licación sinla necesidad de calentarlo asta altas tem+eraturas como es usual en me'clastradicionales con cemento asf8ltico. =as +rinci+ales venta"as )ue caracteri'an el uso de emulsiones asf8lticas es laconsidera*le reducción de costos +ara la construcción y conservación de caminos:ya )ue la adecuada tra*a"a*ilidad )ue +resentan a tem+eraturas menores +ermitenun aorro ener/tico considera*le: esto sumado a )ue las a+licaciones conemulsiones son de es+esores muco menores )ue los utili'ados en me'clas

tradicionales: +ermitiendo aorro en el uso de material y tiem+os de construcción. De acuerdo con el ti+o y la cantidad del a/ente emulsificador em+leado: lasemulsiones se clasifican en función de su tiem+o de )uie*re en -Emulsiones de Juie*re $8+ido ;C$0<-Emulsiones de Juie*re =ento ;C00<-Emulsiones de Juie*re Controlado ;CJ0<-Emulsiones de Juie*re &edio ;C&0< =as emulsiones de )uie*re r8+ido ;C$0< se utili'an normalmente en sellos ytratamientos su+erficiales. =as de )uie*re lento ;C00< se utili'an +ara rie/os de li/a:rie/os ne*lina ;o/ 0eal< y lecadas asf8lticas ;slurry seals


60/109


61/109

+ul/ada: a los )ue se le a/re/an diferentes cantidades de a/ua y se

com+actan con car/a est8tica.

> En esta +ractica se determinara la com+actación +or car/a est8tica ya

)ue es i/ual )ue la +rue*a. Proctor se calculara el +eso es+ecifico seco

m8@imo y contenido de umedad.

E(%P! E&P,EAD! P"!CED%&%E$'!

EJ6GP• &olde con *ase y e@tensión de !? de di8metro y 5? de altura

a+ro@imadamente.

• Barilla con +unta de *ala.

• Pro*eta de 5,, ml.

• C8+sula de aluminio.

• Carola cuadrada.

• >alan'a con ca+acidad de 2, / y otros con a+ro@imación de 1/r.

• Horno.

• &a)uina +ara a+licar car/a o +resión con ca+acidad de 3, toneladas.


62/109

P"!CED%&%E$'!

Cri*ar +or la malla [ 1 con 1! / de material ; 4 /< finos 2.5 / y /ruesos

1.5/.

&edir el di8metro y altura del molde y +esarlo con la *ase y e@tensión.

A/re/arle a/ua en forma omo/nea la cual de*er8 medirse cuando estemos

en la umedad o+tima. 6na manera a+ro@imada de conocer esta umedad es

a+retando el suelo medo el cual nos de"ara un leve roco en la +alma de la

mano: varia entre 45, a 55, ml a+ro@imadamente de a/ua tomar una muestra

re+resentativa +ara calcular el contenido de umedad en la c8+sula de %, a

1,, /r de la muestra.

El material restante se colocara en 3 ca+as dentro del cilindro y a cada una de

ellos se le a+licara 25 /ol+es con la varilla +unta de *ala en forma de es+iral

em+e'ando la orilla y terminando en el centro.

Calcular el 8rea del cilindro.

Conocido esto calcular la car/a total +or a+licar sa*iendo )ue esta tiene un

valor constante de 14,! /Ycm2: la car/a +or a+licar en la ma)uina la

o*tendremos multi+licando el 8rea @ car/a.


63/109

El e)ui+o donde se a+licara esta car/a esta com+uesta de un /ato idr8ulico

y un manómetro y este ult imo tiene una constante de car/a de #% /.

Dividiendo la car/a total entre la constante +ara conocer )ue lectura

tendremos en el manómetro de car/a.

0e/n las es+ecificaciones esta car/a de*er8 a+licarse en un tiem+o de 5

minutos +ara conocer )ue car/a de*er8 a+licarseY minuto dividiendo el valor

anterior entre 5.

Para decir )ue emos encontrado la umedad o+tima en un la+so entre elmnimo de 5 y ! el es+cimen de*er8 arro"ar unas /otas de a/ua +or la +arte

inferior en caso contra4rio s re+etir8 la +rue*a con otra +orción del material y

con una cantidad de a/ua mayor ó menor se/n se re)uiera.

$etirar el es+cimen de la ma)uina y +esarla con la *ase y e@tensión +ara

conocer el +eso del suelo medo.

0e retira la e@tensión y ayudados con un vernier se mide la altura faltante del

material esta se tomara del *orde su+erior del cilindro de cara su+erior del

es+cimen en 3 lu/ares diferentes y de esta sumatoria se saca un +romedio

+ara +oder conocer la altura de la muestra com+actada.


64/109

"E#(,'AD!# !'E$%D!# E$ ,A P"C'%CA

Di8metro del molde R 15.% cm

Altura del molde con e@tensión R 1(.,, cm

Bolumen del molde R ,.,,3( m\

Trea del molde R ,.#%54; 15.%Z< R 1(!.,# cmZBalor de la car/a ;es constante< R 14,.! /YcmZ

Car/a +or a+licar R 1(!.,#;14,.!< R 2#5!#.44 /

Constante de car/a R #% /

6nidades del manómetro R 2#5!#.44Y#% R 353 unidades de manómetro

353Y5 R #1


65/109

c R 11.13 W1.33R (.% cm

volumen com+acto R Bc R 1(!.,# @ (.% R 1(21.4( cm\

+eso es+ecfico medo R ;1141! W #,2, < Y1(21.4( R 2.2( /rYcm\ R 22(,

/Ym\

contenido de umedad R 11%.2 /r W 1,5.%,R12.4/r

C!$C,(#%!$E# PE"#!$A,E#

En el caso de las +rue*as est8ticas: stas solo se +ueden utili'ar +ara

materiales /ruesos de*ido a )ue si reali'amos una +rue*a din8mica: los

resultados o*tenidos en la /r8fica no +ro+orcionan la información adecuada

+ara +oder o*tener el +eso volumtrico seco y el contenido de umedad

ó+tima.

P"!C'!"

El ensayo de com+actación Proctor es uno de los m8s im+ortantes +rocedimientos

de estudio y control de calidad de la com+actación de un terreno. A travs de l es+osi*le determinar la densidad seca m8@ima de un terreno en relación con su /rado

de umedad: a una ener/a de com+actación determinada.

E@isten dos ti+os de ensayo Proctor normali'adosL el ?Ensayo Proctor 0tandard?: y

el ?Ensayo Proctor &odificado?. =a diferencia entre am*os se encuentra en la

ener/a utili'ada: la cual se modifica se/n el caso variando el nmero de /ol+es: el

+isón ;cam*ia altura y +eso


66/109

Am*os ensayos se de*en al in/eniero )ue les da nom*re: $al+ $. Proctor ;1(33


67/109

0u o*"etivo es determinar la resistencia a la a*rasión de los materiales +treosem+leados en me'clas asf8lticas. =a +rue*a consiste en colocar una muestra delmaterial con caractersticas /ranulomtricas es+ecificas dentro de un cilindro/iratorio: en donde es sometida al im+acto de esferas met8licas durante un tiem+odeterminado: midiendo la variación /ranulomtrica de la muestra como la diferenciaentre la masa )ue +asa la malla 7o. 12 ;1.# mm de a*ertura


68/109

Part:cula 'ama;o

Arcillas ^ ,:,,2 mm

=imos ,:,,2-,:,! mm

Arenas ,:,!-2 mm

Iravas 2-!, mm

Cantos rodados !,-25, mm

>lo)ues _25, mm

E(%0A,E$'E DE A"E$A

=a +rue*a de la*oratorio llamada e)uivalente de arena ;EA< se define como elcociente multi+licado +or 1,, de la altura de la +arte arenosa sedimentaria y de laaltura total de finos floculados de+ositados en dica +ro*eta en el la*oratorio.

Para +oder reali'ar este ensayo se necesitan dos +orciones de muestra de unos12, /rs cada una )ue +ase +or el tami' [4: una cosa im+ortante es )ue tra*a"amoscon dos muestras: las diferentes o+eraciones )ue reali'amos las reali'amos conuna diferencia de 2 o 3 minutos entre la +rimera y la se/unda muestra en la +ro*eta.

Cada una de estas muestras se sita en una +ro*eta en la cual +reviamente emosa9adido solución desfloculante. 6na ve' emos introducido la muestra en las+ro*etas y emos eliminado la *ur*u"as )ue se formaron al verter el suelo: de"amosre+osar cada +ro*eta 1, minutos: lue/o de este +rocedimiento ta+amos la +ro*eta yla a/itamos mantenindola ori'ontal aciendo unos (, ciclos en unos 3,se/undos: +ara a continuación de este +aso tomamos la +ro*eta y con una varillaacanalada introducimos m8s l)uido desfloculante +or el fondo de la muestra +ara+oner en sus+ensión las +artculas m8s finas.

Des+us de"amos re+osar cada +ro*eta 2, minutos y medimos en cada una laaltura con res+ecto a la *ase de la misma a la )ue lle/an los finos y tam*in laaltura a la )ue lle/an los /ruesos.

Entonces as +odemos o*tener el valor del e)uivalente de arena: y dividimos +aracada +ro*eta la altura de los /ruesos entre la altura de los finos y lo multi+licamos+or 1,, de manera )ue o*tenemos un valor +ara cada +ro*eta: y +ara )ue el

https://es.wikipedia.org/wiki/Arcillahttps://es.wikipedia.org/wiki/Limohttps://es.wikipedia.org/wiki/Arenahttps://es.wikipedia.org/wiki/Gravahttps://es.wikipedia.org/wiki/Canto_rodadohttps://es.wikipedia.org/wiki/Bloque_(roca)https://es.wikipedia.org/wiki/Arcillahttps://es.wikipedia.org/wiki/Limohttps://es.wikipedia.org/wiki/Arenahttps://es.wikipedia.org/wiki/Gravahttps://es.wikipedia.org/wiki/Canto_rodadohttps://es.wikipedia.org/wiki/Bloque_(roca)


69/109

ensayo resultante se considere v8lido el resultado o*tenido +ara cada +ro*eta no+uede diferir en m8s del 2Q.

*"etivo +rinci+al de la +rue*a e)uivalente de arena

Esta +rue*a de e)uivalente de arena tiene como o*"etivo +rinci+al el determinar lacalidad )ue tiene un suelo )ue se va em+lear en las ca+as de un +avimento: estacalidad es desde el +unto de vista de su contenido de finos indesea*les denaturale'a +l8stica.

Este mtodo cuantifica el volumen total de material no +l8stico desea*le en lamuestra: fracción /ruesa: denominando su +ro+orción volumtrica como e)uivalentede arena.

De*ido a )ue una *uena cimentación de un camino necesita la menor cantidad definos +osi*le: so*re todo de arcillas: )ue son los materiales )ue en contacto con ela/ua causan un /ran da9o al +avimento.

'areas se6undo 7arcial

12.- 7rue9a AA#H'!

P"(EA AA#H'!

=a com+actación es el +rocedimiento de a+licar ener/a a los suelos o a losmateriales suelto +ara eliminar es+acios vacos: aumentando as su densidad y enconsecuencia: su ca+acidad de so+orte y esta*ilidad entre otras +ro+iedades. ue


70/109

desarrollada +or $al+ Proctor en 1(33: y estandari'ada +or AA0H en lasnormas -(( y -1%,.

De+ende de 4 factores• Peso unitario seco

• Contenido de a/ua

• i+o de suelo

• Ener/a de com+actación

Para considerar )ue un suelo tiene 1,,Q de com+actación: la muestra de suelode*e tener un ?Peso Bolumtrico 0eco &8@imo? y a*er alcan'ado la ?Humedad]+tima?. =a /r8fica si/uiente muestra esta condición.

i/ura 1. Ir8fica de Contenido de A/ua vs Densidad 0eca

=a +rue*a consiste en com+actar el suelo en varias ca+as: dentro de un molde de

dimensiones y forma es+ecficas: +or medio de /ol+es de un +isón el cual se de"acaer desde una altura +refi"ada. =as diferencias entre la +rue*a Proctor est8ndar ymodificada radican +rinci+almente en el +roceso de com+actación y la ener/aa+licada: los cuales se com+aran en la si/uiente ta*la

a*la 7` 1 Caractersticas de la +rue*a

Proctor


71/109

Est8ndar

&odificada

En al/unos la*oratorios estas +rue*as sufren modificaciones ya )ue se considera)ue ciertos e)ui+os +roducen una com+actación m8s /rande: o m8s efectivaL +or lo)ue se a modificado la ener/a de com+actación.

E?ui7o

• 1 &olde est8ndar de com+actación

• 1 E@tensión del molde

• 1 Pisón est8ndar de 2.5 /

• 1 Iua met8lica del +isón de 3,.5 cm de altura de cada

• 1 $e/la recta met8lica

• 1 >alan'a de 2, V/

• 1 >alan'a de +recisión de ,.,1 /

• 1 &alla 7` 4

• 1 >ande"a

• 1 Iato idr8ulico: +laca y marco +ara desmoldar

• Accesorios de la*oratorio ;+ro*eta: +iseta: es+8tulas: c8+sulas: etc.<

Procedimiento

• Pre+arar la muestra: +rimero se cri*a el material +or la malla 7` 4: de talmanera )ue se o*ten/an 3 V/. Este material se de"a secar e@tendindolo en elsuelo o en una su+erficie li*re de contaminación.


72/109


73/109

El conce+to del mtodo &arsall +ara dise9o de me'clas de +avimentación fue formulado+or >ruce &arsall: in/eniero de asfaltos del De+artamento de Auto+istas del estado de&ississi++i. El cuer+o de in/enieros de Estados 6nidos: a travs de una e@tensivainvesti/ación y estudios de correlación: me"oró y adicionó ciertos as+ectos al +rocedimientode +rue*a &arsall y desarrollo un criterio de dise9o de me'clas

El mtodo ori/inal de &arsall: sólo es a+lica*le a me'clas asf8lticas en caliente +ara+avimentación )ue conten/an a/re/ados con un tama9o m8@imo de 25 mm ;1O< o menor. Elmtodo modificado se desarrolló +ara tama9os m8@imo arri*a de 3% mm ;1.5O


74/109

Es+ecificaciones de la metodolo/a

=a selección del contenido ó+timo de asfalto de+ende de mucos criterios )ue se discutir8nen este ca+tulo. 6n +unto inicial +ara el dise9o es esco/er el +orcenta"e de asfalto +ara el+romedio de los lmites de vacos de aire: el cual es 4Q. odas las +ro+iedades medidas ycalculadas *a"o este contenido de asfalto de*er8n ser evaluadas com+ar8ndolas con loscriterios +ara el dise9o de me'clas ;a*la 1.2


75/109

tendr8 el dise9o +reliminar de la me'cla asf8ltica: en caso de )ue un criterio no se cum+la:se necesitar8 acer a"ustes: o redise9ar la me'cla.

Evaluación y a"ustes de una me'cla de dise9o

Cuando se desarrolla una me'cla de dise9o: es frecuentemente necesario acer variasme'clas de +rue*a +ara encontrar una )ue cum+la con todos los criterios de dise9o. Cadauna de las me'clas de +rue*a sirve como una /ua +ara evaluar y a"ustar las +rue*assi/uientes.

Para dise9o de me'clas +reliminares o e@+loratorias: es aconse"a*le comen'ar con una/raduación de a/re/ado )ue se acer)ue a la media de los lmites esta*lecidos. =as me'clasde +rue*a iniciales sirven +ara esta*lecer la fórmula de tra*a"o y verificar )ue la /raduación


76/109

de a/re/ado dentro de los lmites es+ecificados +uede ser re+roducida en una +lantame'cladora.

Cuando las me'clas de +rue*as iniciales fallan con los criterios de dise9o en cual)uier contenido de asfalto seleccionado: ser8 necesario modificar o: en al/unos casos: redise9ar

la me'cla. Para corre/ir una deficiencia: la manera m8s f8cil de redise9ar una me'cla escam*iar la /raduación del los a/re/ados a"ustando los +orcenta"es utili'ados.

recuentemente este a"uste es suficiente +ara cum+lir con las es+ecificaciones. 0i el a"ustede los +orcenta"es no es suficiente: se de*er8n reali'ar serias consideraciones. E@istenlineamientos /enerales +ara a"ustar las me'clas de +rue*a: aun)ue estas su/erencias nofuncionan en todos los casos

Bacos *a"os y esta*ilidad *a"a

=os vacos +ueden incrementarse en diferentes formas. Como un acercamiento /eneral +aralo/rar vacos altos en el a/re/ado mineral ;en consecuencia +roveer de suficientes es+acios:+ara una adecuada cantidad de asfalto y vacos de aire


77/109

suficiente. Por estas ra'ones: me'clas con vacos *a"os tendr8n )ue a"ustarse +or uno de losmtodos dados: en el inciso anterior sin im+ortar )ue la esta*ilidad inicial sea satisfactoria.

Bacos satisfactorios y esta*ilidad *a"a

=a *a"a esta*ilidad cuando los vacos y la /raduación del a/re/ado son satisfactorios: +uedeindicar al/unas deficiencias en el a/re/ado. 0e de*er8n tomar consideraciones +ara me"orar la forma de la +artcula de los a/re/ados utili'ando material +roducto de trituración oincrementando el +orcenta"e de a/re/ado /rueso en la me'cla o +osi*lemente aumentandoel tama9o m8@imo del a/re/ado. Partculas de a/re/ado con te@tura ru/osa y su+erficiesmenos redondeadas: +resentan m8s esta*ilidad cuando se mantiene o incrementa elvolumen de vacos.

Bacos altos y esta*ilidad satisfactoria

Altos contenidos de vacos se asocian frecuentemente con me'clas con alta +ermea*ilidadLal +ermitir la circulación de aire y a/ua a travs del +avimento +ueden ocasionar endurecimiento +rematuro del asfalto: des+rendimiento del a/re/ado: o +osi*ledes+rendimiento del asfalto en el a/re/ado. Aun cuando la esta*ilidad es satisfactoria: sede*er8n reali'ar a"ustes +ara reducir los vacos. Pe)ue9as reducciones se lo/rar8n mediantela adición de +olvo mineral a la me'cla. Podra ser necesario seleccionar o com*inar a/re/ados +ara lo/rar una /raduación: la cual de*er8 estar cerca de la curva de m8@imadensidad.

Bacos altos y esta*ilidad *a"a

0e de*er8n tomar en cuenta dos +asos +ara este ti+o de condicionesL el +rimero es a"ustar el volumen de vacos mediante los mtodos discutidos en los +untos anterioresL y en else/undo: si los a"ustes no me"oran la esta*ilidad: de*er8 acer una consideración de lacalidad de los materiales.

Prue*as a las me'clas asf8lticas com+actadas

En el mtodo &arsall se llevan a ca*o tres ti+os de +rue*as +ara conocer tanto suscaractersticas volumtricas como mec8nicas.

Determinación de la /ravedad es+ecfica

=a +rue*a de /ravedad es+ecfica +uede desarrollarse tan +ronto como el es+cimen seaya enfriado en un cuarto de tem+eratura. Esta +rue*a se desarrolla de acuerdo con la7orma A0& D11%%: /ravedad es+ecfica de me'clas asf8lticas com+actadas em+leando+arafinaL o A0& D2#2!: /ravedad es+ecfica de me'clas asf8lticas com+actadas utili'andosu+erficies saturadas de es+ecmenes secos. Para determinar cu8l norma se de*e utili'ar:se reali'ar8n +rue*as de a*sorción a la me'cla asf8ltica com+actadaL si la a*sorción esmayor al 2Q: se utili'a la 7orma A0& D11%%: en caso contrario: se recurre a la 7orma

A0& D2#2!.


78/109

Prue*a de esta*ilidad y flu"o

Des+us de )ue la /ravedad es+ecfica se a determinado: se desarrolla la +rue*a deesta*ilidad y flu"o: )ue consiste en sumer/ir el es+cimen en un *a9o &ara a !, b C 1 b C;14, b 1.% b < de 3, a 4, minutos antes de la +rue*a.

Con el e)ui+o de +rue*a listo: se remover8 el es+cimen de +rue*a del *a9o &ara ycuidadosamente se secar8 la su+erficie. Coloc8ndolo y centr8ndolo en la morda'a inferior:se +roceder8 a colocar8 la morda'a su+erior y se centrar8 com+letamente en el a+arato decar/a. Posteriormente se a+lica la car/a de +rue*a al es+cimen a una deformaciónconstante de 51mm ;5O< +or minuto: asta )ue ocurra la falla.

El +unto de falla est8 definido +or la lectura de car/a m8@ima o*tenida. El nmero total de7eFtons ;l*< re)ueridos +ara )ue se +rodu'ca la falla del es+cimen de*er8 re/istrarsecomo el valor de esta*ilidad &arsall.

&ientras )ue la +rue*a de esta*ilidad est8 en +roceso: si no se utili'a un e)ui+o de re/istroautom8tico se de*er8 mantener el medidor de flu"o so*re la *arra /ua y cuando la car/aem+iece a disminuir a*r8 )ue tomar la lectura y re/istrarla como el valor de flu"o final. =adiferencia entre el valor de flu"o final e inicial e@+resado en unidades de ,.25 mm ;1Y1,, N<ser8 el valor del flu"o &arsall.

An8lisis de densidad y vacosDes+us de com+letar las +rue*as de esta*ilidad y flu"o: se reali'a el an8lisis de densidad yvacos +ara cada serie de es+ecmenes de +rue*a. $esulta conveniente determinar la/ravedad es+ecfica teórica m8@ima ;A0& D2,41< +ara al menos dos contenidos deasfalto: +referentemente a)uellos )ue estn cerca del contenido ó+timo de asfalto.

6n valor +romedio de la /ravedad es+ecfica efectiva del total del a/re/ado se calcular8 deestos valores. 6tili'ando la /ravedad es+ecfica y la /ravedad es+ecfica efectiva del total dela/re/adoL el +romedio de las /ravedades es+ecficas de las me'clas com+actadasL la/ravedad es+ecfica del asfalto y la /ravedad es+ecfica teórica m8@ima de la me'cla

asf8ltica: se calcula el +orcenta"e de asfalto a*sor*ido en +eso del a/re/ado seco:+orcenta"e de vacos ;Ba


79/109

14.- clasificación de veF:culosPara los fines de esta 7orma los veculosse clasifican en 5.1. Atendiendo a su clase.

- -

- - y - -

5.2. Atendiendo a su clase: nomenclatura: nmero de e"es y llantas.

'A,A 5.2.1

$ &E"!DE

$I&E"! DE,,A$'A#

o

7ota =os auto*uses de*en circular +or los caminos y +uentes de "urisdicción federal con las luces encendidas +ermanentemente


80/109

'A,A 5.2.2

$!&E$C,A'( $ &E"!DE$ &E"! DE0EH C(,!

-

- -

"A$ &E"!DE

$ &E"! DE

-

-

-

-

7ota =os camiones unitarios y camión remol)ue de*en circular +or los caminos y +uentes de "urisdicción federal con las lucesencendidas +ermanentemente.

'A,A 5.2.3

-

"A

$ &E"!DE

$ &E"! DEC!$%=("AC%$ DE,0EHGC(,!

-

-

-

3-01 4 14

-

)*

7ota =as confi/uraciones de tractocamión articulado de*en circular +or los caminos y+uentes de "urisdicción federal con las luces encendidas +ermanentemente.


81/109

'A,A 5.2.4

- - -

$!&E$C,A'( $ &E"! $ &E"!

C!$%=("AC%$ DE,0EHGC(,!

- -$2

- -

2-01- ! 22

- -

- - # 2!

- -

- -

- -$4

2-02- ! 22

3-02- # 2!

- - % 3,

7ota =as confi/uraciones de tractocamión semirremol)ue-remol)uey tractocamión semirremol)ue-semirremol)ue de*en circular +or loscaminos y +uentes de "urisdicción federal con las luces encendidas+ermanentemente.

5.2.4.1 =as confi/uraciones -0-$ no de*er8n incluir semirremol)ues yYo

remol)ues de tres e"es con e"e retr8ctil: an y cuando no se re*ase el +eso *rutoveicular m8@imo autori'ado +ara estas confi/uraciones y el e"e retr8ctil seencuentre levantado.

5.2.5 =as fi/uras indicadas en las ta*las de la 5.2.1 a la 5.2.4 son enunciativasno limitativas.

5.2.5.1 7o se +ermite la circulación de confi/uraciones veiculares detractocamión-semirremol)ue arrastrando un convertidor ;dolly< sin elsemirremol)ue en/ancado.

&0


82/109

15.- #7er PaveProcedimientos +ara enve"ecimiento de la muestra

El enve"ecimiento del cemento asf8ltico consta de dos mecanismos diferentesvolatili'ación de aceites li/eros +resentes en el asfalto y o@idación +or la reacción con elo@/eno del medio am*iente.

El me'clado y la a/itación de la me'cla en caliente en +lanta y el enve"ecimiento durante la+uesta en o*ra son dos mecanismos )ue enve"ecen al asfalto: de*ido a las altastem+eraturas y al flu"o de aire involucrado en el +roceso. =as es+ecificaciones 0u+er+aveusan el orno rotatorio de +elcula del/ada ;$< como +rocedimiento +ara simular esteti+o de enve"ecimiento ;i/ura 3.2


83/109

+la'o. El asfalto )ue se e@+one al enve"ecimiento a lar/o +la'o tiene )ue a*er +asado +or el +roceso de me'clado y construcciónL el +rocedimiento PAB utili'a el asfalto enve"ecidoen el $.

Prue*as 0u+er+ave +ara cementos asf8lticos

=as +rue*as 0u+er+ave +ara asfaltos se usan +ara cuantificar el desem+e9o del asfalto enlas tres eta+as de su vida. En estado ori/inal: des+us de me'clado y construcción y elenve"ecimiento des+us de estar en servicio. =a +rue*a $ se em+lea +ara simular elenve"ecimiento )ue ocurre durante el me'clado y construcciónL y el +rocedimiento PAB+ara simular el enve"ecimiento durante servicio. =a a*la 3.2 muestra las condiciones deenve"ecimiento del asfalto usadas el las +rue*as 0u+er+ave.

$eómetro de corte din8mico ;D0$<

Desde )ue el com+ortamiento del asfalto de+ende del tiem+o de a+licación de las car/as yla tem+eratura: la +rue*a ideal +ara cementos asf8lticos de*er8 incluir am*os factores.

Afortunadamente: el e)ui+o de +rue*a con esta ca+acidad aora e@iste y es conocido

/eneralmente como reómetro de corte din8mico ;i/ura 3.4


84/109

=a o+eración del D0$ es *8sica: el asfalto se a+lasta entre dos +lacas +aralelas;s8ndFic: cuando estos son car/adosL +arte desu deformación es el8stica ;E< y +arte es viscosa ;B


85/109

Por eso el asfalto se considera un material visco el8stico. Aun)ue am*os asfaltos son viscoel8sticos y tienen el mismo I: el > es m8s el8stico )ue el A: de*ido a )ue es menor.Dado )ue el asfalto > tiene un com+onente el8stico mayor: ste +odr8 recu+erar mucom8s deformación de una car/a a+licada. El e"em+lo muestra )ue solamente I no +uededescri*ir el com+ortamiento del asfalto. El valor de tam*in es necesario.

Biscosmetro rotacional ;$B<

=a +rue*a del viscosmetro rotacional se usa +ara determinar las caractersticas de fluide'del cemento asf8ltico +ara +roveer al/una /aranta de )ue ste +uede ser *om*eado y ser f8cilmente mane"a*le en la refinera: terminal o +lanta de fa*ricación de me'clas asf8lticas.6n viscosmetro cilndrico rotacional coa@ial: mostrado en la i/ura 3.# y descrito en lanorma A0& D442,: Nmtodo est8ndar +ara determinación de viscosidad de asfaltos sinutili'ar: usando el a+arato termosel de >roofieldO.

=a viscosidad rotacional se determina mediante el +ar re)uerido +ara mantener unavelocidad de rotación constante de un v8sta/o mientras se sumer/e en una muestra decemento asf8ltico a una tem+eratura constante. Este +ar es directamente relacionado conla viscosidad del asfalto. Desde )ue la viscosidad del asfalto se utili'a +ara ase/urar )ue elasfalto tiene suficiente fluide' +ara *om*ear y me'clarse con el a/re/ado: el viscosmetrose em+lea +ara medir el asfalto ori/inal o almacenado.

El viscosmetro +uede tam*in mane"arse +ara desarrollar es)uemas de tem+eratura-

viscosidad en estimaciones de tem+eraturas de me'clado y com+actación en los dise9osde me'clas.

&(


86/109

$eómetro de fle@ión en vi/as ;>>$<

=os asfaltos son demasiado r/idos a *a"as tem+eraturas: lo )ue ace )ue la mayora delos reómetros din8micos de corte )ue utili'an la /eometra de +lacas +aralelas: no +uedanem+learse en forma confia*le en tales condiciones.

Esto llevó al 0H$P a desarrollar un nuevo ensayo )ue +udiera medir de manera +recisa lari/ide' y la velocidad de fluencia a tem+eraturas )ue re+resenten las m8s *a"as )ue+uedan +resentarse en el +avimento.

El reómetro de fle@ión en vi/as ;>>$< es un e)ui+o sencillo )ue mide la fleca. 6sandocon"untamente las +rue*as del reómetro de corte din8mico y del reómetro de fle@ión envi/as ;i/ura 3.%< se +odr8 +roveer el com+ortamiento de la ri/ide' de los cementosasf8lticos alrededor de un /ran ran/o de tem+eraturas.

El >>$ se utili'a +ara medir )u tanto se fle@iona o fluye el asfalto *a"o una car/a contem+eratura constante y tem+eraturas )ue corres+onden a las m8s *a"as de servicio en el+avimento: +ara las )ue el asfalto acta m8s *ien como un sólido el8stico.

E)ui+o de tensión directa ;D<

7umerosos estudios de com+ortamiento de cementos asf8lticos a *a"as tem+eraturas anmostrado una fuerte relación entre la ri/ide' del cemento asf8ltico y la cantidad de

alar/amiento a )ue se somete antes de la ru+tura.

Asfaltos )ue se su"etan a un alar/amiento considera*le antes de la falla son llamadosNdctilesOL a)uellos )ue se fracturan sin muco alar/amiento se conocen comoN)ue*radi'osO. Es im+ortante )ue un cemento asf8ltico sea ca+a' de una mnima cantidadde alar/amiento.

&5


87/109


88/109

1).- Clasificación del Asfaltos

Asfaltos @idados o 0o+lados

Estos son asfaltos )ue an sido sometidos a un +roceso de desidro/enación y+osteriormente a un +roceso de +olimeración.

Este asfalto es e@+uesto a una elevada tem+eratura +as8ndole una corriente de aire con elo*"etivo de me"orar sus caractersticas y ser em+leado en a+licaciones m8s es+eciali'adas.

El +roceso de o@idación en los asfaltos +resenta las si/uientes modificaciones fsicas

• Aumento del +eso es+ecfico.• Aumento de la viscosidad.• Disminución de la susce+ti*ilidad trmica.

Asfaltos 0ólidos o Duros

Asfaltos con una +enetración a tem+eratura am*iente menor )ue 1,.

Adem8s de ser a/lutinante e im+ermea*ili'ante: se caracteri'a +or su fle@i*ilidad:dura*ilidad y alta resistencia a la acción de la mayora de los 8cidos: sales y alcooles.

lu@ante o Aceite lu@ante

racción de +etr óleo relativamente +oco vol8til em+leada en ocasiones +ara a*landar el asfalto asta la consistencia deseadaL frecuentemente se em+lea como +roducto *8sico+ara la fa*ricación de materiales asf8lticos +ara revestimientos de cu*iertas.

Asfaltos illeri'ados

Asfaltos en cuya com+osición ay materias minerales finamente molidas )ue +asan +or eltami' [ 2,,.

&)

http://www.construmatica.com/construpedia/Asfaltohttp://www.construmatica.com/construpedia/Asfaltohttp://www.construmatica.com/construpedia/Cubiertashttp://www.construmatica.com/construpedia/Asfaltohttp://www.construmatica.com/construpedia/Asfaltohttp://www.construmatica.com/construpedia/Cubiertas


89/109

Asfaltos =)uidos

0on materiales asf8lticos de consistencia *landa o fluida: +or ello no se incluyen en elensayo de +enetración: cuyo lmite m8@imo es 3,,. am*in se los denomina asfaltosre*a"ados o cut*acs.

0e com+onen +or una fase asf8ltica y un fluidificante vol8til: )ue +uede ser *encina:)ueroseno o aceite. =os fluidificantes se eva+oran ;+roceso de curado


90/109

El asfalto es emulsificado en un molino coloidal con 4, - 5,Q +or +eso de a/ua )uecontiene entre ,.5 y 1.5Q +or +eso de emulsificante. Permite la a+licación del asfalto dondeno es +osi*le calentar el material.

Cuando la emulsión se +one en contacto con el a/re/ado se +roduce un dese)uili*rio )ue

la rom+e: llevando a las +artculas del asfalto a unirse a las su+erficies del a/re/ado.

El a/ua fluye o se eva+ora: se+ar8ndose de las +artculas +treas recu*iertas +or elasfalto. E@isten emulsificantes )ue +ermiten )ue esta rotura sea instant8nea y otros )ueretardan ste fenómeno.

De acuerdo con la velocidad de rotura: las emulsiones asf8lticas +ueden ser;ver Emulsiones >ituminosas<

• De rom+imiento r8+ido $0 ;$a+id 0ettin/


91/109

1+.- Car6a Am9iental=a car/a am*iental: es la ca+acidad )ue +osee el medio o los ecosistemas +ara tolerar unaalteración o contaminación.

=a car/a am*iental varia se/n la escala )ue se evala. e"em+lo Es +osi*le evaluar la

car/a am*iental de un cuer+o de a/ua en función de un +unto @ de vertido. es +osi*leevaluar la car/a am*iental de un ecosistemas ;+ar)ue: +layas o otras< en función de esemismo +unto @: o en función de la actividad de una ciudad entera.

Como se evala la car/a am*iental

Con ayuda de +ar8metros fsico )umicos y *acterioló/icos se +uede evaluar la car/aam*iental e"em+lo

7iveles de + se evala con un Peacimetro

@i/eno disuelto E)ui+o estimador de D

Coliformes fecales cnicas de coloración micro*ioló/icas

gCuando se sa*e si un +ar8metro fsico )umico o *acterioló/ico esta +or encima o +or de*a"o de la car/a am*ientalh

Cada +as esta*lece los niveles +ermisi*les +ara cada uno de los +ar8metros usados en laevolución: y los ri/e a travs de normas: e"em+lo.

Decreto 4#5 de 1((% )ue determina los niveles m8@imo +ermisi*les de los +ar8metros enel a/ua +ara el consumo umano.

E"em+lo de evaluación de la car/a am*iental

Evaluación de la ca+acidad de car/a del ecosistema turstico de las +layas de las costascolom*ianas

Como de define

Como la cantidad y ti+o de visitantes )ue +ueden ser acomodados en un 8rea ;Playa< sin

consecuencias sociales inace+ta*les o im+actos am*ientales ne/ativos.

*0


92/109

1.- &8todo de PCAEl +rocedimiento de dise9o de la PCA est8 *asado en información o*tenida de diferentesfuentes: incluyendo investi/aciones: desarrollos teóricos: ensayos de +avimentos a escalareal: y el monitoreo de la +erformance de +avimentos en servicio. 6n +ro/rama deinvesti/ación llevado a ca*o +or la Portland Cement Association correlacionó la informaciónde dise9o de estas fuentes o*teniendo como resultado un +rocedimiento desarrolladonicamente +ara +avimentos suelo cemento.

Pro+iedades Estructurales >8sicas

=as +ro+iedades estructurales del suelo-cemento de+enden del ti+o de suelo: condicionesde curado: y edad. =os ran/os t+icos +ara una am+lia variedad de ti+os de suelo-cemento:a sus res+ectivos contenidos de cemento re)ueridos +ara dura*ilidad: son

Pro+iedad Balores a 2% das

$esistencia a la com+resión: saturada 4,, - (,, +si

&ódulo de ru+tura %, - 1%, +si

&ódulo de elasticidad ;módulo est8tico a la fle@ión< !,,:,,, - 2,,,:,,, +si

$elación de Poisson ,.12 W ,.141

$adio de curvatura crtico: en vi/a de ! @ ! @ 3, +ul/. 4:,,, W #:5,, +ul/.

A lo lar/o de la vida de dise9o de un +avimento de suelo-cemento la resistencia +romedio

ser8 considera*lemente mayor )ue los valores +ara 2% das. =a i/ura 1 muestra la/anancia de resistencia de la*oratorio +ara 5 a9os: +ara diferentes ti+os de suelo-cementoy la i/ura 2 muestra el incremento de la resistencia con muestras de cam+o: +ara cuatro+royectos +ara varios +eriodos de tiem+o. Este incremento de la resistencia +rovee unmar/en de se/uridad en el +rocedimiento de dise9o del es+esor.

P$CEDG&GE7 DE DG0ES

=os factores anali'ados +ara determinar el es+esor de dise9o son

1. $esistencia del suelo.

2. Periodo de dise9o del +avimento.

3. rafico: incluyendo volumen y distri*ución de +esos +or e"e ;confi/uración de car/as dee"es sim+le y t8ndem: de camiones convencionales


93/109

5. Es+esor de la ca+a *ituminosa su+erficial.

$esistencia del suelo

El so+orte +ro+orcionado +or el suelo al +avimento de suelo-cemento es el elemento m8sim+ortante en el +rocedimiento de dise9o. El so+orte del suelo es medido en trminos delmódulo de ester/aard de reacción del suelo : el cual se determina mediante ensayos de+laca so*re el terreno. El +rocedimiento +ara la medición en cam+o de los valores de estadado en el &anual cnico del E"ercito &5-%24-3. En caso )ue no est dis+oni*le ele)ui+o +ara la determinación del valor- mediante el ensayo de +laca: las relacionesa+ro@imadas listadas en la a*la 2 +ueden ser utili'adas a modo de /uaL ellas est8n*asadas en ensayos de la*oratorio so*re ti+os /enerales de suelos. Desde )ue estasrelaciones son a+ro@imadas y frecuentemente influenciadas +or variaciones en los mtodosde ensayos: +odr8n ser modificadas de acuerdo a la +r8ctica local.

0uelos muy *landos )ue ten/an valores de resistencia si/nificativamente menores )ue losvalores de so+orte mostrados en la a*la 2: no ser8n ca+aces de so+ortar el e)ui+onecesario +ara alcan'ar una adecuada com+actación del suelo-cemento. Estos suelosde*er8n ser me"orados mediante diversos mtodos descritos en el &anual de Construcciónde 0uelo-Cemento de la PCA.

Periodo de Dise9o

El +eriodo de dise9o seleccionado convencionalmente +or el +rocedimiento es de 2, a9os.0in em*ar/o este valor no ay )ue confundirlo con la vida de servicio de los +avimentoscon suelo-cemento.

*2


94/109

Proyectos )ue an sido construidos a mediados y finales de 1(3,s muestran )ue sus vidastiles no an sido e@cedidas: y )ue las ca+as de suelo-cemento an si/uen funcionandocomo +rinci+al elemento )ue so+orta las car/as. De*ido a )ue la selección del +eriodo dedise9o es al/o ar*itrario y )ue la formulación del dise9o no es +articularmente sensi*le alas variaciones en el +eriodo de dise9o: el dise9ador +uede seleccionar un valor diferente

de este y +ro+orcionar el volumen total de tr8fico en forma concordante.

r8fico

=os +esos y volmenes de las car/as +or e"e es+erados durante el +eriodo de dise9o sonlos factores m8s im+ortantes en la determinación del es+esor de dise9o. El an8lisis detr8fico usado en este +rocedimiento incluye

a< Determinación del tr8fico +romedio diario en am*as direcciones ;PD< y los +orcenta"esde camiones.

*< Proyección del tr8fico al futuro +eriodo de dise9o.

c< Determinación de la distri*ución +ro*a*le e"e-car/a.

d< C8lculo del actor de ati/a.

Es+esor de 0uelo-Cemento

El es+esor de la ca+a de *ase de suelo-cemento se determina em+leando la i/ura 3 +arasuelo-cemento /ranular: o la i/ura 4 +ara suelo-cemento de /raduación fina. El es+esor de suelo-cemento se lee con una a+ro@imación de un dcimo ;,.1< de +ul/ada em+leando

el actor de ati/a calculado y el valor de dise9o del Coeficiente de $eacción . Estees+esor usualmente se incrementa a la +ul/ada su+erior a menos )ue aya un a"uste+or el es+esor de la ca+a *ituminosa: como se e@+lica en la si/uiente sección.

*'


95/109

1>.- &8todo de la ($A&

Dise9o de Pavimento

GB.1. Antecedentes del dise9o de +avimento

0e define como +avimento a la ca+a o con"unto de ca+as de materiales com+rendidosentre el nivel su+erior de las terraceras y la su+erficie de rodamiento: a+ro+iados +araresistir los efectos del tr8nsito: as como la acción del intem+erismo y otros a/entes )ueafectan su vida til. Dicas ca+as +ueden ser de materiales naturales seleccionados:sometidos a muy diversos tratamientosL la su+erficie de rodamiento +ro+iamente dica+uede ser una car+eta asf8ltica: una losa de concreto idr8ulico.

De un modo *astante ar*itrario y con fines +r8cticos: los +avimentos se dividen en fle@i*lesy r/idosL consider8ndose un +avimento r/ido a)uel cuyo elemento resistente fundamentales una losa de concreto idr8ulico: en cual)uier otro caso el +avimento se considerafle@i*le.

En este caso se dise9ara una estructura de +avimento fle@i*le +ues en los re/lamentos deconstrucción del H. Ayuntamiento de Hermosillo no se contem+la el uso de +avimento deconcreto idr8ulico en este ti+o de 'onas.

6n +avimento fle@i*le se estructura de tal manera )ue los materiales de me"or calidad secolocan mas cerca de la su+erficie: con/ruentemente a la forma en )ue se distri*uyen losesfuer'os +roducidos +or el tr8nsito )ue si/uen una ley en ese mismo sentidodecreciente.

*(


96/109

En ri/or: el +ro*lema de dimensionamiento de un +avimento consistira en un +rinci+io enacer variar el es+esor y la calidad de los materiales em+leados en cada ca+a. Este es elorden de ideas )ue conduce a los +avimentos fle@i*les. =a actual tecnolo/a de +avimentos+ermite o*tener una numerosa cantidad de soluciones considerando las +osi*lescom*inaciones de ca+as: sin em*ar/o en cada caso de*e decidirse la solución ó+tima y

mas facti*le: de acuerdo a las caractersticas es+ecficas de los materiales con )ue sedis+one en el lu/ar de la o*ra y otros +ar8metros im+ortantes tales como la to+o/rafa dellu/ar: el r/imen idroló/ico: las caractersticas del su*suelo y la misma economa de lao*ra.

=os +avimentos fle@i*les t+icamente se estructuran de la si/uiente forma *a"o una car+eta*ituminosa formada t+icamente con una me'cla de a/re/ado +treo y un a/lutinanteasf8ltico: )ue constituye la su+erficie de rodamiento: se dis+one casi siem+re de +or lomenos dos ca+as *ien diferenciadasL una *ase de material /ranular y una su*-*ase:

formada +referentemente +or suelo /ranular: aun)ue el re)uisito o*li/ue menos )ue en la*ase: en el sentido de +oderse admitir suelos de menor calidad. >a"o la su*-*ase sedis+one casi universalmente otra ca+a denominada su* rasante: todava con menoresre)uisitos de calidad )ue la su*-*aseL *a"o la su* rasante a+arece el material convencionalde la terraceria tratado mec8nicamente casi sin e@ce+ción: +or lo menos en lo referente a lacom+actación. Esta es una norma conveniente: sin duda: cuando el material de terraceria essuficientemente *ueno: +ero si no lo es: la e@+eriencia me@icana +arece indicar )ue es m8sconveniente *uscar un me"or material. $corro& 1(1)

GB.2. &todo de dise9o del Gnstituto de Gn/eniera de la 67A&.

Para el dise9o de la estructura del +avimento se seleccionó el mtodo desarrollado +or elGnstituto de Gn/eniera de la 67A&: ya )ue este mtodo es considerado actualmente comoun mtodo de /ran a+licación +r8ctica: en virtud de factores de dise9o )ue en su+lanteamiento intervienenL es decir: constituye un enfo)ue diferente a los mtodostradicionales +or considerar un mayor nmero de factores im+ortantes )ue afectandirectamente las caractersticas de la estructura: tales corno el nmero de a+licaciones dela car/a de dise9o: los valores corres+ondientes de B$0 ;valor relativo de so+orte< e

*5


97/109

introduciendo conce+tos como son el de falla estructural del +avimento: definida +or unadeformación +ermanente de 2.5 cm ;1< so*re la su+erficie de rodamiento en un 8reae)uivalente al 2,Q del 8rea total del +avimento.

Este mtodo se desarrolló a +artir de una investi/ación teórica e@+erimental reali'ada en+rototi+os de la*oratorio y a nivel escala natural considerados re+resentativos de la rednacional de carreterasL el mtodo se fundamenta en las si/uientes i+ótesis

0u+one )ue la estructura de la carretera corres+onde aun sólid/ de ca+as mlti+les yresistencia relativa uniforme y )ue la carretera m8s ernnrmirA *c a)uelln )uo lle/a a la fallafuncional cuando a so+ortado el nmero acumulado de a+licaciones de car/a e)uivalente?j=n?: es+ecificadas +or la vida de +royecto del camino. 0i la resistencia relativa no esuniforme en las diferentes ca+as de la estructura: se su+one )ue la ca+a de resistenciamnima determina la vida de servicio de la carretera.

Con el fin de facilitar los c8lculos de dise9o: el Gnstituto de Gn/eniera de la 67A&: ela*oró/r8ficas las cuales est8n limitadas al caso t+ico de los +avimentos em+leados en &@ico:donde el es+esor de la car+eta de concreto asf8ltico: rara ve' e@cede los #.5 cm y lasdem8s ca+as est8n constituidas +or materiales /ranulares o suelos finos esta*ili'adosmec8nicamente a travs de com+actación. =a +rue*a +ara determinar la resistencia de losmateriales es la del valor relativo de so+orte ;B$0


98/109

a Estructurales. Gncluyen caractersticas relativas a cada uno de los materiales )ueconstituyen al +avimento: como es+esores: resistencia y deforma*ilidad en lascondiciones es+eradas de servicio.

9 De car/a. 0e refieren a los efectos +roducidos +or el tr8nsito me'clado ;&< al

circular +or la carretera. En este caso son im+ortantes datos relacionados contr8nsito medio diario anual ;DPA


99/109

Coeficiente de da9o estructural ;


100/109

En la fi/ura anterior se determino el valor de 13 +ara el +rimer aforo como coeficiente dedistri*ución oraria: y de 15 +ara el se/undo aforo: tomando en cuenta )ue +ara este+royecto se aforo una ora en dos diferentes +untos +or lo )ue entrarnos directamente enel /r8fico de variación oraria: +osesion8ndonos en el orario ;e"e de a*scisas< )ue mas sele acerca a nuestro orario de sondeo.

**

▪ 9 3

o

9

3 o

73 .

o


101/109

C8lculo del tr8nsito e)uivalente. El volumen de tr8nsito real me'clado ;DPA< se convierte a tr8nsitoe)uivalente de e"es sencillos de %.2 toneladas: mediante la a+licación adecuada de los coeficientesde da9o +or tr8nsito +ara veculos t+icos. El tr8nsito e)uivalente acumulado durante un +erodode n a9os de servicio: se calcula mediante la si/uiente e@+resión

G=n R Ct to ;GB.1<

donde =n es el tr8nsito acumulado de e"es e)uivalentes de %.2 ton durante n a9os de servicio: r esla tasa de crecimiento: to es el r8nsito medio diario en el +rimer a9o de servicio +ara el carril dedise9o: en e"es e)uivalentes de %.2 ton. Ct es el coeficiente de acumulación de tr8nsito +ara n a9osde servicio y una tasa de crecimiento r: el cual se determina con la si/uiente e@+resión

Ct R

3!5

;1 k r


102/109

calculó el DPA ;tr8nsito diario +romedio anual< multi+licando la cantidad de veculos +or el coeficiente de distri*ución oraria: o*teniendo como resultado 1!## y 1155res+ectivamente: +ara este +royecto en +articular se +ro+uso. un valor de DPA de 2,,, yde 13,, res+ectivamente: esto con el fin de o*tener un resultado con mas se/uridad y a suve' mas confia*le. Des+us se +rosi/ue a determinar el +orcenta"e )ue cada ti+o de

veculo re+resenta del DPA )ue se denomina como la com+osición del tr8nsito.Posteriormente se calcula to ;tr8nsito medio diario en el +rimer a9o de servicio +ara el carrilde dise9o< +ara jR, cm y jR3, cm: multi+licando la com+osición del tr8nsito +or loscoeficientes de da9o esta*lecidos +or el Gnstituto de Gn/eniera de la 6BA&.

En las ta*las GB.1.1 y GB.1.2 a continuación se o*serva el +rocedimiento de c8lculo de e"ese)uivalentes ;G=n< mencionado en el +8rrafo anterior.


103/109


104/109

'a9la %0.1.2 Clculo del trnsito e?uivalente

Para calles>acanora: cora:+ode+e y Pue*lode Tlamos Aforo enCuatro es)uina con

>acanora de %3, a(3, am

+o e e cu o o. oe c. s . orcen a au omov es y

!2 15 (3, %,

cam ones ra on y om+e

C3 ; torton < 15total 1155 1,,

o a se cons erar n ve cu os como

i+oCom+osición oe c. eCom+osición

oe c en es e

de veculo del tr8nsito e ve cu osdel tr8nsitoo vac os R . R .ar/a os .

A 1,4, Bados . . .ar/a os .

A2 1,4 ac os . . .ar/a os .

>2 ac os . . .ar a os .

C2 ac os . . .. es e)u va en es

06&A0 +ara r ns o

=n


105/109

GB.3. Dise9o de la estructura del Pavimento

Es utó+ico +retender determinar en forma e@acta las varia*les de dise9o: so*re todo+or)ue estas de*en +redecirse a lo lar/o del tiem+o y del es+acio. Para dise9ar un+avimento fle@i*le con el mtodo de la 67A& se re)uiere calcular y conocer +ar8metros)ue intervienen en el mtodo de dise9o.

En la o*tención del tr8nsito e)uivalente +ara distintos ti+as de calles: tales comosecundarias: +rinci+ales de tr8nsito medio y alto: +ara el dise9o re)uerido en este +royectose utili'ar8n las /r8ficas recomendadas +or el instituto de in/eniera de la 67A&considerando los si/uientes +untos

a


106/109


107/109

mec8nicamente se tiene )ue Al R 2 y A2 R 1

Para nuestro +royecto se +ro+one un es+esor de car+eta ; D1 < de 5 cm con lo )ue se tiene)ue

Al Di k Al D2 R ; 2 < ; 5 < k ; 1 < D2 R 1%.,cm D 2R 1% 1, R %.,cm

Por lo tanto se asi/naran los si/uientes es+esores

Es+esor de Car+eta R 5., cm Es+esor de >ase H. R 12., cm

0e +ro+one un es+esor de *ase idr8ulica de 12., cm +uesto )ue este valor es el mnimo autili'ar en este ti+o de caminos secundarios se/n el manual de construcción de carreterasde la 0ecretara de Comunicaciones y rans+ortes ;0.C..


108/109

+or la cual en las estaciones +ermanentes de re/istro de volmenes se de*en medir yanali'ar las fluctuaciones del tr8nsito a lo lar/o de los diferentes +erodos del a9o: seanestos semanales: mensuales o estacionales.

7o o*stante: se a tomado el DPA como un indicador numrico +ara dise9o: tanto +or

constituir una medida caracterstica de la circulación de veculos: como +or su facilidad deo*tención. Constituye as el DPA un indicador muy valioso de la cantidad de veculos dediferentes ti+os ;livianos y +esados< y funciones ;trans+orte de +ersonas y de mercancas


109/109

tt+YYFFF.sct./o*.m@YfileadminYDireccionesIralesYDI0Y7ormasXficialesX&e@i canasY7&-,12-0C-2-2,14XsctX14nov14.+df

tt+sYYes.Fii+edia.or/YFiiYCemento

tt+sYYes.Fii+edia.or/YFiiYAsfalto tt+YYFFF.duravia.com.+eYello-ForldY

tt+YYFFF.vialidad.clYareasdevialidadYla*oratorionacionalY&aterialCursosY&e'clas Q2,AsfQC3QA1lticas.+df

tt+YYFFF.mono/rafias.comYtra*a"os(%Yemulsiones-asfalticas-anionicas-colocacion-me'clas-asfalticas-calientesYemulsiones-asfalticas-anionicas-colocacion-me'clas-asfalticas-calientes.stml

tt+YYFFF.construa+rende.comYdocsYla*Y333-+ractica-+orter

tt+sYYes.Fii+edia.or/YFiiYEnsayoXdeXcom+actaciQC3Q>3nXProctor

tt+YYin/enieriareal.comYuso-de-la-+rue*a-e)uivalente-de-arenaY

tt+YYamartine'-+roccsa.*lo/s+ot.m@Y2,14Y,(Ycomo-se-ace-una-

+rue*a-de-com+actacion.tml

tt+YYFFF.construa+rende.comYdocsYla*Y333-+ractica-+orter

tt+sYYes.Fii+edia.or/YFiiYEnsayoXdeXcom+actaciQC3Q>3nXProctor tt+YYtesis.uson.m@Ydi/italYtesisYdocsY1,5##YCa+itulo3.+df

tt+sYY+re'i.comYecvnf/4smXnYcar/a-am*iental
http://www.sct.gob.mx/fileadmin/DireccionesGrales/DGST/Normas_Oficiales_Mexihttps://es.wikipedia.org/wiki/Cementohttps://es.wikipedia.org/wiki/Asfaltohttp://www.duravia.com.pe/hello-world/http://www.vialidad.cl/areasdevialidad/laboratorionacional/MaterialCursos/Mezclashttp://www.monografias.com/trabajos98/emulsiones-asfalticas-anionicas-colocacion-mezclas-asfalticas-calientes/emulsiones-asfalticas-anionicas-colocacion-mezclas-asfalticas-calientes.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos98/emulsiones-asfalticas-anionicas-colocacion-mezclas-asfalticas-calientes/emulsiones-asfalticas-anionicas-colocacion-mezclas-asfalticas-calientes.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos98/emulsiones-asfal

tareas pavimentos juan felix coutiño cordero.docx

Documents

Transcript of tareas pavimentos juan felix coutiño cordero.docx