Generalidades de Los Pavimentos
Generalidades de Los Pavimentos
Generalidades de Los Pavimentos
INGENÍERIA CIVIL
Unidad 1
GENERALIDADES DE LOS PAVIMENTOS.
La piedra fue uno de los primeros materiales que contó el hombre, ya que servía de materia prima
para la construcción de objetos. Se estima que fue en el 3000 a.C. que el Imperio Hilita (en la
península de Anatonia) construyó los primeros caminos a suelo firme. Cuando se construyeron la
Vías Romanas se emplearon bloques de piedra trabajados especialmente para obtener una
superficie lisa. La duración de estas vías, muchas de las cuales
todavía se pueden visitar, es el mejor testimonio de la calidad de
ejecución de dichos trabajos y de la factibilidad del sistema
constructivo de pavimentos segmentados. Otro antecedente
destacado son los caminos que realizaron los esclavos egipcios
alrededor de las pirámides. Las órdenes religiosas que florecen en
Europa durante la Edad Media fomentan la construcción de caminos
para los peregrinajes, en poblados de Francia, Italia y España.
A mediados del siglo XVIII se desarrolla el uso de la cal en países como Inglaterra, a través del
trabajo de hombres como el ingeniero John Smeaton. Constructor del Faro de Eddystone, Smeaton
fue uno de los responsables del cambio vial en la ciudad británica. Durante el siglo XIX, Inglaterra
fue pionera en implementar leyes de pavimentación, con la creación del Comisionado de
Pavimentación, dependiente del Parlamento del Reino Unido. Su tarea se remitía al cuidado y
mejora de la red vial.
El uso de los pavimentos rígidos se dio en Estados Unidos, debido a la necesidad del país del Norte
de caminos y rutas transitables para el transporte masivo. El crecimiento demográfico experimentado
durante el siglo XIX procuraba nuevas vías de transporte. Fue el ingeniero escocés John Loundon
Mc Adam el inventor del “macadam”, un nuevo tipo de superficie, apto para soportar el peso de los
renovados vehículos y transportes de carga. Ingeniero escocés, a principios del siglo XIX Mc Adam
publica escritos sobre su descubrimiento. El macadam consistía en pequeñas gramillas de piedra y
capas de rocas, lo que permitía un óptimo drenaje del agua de lluvia. En 1830 se construye en el
Estado de Ohio la “National Road”, primera ruta construida bajo este método.
A partir de 1905 comienza a utilizarse el concreto como material para la construcción de las
carreteras, dando lugar al proyecto de obras públicas más importante de la historia: el sistema inter-
estatal de carreteras, con una longitud de casi 28.000 km. Este sistema de transporte comunica
todas las grandes ciudades del país. Fue creado en 1956, gracias a la colaboración del gobierno de
Dwight Eisenhower, tras quince años de trabajos de construcción.
Puede decirse que los pavimentos en nuestro país se iniciaron en 1925 con caminos que partían de
la ciudad de México hacia puebla, Pachuca, Cuernavaca y Toluca y que posteriormente fueron
prolongándose hacia otros centros de población. Para el inicio, en nuestro país, de la construcción
de pavimentos, se tuvo la participación de la compañía estadounidense BYME BROTHERS, y todas
las técnicas de construcción empleadas fueron anticuadas, aún para esa época, no se dio ninguna
importancia a la calidad de los materiales ni a su tratamiento para formar las terracerías, los
materiales empleados en la superficie de rodamiento se seleccionaban a criterio del ingeniero
encargado.
Se instaló un laboratorio en la ciudad de México, y le eran enviadas muestras de vez en cuando, con
todas las dificultades que ello significaba, debido a los medios de comunicación disponibles de la
época.
En los años de inicio de la pavimentación en nuestro país, en el lapso del 26 al 48, no se hacía un
cálculo de espesores, o de estructura de pavimento, sino que se empleaban varias “recetas”, tales
como la siguiente:
Esta “receta” fue muy popular en el lapso comprendido entre los años de 1926 a1948.
1.2 Tipos de Pavimentos.
Los tratamientos superficiales dobles o triples pueden ser utilizados como capas de revestimiento en
carreteras de tráfico leve a medio. Se construyen mediante la aplicación de capas de ligante
bituminoso sobre las cuales se conforman capas de materiales pétreos compactados, cuya
granulometría debe ser rigurosamente controlada para satisfacer las exigencias de las
especificaciones técnicas adoptadas en el
proyecto. El deterioro del revestimiento se produce
principalmente por la fisuración debida a la fatiga
y/o al desgaste. Los tratamientos superficiales
simples que deben ser utilizados apenas para
accesos donde el tráfico de proyecto es del orden
del 1% del tráfico de proyecto de las fajas de
rodadura, o para la protección provisoria de bases
granulares hasta que el revestimiento definitivo sea
construido.
Son aquellos que tienen un revestimiento asfáltico sobre una capa base granular. La distribución de
tensiones y deformaciones generadas en la estructura por las cargas de rueda del tráfico, se da de
tal forma que las capas de revestimiento y base absorben las tensiones verticales de compresión
del suelo de fundación por medio de la absorción de tensiones cizallantes. En este proceso ocurren
tensiones de deformación y tracción en la fibra
inferior del revestimiento asfáltico, que provocará
su fisuración por fatiga por la repetición de las
cargas de tráfico. Al mismo tiempo la repetición de
las tensiones y deformaciones verticales de
compresión que actúan en todas las capas del
pavimento producirán la formación de
hundimientos en la trilla de rueda, cuando el tráfico
tiende a ser canalizado, y la ondulación
longitudinal de la superficie cuando la
heterogeneidad del pavimento fuera significativa.
Los pavimentos realizados con piedra han supuesto hasta los años 70 el suelo de las calles, plazas,
eras, callejones, corrales, portales y bodegas de infinidad de pueblos. Son muy pocos los restos de
este tipo de suelos que se han respetado. Se emplearon desde la antigüedad y todavía hoy se
utilizan en obras puntuales por presentar ciertas
ventajas sobre otros pavimentos más modernos. Los
suelos empedrados son funcionales y además,
decorativos. Soportan el paso de animales, vehículos
o personas en tiempos de lluvias, evacúan y drenan el
terreno con rapidez y dan lustre y originalidad a los
espacios que hacen destacar su pavimento más
visible en calles y plazas.
Entre las técnicas de Pavimentación de carreteras, la de los tratamientos superficiales ha sido la que
mayor evolución ha experimentado en los últimos años, pasando de un sistema destinado a tránsitos
livianos a ser utilizado en tratamientos de ca-rreteras con tránsito pesado y en muchos países, en
autopistas. Los tratamientos superficiales pueden ser utilizados como capas de protección sobre
caminos estabilizados o como conservación de pavimentos asfálticos. Los objetivos que se
persiguen son la protección, imper-meabilización y mejoramiento de la capa de rodadura,
proporcionando ade-más una superficie antideslizante.
Los tratamientos superficiales abarcan desde una simple y ligera aplicación de cemento asfáltico o
emulsión bituminosa, a múltiples aplicaciones de materiales asfálticos sobre las que se distribuyen
agregados pétreos. También se consideran tratamientos superficiales algunos tipos de mezcla
asfáltica-agregados. Todos los tratamientos superficiales sellan y prolongan la vida de los caminos.
Cada tipo tiene una o más propósitos especiales. La siguiente es una clasificación de tratamientos
superficiales asfálticos de acuerdo a su aplicación y preparación.
Tratamiento Superficial Simple: Consiste en una sola aplicación uniformemente distribuida de ligante
bituminoso, seguido de una aplicación de árido de tamaño tan uniforme como sea posible. Esta se
realiza sobre una superficie acondicionada y con una estructura apropiada a las condiciones de
so-licitación a que va a estar expuesta.
Tratamiento Superficial Doble: Son dos riegos alternados y uniformemente distribuidos de ligante
bituminoso y árido so-bre una superficie acondicionada previamen-te. El tamaño medio del árido de
cada distribu-ción sucesiva es la mitad o menos del tamaño medio de la capa precedente. El
espesor total es aproximadamente igual al tamaño máximo nominal del árido de la primera
aplicación.
1.3.2 PAVIMENTOS FLEXIBLES.
En los pisos o pavimentos rígidos existen una losa, que está apoyada a las capas que en algunas de
ellas se encuentran estabilizadas, y en estas el tipo de pavimento empleado se pueden distinguir
varias clases de pavimentos, como por ejemplo el pavimento de hormigón en masa, que es al que se
le deben colocar juntas para evitar que aparezcan fisuras, estas pueden ser aleatorias, o
transversales. En los pavimentos continuos armados, vemos que la resistencia es lo que lo
caracteriza, pero así también el precio, por eso se lo coloca en casos de tránsito pesado, aquí la
juntas no son necesarias, pero se incluirán en toda su superficie elementos de acero para hacerlo
más resistente, desde luego que este tipo de pavimentos rígidos no necesitan de mantención
alguna. Otra de las variantes que se nos presentan en este tipo de pavimentos, son los de hormigón
compactado, que para colocarlo se necesitarán compactadoras, y se terminan mediante una
rodadura, es por ello que muchos lo llaman pavimentos mixtos, estos se usan en carreteras muy
transitadas que se necesita abrir en forma inmediata o a corto plazo. Los de hormigón pretensado,
posee una espacie de tendones de acero que permiten que la losa compresa, reduciendo el espesor
y aumentando la longitud, son también pavimentos de alto tránsito, y rutas muy solicitadas. En los
pavimentos rígidos, las capas de sub. base y de base,
aseguran el apoyo en forma uniformada para estabilizar el
pavimento, siendo el espesor de la losa en unos quince
centímetros que sería el valor para el tránsito liviano, y hasta
unos cuarenta centímetros para el tránsito pesado.
1.4 Estructuras de los Pavimentos.
Los diferentes métodos de diseño, como AASHTO 93, 98 y PCA 84, consideran al menos las
siguientes capas para el diseño estructural de los pavimentos de concreto:
Subrasante. Es el suelo de cimentación del pavimento, pudiendo ser suelo natural, debidamente
perfilado y compactado; o material de préstamo, cuando el suelo natural es deficiente o por
requerimiento del diseño geométrico de la vía a proyectar. Los materiales que pueden ser
empleados como subrasante serán de preferencia materiales de tipo granular.
Subbase. Es la capa que está apoyada sobre la subrasante, compuesta por materiales granulares
de buena gradación. Deberá ser perfilada y compactada entre el 95% y 100% de su máxima
densidad seca mediante el ensayo proctor estándar. El empleo de una subbase implica mejorar la
capacidad de soporte de suelo que se traduce en una reducción del espesor de carpeta de rodadura.
Sin embargo, el impacto no es significativo.
Base. Para el pavimento de concreto no es común pero podría darse el caso en situaciones
extremas. En ese caso la base constituye la capa intermedia entre la subbase y la carpeta de
rodadura y utiliza materiales granulares de excelente gradación.
Bases estabilizadas con cemento. Las bases estabilizadas permiten el empleo de materiales
locales y reciclados, teniendo como ventajas: subbases menos erosionables, reducción de esfuerzos
de tensiones y de flexiones, mejoramiento de la transferencia de carga entre paños, entre otras.
Se podrá estabilizar con cemento siempre y cuando el material a estabilizar sea libre de partículas
orgánicas, con equivalentes de arena superiores a veinte.
Carpeta de rodadura. Está conformada por mezcla de concreto hidráulico. Los métodos de diseño
especifican diseños de mezcla con Módulo de Rotura a la Flexión (MR) superiores a 42 Kg/cm2, o su
equivalente a f´c = 280 Kg./cm2.
Barras de amarre. Son barras de acero corrugadas que controlan el movimiento lateral de los
carriles, las mismas que sirven de anclaje.
Barras pasajuntas. Se pueden dar mediante la trabazón de los agregados o mediante el empleo de
pasadores en las juntas de contracción transversal. Los pasadores son barras de acero lisas y con
los bordes redondeados que se colocan en el plano perpendicular al corte de la junta transversal.
Deben estar centrados con respecto al espesor de la losa y permitir el movimiento entre paños
adyacentes, no deben restringir su movimiento.
Tipos de pavimento
Después de conocer las diferencias entre cada uno, podemos ver que el pavimento flexible tiene
un menor costo inicial en comparación con el pavimento rigido que posee un mayor costo
inicial, el cual se puede compensar en que tiene un menor costo de mantenimiento frente al
otro.
Aunque una característica importante que posee el pavimento flexible, es que existe una mayor
fricción en la superficie de rodadura, dándole una mayor seguridad a los vehículos que circularían
por este sistema de pavimento.
BIBLIOGRAFIA.
http://www.arqhys.com/arquitectura/pavimento-historia.html
http://www.arkiplus.com/historia-del-pavimento
http://www.rentauningeniero.com/antecedentes-de-los-pavimentos-en-mexico.html
http://apuntesingenierocivil.blogspot.mx/2010/09/tipos-de-pavimentos.html
http://html.rincondelvago.com/tratamientos-superficiales-de-pavimentos.html
http://www.urbanismo.com/pavimentos-flexibles/
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http://www.duravia.com.pe/hello-world/
http://www.epav.cl/index.php/pavimentos-de-asfalto
http://civilgeeks.com/2014/05/31/diferencia-entre-pavimento-flexible-y-pavimento-rigido/