PAVIMENTOS JORGE ELIÉCER CÓRDOBA M. Ph.D Ingeniero civil, Especialista en vías y Transporte, Especialista en Psicología Organizacional, Magíster en Ingeniería: infraestructura y Sistemas de transporte, Doctor en Ingeniería de Sistemas.

CONCEPTOS BÁSICOS Generalidades: Los pavimentos en la infraestructura vial: Deben diseñarse, construirse y conservarse para cumplir sus fines de propiciar un óptimo transporte.

Filosofía en el diseño y construcción de pavimentos Pavimentos muy bien diseñados y construidos para una situación presente, que sean capaces de afrontar el desarrollo futuro con intervenciones de refuerzo hacia arriba, en adición a lo antes hecho. Para un mejor comportamiento y menores costos globales.

Antecedentes históricos. Pavimentos de Concreto: Comenzó en 1865 en Inverness (Escocia), 41 años después de que Joseph Aspdin obtuviera la patente para producir cemento portland. Después en Edimburgo (Escocia) en 1872 y1886. En América, la primera experiencia se remonta a 1891 en Bellfountain (Ohio, EE. UU), se construyó una franja de 80 m y 2.4 m de ancho que aún existe.

Antecedentes históricos. Invención de la Rueda: Minas de la ciudad de Ur, Mesopotámica (Asia menor), se encontró una carreta de cuatro rueda que data del 3000 a.C. (en la tumba de la reina). Probablemente allí hace unos 5000 años se haya originado la necesidad de construir superficie de rodamiento.

Antecedentes históricos. Caminos de piedras: Los más antiguos los construidos por el Rey Keops de Egipto, para la construcción de las pirámides (Historiador. Heródoto 485-425 a.C.) Los primeros construidos científicamente, fueron en el imperio Romano. Vía APPIA, de Roma a Hidruntum, iniciada por Appius Claudius en el año 312 a.C.

Antecedentes históricos. (vía Appia en Roma)

Antecedentes históricos. La red de caminos romana consistía en 100.000 kilómetros (62.000 millas). Por ley, todo el público tenía derecho a utilizar los caminos romanos, pero el mantenimiento era la responsabilidad de los habitantes del distrito.

Antecedentes históricos. Estructura de típica de pavimento de una vía romana.

Antecedentes históricos. Pavimentos flexibles: Pavimentos de Telford. La primera penetración en los pavimentos modernos de hoy se puede considerar en los pavimentos de Thomas Telford (1757). Telford procuró, construir los caminos relativamente planos para reducir el número de los caballos necesitados para acarrear la carga.

Antecedentes históricos. La sección del pavimento de Telford era cerca de 350 a 450 milímetros (14 a 18 pulgadas) y generalmente tres capas. (Collins y Hart, 1936).

Antecedentes históricos. Encima de la capa de piedras grande colocaba dos capas de piedras una de (150 a 250 mm máximo (6 a 9 pulgadas) y tamaño de la partícula 65 mm (2.5 pulgadas) de grueso. Y para la segunda usaba grava densa, 40 mm (1.6 pulgadas).

Antecedentes históricos. Pavimentos macadam. Introdujeron el uso de agregados angulares. John MacAdam.

Antecedentes históricos. El primer pavimento macadam fue construido en Meryland EE.UU 1823.

Antecedentes históricos. Pavimentos macadán de alquitrán: El primer pavimento de macadam de alquitrán fue colocado fuera de Nottingham (camino de Lincoln) en 1848 (Hubbard, 1910; Collins y Hart, 1936). Pronto después de este proyecto, fueron construidos en París (1854) y Knoxville, Tennessee (1866) en Washington 1871.

Antecedentes históricos. En aquel momento, tales pavimentos eran considerados convenientes solamente para el tráfico ligero.

Antecedentes históricos. Debido a la falta de especificación del alquitrán, la mayor parte de estas calles fallaron. Esto desacredito al alquitrán, dando paso a la industria del asfalto (Hubbard, 1910).

Antecedentes históricos. El asfalto: primeros construidos en el Palais real y Honore del Rue en París en 1858 (Abraham, 1929). El primer pavimento colocado en los E.E.U.U. estaba en Newark, New Jersey, en 1870.

Definiciones Pavimentos: Conjunto de capas de material seleccionado que reciben en forma directa las cargas del transito y las transmiten a los estratos inferiores en forma disipada, proporcionando una superficie de rodamiento, la cual debe funcionar eficientemente.

Definiciones Las condiciones necesarias para un adecuado funcionamiento son las siguientes: ancho, trazado horizontal y vertical, resistencia adecuada a las cargas para evitar las fallas y agrietamientos, además de una adherencia adecuada entre el vehículo y el pavimento aún en condiciones húmedas.

Definiciones Deberá presentar una resistencia adecuada a los esfuerzos destructivos del transito, de la intemperie y del agua. Debe tener una adecuada visibilidad y contar con un paisaje agradable para no provocar fatigas.

Definiciones La resistencia de las diferentes capas no solo dependerá del material que la constituye, también resulta de gran influencia el procedimiento constructivo; siendo dos factores importantes la compactación y la humedad, ya que cuando un material no se acomoda adecuadamente, éste se consolida por efecto de las cargas y es cuando se producen deformaciones permanentes.

Disminución costos de operación vehicular Importancia de los pavimentos en la economía y en el desarrollo de los pueblos. Rapidez Seguridad Confort Mitigación ambiental Disminución costos de operación vehicular Disminución costos de mantenimiento Crecimiento de las ciudades Importaciones y exportaciones.

Características que debe reunir un pavimento. Resistente a la acción de las cargas impuestas por el tránsito. Resistente ante los agentes del intemperismo Textura superficial (seguridad vial) Resistente al desgaste Durable Drenaje adecuado

Características que debe reunir un pavimento. Moderado ruido de rodadura (interior y exterior del vehiculo) Debe ser económico Color adecuado para evitar reflejos.

Partes de un pavimentos. Sección estructural general de un pavimento -Carpeta -Base granular -Sub-base granular -Sub-rasante.

Partes de un pavimentos LAS FUNCIONES DE ESTAS CAPAS SON: SUB-BASE. Cumple una función de economía ya que nos ahorra dinero al poder transformar un cierto espesor de la capa de base a un espesor equivalente de material de sub-base (no siempre se emplea en el pavimento), impide que el agua de la sub-rasante ascienda por capilaridad y evitar que el pavimento sea absorbido por la sub-rasante. Deberá transmitir en forma adecuada los esfuerzos a las sub-rasante.

Partes de un pavimentos BASE. Es la capa que recibe la mayor parte de los esfuerzos producidos por los vehículos. Regularmente esta capa además de la compactación necesita otro tipo de mejoramiento (estabilización) para poder resistir las cargas del tránsito sin deformarse y además de transmitirlas en forma adecuada a las capas inferiores. Además tiene una función económica (respecto a la Carpeta)

Partes de un pavimentos Carpeta: -Superficie de rodamiento. -Impermeabilidad -Resistencia: Su resistencia a la tensión complementa la capacidad estructural del pavimento.

Partes de un pavimentos Sub-rasante: Parte superior de la explanación o del terraplén sobre la cual se construye el pavimento. Función básica: Proporcionar apoyo adecuado al pavimento. Hay 3 tipos según la sección geométrica: --En corte --Terraplén --Mixta. (ej:)

Partes de un pavimentos Según el tipo de material:(Sub-rasante) Roca. Suelo friccionante Suelo cohesivo

Clases de pavimento. Flexible Rígido Articulado Semi-rígido.

Clases de pavimento. El pavimento flexible resulta más económico en su construcción inicial, tiene un periodo de vida de entre 10 y 15 años, pero tienen la desventaja de requerir mantenimiento constante para cumplir con su vida útil. Este tipo de pavimento esta compuesto principalmente de una carpeta asfáltica, de la base y de la sub-base.

Clases de pavimento. Pavimento flexible: (ej. sección) -Económico -Se deforma con la carga pero se recupera cuando se quita la carga. -Según el trafico (pesado), se utiliza base asfáltica y carpeta. -Carpeta: ligante 5-7% -Base asfáltica: 2-4%

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

Clases de pavimento. Articulado: Capa de rodamiento conformada por elementos uniformes macizos de hormigón de alta resistencia denominados "bloques", que se colocan en yuxtaposición adosados y que debido al contacto lateral permiten una transferencia de cargas por fricción desde el elemento que la recibe hacia todos sus adyacentes, trabajando solidariamente y con posibilidad de desmontaje individual.

Clases de pavimento.

Clases de pavimento.

Clases de pavimento. Articulado.

Clases de pavimento. Semi-rígido. Misma estructura de un pavimento flexible, una de sus capas se encuentra rigidizada artificialmente con un aditivo que puede ser: asfalto, emulsión, cemento, cal, y químicos.

Consideraciones estructurales De la base y sub-base: -Dar capacidad estructural al pavimento -Amortiguar cambios volumétricos de la sub-rasante -Facilitar el drenaje -Servir de rodadura provisional

Consideraciones estructurales Carpeta: -Capa de rodadura firmes: -Base -Sub-base -Sub-rasante mejorada -Sub-rasante

Consideraciones estructurales Tipos de base y sub-base Gradación: Abierta, cerrada o densa, Intermedia. Bases asfálticas: Granular estabilizada con asfalto, macadam asfáltico. Bases estabilizada: Suelo cemento, suelo asfalto, suelos con aditivos químicos especiales.