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Diseños de Pavimentos
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- 1"El pavimento es la parte superior de una carretera, pista de aterrizaje,o estacionamiento y cuyo objetivo es servir al trafico de una manera segura, cómoda, eficiente, permanente y económica" La definición anterior se le conoce como "definición funcional" y fue adoptada a partir de los años 60. El diseño de pavimentos, sera "El proceso de determinación de una combinación de materiales y espesores de capas construidas con tales materiales que garanticen tanto el comportamiento estructural como el cumplimiento de las funciones de las cuales presentan una serie de características importantes mencionadas a continuación: 1) Es de desarrollo reciente. 2) Es dinámico, es decir, los métodos están cambiando continuamente al producirse nuevos datos. 3) Es atípico entre todos los diseños, es decir, se diseña bajo la hipótesis que fallará a un tiempo determinado 4) Es un diseño a futuro: Toma en consideración la variable el "tiempo" 5) No es uniforme, se dispone de numerosos métodos 6) Es crítico, los pavimentos estan sometidos a las condiciones ambientales7) Tiene alta incidencia en la economía
8) Afecta la vida diaria del individuo, si es inseguro puede causar accidentes
9) Requiere del uso de mucho criterio
TIPOS DE PAVIMENTOS
1) Pavimentos flexibles, que se caracterizan por:
1.1) La capacidad estructural es proporcionada por la aceptación y distribución de cargas de cada una de las capas
1.2) Son construidas con material asfáltico
1.3) Variaciones pequeñas del suelo de fundación tienen gran incidencia en la capacidad estructural del pavimento
1.4) Las propiedades de las mezclas afectan la resistencia del conjunto multicapa
2) Pavimento Rígidos:
2.1) Construidos de concreto - cemento en su superficie de rodamiento
2.2) En su comportamiento influye notablemente la resistencia del concreto
2.3) Variaciones pequeñas del suelo de fundación tiene poca incidencia en la capacidad estructural del pavimento. - 2OTRAS DEFINICIONES: 1) Sub-Rasante: Ancho total de la vía que constituyen la fundación para el pavimento, hombrillos y zonas de estabilización 2) Sub-Base: Parte de la estructura del pavimento construida directamente sobre la sub-rasante y que sirve de soporte a la base 3) Base: Capa o capas, de agregados o de suelos 4) Capa de rodamiento: Capa superior del pavimento que soporta directamente el tránsito 5) Tránsito: Vehículos de todo tipo, con sus respectivas cargas UNIDADES DE DISEÑO Efectivamente, el diseño de un pavimento es esencialmente distinto del de otra estructura de ingeniería, el pavimento en su totalidad se apoya sobre el material de fundación y es, por lo tanto, altamente influenciado por las condiciones ambientales. Tales características hacen del diseño de pavimentos una tarea compleja, por eso el proyectistas debe determinar unas "unidades de diseño", de cuales se deben destacar: 1) Tránsito 2) Condiciones Ambientales 3) Suelo de fundación 4) Materiales a ser empleados en la estructura del pavimento 5) Nivel de servicio 6)CostosFACTORES QUE INFLUYEN EN EL DISEÑO DE UN PAVIMENTO
1) Cuantificación del tránsito, caracterización del material de fundación y de los materiales y mezclas que serán empleados en el pavimento.
2) Determinación de los espesores de capas.
MÉTODOS DE DISEÑO
1) Los conceptos teóricos empleados para predecir los parámetros de fallas
2) Los métodos de evaluación de las propiedades de los materiales o mezclas que participan en la estructura del pavimento.
3) La Determinación de la relación entre los criterios de falla y de comportamiento esperado del pavimento.
CONCEPTO ESTRUCTURALES BÁSICOS EN LOS PAVIMENTOS FLEXIBLES
Consiste en una serie de capas con el mejor material cercano a la superficie. Como consecuencia, la carga aplicada se reduce con la profundidad.
ESFUERZO EN LOS PAVIMENTOS FLEXIBLES
Aquí se fundamentan los métodos racionales para el diseño de pavimentos
1) Un pavimento está compuesto por un sistema de varias capas
2) Los materiales en cada capa son homogéneos
3) Cada capa tiene un espesor finito - 34) El Material que forma cada capa es isotrópico 5) Se desarrolla una completa fricción entre las capaz a nivel de las diversas interfaces 6) No ocurren esfuerzos cortantes en la capa de rodamiento. 7) Los esfuerzos se definen mediante dos propiedades. La relación de poisson y su módulo elástico. TIPOS DE FALLAS EN LOS PAVIMENTOS 1) Estructural: Colapso total 2) Funcional: Causa solo incomodidad o inseguridad al conductor CAUSAS DE FALLAS SON: 1) Sobre Cargas 2) Efectos de las condiciones ambientales 3) defectos en la construcción 4) Variabilidad propia de los materiales 5) Mantenimiento inadecuado 6) Mal diseño EL PROCESO Y LAS ESTRATEGIAS DE DISEÑO Uno de los conceptos incorporados en los nuevos métodos de diseño es el relacionado con su "habilidad de prestar servicio", mejor conocida como "servicapacidad", que es una calificación fundamentada en la evaluación subjetiva de los usuarios, del estado del pavimento y su relación con su funcionalidad, en ese momento determinado.Disminuye a medida que pase el tiempo, que se puede representar gráficamente.
El diseño de pavimentos no es un proceso exacto, y tal como ha sido señalado anteriormente, depende de muchos factores que se pueden reflejar gráficamente.
Durante el proceso de diseño, el proyectista tiene la posibilidad de seleccionar entre varias opciones, o "estrategias de diseño"
El ingeniero tiene la potestad de elegir, en función de los experimentos y ensayos, los aspectos técnicos y económicos para decidir entre invertir más al momento de la construcción, y diferir al costo de mantenimiento, o por el contrario, esperar un mayor costo de mantenimiento como consecuencia de una inversión limitada durante la etapa de construcción inicial.
El proceso de toma de decisiones en el diseño de pavimentos es en resumen, complejo y difícil, y depende de muchas variables, incluyendo el tipo de facilidad vial sobre el cual se construirá el pavimento. - 4LA RED DE VÍA NACIONAL Definiciones por importancia de la vía De acuerdo a la importancia de la vía, la red de carreteras y autopistas de venezuela se clasifica en: 1) Carreteras troncales: Las carreteras dentro de esta clasificación absorben altos volúmenes de tráfico entre los centros poblados de mayor importancia. Se codifican con las siglas "TO" seguidas de dos dígitos, que corresponden a su vez con la vía en particular. los dígitos impares significan que su trazado es "EW" ó "W-E", y los pares se ha reservado para aquellas troncales con sentido "N-S" ó "S-N" 2) Carreteras locales: Son carreteras de interés regional, pues permiten la comunicación desde centros poblados a vías de mayor importancia y reciben el tránsito provenientes de ramales y sub-ramales 3) Carreteras Ramales: Conforman el sistema vial que complementan otros medios de comunicación tales como carreteras principales, ferrocarriles y aeropuertos. Intercomunican centros poblados de menor importancia y permiten su acceso a la red primaria. Su interés es estrictamente estatal.4) Carreteras Sub-Ramales:
Conforman, junto con las ramales, el sistema secundario y su función básica es la de permitir el acceso a fondos y centros de muy baja densidad. se pueden dividir en carreteras de concreto, asfalto, engranzanadas (material granular grueso o fino), tierra tratada, tierra (suelo natural compacto)
ELEMENTOS DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE:
1) Terreno de fundación (sub-rasante)
2) Material Seleccionado
3) Sub-base
4) Base (obligatorio)
5) Riego de adherencia
6) Riego de imprimación
7) Carpeta de rodamiento
Se tienen 3 secciones de pavimentos, las cuales son:
1) Típica: Compuesta por la Sub rasante, la sub-base la base y por ultimo la carpeta de rodamiento. Se debe considerar que la sub-rasante debe ser de una calidad regular para este tipo de pavimento.
2) Mínima: Compuesta por la sub-rasante, la base y la carpeta de rodamiento. Consideramos para este tipo de pavimento, que la sub-rasante es de muy buena calidad.
3) Completa: Compuesta por la sub-rasante, material seleccionado, sub-base, base y carpeta de rodamiento. Subrasante de mala calidad - 5DEFINICIONES, FUNCIONES Y MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN DE LOS ELEMENTOS DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE: 1) Sub-Rasante: Superficie terminada de la carretera a nivel de movimiento de tierras (corte o relleno), sobre la cual se coloca la estructura del pavimento o afirmado. su función principal es de base para las otras capas. 2) Material Seleccionado: Su función es para servir de filtro, ya que la idea es que si tenermos una Sub-Rasante de muy mala calidad se debe hundir de cierta manera el material seleccionado, es considerado lo ideal. Se usa cuando el CVR es menor a 3 % 3) Sub-Base: Es una capa construida sobre la sub-rasante si no existe material seleccionado, y que sirve de soporte a la base. Su función principal es servir de drenaje, no se debe permitir que el agua afecte otras capaz. Su función secundaria es la de disminuir los costos, y ademas distribuye esfuerzos. Es una capa opcional, por lo general se usa de material granular. 4) Base (B): Distribuye las cargas, o mejor dicho, absorberlas y disiparlas en las otras capaz. Lo disipa con la resistencia de los materiales.Si los materiales no cumplen con la norma, se mezcla con otro material para que cumplan. por ejemplo: si no tiene plasticidad, se mezclan con un material plástico y viceversa.
Funciones secundarias: Drenaje por que esta constituida por materiales granulares, si se necesita estabilizar la base, se realiza una mezcla con cemento y pierde la capacidad de drenar, Cuando ocurre se debe realizar otra capa base de material granular.
5) Carpeta de rodamiento: Debe ser 100% impermeable, ademas de soportar las cargas vehiculares. Tiene comportamiento elástico debe ser segura, confiable y cómoda
Se usan agregados (Materiales muy finos o gravas) mas cemento asfáltico ó concreto asfáltico.
Debe cumplir ciertas normas para su utilización.
Todos los elementos mencionados cumplen la función estructural del pavimento. Se usa asfalto líquido, o cemento asfáltico.
Riego de adherencia: Se utiliza para pegar los materiales o capas (Cemento asfáltico por ejemplo, asfalto líquido o emulciones)
Si la base tiene estabilización con asfalto, y la sub-base es granular, debe utilizarse entre capas
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- Breve resumen de como realizar un buen diseño de un pavimento
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- edcar israel segovia martinez
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