Clase 1

INTRODUCCIÓN
Perfil transversal
Se tienen dos tipos de pavimentos:

 Pavimentos rígidos: hormigón

 Pavimentos flexibles: mezcla asfáltica
El correcto diseño geométrico y garantizar periodos cortos de presencia de agua, en las
zonas aledañas al camino, es fundamental, salvo que se prepare de tal manera la
estructura que si se produce el ingreso de agua exista una barra que le impida avanzar
o sede de manera controlada. Por ende, no es aislado a la estructura de la vía, el diseño
o análisis topográfico de las zonas aledañas.
Conformación del paquete estructural:

1. Base de Asiento: si no se tiene núcleo de terraplén la base de asiento es la

subrasante.
2. Nucleó de Terraplén: surge por tener que elevar la cota del terreno para lograr
la correcta cota de la rasante. Este núcleo se ira levantando por capas para luego
recibir la subrasante.
3. Subrasante: capa de fundación.
4. Sub base: Es una capa de calidad superior a la Subrasante y obviamente inferior
calidad a la capa que esta por arriba.
Las siguientes capas dependerán si es un pavimento rígido o flexible:
5. P.Rigido=> Losa de Hormigón: será un material rígido de comportamiento
particular.
6. P.Flexible=> Base: es una capa de materiales de mayor calidad y modulo que la
sub base. Capa de Rodamiento: es una carpeta asfáltica compuesta por mezcla
asfáltica.
Es decir, en ambos pavimentos la ultima capa es la capa de rodamiento y es la capa que
presenta un grado estructural mayor a las capas que poseen por debajo.

Sistema Pavimento
El sistema de pavimento es la estructura, como al que se vio anteriormente. Dicha
estructura esta sometida a un sistema de solicitaciones, las cuales son las cargas por
tránsito y por solicitaciones provocadas por el clima. Esas cargas por tránsito, según el
método de cálculo, consideran dinámicas o estáticas.
Aquí tiene mayor influencia la presencia de agua, que los efectos provocados por las
temperaturas.
Más adelante se dará una salvedad frente al comportamiento y respuesta de la
estructura, dependiendo si es rígida o flexible frente a las solicitaciones o los cambios
de temperatura y/o humedad. Se vera como consideran esto los métodos de calculo y
algunas limitaciones en los mismos.

Se puede abordar la combinación de la carga con el clima. Es decir, cuando pasen un

numero determinado de ejes (“ejes”=ejes de vehículos con ruedas simples, duales, etc)
a una determinada temperatura y condiciones de humedad, el pavimento va a dar una
respuesta. Esa respuesta va a ser como se va a deformar o trasmitir las solicitaciones a
la fundación de la estructura.
Cuando aumenta la temperatura en un asfalto, el mismo se vuelve más blando y cambia
su respuesta. Obviamente si una mezcla asfáltica, la cual está elaborada con asfalto,
cambia su temperatura, la respuesta frente a un mismo eje en un día frio o caluroso,
será distinta. Es distinta porque los parámetros estructurales de ese material variaron,
porque cambiaron las condiciones climáticas.
Por ejemplo, si aumenta la temperatura, la mezcla asfáltica se deformará más y las capas
que están por debajo recibirán mayor deformación, recibiendo mayor tensión y la
subrasante recibirá más tensión, por ende, el suelo de fundación debe ser capaz se
soportar esas combinaciones de solicitaciones que le están llegando.
Hay que recordar que, si los materiales se deforman una cierta cantidad de veces,
también se fatigan fisurándose. Una fisura en la parte superficial puede general el
ingreso de agua. La presencia de agua genera cambios en la humedad de las capaz que
están por debajo, y por ende para una misma carga y temperatura puede cambiar las
condiciones de la escruta. Para una misma temperatura y carga, el ingreso de agua
aumentas las deformaciones de la estructura.
Cuando las capas no se fisuraron, pero se deformaron y están dentro del campo plástico
(superaron el campo elástico), acumularan una cierta deformación permanente la cual
se visualizará en la superficie del pavimento. El pasaje de las cargas sobre esa superficie
deformada va a generar un incremento dinámico de las cargas, dado que un eje puede
golpear sobre esas deformaciones. El paso de millones de ejes en esta situación acelera
el deterioro y la rotura con anterioridad del pavimento.
La estructura del pavimento es diseñada para que se rompa en un cierto tiempo lógico
y calculado (aprox 10 a 15años pavimento flexibles, 20 a 25 años pavimentos rígidos).
Ese deterioro vendrá de la mano con el aparecimiento de fisuras superficiales, por un
deterioro pro envejecimiento de los materiales, y otras cosas que serán abordadas más
adelante.
Se debe ver la correcta forma de conservar los pavimentos, y no acelerar el
envejecimiento por ejecutar de manera incorrecta los arreglos.
Factores que cambian y afectan el tiempo de diseño: cambio de temperaturas, cambio
en la cantidad de ejes, infracciones de transito (transporte de cargas mayores a las
establecidas).
Todo pavimento debe ser mantenido, de ese mantenimiento sale la posibilidad de
alcanzar o no el periodo de diseño.
Los espesores de diseño se realizan para años futuros, por ejemplo de acá a 15años.
 1er clase-Vías de comunicación II-03/08/2021

Las distintas capas que presenta la estructura un pavimento son: subrasante, subbase y base. Éstas capas se
construyen con materiales granulares y, en función de las características de cada uno de éstos materiales y las
proporciones en la que se mezclen, nos permitirán obtener diferentes características y comportamientos de las
distintas capas.

Básicamente, las capas son elaboradas de forma similar, cambia la proporción, calidad y granulometrías que conforma
cada capa.

MATERIALES Y ENSAYOS:

 Suelos: algunos ya los vimos.

- Granulometría.
- Límites de Atterberg. Índice de plasticidad
- Clasificación.
- CBR: ensayo mediante un equipamiento simple, del cual obtenemos un parámetro, el cual ha sido
ampliamente difundido en los métodos de cálculo. La determinación de dicho parámetro tiene ciertas
limitaciones.
- DCP.
- Módulo resiliente.
- Sales totales y sulfatos solubles: pueden ser perjudiciales a la hora de elaborar capas (bases, subbases,
etc.).
- Otros.
 Granulares:
- Granulometrías: es fundamental, veremos cómo influye en la elaboración de mezclas asfálticas.
- Desgaste de los ángeles.
- Absorción de los agregados.
- Equivalente de arena: ensayo bastante simple, partiendo de una porción de agregado fino, permite
determinar de forma porcentual cuanto equivale a arena, porque el resto es un material fino, suciedad o
suelo que esta adherido a las partículas. ‘A cuanto equivale de arena ese material que he colocado, porque
hay un resto que no tiene comportamiento de arena’.
- Pulimento: desgaste de los agregados, sobre todo en las capas que están en contacto con el rodamiento.
Además del deterioro de la capa, tiene en cuenta el deterioro de las características superficiales de la capa
(las que van a dar la adherencia neumático-calzada, lo que influye fundamentalmente en la seguridad de
transito).
Un deterioro de las características superficiales de la calzada va de la mano con un detrimento de la
seguridad vial producto de un aumento de la distancia de frenado, acumulación de agua, entre otras cosas.
Estos últimos 2 no los vamos a ver, solo los menciona.
CLASIFICACION DE SUELOS:

No trabajamos con la clasificación unificada, la mayoría de métodos de cálculo de paquetes estructurales de pavimento
utilizan la clasificación HRB (EEUU) adoptada por el AASHTO.

Tenemos 2 grandes grupos: granulares y arcillosos (diferenciación por pasantes del tamiz 200). En la columna de la
izquierda tenemos diferentes ensayos y pasantes en tamices. Vemos como por ejemplo entra el límite líquido dentro
de la clasificación.

Para poder caracterizar un suelo o una mezcla de materiales debemos realizar una granulometría y ver qué porcentaje
de pasante tenemos en los tamices y realizar los límites de Atterberg. En función de esto podremos decir si estamos
en presencia de un suelo A1, A2, A3, etc. Algunos de estos grupos a su vez, tienen subgrupos (A-1-a por ejemplo) los
cuales tienen que ver con el comportamiento de los límites líquidos y el índice de plasticidad en cada subgrupo
(además de los pasantes de los tamices).

Otro aspecto son los constituyentes principales de tipos más comunes (nombró cada celda de esa fila).

Si nos vamos a la última fila vemos el comportamiento general como subrasante.

Cuando decimos que estamos en presencia de un suelo A1, sabemos por lo menos que es un suelo granular y que está
constituido por fragmentos de rocas, grava y arena.
ENSAYO CBR – VSR (Valor Soporte Relativo): Breve descripción de cómo se realiza el ensayo.

 Moldeo de probeta con humedad óptima (Realizar PROCTOR previo al ensayo).

 Se moldean probetas (en 5 capas) con distintos golpes 12, 25 y 56 (una probeta con 12 golpes/capa, la otra
con 25 golpes/capa y la última probeta con 56 golpes/capa).
 Se colocan discos metálicos (la cantidad de discos simula la cantidad de capas que tenemos por encima del
material que estamos analizando, por ejemplo si estoy analizando una subrasante tendré 2 discos: subbase y
base).
 Se sumerge en agua 96 hs.
 Se mide la resistencia que ofrece al punzonado una probeta. La prensa es similar a una prensa Marshall (¿), la
cual es muy sencilla: tiene un pistón de determinado diámetro, el cual punzona a través del orificio anular que
tienen los discos.
El resultado del CBR es el cociente entre carga que produce una penetración de 2,54 cm en suelo ensayado y carga
que produce una penetración de 2,54 cm en el suelo patrón. Por lo tanto el CBR me determina un porcentaje.

‘Piensen en esto: estamos haciendo una determinación de punzonado en un material (suelo, suelo c/arena) y estamos
determinando una resistencia a la penetración. Supongamos un eje de una carga que está pasando por encima de la
superficie de un pavimento y en la parte inferior de dicho pavimento tenemos la capa que estamos ensayando. El
material no recibe una carga punzonada, si no que recibe una tensión. El punzonado trabaja a la fricción y corte. Un
eje de un vehículo cuando pasa por la superficie del pavimento envía un ‘pulso de carga’, es decir, la aplicación de la
carga a escala real en el pavimento es un fenómeno dinámico. En este ensayo, si bien la carga no es estática, respecto
a la escala del tiempo de lo que ocurre realmente, se puede considerar como tal. Por esto este ensayo no representa
lo que realmente ocurre en el pavimento (si bien está muy difundido), por esto es que se buscan correlaciones entre
otros ensayos y este.
ENSAYO DCP:
Penetración dinámica de cono: cilindro que tiene
punta cono en un extremo, se coloca sobre la
superficie y se deja caer la masa. Se cuentan la
cantidad de golpes para un hincado de cierta
profundidad. Mientras más duro sea el material más
golpes se requerirían (hay una correlación entre la
dureza del material y la cantidad de golpes
necesarios). La ventaja es que no tengo trabajo de
laboratorio, es muy simple y rápidamente puedo
realizar correlaciones para obtener la resistencia del
material. Para realizar exploraciones rápidas y tener
valores aproximados. Este ensayo todavía no está
reglamentado por vialidad.

Podemos correlacionar los valores del CBR y Mr con los resultados obtenidos en una penetración dinámica de cono.

Correlaciones entre el DN-CBR: Correlación DN-Mr (módulo resiliente)

En el siguiente grafico se observa la correlación entre la clasificación unificada y AASHTO. En la parte inferior también
vemos que si realizamos el ensayo CBR por ejemplo, hay correlaciones para obtener otros parámetros tales como el
Módulo de reacción de la subrasante, el Valor soporte, entre otros.
En este grafico (apunte Ing. Toledo) también tenemos ambas clasificaciones mencionadas anteriormente y se puede
obtener, para distintos CBR, los módulos dinámicos de los materiales (están en N/m2 pero normalmente se trabajan
en kg/cm2).

La tabla de abajo clasifica a los suelos de menor a mayor calidad (de izquierda a derecha), tanto para subbases como
para bases.

Normalmente esta tabla la utilizamos para estimar un valor de módulo dinámico a partir de un CBR, para luego realizar
un prediseño y verificar si los materiales disponibles en la zona (o de ‘x’ lado si tengo que traer los materiales) una vez
ensayados logran los valores obtenidos mediante la aproximación realizada.

SUBRASANTE: CAPA CONSIDERADA COMO LA FUNDACION DE LA ESTRUCTURA QUE TENEMOS POR ENCIMA.

Es el suelo que tenemos por donde pasa la traza de la vía, en la mayoría de los casos tendremos que acondicionar la
subrasante de acuerdo al paquete estructural que tendremos encima.

 Caracterización: Proctor (para conocer la humedad óptima), clasificación del suelo, plasticidad, drenaje, etc.
 Capacidad portante: Valor soporte, dcp, módulo resiliente, correlación con la clasificación de suelo.

Los ensayos nos permiten caracterizarla y tener una aproximación de la capacidad portante.

Capas granulares: bases y subbases

Las subbases y bases tienen un aporte de material granular (arena, grava, material triturado).
  Estudio, caracterización y diseño: Proctor (para conocer la humedad optima), resistencia a la compresión (en
aquellas capas que sean ligadas), CBR, congelamiento y deshielo (en aquellas capas que sean ligadas), módulo
resiliente, otros.

Resistencia a compresión de las capas ligadas: prensa sencilla

(normalmente la que usamos para hacer el CBR), probeta
conformada con las proporciones de materiales adoptados. Se mide
la resistencia a compresión y debe lograrse lo que establece el
pliego (normalmente para bases y subbases 30-40 kg/cm2 y 45
kg/cm2 para una base cementada en buenas condiciones).

Congelamiento y deshielo:

- Moldear y curar probetas.

- Determinación de dimensiones y peso.
- Se la somete a ciclos de congelamiento y deshielo, cepillado (abrasión que provoca el descascaramiento
del material que podría haberse destruido), se pesa y se toman dimensiones. Se hacen 12 ciclos. Se hace
en porcentajes (pesaje y dimensiones). También se observa cómo podría acelerarse este proceso de
deterioro por congelamiento y deshielo (por ejemplo en los primeros 5 ciclos no hubo grandes
desprendimientos, en los posteriores 5 se aceleró y en los últimos 2 no hubo nada). La curva de deterioro
nos dará información del comportamiento del material frente a los fenómenos de congelamiento y
deshielo.
CARACTERISTICAS QUE DEBEN PRESENTAR BASES Y SUBBASES: Pliego de Especificaciones Técnicas Generales de la
Dirección Nacional de Vialidad.

Entorno granulométrico

ENTORNO GRANULOMETRICO: la curva granulométrica resultante de la mezcla debe estar en los entornos
establecidos. Por ejemplo si quiero armar una base con grava natural, voy a mezclar gravas de manera tal que en el
tamiz de 1 pulgada (25mm), la curva granulométrica resultante este entre 70-100. Si no cumple con esto, estoy fuera
del entorno.

Lo mismo aplica para los valores inferiores de la tabla (limite líquido, limite plástico, etc.), si no están dentro de los
valores límite, no cumple.

Para una subbase el valor soporte debe ser mayor a 40, mientras que para una base es mayor a 80. Esto nos indica
que a medida que nos movemos desde abajo hacia arriba, vamos encontrando capas que presentan una mayor
resistencia a la penetración, con lo cual serán capas de mayor calidad. Esto se traduce en un mejor comportamiento
estructural.

ESTABILIZACIÓN: cuando la subrasante tiene un desempeño pobre, tendremos diferentes situaciones:

 Usar el material tal como esta: calidad pobre o más capas.

 Sustituir el material: muy caro.
 Modificar las propiedades: lo que más se realiza (estabilizar).

Tipos de estabilización:

 Mecánica: compactación.
 Física: modificar la granulometría.
 Química: cal, cemento, asfalto, productos químicos.

Se aplica 1 sola de ellas o diferentes combinaciones de las mismas. No son independientes (salvo la compactación que
siempre se realiza).

Una base o subbase tiene siempre una estabilización física ya que componemos su granulometría de acuerdo al
comportamiento necesario. Posterior a dicha estabilización física se realiza una compactación.

Se hace para:
  Estabilidad volumétrica: tengo menos vacíos. Cuando el tránsito este solicitando a la estructura, la tensión
aportada no genera una densificación (no admite deformaciones no admisibles).
 Resistencia: si densificamos aumentamos resistencia (también se aumenta con sustancias químicas tales como
cemento, cal, etc.).
 Permeabilidad: si densificamos disminuimos la permeabilidad.
 Compresibilidad.
 Durabilidad.

Estabilización (¿FÍSICA?) –
Granulometría: La Estabilización
Granular tiene como finalidad
modificar algunas propiedades
naturales del suelo, para utilizarlo
eficazmente frente a la acción del
tránsito y de los factores climáticos, en
reemplazo de otros materiales.

Esta tabla muestra según el tipo de

árido que estemos usando, el tipo de
ensayo a realizar.

Factores que influyen en la estabilización:

 Naturaleza del suelo

 Método de compactación: amasado, presión, impacto, mixtos.
 Energía específica a entregar: se mide a través de la cantidad de pasadas (Laboratorio y campo en tramos de
prueba. Con ‘x’ cantidad de pasadas y una cierta humedad se logran las características deseadas para el
tramo).
 Contenido de agua del suelo.

ESTABILIZACION MECANICA:

- Por amasado: pata de cabra (de arrastre o autopropulsión). Tiene un conjunto de puntas que ejercen
presión y producen un efecto de amasado. Compacta de abajo hacia arriba. Se compacta hasta que la pata
de cabra no se hinca (rechazo).
 Este grafico nos muestra para distintos materiales, el peso volumétrico
seco máximo que se puede obtener en función del número de pasadas. Se
observa que a partir de un cierto número de pasadas no se consigue casi
un aumento del peso volumétrico seco (estamos gastando tiempo y
combustible). Este grafico es para un determinado equipo, si tengo otro
que es mucho más pesado, la pendiente de las curvas cambia.

- Por presión: rodillos lisos, compacta de arriba hacia abajo, mayor eficiencia en suelos granulares
(normalmente los rodillos van acompañados de vibración), menor eficiencia con el espesor de la capa.
Utilizado para acabado de superficie de bases y subbases. Remolcados y autopropulsados.
En la gráfica de abajo se observa que a mayor profundidad disminuye la eficiencia ya que el peso
volumétrico seco logrado es menor. A su vez los valores sobre la curva (2,62-1,29-0,97-0,75) nos muestran
que las tensiones disminuyen a medida que aumenta la profundidad.
 También tenemos rodillos neumáticos. Tienen un cierto peso (lastre) que genera
una presión y compacta el material. Proporciona un cierto grado de amasado y
compactan de arriba hacia abajo.

- Por vibración: sistemas pulsativos que proporciona el efecto vibratorio.

Rendimiento depende de: frecuencia de vibración, amplitud, empuje dinámico de cada impulso, carga
muerta del equipo, forma y tamaño del área de contacto, humedad, mayor eficiencia en suelos granulares
disminuye por instantes la fricción interna permitiendo un acomodamiento de las partículas.

ESTABILIZACIÓN QUÍMICA: agentes estabilizantes principales.

- Cemento: durabilidad y resistencia

- Cal: reduce el índice plástico del suelo, mejora el secado en zonas húmedas, mejora resistencia a
compresión del suelo.
- Emulsiones asfálticas: ligante, impermeabilizante.

Ejecución de la estabilización (forma genérica):

 Distribución del suelo.

 Distribución del agregado, ligante, etc.
 Humectación según valores de referencia.
 Control de plasticidad de finos y de su cantidad. Tamiz 40 y/o 35.
 Mezclado con motoniveladora (la mezcla también se puede hacer en planta elaboradora). Construcción en
tramo.
 Distribución con motoniveladora o equipamiento.
 Homogeneizar áridos.
 Homogeneizar humedad.
Equipos:

Motoniveladora: permite cortar superficies y mezclar materiales.

Retroexcavadora: para zanjas y extraer suelo de la zona de préstamos.

Escarificadoras: equipo que se adosa en la parte posterior de las motoniveladoras y que escarifican el material debido
al arrastre producido por la motoniveladora.

Cargadora oruga: cuando tenemos presencia de humedad.

2da clase-Vías de comunicación II-09/08/2021

¿Qué es? Asfalto: ligante con el cual se realiza la mezcla asfáltica.

Antes de entrar en asfaltos:

Pavimento: desde el punto de vista técnico, estructura que tiene varias capas. En la superficial actúan las cargas. El
conjunto de capas tienen que ser capaces de transmitir durante su vida útil las tensiones hacia abajo, de manera tal
que no supere las tensiones y deformaciones admisibles tanto de cada una de las capas como del suelo de fundación.

Líneas punteadas: deformación que se produce.

En pavimentos flexibles tenemos una deformación más pronunciada, con un radio de curvatura más pequeño respecto
del pavimento rígido. Hay concentración de tensiones y deformaciones en la zona de aplicación de la carga. En
pavimentos rígidos se distribuye la carga de mejor forma.

Desde el punto de vista del usuario, el pavimento es una superficie que debe permitir la circulación del tránsito mixto,
en condiciones de seguridad (por ejemplo una distancia de frenado aceptable: la aspereza superficial debe permitir
frenar en una distancia segura para la velocidad directriz de la vía. A su vez, la ondulación de la superficie del pavimento
(rugosidad) puede originar pequeños espejos de agua, los cuales reducen la adherencia calzada-neumático) y
comodidad (se pueden traducir en peligros de seguridad, por ruidos o perdida de confort que se transforman en
cansancio y/o perdida de percepción del usuario), bajo cualquier condición climática durante un tiempo prolongado.

ASFALTO: Según la norma IRAM 6575 un ASFALTO es un material aglomerante de color marrón oscuro o negro, cuyos
constituyentes predominantes son en un 99 % betunes, que se encuentran en la naturaleza o se obtienen procesando
el petróleo.

DEFINICION DE BETÚN:

Según la norma IRAM 6575 un BETUN es una mezcla de hidrocarburos de origen natural o pirogénico, o combinación
de ambos generalmente acompañados de sus derivados no metálicos. Se caracteriza por ser totalmente solubles en
sulfuro de carbón, de alta masa molecular, de baja tensión de vapor y de elevada consistencia a temperatura ambiente.

Composición del asfalto:

 Maltenos (fracción soluble): aceites, resinas (fase dispersante). Tiene una viscosidad menor y un aroma.
 Asfaltenos (fracción insoluble): pequeñas partículas sólidas negras.

Las fases se mantienen unidas mientras exista la fase

resinosa.

La parte resinosa se ve rápidamente afectada por

agentes climáticas, se empieza a evaporar y/o
oxidarse y va dejando los asfaltenos sin fase
dispersante (envejecimiento del ligante asfáltico).
Se pierde la adherencia entre los asfaltenos y se
generan desprendimientos y puentes débiles donde
se generan fisuras y mapeos o también llamado ‘piel
de cocodrilo’. La única forma de determinar el
envejecimiento de un asfalto es mediante ensayos.

Hay que tener controles sobre la elaboración de mezclas asfálticas para que el envejecimiento no se acelere (si bien
es un proceso natural).

Comportamiento viscoelastico: Se realizó un ensayo donde se coloca una cierta cantidad de ligante asfaltico en un
cono, a una temperatura controlada. A medida que pasa el tiempo la gota va
tomando un tamaño cada vez más grande hasta que finalmente cae (cae una gota
cada 10 años aproximadamente). Esto llevo a decir que cuando el ligante está a una
temperatura ambiente no es un material del todo sólido, ya que tiene capacidad de
fluir a temperatura ambiente.
Se empezaron a asociar estos comportamientos a modelos mecánicos:

 Por un lado la parte elástica (ley de Hooke: tensiones proporcionales a deformaciones), caracterizada por
un resorte.

 Por otro lado la parte viscosa, caracterizada por un amortiguador (embolo con un pistón el cual está
sumergido en un fluido que tiene cierta viscosidad, la cual es directamente proporcional a la tensión y
varía con la temperatura)
Ley de Newton: tensiones proporcionales al tiempo de
deformaciones

La tensión ejercida puede ser tal que supera la capacidad elástica (para el caso del resorte) y la capacidad de restitución
por fricción del fluido en el cual está sumergido el embolo (para el caso del amortiguador).

En el modelo de Maxwell pusieron

en serie un resorte y un
amortiguador. Al aplicar la tensión,
en un primer momento actúa la
parte viscosa y después actúa en
conjunto con la parte elástica. Si
superan las tensiones admisibles de
los materiales y los tiempos de
aplicación, podremos tener
deformaciones plásticas.

Básicamente, hay una parte viscosa que está representada por el amortiguador y una parte elástica representada por
el resorte. Las tensiones con las que van a trabajar están asociadas a la temperatura, tiempo de aplicación de la carga
y otros aspectos.

TIPOS DE ASFALTO:

Los factores de principal influencia en la variación de las propiedades son los siguientes:

a) La naturaleza del crudo (asfaltos artificiales, los naturales no han sufrido un proceso de destilación).
b) El proceso de obtención del asfalto - tipos de destilación.
c) El tratamiento del asfalto en el almacenamiento.
d) El tratamiento del asfalto en la técnica constructiva.
e) La incorporación de adiciones.

a) Naturaleza del crudo: no hay petróleos iguales en todos lados, con lo cual los materiales que se obtienen a
partir de ese petróleo no son iguales. Depende más de la destilería, pero a la hora de tener un problema en la
obra tenemos que saber que si se han acotado todas las variables, podríamos tener algún problema en el
asfalto, lo cual puede ser problema de destilería o de crudo.
b) Proceso de obtención de los asfaltos:
Los Asfaltos de acuerdo a su origen pueden ser naturales o
artificiales.
Los artificiales se obtienen como residuo de la destilación o
evaporando las materias volátiles que contienen los petróleos.
El petróleo crudo ingresa a una torre de destilación donde
tenemos distintas temperaturas. Se van evaporando los
componentes del petróleo a medida que aumenta la
temperatura (primero los gases, combustibles líquidos,
queroseno, diésel, aceites ligeros y al último nos quedan los
asfaltos).
Los distintos tipos de destilación son:
-Destilación directa (torre de destilación de vacío y variación de
temp.)
-Oxidación (corriente de aire a través del fluido)
-"cracking" (elevadas temp. y presiones produce rotura de
moléculas).
-Betunes reconstituidos (mezcla de residuo de asfalto con propano, aceites)

Asfaltos Naturales: cuando el proceso de evaporación o destilación es en forma natural, durante siglos,
aparecen depósitos de asfaltos en forma de lagos.

c) Tratamiento del asfalto en el almacenamiento:

-En destilería (no lo controlamos).

-En obra (si lo controlamos).

Se debe tener en cuenta que prolongados tiempos de exposición a altas temperaturas pueden producir
pérdidas de componentes volátiles, oxidación y otros procesos que envejecen al asfalto. Por esto, el control
de la temperatura en todos los procesos de elaboración y colocación de ligantes/mezclas asfálticas debe ser
riguroso.
En cuanto al almacenamiento, el ligante se
almacena en tanques y debe estar lo
suficientemente fluido para poder ser
bombeado. Esto se logra subiendo la
temperatura. Se mantienen los tanques a
cierta temperatura (90-100ºC) por tiempos
prologados. Esto se logra mediante
serpentinas por el cual circula aceite caliente.
Lo que se suele hacer también es, bajar las
temperaturas a las calderas que calientan el aceite en las horas que no se trabaja, a 50-60ºC aproximadamente
y unas horas antes del comienzo de la jornada de trabajo los ‘calderistas’ suben la temperatura de las calderas
para que el asfalto vuelva a la temperatura deseada.

El control de temperatura en el almacenamiento debe ser riguroso para no envejecer prematuramente el

asfalto.
 Tampoco es lo mismo almacenar el tanque lleno
que 1/5 partes del tanque.

TOLVAS Se colocan los agregados en las tolvas y éstas, a su vez, sobre cintas
transportadoras, las cuales llevan los agregados al horno.

El quemador del horno seca los agregados (mientras más secos estén los
agregados, la curva inferior no tiene la primer parte horizontal sino que asciende
más rápido). Por el otro extremo del horno se inyecta el ligante asfaltico.
Los agregados deben estar secos y tener una temperatura tal que cuando se
mezclen con el ligante asfaltico se genere un recubrimiento de dichos
HORNO agregados.
Si los agregados están fríos, se produce un enfriamiento rápido del asfalto, por
lo tanto no se lograra el recubrimiento deseado ya que pierde viscosidad.
Si la temperatura de los agregados es muy elevada, la película de asfalto sufre
una pérdida de los agentes volátiles (envejecimiento). Se produce un choque
térmico, el cual siempre estará presente, pero debe ser controlado.
d) Tratamiento del asfalto en técnica constructiva:

Decimos asfalto porque estamos pensando en el ligante, pero estamos viendo en la imagen la colocación de
la mezcla asfáltica. Una vez que dicha mezcla salió del camión y llega a la terminadora, la cual tiene una tolva
que recibe la mezcla y un mecanismo que lo lleva a la parte trasera y lo distribuye de forma uniforme mediante
una plancha que ejerce presión para densificar y que está a cierta temperatura. Esta temperatura también
debe ser controlada para que no se acelere el proceso de envejecimiento de la mezcla asfáltica (para no poner
un asfalto viejo donde ni si quiera se ha estrenado la ruta).
Otro aspecto a controlar es cuando la mezcla asfáltica emana una excesiva cantidad de gases o vapor de agua.
También se debe controlar, con un termómetro, la temperatura a la que la mezcla llego a obra, o una vez
colocada la mezcla hincar el termómetro de forma horizontal en la masa.

Índice de envejecimiento, ¿cómo se mide?

Se mide la
viscosidad del
ligante asfaltico
antes y después
de la elaboración
de la mezcla.
Después de la
elaboración sé
que se ha
envejecido
porque ha habido
una pérdida de
resinas. Si hago el
cociente entre las
viscosidades
antes y después,
obtenemos un índice. Se observó que durante el proceso durante el proceso de elaboración, almacenamiento
transporte y colocación se produce el mayor envejecimiento (tiene una pendiente mayor). MANERA
CUANTITATIVA DE MEDIR EL ENVEJECIMIENTO.

e) Incorporación de adiciones: Las adiciones buscan mejorar el comportamiento o grado de performance de un

asfalto para mejorar sus prestaciones en servicio (adherencia, vida útil, capacidad elástica, etc.).
Las principales adiciones son:
a) Mejoradores de adherencia.
b) Filler o polvos calcáreos.
c) Asfaltitas.
d) Polímeros (vírgenes o provenientes de reciclado) o co polímeros.
e) Cauchos.
 4ta clase-Vías de comunicación II-10/8/2021.

Clasificación de asfaltos

Ingresando en los ensayos que se le

realizan al asfalto, algunos de ellos
nos sirven para caracterizarlo. Una
de las clasificaciones es conocida
como la clasificación por
penetración (ensayo puntual
denominado penetración). Equipo:
una aguja que tiene cierto peso en la
parte superior hinca sobre una
pequeña pastilla de asfalto que está
a 25 grados acondicionada.

Este ensayo nos permite, de acuerdo a un rango de penetración (en decimas de milímetros),
saber si tenemos un asfalto tipo 1, 2, 3, etc. Esta clasificación se utilizaba antes, ahora se clasifica
en base a la viscosidad. De todas formas, en muchas especificaciones y lenguaje vial aun se sigue
utilizando la clasificación por penetración por lo cual es importante saber de que se trata.
Además, nos sirve para comprender otros comportamientos de los ligantes.

No solamente el ensayo de penetración caracteriza, sino que también hay otros. Los mismos
pueden ser Penetración, Punto de ablandamiento (junto con el de penetración ambos permiten
obtener el índice de penetración), viscosidad, etc. A continuación, se coloca la tabla que
contiene la norma de penetración para la clasificación del ligante asfaltico:

En cuanto a la viscosidad, que es lo

que se usa actualmente, puedo
clasificar el asfalto de acuerdo a la
viscosidad que posee a 60 grados. La
viscosidad (unidades de poises,
pascal segundo o mili pascal
segundo) se obtiene con el
viscosímetro rotacional marca brujel
(¿. Se coloca una porción muy
pequeña de ligante asfaltico en los tubos de ensayo (orden de 8 a 13 gramos), se introducen
dentro de la cámara termostatizada que se acciona y se coloca a la temperatura deseada de
ensayo (en este caso 60 grados) y dentro del tubo que contiene el ligante se introduce una aguja
(cilindro de acero) que tiene una muy pequeña holgura entre el diámetro del tubo y aguja. Lo
que queda entre esos diámetros es una pequeña película de asfalto. La aguja rota adentro del
tubo y a medida que el asfalto produzca más resistencia menos va a rotar la aguja y por algunas
ecuaciones que tiene calibradas el equipo me permite obtener la viscosidad en alguna de las
unidades que se ven en la filmina. En base a esto puedo clasificar el asfalto como CA (cemento
asfaltico) – 5,10,20, etc.

Así como en el ensayo de penetración, se tiene también una tabla de clasificación en base a la
viscosidad. También está presente el índice de penetración que se determina con la penetración
y punto de ablandamiento. En esta tabla no especifica el rango de penetración como la norma
anterior, pero si el índice, con lo cual necesitamos conocer la viscosidad y penetración para
conocerlo.

Si pensamos en la penetración, en el primer ensayo, se puede intuir que mientras más duro sea
el asfalto más le va a costar a la aguja penetrar ya que encuentra una mayor resistencia a ser
hincado. En cuando al ensayo de viscosidad, si el asfalto que está dentro del tubo es más duro
el equipo debe realizar mayor fuerza para poder rotar dentro de ese ligante, entonces, medimos
la viscosidad. En el de penetración se mide también la viscosidad, pero no es tan así ya que el
concepto de viscosidad es el material entre dos placas que se le aplica una fuerza y no hay una
pequeña lamina en el funcionamiento del equipo, esa pequeña lamina se da en el segundo
ensayo visto. Entonces se
realizaron correlaciones
entre el ensayo de
viscosidad y penetración,
pero no se encontraron.
No hay correlación
directa, hay una nube de
puntos (para un asfalto de
característica tipo II (50-
60)) dispersas de
viscosidades entonces con
una ecuación de regresión
y viendo el R2 (coeficiente que nos muestra cuan ajustado esta la relación a través de la ecuación
lineal) nos muestra cuan dispersa esta la relación entre el comportamiento de las variables
(penetración y viscosidad). No se puede decir que un 50-60 tenga un comportamiento viscoso
de tal rango. Si vemos en el gráfico, el asfalto tipo 2 (de acuerdo al ensayo de penetración) va
entre una viscosidad de 2400 y 3600. Si vamos a la tabla de clasificación por el ensayo de
viscosidad, de acuerdo a los valores de 2400 y 3600 que indica el grafico, podríamos hablar de
un CA-20, 30 o 40.

Conclusión: Para una clasificación de penetración que va de 50-60, para clasificarlo por
viscosidad tendríamos, al menos en este asfalto, 3 posibilidades. Dicho de otra manera, la
determinación de la viscosidad nos da una idea mas acotada de que ligante asfaltico se trata.
Una determinación de la penetración de 50-60 se nos escapa la liebre porque podemos tener
en la misma un gran numero o varias posibilidades de ligantes asfálticos clasificados por
viscosidades.

También puede suceder que para un asfalto que muestra una penetración del orden de 50-60
se lo puede adulterar adicionándole algún solvente, lo hacemos mas blando y nos venden otro
tipo de material (teniendo en cuenta la viscosidad) porque el comportamiento de un asfalto para
cierta viscosidad va a ser muy distinta que, para uno de otra viscosidad, pero la penetración no
observa el cambio (va a seguir siendo un asfalto tipo II), la viscosidad si lo nota. Es decir que la
penetración sirve, pero a la hora de poder acotar el comportamiento y estudiar el ligante
asfaltico es necesario el ensayo de viscosidad. Conclusión: Dentro de una clasificación de
penetración que indica un tipo de asfalto pueden existir muchos valores de viscosidad y diversos
comportamientos del ligante asfaltico.

Consulta: ¿estos ensayos en qué momento se hacen? A la hora del diseño de una mezcla asfáltica
se debe saber que tipo de asfalto se debe usar, si el mismo nos ha sido provisto debería tener
esa característica. De todas maneras, a la hora de hacer la dosificación o elaboración de la mezcla
asfáltica veremos cuando se realizan los ensayos de viscosidad. En cuanto a la provisión del
ligante en las obras se establece que cada cierta cantidad de provisión de ligante, en la planta,
se debe hacer el control de viscosidad. Las empresas petroleras cuando lo envían lo envían con
los ensayos que se le realizaron a esa partida o camión, envían los resultados y un pequeño tarro
con ligante asfaltico que supuestamente es el del camión. Los ensayos se realizan
periódicamente cada una determinada cantidad (por cada camión, 30 toneladas). Normalmente
viscosidad, penetración y punto de ablandamiento. La muestra se toma del camión y no de la
lata. Ensayos de penetración y punto de ablandamiento es cuestión de minutos, tomando medio
litro de asfalto con temperatura desde el camión. Esto es lo que se debería hacer, el pliego lo
solicita.

Asfaltos

¿Porque conocer viscosidades en ligante asfaltico?

Mas allá de la clasificación, para

saber que viscosidad necesito para
lograr distintas operaciones
dentro del proceso de producción.
Lo primero es temperatura de mezclado: que viscosidad necesito para que el ligante se vuelva
lo suficientemente fluido y recubra los agregados en el proceso de elaboración de la mezcla. Si
nos vamos a la parte inferior de la gráfica (que tenemos en eje x temperaturas y en y
viscosidades) y tenemos temperaturas muy elevadas de los agregados sufrimos un proceso de
envejecimiento y dañamos el ligante asfaltico. Si tenemos temperaturas muy bajas no
lograríamos que la viscosidad del ligante baje lo suficiente para que recubra o pinte todos los
agregados. Si nos bajamos más de esa temperatura todavía podríamos tener un secado pobre
de los agregados y nos estaría quedando humedad o agua dentro de los agregados. Esta agua
que puede estar contenida en los agregados tiene un efecto de disminución de adherencia entre
el agregado y el asfalto. Esto se debe a una cuestión eléctrica, la electroafinidad de los agregados
es mucho mayor con el agua que con el asfalto. El agregado siempre va a preferir mas al agua
que al asfalto en asfaltos convencionales y si no le hacemos algo para equilibrar las cargas
eléctricas (por ejemplo, agregando cal o rociando los agregados con solución de agua con cal) lo
cual mejora la adherencia. Luego de determinadas pruebas se determinó un rango de
viscosidades (a partir de un rango de temperaturas) para que la situación de recubrimiento de
los agregados con el asfalto se logre de una manera óptima.

Lo segundo es: ¿A qué temperatura debo compactar la mezcla asfáltica en el tramo? Si

tenemos temperaturas por encima de las necesarias a las requeridas, la mezcla podría verse
desplazada o deformada producto de la acción dinámica del equipo de compactación. Cuando
hablamos de temperaturas hablamos de cuanta viscosidad tiene el ligante asfaltico para que
pueda lograr la tarea que se está deseando. Si estamos pasados en temperatura tendríamos
fluidez excesiva en la mezcla. Si la temperatura es menor a la óptima seria equivalente a no tener
la suficiente viscosidad para que los agregados puedan desplazarse uno respecto del otro y
ocupar el mayor espacio posible logrando la densificación. A menor temperatura se nos dificulta
obtener la densidad optima de compactación.

Las temperaturas adecuadas me dan viscosidades adecuadas para la mezcla y la

compactación.
Esto no queda librado al
azar, se determinó que
existe un cierto rango de
viscosidad para lo que es el
mezclado y compactación
de la mezcla. Mezclado: en
poise son alrededor de 2
poise, la temperatura más
óptima para el proceso de
mezclado se lee en el eje x.
Con el viscosímetro
rotacional saeteamos distintas temperaturas y obtenemos las diferentes viscosidades y con el
par ordenado de puntos trazamos la gráfica. Luego interceptando con 2 poise la gráfica dibujada
obtenemos la temperatura de mezclado, y de la misma forma con 3 poise en la gráfica
obtenemos la temperatura de compactado. Todo esto es para asfaltos convencionales sin
adición de aditivo (porque la linealidad entre viscosidad y temperatura se da para fluidos
newtonianos). Para cada tipo de asfalto esta grafica debe ser determinada con el viscosímetro
rotacional para luego obtener las temperaturas óptimas al ingresar a la misma con 2 o 3 poise.

Normalmente un CA 10 tiene comportamiento similar para todas las cantidades, no debería

haber grandes variaciones, lo mismo con un CA 20, 30, etc. Pero estas curvas se van corriendo
en forma paralela dependiendo el tipo de asfalto, un CA 30 se va a correr para la derecha porque
es mas duro y se requieren mas temperaturas para el compactado y mezclado. Con un asfalto
mas blando se correrá a la izquierda. (la gráfica tiene escala logarítmica). En necesario realizar
un control cada tanto (especificado en el pliego) más allá de estar trabajando con el mismo
ligante asfaltico por las dudas de que exista un corrimiento en la gráfica.

Ensayos sobre asfaltos. Propiedades a ser evaluadas

¿Qué propiedades nos interesa medir en el ligante asfaltico?

1. Susceptibilidad térmica, que tan

rápido sube o baja la viscosidad
respecto a la variación de la
temperatura. Los asfaltos
normales pueden tener un
comportamiento como el de la
gráfica (para una variación de la
temperatura tenemos una
variación de la viscosidad). Esto
en un asfalto ideal o modificado,
en cierto rango de variación de
temperatura mantiene o no hay
un gran cambio de la viscosidad,
lo cual es muy importante porque conocer este comportamiento nos permite zonificar
la utilidad de un asfalto para determinadas zonas climáticas. De acuerdo a las
temperaturas que adquieren las capas asfálticas a la intemperie y conociendo la
 susceptibilidad térmica que tiene el asfalto podríamos decir que el asfalto A es para la
región centro, B región norte y C región sur del país de acuerdo a este parámetro.
2. Comportamientos mecánicos en cuanto a ensayos. Se
muestra en la imagen la mayoría de los ensayos que se pueden
realizar y la norma que los rige.

3. Comportamientos reológicos

El ensayo de penetración (25 grados) de la

pastilla de asfalto, este acondicionamiento
se hace en agua y se mantiene la
temperatura constante (+-0,1 grados). Se
realiza sumergida en agua. Con
determinado peso se introduce en el ligante
y se ve cuando penetra y así lo
clasificábamos.

Punto de ablandamiento, bastante

sencillo también, recipiente con puente
que presenta dos pastillas con
pequeñísima cantidad de ligante
asfaltico y se coloca por encima dos
esferas de acero (carga). Las esferas y
todo el equipo se acondicionan a
temperatura baja y luego se saca el
dispositivo, se lo coloca en una
superficie que le pueda aportar calor. Se
empieza a incorporar calor al líquido, aumenta la temperatura que se registra con el termómetro
(5 grados por minuto) y la esfera va generando la carga estática sobre el ligante y se forma la
ondulación cada vez mas pronunciada hasta que se forma una especie de gota y el ligante y
esfera tocan la chapa. Se registran las temperaturas de ambas esferas cuando tocan la chapa.
Esa es la temperatura del punto de ablandamiento. Liquido es agua desmineralizada para
asfaltos convencionales ya que la temperatura de punto de ablandamiento ronda entre los 50 y
60 grados. Para determinados asfaltos como los modificados se utiliza glicerina ya que la
temperatura del punto de ablandamiento puede llegar a 80, 85 grados. Es decir, estamos
llegando a valores cercanos al punto de educción del agua y nos puede interferir en la lectura.

El ensayo dura minutos, 15 minutos aproximadamente.

¿En caso de asfaltos que se colocan en temperaturas bajas se hace también? El ensayo se hace
lo mismo porque es una determinación de un comportamiento reológico, no esta asociado
directamente a la temperatura ambiente de la zona donde se coloca la mezcla, esta temperatura
del punto de ablandamiento no habla solamente de la temperatura a la cual coloco el tramo.
Necesito el punto de ablandamiento y penetración para el índice de penetración, el cual es
necesario junto con la viscosidad para saber que asfalto tengo (clasificación) y así conocer su
comportamiento.

Índice de penetración podemos obtenerlo con una expresión empírica presente en la filmina.
Beta es un coeficiente en el cual intervienen los ensayos que vimos. 800 es porque todos los
asfaltos a la temperatura de su punto de ablandamiento sufren una penetración de 800 décimas
de milímetros, es una constante. P es la penetración que obtuvimos del ensayo de penetración
(a 25 grados). Ta temperatura del ensayo de punto de ablandamiento.

La otra forma es a través de la tabla que presenta la norma (penetración vs punto de

ablandamiento). La penetración en la misma va de 10 en 10, si nos da un valor intermedio es
mas exacto usar la formula.

La otra forma es a través de un ábaco, previo a la norma.

Otro de los comportamientos reológicos que podemos determinar es, a través de una pequeña
gráfica (penetración vs ablandamiento) ingresando con ambos valores tenemos estas familias
de curvas que va de -3 a 3 y dependiendo donde caiga la combinación nos da una idea de la
susceptibilidad térmica que posee el ligante asfaltico. Los asfaltos más utilizados están en el
rango de -1 y 1. (leyó filmina).
Otro ensayo es el de ductilidad. Pequeña probeta, se
cuela ligante asfaltico y se empieza a estirar a una
determinada temperatura (25 grados normalmente) y se
hace la determinación de la ductilidad del ligante
asfaltico. Tiende a estar en desuso, pero la normativa
aun lo menciona.

Ensayo de viscosidad con el viscosímetro rotacional. Detalle del tubo, aguja que ingresa y la
rotación. La distancia entre la aguja y la pared del tubo es muy pequeña.

4. Envejecimiento

Un ensayo nuevo e interesante (no hay

muchos equipos para hacerlo) es el que
nos permite determinar el
envejecimiento del ligante asfaltico en la
etapa de la elaboración de la mezcla
asfáltica. Este equipo simula el
envejecimiento que se da en la
elaboración, cuando hay un choque
térmico de los agregados con el ligante y el tiempo en el cual se mezclan. En los frascos que son
como vasos se coloca pequeña cantidad, el equipo esta a determinada temperatura, luego
empieza a girar y la boquilla insufla aire en cada uno de los frascos. Al estar girando y a
determinada temperatura el asfalto gira y pinta el vaso con una película fina. Además, insuflando
aire lo oxidamos, lo envejecemos. Si conocemos las características de penetración y punto de
ablandamiento previo al ensayo y luego del ensayo lo volvemos a tomar vemos la variación de
los parámetros pudiendo ver si el asfalto envejeció mucho o poco.

En desuso, ensayo de punto de inflamación, se va calentando una muestra

de ligante asfaltico, empiezan a salir los gases de resinas y aceites y se pasa
una llama por la superficie cada determinado tiempo y si se produce una
inflamación producto de los gases que se volatilizan quiere decir que se
llego al punto de inflamación.

Este ensayo de estabilidad al almacenamiento es para asfaltos a los que

se le adiciona un aditivo, se vierte el ligante en el recipiente y se lo deja
almacenado durante mucha cantidad de horas (3 días) a elevada
temperatura y, una vez que pasaron esas horas, se toma una muestra de
la parte inferior y superior y sobre las mismas se hacen distintos ensayos
(penetración, punto de ablandamiento, etc.) y se observa si hay mucha
diferencia entre los valores obtenidos. Si hay mucha diferencia quiere
decir que en ese tiempo que estuvo almacenado se ha producido segregación dentro del ligante
asfaltico, lo cual nos lleva a pensar en la segregación del aditivo que se haya incorporado.

A los efectos de mencionarlos,

no los vamos a hacer,
recuperación elástica lineal y
torsional, ambos se hacen en
asfaltos modificados. La
torsional es una muestra de
ligante asfaltico a la cual se le
aplica una torsión de 180
grados y se mide el ángulo de
recuperación. La lineal se
estira (con el mismo equipo de ductilidad) y se realiza un corte y se mide cuanto retrocede el
ligante para medir la recuperación elástica lineal.

Viscosidad, punto de ablandamiento y penetración siempre se hacen para asfaltos

convencionales, para modificados también esos 3 más recuperación elástica torsional. Ya sea
como control de calidad o diseño en las mezclas asfálticas.
 5ta clase-Vías de comunicación II-17/8/2021.

Asfaltos modificados

Los asfaltos modificados surgen cuando se le

incorpora al asfalto convencional alguna
adición (polímero, sobre todo), que se le aplica
para mejorar sus características (elasticidad,
tenacidad, susceptibilidad térmica). La
modificación de los mismos no es una técnica
nueva, ha ido evolucionando en el tiempo y las
modificaciones han ido mejorando, así como
también las características del mismo.

Un polímero son largas cadenas

químicas de elementos más
pequeños llamados monómeros
(cada cadena como la del
esquema es un monómero). La
unión de los monómeros se
llama polimerización. Tiene un
ordenamiento regular y se repite
indefinidamente esta estructura
repetitiva. El tipo de polímero o
unión de los monómeros, cuando se une con algún otro monómero o bloque polimérico da
origen a otros tipos de bloques o polímeros (SBS más común y utilizado en ligantes asfalticos).

Pelotas blancas a la izquierda es SBS. Es un

poco mas pesado y duro que el Telgopor, pero
es parecido en el tamaño. A la derecha vemos
uno proveniente del triturado o reciclado del
neumático. Ambos se incorporan
independientemente en el ligante asfaltico o
en conjunto dependiendo de lo que se este
buscando, no necesariamente debe ser la
mezcla de estos dos.

Lo que nos importa cuando pensamos en la incorporación de una adición dentro del ligante
asfaltico, puntualmente con respecto al polímero, es que no haya una incompatibilidad.
Normalmente, en estos materiales (ligante asfaltico) que con la temperatura se vuelven más
fluidos como el asfalto, cuando incorporamos el material tiende a haber una sedimentación (si
el material incorporado es más pesado) o flotación (si es más liviano), esta es una de las
manifestaciones de la incompatibilidad.

Otro aspecto a tener en cuenta es la composición del ligante asfaltico, tienen básicamente dos
partes: fase dispersa (asfáltenos) y fase dispersante (aceites y resinas). Los polímeros, cualquiera
sea, interactúan con la parte liquida de resinas y aceites y no con la parte solida que son los
asfáltenos. Se humectan, absorben parte de la fracción resinosa y a partir de esa humectación
va a existir la vinculación o mezcla entre ligante y polímero.
Para verificar la inestabilidad podemos hacer un ensayo comentado en la clase anterior. Si los
valores obtenidos de los ensayos de punto de ablandamiento y penetración de las muestras
inferiores y superiores son muy diferentes quiere decir que se produce segregación o flotación.

Otro aspecto a tener en cuenta es determinar un índice (en tabla) que nos muestra la cantidad
de una fracción de la
dispersante respecto de la
dispersa, es decir, si
tenemos mas aceite y
resina que asfáltenos. Al
incorporar un material que
se va a vincular con los
aceites y resinas
necesitamos un asfalto
que tenga mayor cantidad
de estos, sino va a quedar
poco para esta
interacción.

Como hacemos para incorporar un polímero dentro del ligante asfaltico en laboratorio. En
planta las petroleras hacen algo similar con equipamiento de mayor tamaño. La incorporación
que vemos ahora se llama por vía húmeda: al polímero lo incorporo al ligante asfaltico y con
todo eso le sumo los agregados. Por vía seca: puedo agregar un polímero dentro de la mezcla
asfáltica como fracción de agregado. (por vía seca solo a modo de mención, no lo veremos).

Por vía húmeda necesito equipo dispersor que consta de un recipiente en parte inferior (el que
se ve en la primera y tercera imagen con forma de olla) con pared hueca y en el interior de la
misma se coloca aceite, el recipiente es calentado para mantener temperatura constante en la
totalidad del mismo (primera imagen). Se vierte el ligante asfaltico dentro del recipiente, luego
el polímero, y el cabezal (cuchilla por dentro como rotor y por fuera el estator que es fijo) gira y
a través de las hendijas ingresa el asfalto y los polímeros que se agregaron y los va mezclando,
triturando y dispersando uno dentro del otro. La temperatura ronda los 180 grados, el tiempo
de mezclado es de 60 minutos y se debe acompañar de leve movimiento manual al dispersor.
Una vez que se tiene eso realizado se saca el material y se lo utiliza o hacen los ensayos
correspondientes.
¿Como clasificamos a los asfaltos modificados? La norma 6596 establece ciertos valores para
distintos parámetros (ensayos de penetración, punto de ablandamiento, etc.) y la clasificación
de asfaltos modificados. Por lo general los asfaltos modificados no los modificamos en la obra
sino que los asfaltos modificados comerciales se solicitan a las petroleras que lo tengan a la
venta.

El asfalto con neumático fuera de uso (NFU) no está disponible para la venta. Si hay normativa
que los clasifica como AC1 y AC2 según los parámetros obtenidos en los ensayos.

Ensayos

*recuperación elástica torsional que se hace para asfaltos modificados y no convencionales. En

el recipiente se vierte el asfalto que se obtuvo
de la dispersión (luego de pasar por el equipo
dispersor que se mencionó anteriormente), se
arma el dispositivo, se coloca el mismo en agua
a 25 grados y se le realiza una torsión de 180
grados (se observan en la escala que tiene le
dispositivo). Soltamos la rotación y la aguja
comienza a recuperar. Medimos la
recuperación en dos momentos y a partir de allí
podemos calcular la recuperación elástica torsional, valores de 60 a 70% son muy buenos. Se
toma lectura al minuto o minuto y medio (se da la mayor pendiente de recuperación aquí) y la
segunda medición a los 30 minutos.

*recuperación elástica lineal: estiramiento de probetas, corte, y si le ha transmitido elasticidad

o aumentado la misma al ligante asfáltico base se va a ver en el ensayo anterior y este.

*estabilidad al almacenamiento: valores que establece la norma para diferencias de

penetración y punto de ablandamiento en la parte inferior y superior.

¿Porque asfaltos modificados? Porque se necesita

un pavimento de mayor rendimiento producto de
que tenemos incremento de cargas por tránsito,
cargas más exigentes, o porque la solicitación por
más que no sea más exigente amerita utilizar un
material acorde a esa solicitación, cargas por ejes
más pesadas, etc. (filmina). Los asfaltos modificados
tienden a alargar la vida útil de las capas asfálticas, hay menor mantenimiento, pudiendo
trabajar con capas más delgadas lo que lleva a reducir costos finales o totales de la obra. Costo
final: costos iniciales + mantenimiento, si disminuye este último el costo total disminuye.

Disminuir susceptibilidad térmica: incremento

de rigidez a elevadas temperaturas, le
proporciona un módulo de elasticidad mayor a
mayores temperaturas, si tenemos un modulo de
elasticidad mayor significa que nos han corrido el
límite de fluencia con lo cual para una tensión que antes alcanzaba el límite de fluencia y
desarrollaba deformación plástica ahora no. Disminución de rigidez en temperaturas bajas que
disminuye la fisuración.
Disminución de las deformaciones: vemos
una gráfica esquemática de lo que es el
ahuellamiento respecto de una cantidad
de pasadas de un eje, vemos también
imágenes de probetas ensayadas
realmente. Para el mismo número de ejes
que pasaron el ahuellamiento es menor.
En la huella de asfalto sin modificar
tenemos efecto riel (al generarse huellas
en las ruedas tiende a generar que los vehículos vayan hacia esas huellas y queden guiados o
encarrilados) y efecto acuaplaning (el agua se acumula y el neumático al transitar por esta zona
disminuye la adherencia neumático calzada y eso hace que se pierda el control del vehículo
superando una velocidad critica, el neumático flota y se pierde el control del vehículo). Este
ultimo efecto tiene que ver con la profundidad del agua y la velocidad, podemos tener un
hidroplaneo en los 60km/h por ejemplo (en asfalto sin modificar) o a los 120 km/h (modificado).

¿Como medimos el
ahuellamiento? A través de un
ensayo de ahuellamiento, se
genera la probeta con la mezcla
que queremos ensayar, se somete
a la acción de un pasaje de eje que
simula el vehículo. Tiene cierta
carga (constante y estandarizada)
y lo hace en varios ciclos y se mide
el ahuellamiento a través de
sensores que posee el equipo y es
traducido a una curva deformación vs ciclo. En la curva verde (grafico en siguiente hoja) se ve
un ahuellamiento de una mezcla realizada con asfalto sin modificar y las otras dos con asfalto
modificado. Son curvas reales.

Esta estandarizado y los ciclos se dan a velocidad constante (la crítica, la más lenta que puede ir
un vehículo ya que produce más deformación).6 horas el ensayo que serían 10mil ciclos (5 años
en la vida real). Mas una hora de acondicionamiento de la probeta, más la elaboración de la
mezcla que puede llegar a tener hora u hora y media. Aporta un dato muy valioso a la hora de
tomar una decisión de la dosificación de la mezcla.

La probeta tiene 30 x 30 y se ensaya en el centro, la acción de contención de los bordes no

influye en los resultados del ensayo.
Los asfaltos modificados se usan en mezclas densas (cierto grupo de mezclas que están en la
tabla de la filmina) que se clasifican en función de la cantidad de vacíos que tenga. También las
mezclas se clasifican por temperatura de elaboración, tamaño máximo de agregados,
granulometría y espesor de colocación. Una mezcla asfáltica puede ser caliente, densa, gruesa,
continua y delgada, por ejemplo. Se utilizan en mezclas densas y de capas delgadas por las
características que se nombran en la filmina.

Mejorar la fatiga: si aumentamos la elasticidad de un material alejamos el umbral de fatiga, la

mezcla se fisura en mayor tiempo, no tenemos problemas de fisuración temprana. Capas
delgadas: porque los asfaltos modificados retienen los agregados ya que tienen mayor
capacidad de adherencia y evitan que el árido salga despedido de la superficie cuando pasa un
neumático. Este problema se ve cuando se utilizan asfaltos convencionales en capas delgadas y
la granulometría es discontinua, faltan agregados, hay mayor cantidad de vacíos y los agregados
gruesos que quedan se sostienen unos con otros y con el ligante asfaltico y ningún otro agregado
mas pequeño lo sostiene, por eso las capas delgadas se hacen generalmente con asfalto
modificado.
TP: CLASIFICACION DE ASFALTO.

Ensayo de penetración. Hincar aguja sobre la superficie.

1. Preparar la muestra. Pesa filtro, pequeño recipiente con cantidad de ligante asfaltico. La
muestra se calienta y se vierte en el mismo. Luego se coloca en tina con acondicionador
de temperatura.
2. Se mantiene durante 1 hora a 25 grados. Produce agitación del agua para tener en toda
la masa una temperatura uniforme.
3. Se lleva de la tina a un recipiente donde se lo posiciona con agua para mantener la
temperatura. Se posiciona el pesafiltro debajo de la aguja y empieza a bajar sobre la
superficie, la sombra de la misma sobre la superficie se ve reflejada debido a la luz que
hay al lado del equipo. Dicha lampara genera la sombra porque la aguja debe aplicarse
sobre la superficie del ligante previo al ensayo sin que se hinque en absoluto porque los
resultados estarían distorsionados. Nos valemos del efecto de reflejo donde la aguja se
aproxima hasta la superficie, cuando la sombra y aguja hacen contacto es el punto
donde no se sigue bajando la aguja y se debe comenzar el ensayo.
4. Se acciona dispositivo con la pesa, empieza a penetrar y con reloj a escala graduada se
miden las decimas de milímetros que ha penetrado la aguja sobre el ligante asfaltico.
Dicho procedimiento se repite tres veces. En 5 segundos se hinca, se frena y se toma la
medición.
5. Ejemplos: 83, 80 y 77 décimas de milímetros.

La norma permite 3 hincados. Si hay error en la aproximación de la aguja sobre la superficie del
ligante y el hincado es pequeño se gira el pesafiltro y se lo ubica en otro punto para hacer otra
medición. Si ese hincado es pronunciado entonces me quedan solo dos para hacer en ese
pesafiltro y debería usar otro mas para hacer la tercera medición.

Lo de la aguja y la sombra se hace porque el agua no permite que se observe bien y también
porque el pesafiltro no permite observar de forma horizontal el contacto de la superficie con la
aguja.

Ensayo de punto de ablandamiento.

1. Se generan las pastillas (muy pequeñas) con ligante. Se deja a temperatura ambiente
durante media hora.
2. Se enrasa la superficie con espátula caliente para que quede bien plano.
 3. Se colocan los anillos en la parte inferior del equipo o pórtico, todo el conjunto es llevado
a 15 grados durante una hora en un equipo refrigerador.
4. Luego todo el dispositivo se lleva a un equipo que se le puede adicionar calor. Tenemos
un termómetro para ver que el líquido que esta adentro del equipo ascienda 5 grados
por minuto. Medimos la temperatura cuando una de las esferas toque sobre la chapa
inferior y la otra también. Tomamos ambas temperaturas.
5. Ejemplo: 48 grados y 50 grados. A estas temperaturas tocaron las esferas. Un
modificado puede andar en el orden de los 70, 80, 85 grados. Los valores que se
obtuvieron de 48 y 50 es mediano.

El punto de ablandamiento se aumenta si agregamos polímeros porque cambiamos la

viscosidad, cambiamos la estructura interna del ligante asfaltico. NO medimos viscosidad en el
ensayo.

Ensayo de viscosidad rotacional.

1. Se prepara la muestra en los tubos de aluminio, entre 8 y 13 gr de ligante asfaltico.

2. Se colocan tubos en el recipiente que mantiene la temperatura constante.
3. Aguja se introduce dentro del tubo a temperaturas adecuadas. El asfalto tiene
aproximadamente 60 grados dentro del tubo.
4. Una vez introducida la aguja se acciona el equipo a distintas revoluciones por minuto
(algunas muy lentas) para comprobar el funcionamiento newtoniano que tiene el ligante
y hacemos distintas lecturas.
5. A 60 grados dio 1542, 1540, 1518 y 1519 dPA por segundo.
6. A 135 grados (menores viscosidades) dio 405, 404, 403, 404 mPa por segundo.

En la imagen de la pantalla del dispositivo se puede observar el valor de viscosidad, las

revoluciones, el torque (cuanta fuerza hace el equipo para poder hacerlo rotar) y la temperatura
de ensayo.
El trabajo practico consistía en hacer la
clasificación del ligante asfaltico partir de
los valores obtenidos en los distintos
ensayos.

Penetración: promedio de las 3, es de 80

décimas de milímetros.

Ablandamiento: promedio de las dos, 49

grados.

Índice de penetración: se puede calcular a través de la tabla de la norma o la formula. Haciendo

la cuenta da -0,3. El mismo se obtiene con los valores del ensayo de penetración y punto de
ablandamiento.

Promedio de viscosidad: a 60 grados (4 valores) y 135 grados (4 valores).

Ingresando con estos últimos y el índice de penetración (que tiene en cuenta los primeros dos
ensayos) podemos entrar a la tabla y clasificar.

El asfalto puede ser un Ca10. Los valores están dentro de los rangos de dicho asfalto, se podrían
hacer los demás ensayos para discretizar mas aun, pero en el laboratorio no se llevan a cabo.
CLASE 6 – 23/08

Introducción – Mezclas Asfálticas

Hemos estudiado el asfalto, los tipos de asfalto, cuáles son sus características, cómo se los clasifica, cuáles son
los ensayos típicos, como se los aditiva, cómo envejecen y qué inconvenientes tiene. Ahora la aplicación que le
vamos a dar ese asfalto es para la elaboración de mezclas asfálticas, donde hemos mencionado algunas
características del pavimento, vamos a recordar algunas de ellas y vamos a introducir algunos conceptos nuevos.
Básicamente la mezcla asfáltica, es la capa superficial que se observa dentro la estructura del pavimento, debe
reunir dos características: las características estructurales y las características superficiales. Las características
estructurales son lo pendiente a todas las cuestiones relacionadas con tensiones y deformaciones que generan
las solicitaciones a las cuales está sometido. Por otro lado, lo que es superficial es lo que es tendiente a la
comodidad a seguridad la impermeabilización. Muchas veces lograr una mejor performance en una de las
características respecto de la otra significa que puede estar en detrimento o forma perjudicial con respecto a
una de ellas. Es decir, para lograr algo mejor estructural puede que lo superficial se vea disminuido o viceversa,
esta situación no es siempre así, pero puede darse. En aquellas situaciones donde se da lo que es conveniente
es separar en dos mezclas y cada una de ellas con el aporte que le corresponda. Entonces podremos llegar a
tener acá dice subrasante, pero podemos tener una base, luego colocamos una capa asfáltica que dote de las
características estructurales y luego una última capa más pequeña y delgada que dote de las características
superficiales que estamos deseando. Esto es a los efectos de comprender que muchas veces o en función de la
necesidad se puede separar en dos capas la mezcla asfáltica de acuerdo a lo que se esté buscando.

La mezcla asfáltica es la combinación de los agregados, que son inertes, con un ligante asfáltico de manera que
todos queden recubiertos con una película asfáltica y eso se realiza este en una planta asfáltica, que luego es
transportada por mediante camiones a la obra.
Los principales usos son las carpetas de rodamiento, y también lo que es para refuerzo de caminos en aquellos
para caminos donde hay una condición de deterioro o hay una condición de envejecimiento ya sea de la capa
asfáltica o de la estructura en sí, se hace un refuerzo se le coloca una mezcla asfáltica por encima, evaluando y
estudiando ciertos aspectos y comportamientos y determinando parámetros. No están este sencillo o
azarosamente el espesor que se coloca, pero no lo vamos a ver aquí.

Planta mezclas asfálticas

En la siguiente imagen tenemos las diferentes tolvas con los diferentes agregados que componen la mezcla
asfáltica y van ingresando por una cinta transportadora inferior al horno. Luego se hace la mezcla y se transporta
por el cangilón hasta la parte superficial que tiene la tolva y luego esta, en presilo para evitar la segregación
desde la caída de aquí arriba hasta la parte del camión, y aquí se almacena una cierta cantidad y se vuelca sobre
el camión. Esto es una planta continua las hay plantas discontinuas, por pesadas, etc.
Tolvas Horno
Camión con presilo (abajo)
Acá mostró videos de plantas móviles (min 12:30)
En las plantas cada una de los de las tolvas tienen un material, es
importante que se respete que cada uno tenga su material y no hayauna
mezcla porque si no se estaría incurriendo un error en lo que es la
dosificación de la mezcla.
La gran ventaja de las plantas móviles es la posibilidad de transportar las
rápidamente de una obra a la otra una vez terminada.
La eficiencia de las plantas se mide en t/h, y en base a esto se puede
determinar la cantidad de hs que debe estar en funcionamiento la planta
por km de vía (sabiendo que entran aprox 2,4 t/m3 de mezcla asfáltica).
En general las plantas móviles funcionan con fuel oil, pueden utilizar gas
natural en el caso que sean plantas móviles trabajando como plantas fijas
y en una zona urbana.

Video de terminadora (min 40)

Una vez elaborada la mezcla hay que colocarla, esto se hace con una terminadora. El camión vuelca la mezcla
sobre una tolva en la parte delantera de la terminadora. Esta transporta la mezcla a través de una cinta
transportadora hacia su parte trasera y mediante un tornillo sin fin la distribuye hacia los laterales. Luego con
la plancha de la terminadora, que tiene tanto temperatura como capacidad de ejercer presión sobre la mezcla,
se comienza la densificación de la misma y la primera etapa de colocación.

Detrás de la terminadora circula una compactadora para ir compactando la mezcla. En general se pasa primero
el rodillo neumático y luego el rodillo liso.

Características Estructurales

Lo que buscamos de las propiedades de la mezcla en cuanto a las cuestiones estructurales es que deben ser:
Estables: resistir las deformaciones producidas por cargas actuantes (normal, tangencial) sobre él. Depende de:
forma, tamaño, textura de los áridos, características y % del ligante, grado de compactación.
Duradero: no debe desintegrarse bajo la acción de cargas y de los agentes atmosféricos (agua, bajas temp.).

Características superficiales

En cuanto a las superficiales tenemos que tener un porcentaje óptimo de ligante, más que un porcentaje de
evasión adecuados para evitar un fenómeno que se llama exudación. También debemos tener agregado que no
se pula con el tránsito, porque todas estas fallas disminuyen la fricción del neumático calzada, es decir, atentan
contra la adherencia del neumático y la calzada. Nosotros tenemos que tener un coeficiente de rozamiento
elevado aún con pavimento móvil.
La exudación es que se ha colocado una cierta cantidad de asfalto de más de lo necesario y cuando el tránsito
lo solicita al pavimento el asfalto excesivo escurre hacia los vacíos que tenga la mezcla, si los llena los vacíos y
no encuentran ningún lugar hacia donde ir, asciende hacia la superficie. Debido a este fenómeno se generan
esas manchas o espejos que vemos en las calzadas que es una “excelente pista de patinaje”, ya que no tiene
prácticamente ningún tipo de aspereza y genera la condición de inseguridad a la hora de un pavimento mojado,
sobre todo cuando hay una un frenado de emergencia.
Si los agregados también se pulen rápidamente, quiere decir que la cara expuesta sobre la superficie pierde la
aspereza, y si pierde la aspereza bueno genera la misma situación anterior, no hay suficiente fricción entre el
neumático y la calzada con lo cual un frenado de emergencia no frenaría la distancia necesaria.

Para ello y esto también hemos mencionado tenemos diferentes tipos de mezclas y clasificadas por temperatura,
por la cantidad de vacío que tenga la mezcla, el tamaño máximo del agregado, la granulometría y el espesor de
colocación.

Se ven algunos ejemplos de una mezcla densa, donde tenemos más agregados gruesos pero también hay otros
agregados de otros tamaños, una mezcla semi densa donde está faltando algún tipo de tamaño y granulometría
discontinua que ya tiene ausencia de un tamaño por ejemplo, y que a su vez tiene una cierta porosidad que
puede ser necesaria para algún funcionamiento deseado como una macro textura.

Proyecto de la mezcla

Cuando empezamos a pensar en que cómo vamos a hacer la mezcla tenemos que pensar en la calidad del asfalto
que vamos a utilizar, el tipo y la calidad de los agregados, la granulometría de los agregados (los agregados
juegan un papel fundamental en la mezcla asfáltica y normalmente forman parte del 95% de la mezcla y que
muchas veces se pierde de vista que en función de cómo se los combina de los tamaños que tiene cuál es la
granulometría que se va a conseguir y que en función de la granulometría se obtienen diferentes prestaciones
de las mezclas asfálticas) y lo que vamos a terminar viendo es el contenido de asfalto en la mezcla en la etapa
de la elaboración y el control.

En cuanto a los asfaltos recordar que tenemos dos temperaturas que en función están en función de la viscosidad
para lo que es mezclado y para lo que es compactado. Recordemos que para lo que es mezclados si tenemos
temperaturas inferiores no secamos los agregados y temperaturas superiores podemos tener un envejecimiento
del ligante. Y para lo que es la etapa de compactado si tenemos temperaturas inferiores no logramos la densidad
y con temperaturas superiores podremos tener un escurrimiento de la mezcla que no es deseado. Habíamos
hecho también una analogía con el tiempo de fraguado, es decir, que la temperatura desde qué se realizó la
mezcla hasta que lo coloco, la mezcla se realiza a una temperatura mayor, obviamente la mezcla va perdiendo
temperatura por la por la distancia de transporte, esa mezcla no debe llegar con una temperatura inferior a la
que se necesita para la compactación. Entonces ahí hay una temperatura que nos va a dar un tiempo que va a
ser el tiempo de transporte para que podamos compactarlo. Lo cual puede ser de alguna manera análogo a lo
que sucede con el tiempo de fraguado en el hormigón.
Para las temperaturas de mezclado y de compactación está establecido el rango de viscosidad de 2 y 3 Poise
para determinar para cada tipo de ligante asfáltico cuál es la temperatura de mezclado y la de compactación.

Tipo y calidad de los agregados pétreos

Sabemos que los agregados se conocen como los áridos son las partículas inertes que se obtienen de la
naturaleza o por un proceso de trituración de la roca y forman aproximadamente el 95 % de la mezcla.
A título informativo tienen un cuadro resumen de las diferentes normas o ensayos y sus respectivas normas
tantos para cada uno de los agrega para cada una de las dos de las determinaciones que se quieren realizar y
para cada uno de los agregados, grueso o fino.
Granulometría de los áridos

Es una propiedad muy importante de la mezcla asfáltica, afecta a muchas de las propiedades, es decir el
desempeño de la mezcla asfáltica. En función de cómo se hace a granulometría puede ser densa, semi densa o
grueso, dependiendo de cómo hagamos la combinación. No confundir la granulometría de cada uno de los
agregados, que es la granulometría propia del agregado, por ejemplo, de la fracción 6:19, de la fracción 0:6, de
la fracción 6:12, etc. esa es la granulometría de un tipo de agregado que se va a colocar en la mezcla.
La granulometría de la mezcla asfáltica es la granulometría del conjunto de los agregados mezclados, es decir
tomo dos o tres agregados y los mezclo y esa mezcla va a dar una granulometría resultante de esa mezcla.

Esta es una forma esquemática de expresar una

granulometría. Los agregados son partidos, los agregados
triturados dan una trabazón porque tienen caras planas
que permiten superficie de contactos mayores que los
redondeados, dan una mayor resistencia, una mayor
estabilidad dentro de las mezclas.

En el caso de redondeados, se ve que tenemos una

superficie, una longitud de contacto que son menores que
en el caso anterior.

Esta es una granulometría más o menos bien graduado

tenemos agregados gruesos, finos, asfalto y aire.

En este caso tenemos una mezcla no tan bien graduada

y donde vemos que tenemos más agregados gruesos,
poco finos y la presencia de una cantidad de asfalto
excesivo. El esqueleto granular se encuentra flotando
dentro de lo que sería el ligante y no hay un contacto
entre los agregados para dar la trabazón dentro de la
mezcla.
Para componer una mezcla de agregados y que esa mezcla presente las características que estamos deseando.
Tenemos diferentes curas granulométrica límites de distintos organismos. El de la imagen es el de vialidad
nacional, es el viejo, hay otro más nuevo.

Este establecía, por ejemplo para los concretos asfálticos, cuál era el tamaño que debía de tener para cada uno
los tamices. Es decir, nosotros mezclabamos diferentes agregados y en estos tamices teníamos que cumplir con
este entorno, pero tenía la ausencia de algunos.

Luego salió el pliego más nuevo, del año 2017, donde vemos que ya están completos los otros tamices y
establece para una mezcla asfáltica de un tamaño máximo determinado cuáles son los entornos granulométricos
para la mezcla.

También tenemos los otros organismos, como por

ejemplo la Comisión Permanente del Asfalto, que es
un organismo de mucha trayectoria dentro del país,
que tiene también otros y otros usos
granulométrico que no estaban presente en la
normativa vieja de vialidad pero que en la
normativa nueva ya muchos de ellos han sido
incorporados. Se los menciono a la hora de que lo
tengan presente que puede ser de utilidad para
alguna mezcla muy específica que no esté
contemplada dentro de lo que es el pliego de
vialidad nacional.
Clase 24/08/2021 MEZCLAS ASFALTICAS
En esta etapa se vera cual es el procedimiento para la dosificación de una mezcla
asfáltica.
CONTENIDO DE ASFALTO EN LA MEZCLA
Método MARSHALL:
(primero hace introducción con algunos conceptos y luego explica el método)

Es el método más difundido para la dosificación de mezclas asfálticas. Se realizan

verificaciones con algunos de los otros métodos.
•Norma VN-E9-86: Norma de vialidad nacional del método Marshall, la norma se creo
en 1986.
•De base empírica (ensayos mecánicos): no hay una determinación analítica o racional
de los valores. Es similar al ensayo Proctor.
•Usos: dosificación del cemento asfáltico y control de calidad de mezclas.
Fundamentalmente y lo más importante es la dosificación.
En la mezcla se tienen los agregados y el asfalto, los agregados se determinan con las
curvas granulométricas que se vieron anteriormente. El % de asfalto que se colocará en
la mezcla saldrá del análisis realizado mediante el presente método y algunos otros más
en menor medida.
•¿Qué guía de combinación de áridos seguimos?
- Entornos granulométricos especificados (DNV, CPA, Otros)
•¿Qué porcentaje de cemento asfáltico?
a) Probetas con distintos % de C.A.
% óptimo de C.A
b) Ensayos a estas probetas
Consiste en elaborar diferentes grupos de probetas con distintitos contenidos de ligante
asfaltico, a cada grupo se lo analizara y ensayara. Luego del análisis y ensayo de las
probetas se determinará cual es el % óptimo de ligante.
(acá se corto el video unos segundos)

Procedimiento Método MARSHALL:

1)Preparación de los distintos pastones (diferentes % de C. A.)
2)Compactación (3 probetas por cada pastón, mínimo 3 pastones)
3)Ejecución del ensayo.
Análisis por probetas:
• Determinaciones Volumétricas. (D. Marshall, Vacíos, RBV, VAM)
Con el ensayo que se ve en la imagen superior se puede determinar la Densidad de
Marshall, además el peso especifico de la mezcla asfáltica o “densidad Rice”, mediante
estos dos valores se podrá determinar la cantidad de vacío, es decir de aire que contiene
la mezcla. Además, se pueden determinar la Relación Betún Vació (RBV) y Vacío del
Agregado Mineral (VAM)
• Determinaciones mecánicas: Estabilidad, Fluencia.
Composición de una MA densa:
En VOLUMENES
En PESO
Aire
Asfalto
Asfalto

Agregados Agregados
Pétreos Pétreos

Estos valores son aproximados, cada mezcla tiene su dosificación.

 Relaciones Volumétricas:
Observando la probeta
compactada, se puede
decir que la misma
contiene vacíos, asfalto y
agregados. El asfalto
recubre los agregados y
también los espacios entre
ellos. Los espacios entre
agregados gruesos, no solo
están conformados por
asfalto, si no que
contienen agregados finos,
también recubiertos en
asfaltos. Esto, mezcla de
asfalto y agregados finos, se conoce como “Mastic Asfaltico”.
Si se analiza la probeta sin asfalto, se observa que contiene los agregados y el VAM. El
Vació de Agregado Mineral, que seria el volumen de vacío que ocuparía el aire y el
asfalto.

 Relación Betún Vació => RBV= CA/VAM (%)

Cociente entre Cantidad de Asfalto y el vació de agregado mineral, de esto se obtiene la
relación de betún vació en porcentaje. Más adelante se vera como influyen la RBV y VAM
a la hora de determinar el % óptimo de ligante asfaltico, es decir de la dosificación de la
mezcla.
En las siguientes imágenes se observa una mala dosificación de la mezcla asfáltica, la
cual creo una “perfecta pista de patinaje”:
Se debe insistir en una adecuada dosificación para prevenir fenómenos como la
exudación.
Se observa una coloración
diferente en la zona de las
huellas, que posee un brillo
mayor que la zona central.
Viendo un zoom de la zona
(imagen de la izquierda) se
observa como se marcaron las
huellas de los neumáticos y del
calzado.
En este caso se da una gran
disminución de la aspereza de
la mezcla asfáltica, en presencia
de agua el neumático no tendrá la correcta adherencia, generando inseguridad. Por otro
lado, se produce lo que se conoce como “efecto riel” donde los vehículos son obligados
a circular por la huella, la misma siempre intenta llevar al vehículo hacia ella.
Se puede producir acumulación de agua generando el riesgo de que se produzca
aquaplaning perdiendo el control de vehículo.
Esto se da por: exceso de la cantidad de asfalto en función de la cantidad de vacíos
disponibles. Si quedo una mezcla con poca cantidad de vacíos se puede haber dado por
exceso de la cantidad de agregados finos y mucha cantidad de asfalto.
Con los cambios de temperaturas y aplicación de las cargas, el asfalto y los pequeños
agregados tienden a moverse a los vacíos disponibles. Si esos vacíos no están
disponibles, es decir están ocupados por ligante u otra cosa, el asfalto tiende a ascender
a la superficie. Se produce exudación de asfalto, generando los perjuicios mencionados.
*Pregunta alumno: ¿Qué se hace en ese caso, se demuele y vulva a hacer? ¿La constructora o
quien esté a cargo sufre alguna multa? Si las condiciones que se generaron a partir del error
cometido superan cierto umbral que debería estar establecido en el pliego, esta tipificado que
se deberá hacer, por ejemplo, la demolición y reconstrucción del tramo. Si se esta por debajo de
cierto umbra más tolerable, se suele imponer una penalidad monetaria, una multa que se cobra
en el certificado de la obra o tramo. Todo esto deberá estar especificado en el pliego. Muchas
veces no se hace nada, y por eso quedan así, mal ejecutadas.

¿Sería una alta relación betún/vacío (RBV)? Si el RBV es muy elevado quiere decir que hay mucho
asfalto o los VAM son pequeños, por ende, el análisis es correcto. Cabe aclarar que no siempre
el desperfecto en la mezcla este atado a un parámetro, si no que a una simultaneidad de
parámetros.

 Relaciones Mecánicas:
La “carga” de rotura se denomina Estabilidad y la “deformación” Fluencia.
La estabilidad NO es una resistencia
como en el caso del hormigón, en el
asfalto es una carga. Esas cargas andan
en el orden de los 900 a 1200kg.
La deformación es el acortamiento que
sufre la probeta.
Si se graficara en cada instante la
deformación (fluencia) y la carga se obtendría el grafico presente. En el cual la
Estabilidad es la máxima carga en la cual la probeta rompe.
La rotura en una probeta de asfalto, no es como en una de hormigón, en la cual se da
una rotura brusca. En una probeta de asfalto no se observa ese tipo de rotura, si no que
la probeta acusa que no toma mas carga, es decir la carga se vulva constante mientras
que la fluencia continua. Cuando se da esto se registra la lectura de la fluencia.
Método MARSHALL:
Al ser un método empírico propone la determinación de algunos parámetros como los
siguientes.
 Relaciones útiles:
1- Densidad Marshall - % Ligante (volumétrico)
2- 2- Vacíos en la probeta - % Ligante. (volumétrico)
3- 3- RBV - % Ligante (volumétrico)
4- 4- VAM - % Ligante (volumétrico)
5- 5- Fluencia - % Ligante.
6- 6- Estabilidad - % Ligante.
Cada uno de estos parámetros deberá ser graficado respecto al % de ligante. Como se
deben analizar mínimos 3 pastones, en cada uno de ellos se determinarán los
parámetros anteriores para 3 probetas para poder hacer el promedio y obtener el %.
Con ello se realizarán las siguientes graficas.
Por ejemplo, en la gráfica de densidad vemos que para un % del 4,9% se hicieron tres
probetas y el promedio de densidad dio 2,430 (kdm/m3 o t/m3) aprox. Los puntos en la
grafica son pastones, es decir 4 pastones de 3 probetas mínimas cada uno.
Las graficas en gris oscuras que se encuentran en cada gráfica, son las curvas teóricas
que indician la forma de la gráfica que se debería obtener.
En la gráfica de Estabilidad podemos observar que no se da esta igualdad, esto se da
porque faltarían muestras por debajo de los 4,9%, si se hicieran se debería obtener la
gráfica completa. Es decir, estamos viendo la mitad de la misma, y se observa que sigue
aproximadamente la forma.
Estas curvas se construyen con los ensayos y permiten determinar cuál es el % óptimo.
 Determinación del % optimo:
Se deben tener en cuentas diferentes rangos para cada uno de los parámetros.
En la tabla se plantean los requisitos de la dosificación de una mezcla asfáltica
convencional según el pliego de Vialidad Nacional.
-Nº golpes por cara: cantidad de golpes en el proceso de compactación de la probeta.
-Estabilidad: mayor a 1.000kg.
-Relación Estabilidad-Fluencia: Es el cociente entre estos.
-RBV: Está tipificada según el tipo de capa, según si es una mezcla asfáltica para
rodamiento o para base. Y para diferentes tipos de tránsitos T el cual esta especificado.
El porcentaje óptimo de ligante surge del análisis de:
a) Contenido de ligante para la Máxima estabilidad.
b) Contenido de ligante para el Máxima Densidad Marshall.
c) Contenido de ligante para un Valor de % de vacíos según Pliego Esp. Técnicas o
Vialidad.
d) Contenido de ligante que da lugar a una RBV o mínimo VAM según Pliego Esp.
Técnicas o Vialidad.
e) Evaluación racional del conjunto de curvas no solo el promedio aritmético de los
valores óptimos o de un valor individual de una determinada curva.
f) Adoptar un valor necesario de un parámetro, por ejemplo vacíos, y con éste verificar
que el resto se encuentre dentro de lo especificado y necesario.
Por ejemplo, si el pliego establece una relación de vacío del 4%, entro con ese valor
obtengo por ejemplo el % de Asfalto, con ese porcentaje se va a la grafica del VAM, se
ve el porcentaje de VAM y se analiza si cumple o no con el pliego y así se va haciendo.
Se ve que los valores estén dentro de los máximos o mínimos.
Se deben analizar las 6 graficas en su totalidad. Si con el %4 de vacío no da algún
parámetro nos podemos mover entre 3% y 5% (según vialidad por ejemplo), siempre se
da un rango y no un valor exacto.
Hay más graficas que se verán mas adelante.
Cuando se tiene dudas o se debe verificar un nuevo valor adoptado, se realiza un nuevo
pastón con ese porcentaje adoptado y se vuelven a chequear cada uno de estos 6
parámetros. Si verifica es correcto y si no se debe corregir algo de esa dosificación. Ese
algo puede ser, agregado o asfalto. Agregado según la dosificación CAC – CAS, y por
ejemplo modificar el asfalto A20, A30, A40.
Para darle mayor estabilidad se puede colocar un asfalto menos fluido (no es así de
directo igual), o por ejemplo dotarlo de mayor % de agregado grueso. SI se tiene mas
grueso se tiene mayor estructura granular por ende hay más trabazón entre agregados
dando mayor estabilidad, o así debería ser.
El método Marshall es un método viejo y debe complementarse con algunos otros
métodos ya que no evidencia todos los comportamientos de la mezcla. Como
fenómenos de ahuellamiento, potencial de ahuellamiento de una mezcla.

Este cuadro que se encuentra en la normativa de Vialidad Nacional establece la

resistencia al ahuellamiento de las mezclas según su utilidad.
Base: mezcla asfáltica que se coloca anterior a la capa de mezcla de rodadura. La misma
se comporta como base, se conoce como “base negra” la cual tiene aspecto y
comportamiento distinto a la capa de rodamiento.
Adecuada dosificación para prevenir fenómenos como el ahuellamiento

Antigua Maestro Marcelo López al frente del colegio Niños

Cantores.
Además de medirlo y controlarlo, antes se debe diseñar con
la correcta mezcla a faltica según el uso de la vía o tramo.
ENSAYOS COMPLEMENTARIOS

• Módulo dinámico aumenta al aumentar la frecuencia.

• Módulo mayor para mezclas con asfaltos modificados. Menor deformación
permanente.
Ensayo de Modulo Dinámico:

Se coloca una probeta Marshall. Se determina bajo ciertas

condiciones de temperatura las deformaciones producidas
por las cargas aplicadas. En función de las cargas y
deformaciones para una dada temperatura se determina
el Módulo Dinámico para distintas frecuencias. Las
frecuencias son el tiempo de aplicación de la carga. A
mayor frecuencia la carga aplica en menor tiempo, es decir
a mayor frecuencia simula una mayor velocidad de
circulación de los vehículos.
Permite ver como es la respuesta de la mezcla asfáltica ante la solicitación de mas o
menos velocidad y temperatura. Esto es muy portante porque uno de los parámetros
de diseño de pavimentos flexibles es el modulo de la mezcla, es decir que se obtiene
acá.
Muchas veces no se lo determina porque falta el equipamiento, por ende, se hacen otras
determinaciones como ya se vera mas adelante en el práctico.
Ensayo de ahuellamiento: Se preparan las probetas, se compactan y se colocan en una
maquina que le pasa una rueda con peso por arriba.

Resultado:

Se obtiene una curva de una mezcla, la cual se puede comparar con otras. Se obtiene la
profundidad de la huella a los 10.000 ciclos, y además se observa la pendiente de la
curva de ahuellamiento.
Test de Lottman:
Para diferentes mezclas asfálticas se realizan un conjunto de probetas que han sido
condicionadas en humedad por presencia de agua en vacío, a través de la bomba que se
visualiza. Dicho vacío facilita el ingreso de agua dentro de la probeta. Luego se las
ensayas a tracción indirecta (compresión diametral creo) determinando la carga de
rotura (de probetas condicionadas a humedad, congelamiento/deshielo) y se las
compara con otras probetas que no han sido condicionadas.
Se establece un % de la relación de esas cargas, que suele ser mayor al 80%. Deberá
estar especificado en el pliego.
Esto es importante porque hay lugares
donde las mezclas asfálticas están a
condiciones distintas, por ejemplo,
presencia de agua por tiempos prolongados
o congelamiento y deshielo. Existen
agregados que tienen mayor afinidad con el
agua, entonces en presencia de agua van a
disminuir la adherencia entre agregado-
ligante con lo cual se vería reflejado en una
disminución de la resistencia en la probeta
acondicionada.
Clase 8: 30/08/2021 TP: DOSIFICACIÓN DE MEZCLA ASFALTICA
En esta clase se vera el practico que se realizaba en laboratorio años anteriores.
AGREGADOS
1. Hoja de cálculo, análisis granulométrico:

Se comienza con la determinación de los agregados y de la mezcla entre ellos. Si bien esta tabla
ya se brindaba como dato, como se ha visto en materias anteriores se podría armar la misma.

Se da como dato un agregado tamaño “6:19”, el cual corresponde a un triturado. Además, un

agregado “0:6”, también triturado. Sumado a esto, se da la granulometría de una arena silícea
(si) que es real, pero a la hora de realizar la mezcla no se la incorporo.

1 2 3

Esta es una mezcla real realizada en el 2019.

No se colocó arena silícea. La misma viene de canto rodado de cantera seca, por
normativa ambiental. El principal inconveniente que presenta (no todas) es que, al venir
de un canto rodado, es más fácil que entre si las partículas de arena silícea rueden una
con la otra, facilitando el ahuellamiento, a diferencia de partículas de trituración.
La normativa nueva de Vialidad establece la incorporación de 0% de arena silícea, es
decir no permite su incorporación. La Arena Paraná, proveniente del Rio Paraná, es una
arena silícea bastante redondeada que presenta la dificultad de la ahuelladura si se usa.
Pero existen otras arenas que por su composición no presentan esa dificultad. Esta
propiedad se mide con un ensayo de “Angularidad”, no se entrará en detalle del mismo.
Conclusión: Las arenas silíceas presentan cierta influencia en el ahuellamiento de las
mezclas asfálticas. Algunas son muy perjudiciales y otras no tanto. Por ende, debe
limitarse la cantidad de arena silícea a colocar. El 0% a veces es muy estrictos para
algunas arenas y para otras no tanto, pero la normativa así lo establece, aunque
podemos hacer intervenir alguna cantidad de esta.
¿Cómo hacemos para mezclar los agregados?
Se tiene la granulometría de cada uno de ellos (1) (pasante de los tamices), y luego se
tiene que cantidad en % se va a colocar de cada uno (2). Este porcentaje a colocar no
esta establecido, surge de la experiencia. Más adelante se vera como elegir los mismos.
Puede tener presencia de Cal, en este caso no se colocó. Normalmente se recomienda
una presencia entre 0 y 1,5%. La incorporación de la misma le otorga ciertos beneficios
a la mezcla dotándola de mayor estabilidad y durabilidad, producto que la Cal tiene una
afinidad eléctrica con los agregados, que interfiere y favorece la adherencia de los
agregados con el ligante asfaltico. La presencia de agua y cal mantiene la adherencia
entre el asfalto y los agregados.

 La parte de proporciones (2) se arma de la siguiente manera:

Ejemplo:
Tabla (1) Tabla (2)
-Tamiz 4 - 96,8%*55% = 0,968*0,55 = 0,5324 = 53%
-Agregado 0:6
-Pasante: 96,8%
Y así con todos.

 La parte (3):
Para obtener la “mezcla” se suman las proporciones obtenidas en (2) para cada tamiz.
Obteniéndose así la granulometría de la mezcla resultante de los agregados, propuesta
para porcentajes de 0%, 45%, 55% y 0%. Estos resultados de mezcla obtenidos deben
encontrarse dentro de los limites C. min y C. máx propuestos por Vialidad Nacional. En
blanco se encuentran los valores que no se encuentran especificados en los límites de
vialidad, pero son tamices importantes a los cuales se le debe poder aplicar límites, y así
poder realizar las curvas
granulométricas con mayor cantidad
de puntos. Los limites de estos suelen
ser de experiencia o valores
recomendados.
Curva granulométrica resultante:
En verde se encuentra la curva de la
mezcla obtenida entre los dos
agregados elegidos (6:19 y 0:6).
Es importante graficarla para poder
observar que se encuentre dentro de
las curvas limites y así verificar.
Esta es una mezcla CAC D19 o CAC D20. Mezclas convencionales.
Automatizando la planilla de Excel y moviendo los valores de proporciones (45% Y 55%)
permite colocar un poco más o menos de cada agregado. Siempre y cuando encuadre
dentro de los límites.
Si moviendo los porcentajes de proporción, no encuadra de ninguna manera, se
deberá cambiar los tamaños de los agregados o de cantera, suelen variar de una
cantera a otra. También se puede agregar un agregado intermedio.
2. Determinación de los Pesos de las Fracciones de la Mezcla:
En este paso se determinan las cantidad de los materiales que se necesitan para elaborar
las probetas, las cuales serán utilizadas para ejecutar la teoría Marshall vista en la clase 7.

Una probeta pesa alrededor de 1250gr, la normativa establece que debe pesar entre
1100gr y 1300gr.
El porcentaje de CA=5,1% es uno de los 3 o 4 porcentajes con los cuales se va a
realizar la dosificación. Dado que para el método de Marshall se utilizan 3 pastones
como mínimo.
Los 1186,3gr de agregados (1250gr-63,8gr) serán repartido entre los porcentajes de
agregados anteriores, es decir 45% para 6:19 y 55% para 0:6.
 Luego los 533,8gr correspondientes al 45% de 6:19, deberá ser repartido entre la
granulometría de dicho agregado, según el retenido de cada tamiz.

RESUMEN DE LA MEZCLA. DOSIFICACION DE PRUEBA CON 5,1 % CEMENTO ASFALTICO

En esta tabla resumen vemos el peso de 1 probeta, pero necesitamos 4. Tres de ellas vana
ser compactadas y uno no lo será, para asi poder realizar con esta el ensayo Rice.
Multiplicando el peso de una probeta por 4, obtenemos el peso total de agregado a utilizar
para armar las probetas. Lo mismo se realizara para el Cemento Asfáltico.

3. Procedimiento Método MARSHALL (dosificar): [Volumétrico]

I. Preparación de los distintos pastones (diferentes % de C. A.)

*Acondicionamiento a temperatura de áridos y C.A por
separado en una estufa.
*Mezclado de áridos y C.A. a temperatura que garantice la
viscosidad.

Este horno posee doble pared, en el mismo se va a realizar

la mezcla. En el interior, entre las paredes posee aceite al
cual se le transfiere calor con una resistencia eléctrica o
quemador, por la parte inferior, haciendo así que la
temperatura se distribuya de manera uniforme a través
del aceite.
 Luego se coloca en la parte central la cantidad de asfalto
(255gr en este caso) pesándolo, para comenzar a mezclar.
El asfalto se incorpora con una consistencia fluida.

Cuando se empieza a mezclar se puede observar que los

agregados comienzan a ser recubiertos por asfalto.

Se deberá mezclar hasta que todos los agregados estén

cubiertos. El tiempo de mezclado recomendado no debe
superar los 15min.

Podría haberse elegido un porcentaje de CA menor a 5,1%,

por ejemplo 2% y por más que se mezcle no va a lograr cubrir
en su totalidad el asfalto a los agregados.

II. Compactación (3 probetas por cada pastón)

*Compactado con pisón (50 o 75 golpes por cara,
especificaciones).
*Enfriado
*Extracción probeta del molde

Los moldes se encuentran constituidos por tres partes

(base, molde, collarin), estos son calentados (170 a
180ºC) en una estufa a la temperatura de la mezcla, para
que estos no interfieran en la temperatura de la misma
debido a que se trabaja con pequeñas cantidades de
mezcla.

El CA liquido es pesado en una balanza de plato y una vez

obtenido el peso requerido (este caso 1250gr) es vertido
dentro del molde. Previo a ello se coloca un papel en el
fondo del molde para que no se adhiera la probeta.

Se realiza una especie de movimiento con una varilla (15 Molde

varillados) o con el cucharin de mezclado, para distribuir
la mezcla. Una vez mezclado se coloca un papel en la Collarin
Base
parte superior para que no se adhiera la mezcla a la
prensa.

En el equipo de compactación se aplican entre 50 a 75 golpes por cara,

según la especificación. Luego se gira 180º el molde y se vuelve a
compactar.
 Una vez que se compacto se extra todo, sacando la parte del
collarín y base, dado que la probeta queda en el molde.

Una vez realizado lo anterior, de deja enfriar entre 1hs a 1,5hs a

temperatura ambiente sin dejar que llegue a temperatura
ambiente, dado que si se enfría lo suficiente no se va a poder
desmoldar. En un día de invierno el tiempo de enfriado puede
disminuir hasta 30min.

Finalmente, con un desmoldado mecánico, se coloca un plato

sobre la superficie de la probeta y se desmolda. Se obtienen así
las probetas.

No se coloca desencofrante, dada la temperatura de los

moldes se evaporaría o entraría a influir con la resina del
asfalto.

Si el molde se enfría demasiado el molde con la probeta, al

sacar la probeta se podría romper la misma o la maquinaria.

Para el ensayo Rice la probeta no se compacta, se deja enfriar mezclando la (tipo

praliné)

III. Ejecución del ensayo.

*Medición altura probetas: 2,5 pulgadas de alto de lo contrario se corrige por altura.
*Peso probetas = Paire *Saturamos Probeta durante 1 hs.
*Sumergida en agua y suspendida de la balanza => P. Sumergido
*Densidad Marshall = P.aire / (P.aire – P.sumergido)

Una vez obtenidas las probetas las mismas se pesan.

Además, se mide la altura de la probeta en 3 puntos distintos,
separados a 120º y se hace un promedio. Ese promedio servirá
más adelante para hacer una corrección.
Luego se pesan las probetas, pero esta vez sumergidas, para
así obtener el peso sumergido. Siendo (Paire-Psumergido) el
peso de liquido desalojado, siendo esto el volumen de la
probeta considerando los vacíos en su interior.
El peso de la probeta dividido el volumen de esta, da lo que se
conoce como Densidad Marshall.
4. Ensayo Rice:
• Norma VN-E 27-84.
• Peso específico se denomina comúnmente RICE.
• Consiste en determinar el volumen por saturación al vació de la muestra.

Se determina el peso especifico de la mezcla. En este caso se divide el peso de la mezcla por el
volumen de mezcla sin vacíos.

Primero se pesa la mezcla suelta. Luego se coloca una parte de la misma en el Kitasato (elemento
de vidrio) el cual contiene agua, se le extrae por medio de una bomba de vació el aire que
contiene esta porción de la mezcla. Luego se le agrega agua y se toman unas lecturas que se
verán a continuación.

A la izquierda se visualiza el Kitasato enrasado a través de un pequeño caño. Se observa que el

agua adopta una coloración grisácea. Ya se realizo la extracción de aire por vació.

Procedimiento:
• Pesado de la muestra.

• Llenado con agua del kitasato, enrasado por sifonado y pesado.

• Vaciar el agua, introducir la muestra y colocar agua.

• Vacío hasta que no se observen burbujas.

• Llenado con agua, enrasado y pesado

• Calculo en forma esquemática:

Peso del
material en el
aire (mezcla)

Peso del
Kitasato
vacío
Peso del
Kitasato con
agua hasta
enrase

Peso del
Kitasato con
agua y mezcla
hasta enrase
después de
efectuar vacío
• Calculo del % de vacíos residuales

% de vacíos residuales=

 Bajos % pueden producir exudación debido

a la sobre-compactación.
 Altos; mezcla muy permeable.

• Calculo del % de los vacíos llenos de asfalto

Vacíos llenos de asfalto= Densidad Marshall x % de CA

• Calculo de los vacíos del agregado mineral usualmente abreviados con la sigla V.A.M.
V.A.M. = vacíos residuales + vacíos con asfalto (son los vacíos con asfalto más los vacíos que no
tienen asfalto, por lo que es igual a todos los vacíos)

• Calculo del % de V.A.M. llenos de asfaltos también llamada relación betún-vacíos

Con todos estos valores obtenidos de los cálculos se van a poder graficar las 6 graficas
que se mostraron en la clase 7.
Hasta aquí se vieron las relaciones volumétricas, a continuación, se verán las relaciones
mecánicas.
5. Procedimiento Método MARSHALL: Ejecución del ensayo. [Mecánico]
* Acondicionamiento probetas en agua a 60 ºC durante 1 hs.
* Determinación de la estabilidad y fluencia.
Las probetas se enumeran para saber a que grupo de porcentaje de asfalto
corresponden.
Viendo la imagen de la derecha: con el aro superior se mide la carga y con el
flexómetro inferior se registra el acortamiento de la probeta. La prensa aplica una
carga diametral de abajo hacia arriba.
La oposición de la probeta a la deformación es registrada en carga, en el aro
dinamométrico. Lo que se esta registrando es la deformación del aro y eso se traduce
a que carga equivale.

Cuando el aro acuse que no hay mas deformación, es decir se ha entrado en el

periodo de la fluencia del material, esa es la carga de estabilidad que se registra. En
este momento se registra además la deformación de la probeta.

Esto normalmente se realiza con dos operarios, cada uno toma una lectura, ya que
el equipo sigue aplicando carga.

Las tres alturas que se miden, mencionadas con anterioridad, sirven para aplicar un
factor de corrección, dado que a mayor altura más carga aguantara. Si la altura es
mayor se aplica un factor de corrección menor a 1, de lo contrario a menor altura el
factor de corrección es mayor a 1. La altura ideal de la probeta es 63,5mm.

• Estabilidad Marshall: máxima carga que puede resistir sin que se produzca la falla
en una probeta ensayada en condiciones normalizadas.
• Fluencia Marshall: reducción del diámetro de la probeta, expresada en mm en el
momento de alcanzar la máxima carga.

La medición del flexómetro se realiza en

cantidad de divisiones.

Cada aro dice que una división equivale a tantos

kilos. Multiplicando las divisiones por los kilos
por el factor de corrección, se obtiene el valor
máximo de estabilidad cuando la probeta
rompió.
Planilla típica que se entrega en el laboratorio cuando se hace el práctico, para cada
paston:

•Por altura (tabla)

•Corrección por volumen (tabla)
•Determinado al sumergir
•Calculo geométrico
Luego se vuelca toda la información en un Excel para realizar los cálculos y obtener
las graficas con el fin de obtener la dosificación final.
Con las graficas y tabla de requisitos se puede realizar lo visto en la clase 7. Y así
determinar el porcentaje óptimo de asfalto y/o agregados/granulometría.

Aquí finaliza el TP.

 CONTROL DE CALIDAD DE MEZCLAS ASFALTICAS
El método Marshall es aplicable al control de calidad de la producción diaria. El método
no solo es aplicable a la dosificación, como se vio anteriormente, sino que también a su
control de calidad.
Imaginemos que una vez que se hizo la dosificación, se calibra la planta elaboradora de
mezcla asfáltica y la misma la comienza a elaborar, pero esto no significa que la planta
no pueda tener alguna desviación. Por este motivo se deberán tomar muestras
rutinarias (dos veces al día) del material que se está produciendo.
Se deben elaborar probetas, de la misma manera que se mencionó anteriormente, y
realizarle las mismas determinaciones (estabilidad, fluencia, vacíos, RBV, etc). Estas
deberán estar dentro de los parámetros especificados en el pliego
• Muestra del camión o de cinta transportadora o del tramo (atrás de terminadora)
• Confección de probetas
• Determinación de: Densidad Marshall. Rice, Vacíos, etc.
Controles:
• Temperatura de salida de la planta (elaboración)
• Muestras para: probetas, Marshall, recuperación de Asfalto (de la mezcla y del asfalto
ya colocado), granulometría, Whell Tracking Test, Test de Lottman, etc.
• Temperatura de compactación (colocación en tramo)
• Controlar que no haya segregación de los agregados de la mezcla
• Extracción de testigos : Los mismos se extraen detrás de la terminadora, es decir
después que paso. Se extra el testigo y ese sector se vuelve a reponer/reparar a mano.
o Densidad (> a 98%)(compactación; penalidades)
o Espesor (> a 90% del espesor de proyecto), se mide del testigo extraído.

tº de la mezcla tº antes de la terminadora tº después de la terminadora

 (1) (2) (3)
Imagen (1): se ve la mezcla en la tolva de la terminadora, se esta tomando la
temperatura de la misma.
Imagen (2): se observa que se esta tomando la temperatura luego de que paso la
terminadora.
Imagen (3): no solo se debe tomar la temperatura, si no que se debe observar la
coloración de los vapores o gas que emana la mezcla en la terminadora. Si hay
demasiado vapor, y el color del mismo es azulado eso da indicio que la temperatura de
la mezcla esta pasada y se podría tener un envejecimiento prematuro de la misma.
Si la coloración es blanca como la de la imagen, también se puede estar dando un exceso
de temperatura, pero esta indicando la presencia de agua de los agregados (deficiente
secado en la planta) o que hay mucha humedad ambiente y la misma se está
evaporando.
Si el vapor se observa en la parte posterior de la terminadora y no en la tolva, quiere
decir que hay un exceso de humedad en la superficie, la cual no debería estar (la
superficie debe estar ceca) o puede ser por exceso de humedad ambiente.
Con el termómetro se puede determinar de manera concreta lo que se esta observando.

(4)
Imagen (4): se observa el hecho que dejo el tomar la muestra posterior a la
terminadora.
En las otras dos imágenes se ve como se esta rellenado el are de la muestra.
Los testigos se extraen de la misma manera que en hormigón. Se
utiliza una broca la cual se refrigera cona agua.

En el testigo se observa la presencia de agregaos gruesos,

agregados finos. Si la distribución de ambos es pareja. Si en la cara
inferior se encuentra la presencia de algún material adherido.
Adelantando a conceptos que se verán más adelante: la capa asfáltica es colocada sobre
una base que es de material granular (o puede ser otra capa de asfalto), donde a esa
base se le realiza un riego de adherencia para que se adhiera con la capa asfáltica. Si se
observa la base del testigo se debe ver ese riego de adherencia, si este no se ve es que
o no se coloco o es deficiente. El testigo brinda una gran cantidad de informaciones,
como altura, densidad, condición del riego de adherencia, y las demás mencionadas
anteriormente.
El espesor del testigo, es el espesor de diseño que se realiza con métodos de diseño que
se verán más adelanté. La perforación se rellena con mezcla asfáltica, es correcto
rellenarla con hormigón. El tapado incorrecto genera puntos de debilidad de falla en la
carpeta asfáltica.
En esta parte de la clase se habló de transición entre cordón cuneta de hormigón y adoquines, bacheo de pavimentos
de hormigón con asfalto. No corresponde a la clase. Min (1:04:00hs). Rescato que: Existe un manual del Instituto
Cemento Portlant que presenta varias soluciones de transiciones entre materiales, bacheos, etc. (Página Wep: ICPA
– Instituto del Cemento Portland Argentino). Estos temas serán abordados más adelante en la materia.

Tanto de la mezcla asfáltica que viene de la planta como de la parte posterior de la

terminadora, se debe tomar una muestra. Se debe ver que cantidad de asfalto contiene
la mezcla dado que la planta asfáltica puede tener desperfectos. Ya vimos lo que sucede
si se coloca mayor cantidad de asfalto, si se coloca menos la mezcla no tendrá suficiente
adherencia, disminuirá la resistencia a fatigas. Es lo que normalmente tienden a ahorrar
las empresas (el asfalto), buscan ponerle un poquito menos, al ser el ligante lo más caro,
por esto debe controlarse esto.
Para ello existe una técnica que es la recuperación del ligante asfaltico. Es decir, a la
mezcla se le extrae el ligante asfaltico. A continuación, se presenta el procedimiento.
Procedimiento:
1. Preparación muestra.
2. Peso de la muestra y papel filtro. P1
3. Acondicionamiento en centrifuga de plato con solvente.
4. Centrifugado de la muestra. Recolección del lavado.
5. Repetición pasos 3 y 4 hasta no observar presencia de asfalto en el lavado.
6. Colocación del lavado en centrifuga de vasos.
7. Centrifugado y luego extracción del solvente de los vasos.
8. Lavado del precipitado del fondo de vasos con nuevo solvente y centrifugado.
9. Repetición de pasos 7 y 8 hasta no observar presencia de asfalto en el lavado.
10. Secado de agregados de centrifuga de platos, vasos, papel filtro y pesado de los
mismos. P2
11. Porcentaje de asfalto: (P1-P2)/P1
12. Realización de granulometría de agregados recuperados.
Recuperación Asfalto VN - E69 – 78 por centrifuga de plato

La mezcla asfáltica extraída se coloca en el plato que se ve en la

imagen. Previo a ello es pesada.
Luego es acondicionada con un solvente (kerosene) durante un cierto
tiempo. El mismo comienza a diluir el ligante asfaltico.
Una vez condicionado se le coloca un papel filtro en la parte superior,
se le coloca una tapa y se comienza a centrifugar.

Se empieza observar en este punto como sale el kerosene con el

asfalto, mientras va lavando el agregado. (video en la clase). Este
procedimiento se repite hasta que la coloración del fluido expulsado
sea más a kerosene (rojizo) y no tanto a asfalto (negro).
Una vez que se realizo esto dos o tres veces, el agregado queda como
la imagen. Luego es secado para que quede libre de solvente y se
pesa.
El fluido extraido es guardado en una probeta graduada.

La diferencia de peso inicial y final es la cantidad aproximada de asfalto que contiene la

muestra. No es la cantidad exacta porque parte del agregado, el más fino de todo se
escapa con el fluido extraído de la centrifuga.
Para recuperar ese agregado se coloca el fluido de la probeta graduada en otra
centrifuga y vuelve a ser centrifugado en una centrifuga de vasos. En el laboratorio se
cuenta con una de cuatro vasos.
Se le agrega un poco más de solvente. El agregado cae al fondo del baso obteniéndose
como una borra, y el kerosene de la parte superior es retirado. Esto es repetido tantas
veces hasta que el kerosene salga con una coloración clara correspondiente al mismo.

Los agregados de la centrifuga anterior, más los de este

centrifugado, son secados y se obtiene la cantidad de
agregados total.
Haciendo la diferencia entre la mezcla inicial y los agregados
obtenidos se obtiene la cantidad de ligante que contenía la
mezcla.
Con esto determinamos si la planta asfaltica trabajo
correctamente o ocurrio un error intencional o no.
Con los agregados obtenidos se puede realizar una granulometria para ver si la mezcla
presenta una granulometria según la dosificación de proyecto. Y asi observar si hubo
una desviación o no de la
misma. Esa deviacion ss puede
dar en planta o en la colocación
de la mezcla asfaltica
(segregación), se vera a que
parte corresponde la muestra,
si de la tolva de la terminador
o posterior a la misma.
(Clase 9) Métodos de cálculos pavimentos flexibles.
Evolución de los métodos:

Se divide en métodos empíricos y racionales. Los empíricos tienen “cierta verificación” a escala real pero carecen de
teorías y de determinaciones analíticas.

(1885) Con los primeros vehículos comerciales a combustión interna, empiezan las demandas sobre los caminos . Se
empieza a transportar mas carga y es necesario dotar a la superficie de circulación de mejores características que permitan
mayor durabilidad. Aquí es cuando empiezan a estudiarse algunos comportamientos.

 Métodos racionales:
 Boussinesq (1882) -> Tiene que ver con una sola capa,el suelo de fundación
 Burmister (1943)->Incorpora una capa arriba del suelo de fundación
 Ábacos de tricapa (1955) -> Incorpora otra capa ,que es una mezcla asfáltica.
 Métodos empíricos:
 CBR (1938) -> Es muy antiguo, muy difundido. A partir de el surgieron algunas correlaciones. A partir del método
CBR se permite la determinación del espesor de suelo compactado para mejorar la transitabiliad.

(1959) Ensayo AASHTO

 Métodos racionales:
 Shell (1963) -> A partir de tricapa la empresa petrolera Shell empieza a desarrollar un método de cálculo donde
incorpora algunas variables más.
 Shell (1978)
 Programas PC (1980)
 Métodos empíricos:
 AASHTO (1961) -> Fue evolucionando y se le fueron incorporando distintos aspectos (parte estadística,
determinaciones de refuerzos,etc ).
Recordemos que el refuerzo es la colocación de una mezcla asfáltica sobre un pavimento que ya tiene cierto grado
de deterioro o consumo de su capacidad.

(1980) Aspectos estadísticos:

 Métodos racionales:
 Adenda Shell (1985) -> Shell incorpora modificaciones al método
 Métodos empíricos:
 AASHTO (1986)
 AASHTO(1993)

 Métodos empíricos mecanicistas 2007 MEPDG NCHRP -> Está entre los racionales y empíricos. Está relacionado
con una normativa de USA. Es una evolución del AASHTO . Si bien el AASHTO es “bien empírico” cuando sale esta
actualización ya “migra a una cuestión más racional”. Es decir se nutre del empirismo pero a partir de las
evoluciones de los métodos , el estudio más acabado de los materiales, la parte ambiental, etc empiezan a
incorporar todos estos aspectos desarrollando un programa mucho mas poderoso. Es pago, no lo usaremos.

Modelización estructural: “Es decir como consideramos las capas que componen al pavimento flexible”.

1
La manera más simple de caracterizar el comportamiento de un
pavimento flexible bajo la solicitación de una rueda cargada es
considerarlo como un semiespacio homogéneo. Donde tenemos:

• Extensión horizontal infinita (ambos lados)

• Profundidad infinita (considera todo el espesor)

• Plano superior donde se aplica la carga

Boussinesq

Teoría original (1882). Boussinesq empieza a estudiar el comportamiento de una carga sobre una superficie. Considera
una carga concentrada puntual sobre un semi-espacio elástico , supone que el material es elástico. Cuando veamos
AASHTO y desarrollemos el ensayo del modulo resilente , veremos el suelo en condiciones naturales no tiene un
comportamiento elástico si no que tenemos que hacer “ciertas cosas” para que tenga un comportamiento similar a
elástico.

Plantea algunas soluciones para determinar las solicitaciones, algunas ecuaciones para:

 Tensión (σ)
 Deformación unitaria (Ԑ)
 Deflexiones verticales (ω) -> deformación total producto de la aplicación de la carga.
 Carga circular uniformemente distribuida : A partir de la Integración de las ecuaciones para el caso de carga
puntual ,va determinando las solicitaciones antes mencionadas.

Tensiones bajo carga – simetría axial

Considera:

que tiene

Hipótesis de carga aplicada sobre una única área circular:

 Simetría axial -- > luego veremos que no es tan así.

 Las tensiones, deformaciones unitarias y deflexiones críticas ocurren bajo el centro del área circular
2
  Carga aplicada sobre un plato flexible de radio a y presión uniforme q (similar a la carga aplicada por el neumático
al pavimento)

Bajo esas hipótesis, las tensiones debajo del centro del plato pueden determinarse mediante:

limitaciones

Boussinesq – Carga circular uniforme

En la superficie σz=σo, a una distancia a (radio del área circular) la tensión máxima corresponde al 60% de la tensión
aplicada en la superficie, y así.

3
Foster y Ahlvin (1954)

A partir de las ecuaciones anteriores, estos investigadores hicieron graficos para determinar σz - σr - σt - Ƭrz –
ωconsiderando una carga uniformemente distribuida y circular de radio = a con una intensidad = q .

Asumen semi espacio incompresible: ʋ = 0,5

 ʋ tiene relativamente poco efecto en el calculo de las las tensiones y deflexiones -- > interviene pero no varia
significativamente dentro de las determinaciones.
 De esta manera solo hace falta un conjunto de gráficos (en lugar de uno para cada valor de ʋ)
 Ahlvin y Ulery (1962) presentan una serie de ecuaciones y tablas que permiten el cálculo de tensiones,
deformaciones unitarias y deflexiones para diferentes valores de ʋ.

Vamos a trabajar normalmente con estas gráficas. La tabla de la derecha está prácticamente en desuso. Se ingresa en
ordenadas con una profundidad z/a y cortando a las curvas de relación r/a ,ascendemos y en absisas obtenemos una
relación de la tensión vertical respecto de la carga aplicada.Es decir que este coeficiente multiplicado por q nos da σz
para la profundidad que estamos buscando.

En las deflexiones verticales el factor F nos permite obtener la deformación vertical. Se obtiene F de la misma forma
que antes.

4
 Boussinesq

 Asume que el material que conforma el semi-espacio es elástico y lineal. Pero los suelos de subrasante no son
elásticos, y experimentan deformaciones permanentes bajo cargas estáticas. - > Es decir que cuando no es elástico
cuando se le aplica una carga el material no recupera la totalidad de la deformación que le generó esa carga,
queda con una deformación permanente.
 La linealidad implica la aplicación del principio de superposición, de manera que el E no varía con el estado de
tensiones.
 La deformación unitaria axial de un material elástico- lineal sometido a tensión axial es independiente de la
presión de confinamiento.
 NO ES CIERTO para el caso de los suelos, ya que la deformación unitaria depende en gran medida de la magnitud
de la presión de confinamiento.

Burmister: Intenta determinar algunas solicitaciones a partir de considerar una capa encima del material “solo que
tenemos”. Esto habrá surgido porque encontrarían deterioros prematuros , el comportamiento que veían no estaba
en función de las determinaciones que hacían, para mejorar la durabilidad y conformando una capa de mejor
característica.

Pavimentos flexibles:
 Son sistemas multicapa
 Mejores materiales arriba -- > La capa que colocan arriba es de mejor material que lo que tenía por debajo.
Teoría para sistemas multicapa – Burmister (1943)
 Soluciones para un sistema de 2 capas
 Extensión a sistemas de 3 capas (1945)  Tricapa, a partir de el surge el método Shell.
Hipótesis : 1) Cada capa es :

 Homogénea
 Isótropa (comportamientos iguales en las distintas direcciones)
 Lineal y elástica (Ei ; ʋi ) : si al suelo /material de fundación
/subrasante no le hice un acondicionamiento no sería elástico y
lineal.
 Extensión infinita
 Espesor de capas del pavimento finitos :
 Espesor de subrasante infinito : Es todo el manto del suelo.
2) Materiales sin peso
3) Carga - > Circular (radio = a) Uniformemente distribuida (presión = q). -- > Esto de que la carga es circular no
es tan cierto, la forma que adquiere la impronta (huella) del neumático sobre la calzada , puede ser asimilable
a circular pero no lo es , algunas teorías consideran rectángulos con semicírculos,etc pero tampoco dista tanto
de la realidad considerar la carga circular.
4) Las tensiones dependen de las relaciones:
 De módulos (E1 /E2 ) -- > Mide la calidad del material. Relaciona los módulos de las distintas capas, de la parte
inferior y superior, siempre tendemos a colocar capas de materiales de mejores calidad en la parte superficial.
 Espesor de la primera capa-radio de la carga (h1 /a)
 Disminuyen significativamente con el aumento de la relación de módulos(E1 /E2 ) -> lo podemos ver en la grafica
con la distintas curvas que propone el método.

Efecto de la capa del pavimento en la distribución de tensiones verticales bajo el centro del área cargada

5
 Cuando E1=E2 estamos en presencia de una sola capa, la
consideración de Boussinesq. A medida que empieza a aumentar
la relación E1/E2 disminuye el factor que multiplica σz/q, quiere
decir que si E2 se mantiene constante (es el material que tengo
sobre el suelo de subrasante) y empiezo a colocarle mejores
calidades de materiales por encima, significa que las tensiones que
van a llegar en profundidad disminuyen. (Conclusión importante).

A medida que E1/E2 cambia se mueve el coeficiente que multiplica

σz/q. El modulo del material que se ha colocado sobre la superficie
varía o no? Esa capa no fue considerado como un material ligado, no es una capa asfáltica l1? ni tampoco un hormigón.
Es una capa granular (mezcla de arena,piedra,suelo,etc) que obviamente tendrá mejor comportamiento que lo que
tengamos por abajo. Si se humedece su desempeño, su modulo se va a ver afectado y tiende a disminuir. El módulo
E1 va a cambiar y E2=cte, la relación tiende a disminuir y va a cambiar la tensión para un determinado punto. Esto
significa que para la misma carga ( el mismo vehículo, hora, día) solo que se humedeció la capa 1 las tensiones
cambian,en este caso aumentan. Si se humedece la subrasante (E1=cte y E2 cambia y disminuye) , nos vamos hacia la
derecha, aumenta la tensión a una misma profundidad para la misma carga.

Los materiales no solo dependen de las características del material y las condiciones de humedad para lograr el
módulo al cual se ha proyectado. También tiene que ver con el tiempo en el cual pasa la carga por encima de ese
material. Hay un comportamiento que tiene que ver con el tiempo de aplicación de la carga, no es lo mismo si pasa
un ratito o mucho tiempo .

= > Las tensiones y las deformaciones que tenemos en las capas no son constantes, depende de como se encuentre el
material en ese momento , el tiempo de aplicación de la carga y de algunos aspectos más. Esto no fue considerado en
aquel momento .

Deflexión vertical en superficie : Ha sido utilizada como

parámetro de diseño de pavimentos

Es importante conocer la interpretación de estos gráficos, para que

sirven, etc.

Boussinesq – Burmister

Podemos comparar que pasa con una carga si está aplicada sobre una sola capa( Boussinesq) o sobre dos capas
(Burmister). Para Boussinesq a una profundidad h llega el 70% de las cargas y para Burmister llega el 30%. Quiere decir
que si en la profundidad h está el material de la subrasante, si este material no admitiera una tensión mayor al 30%
significaría que si colocamos una sola capa no sería posible porque le estaría llegando el 70% con lo cual se deformaría,
rompería y no sería admisible .Tendríamos que colocar una capa intermedia para que las tensiones ,y por consiguiente las
deformaciones ,que le van a llegar a la superficie de la subrasante sean admisibles o en este ejemplo de un 30% . Así
podemos comparar los diferentes bulbos de presiones.

6
 Boussines Burmister.

Para la situación de la grafica en negro E1=E2, ósea estamos en presencia del mismo material la curva negra es la relación
de tensiones que mostramos en las graficas anteriores. A medida que la relación E1/E2 va aumentando, supongamos que
mantenemos constante E2 y E1 varía (es decir que mejora la calidad del material ), las curvas se acercan hacia el vertical.
Esto quiere decir que va disminuyendo la tensión y por consiguiente las deformaciones que van a llegar hacia la superficie
de la subrasante.

= > DUDA DE CLASE: Cuando E1/E2 se acerca a mil los esfuerzos los toma casi toda la primer capa? (35 min) Si . Si el
modulo empieza a aumentar, la capa que está por encima empieza a ser la preponderante en cuanto a recibir todas las
solicitaciones . Con la evolución del tiempo se comprobó que si tenemos una capa, un material sumamente elevado en la
parte superficial y abajo tenemos algo que es completamente incapaz de admitir una deformación el material de arriba
se rompería por falta de sustento. La capacidad de desarrollar el modulo de la capa no solo depende intrínsicamente del
material que tiene adentro esa capa si no de lo que tiene por abajo. La relación modular vuelve a ser fundamental. Para
que una capa pueda desarrollar su máxima capacidad va a depender de lo que tiene por debajo y no solo de ella misma.

7
(Clase 10)

Sistema de tres capas

El sistema de tres capas es un avanza del sistema de dos capas. El mismo incorporar a las 2
capas que había previsto Bunmister (la subrasante y una capa granular) una tercera capa que
la considera de un material ligado, como por ejemplo una mezcla asfáltica.

Así como Bunmister hizo relaciones entre dimensiones lineales y dimensiones de la impronta
del neumático en el sistema tricapa se hace las mismas relaciones, pero teniendo en cuenta
que tenemos presencia de otro material.
Entonces establece las relaciones de la
filmina. Siendo A, el radio de la impronta (a)
sobre h2.

 En un sistema tri-capa las tensiones

dependen de las siguientes relaciones:

Tablas de Jones (1962)

Con estos parámetros a posterior se realizan tablas y ábacos

que permiten la obtención de coeficientes, con la misma
metodología de los métodos anteriores. Estos coeficientes zz1,
zz2, etc, permiten a través de la multiplicación de los mismos
por la carga aplicada, obtener las tensiones de compresión en la
superficie de la base o la subbase y la tensión encima de la
subrasante. Además, se pueden calcular las tensiones radiales o
tangenciales en la fibra inferior de la primera capa.

Y así aparecen las siguientes tablas, donde para una

combinación de k1, k2, A y h permite obtener los coeficientes
zz1, zz2, la diferencia zz1-rr1, zz2-rr2. Esta metodología quedo
en desuso por la aparición de nuevos métodos de cálculos.
Estas tablas fueron conformadas en ábacos. Se ingresa con la combinación de k1, k2 y la
relación H y A.

La metodología presentaba algunas limitaciones, no existían cartas de combinaciones entre

medias, si había algo entre medio que no estaba en las cartas disponibles, había que hacer
aproximaciones.

Hasta aquí con lo que se ha visto, se podía determinar las tensiones y las deformaciones, que
generaban las cargas. Estas tensiones y deformaciones debían ser comparadas con las
admisibles.
 Parámetros admisibles
Compresión en subrasante

Se hicieron investigaciones y se
concluyó que las expresiones para
obtener una tensión vertical admisible
tenían que ver con el módulo de la
subrasante y con la cantidad de repeticiones de carga que tendría sobre esa superficie. De esta
forma y con esta ecuación obtenía la tensión vertical admisible que sería comparada con la
tensión de solicitación de la subrasante. La expresión de Dorman y Kerhoven fue una de las
más difundidas. Esta expresión se ha utilizado para expresar la tensión vertical admisible.

Deformaciones horizontales por flexo-tracción en las capas asfálticas

Hay graficas que

permiten obtener la
deformación horizontal
por flexo-tracción en las
fibras inferiores en la
capa asfáltica.

Se presentan además los

distintos autores. Uno de
los más utilizados es la
expresión de Shell, este
creo un método que se
llama Método de Shell.

Deformaciones verticales especificas de compresión sobre la subrasante

Otra de las formas para obtener las deformaciones verticales específicas de compresión sobre
la subrasante, eran graficas en la cual se ingresa con el numero admisible de repeticiones,
interceptando la recta de algún autor se obtiene la deformación especifica de la subrasante.
Criterios de comportamiento en cuanto a deflexiones

Es decir, a deformaciones máximas. Aquí se presentan las del instituto asfalto. Todo esto es a
titulo informativo.

Todas estas tablas y gráficas lógicamente ya están en desuso. Todas las ecuaciones y métodos
de cálculos están ya incorporados en programas, estos se verán la última clase.

Método Shell
El método Shell nace de la creación que hace la
compañía petrolera, toma como base el método
tricapa, es una evolución, este método además
de tener en cuenta los criterios del método
tricapa incorpora un par de cosas más.

El método considera un sistema de 3 capas: una

capa asfáltica, en el intermedio base y subase o
material granular y una subrasante.

Criterios de falla adoptados

 La deformación especifica unitaria por flexo-tracción en la fibra inferior de la capa

asfáltica. Es decir, cuando en la fibra inferior de la capa asfáltica se supera la deformación
específica máxima (εt) considera que rompe el sistema.
 La deformación específica unitaria por compresión en la superficie de la subrasante.
Cuando esta situación se da se considera que rompe el sistema.

A partir de esos 2 criterios de falla, establece:

 Para una deformación específica

unitaria (εt) existirá una cantidad de
repeticiones admisibles (NCA), para la
capa asfáltica, que va admitir. Es decir,
 cuantas repeticiones va admitir la capa asfáltica. A medida que va aumentando la
deformación especifica unitaria de la capa asfáltica, significa que admite menor cantidad
de repeticiones.

 Una situación similar seda con la subrasante, a medida que aumenta la tensión superficial
disminuye el número de
repeticiones admisible (NSR). Habrá
una tensión determinada para la
cual tendremos un número de
repeticiones admisible para la
estructura.

De estas 2 combinaciones la que menor sea va ser la que va dar la limitante a el sistema.
Ejemplo. Capa asfáltica admite 100 ejes equivalentes y la subrasante 50, pues entonces el
sistema admite hasta 50, porque cuando se supere esa cantidad significa que la estructura
fallo por compresión en la subrasante.

Hipótesis del método Shell

- Carga circular uniformemente distribuida (vertical). *Viene del método tricapa

- Materiales homogéneos e isótropos. *Los materiales tienden a ser homogéneos e
isótropos, pero no lo son del todo.
- Comportamiento lineal y elástico de los materiales. *Ya se mencionó que los
materiales en estado puro no son ni lineal, ni elástico, sobre todo aquellos materiales
que son no ligados (suelos o capas granulares). Se debe realizar modificaciones para
lograr dichos comportamientos.
- Tensiones proporcionales a las deformaciones (E, υ).
- Capas del pavimento de extensión horizontal infinita.
- Subrasante de extensión vertical semi-infinita.
- Aplica la teoría de la elasticidad para calcular las tensiones y deformaciones de las
distintas capas. *Realiza un calculo más fino, más integral de las distintas solicitaciones
y de las distintas tensiones que se generan dentro de la estructura.
- Verifica la resistencia a la fatiga de los distintos materiales.
- Efecto destructivo del tránsito mediante concepto de ejes equivalentes.

Estructura Simplificada

Adopto una estructura teórica simplificada con

ruedas duales,dimensiones, mezcla asfáltica con un
módulo conocido (Smix) y el espesor. Luego las
capas granulares con sus distintas capas, que
pueden ser más de una, y la subrasante con sus
parámetros que la caracterizan (modulo, coef de
Poisson y más)

--------------------------------------------------------------------
 Avanza un poco más el método Shell, en el año
1978 (Programa BISAR), que sufre algunas
modificaciones más tarde.

También incorpora algunas características más

de la mezcla asfáltica, es decir,
comportamiento de los materiales, distintos
módulos, comportamientos fatiga, con
respecto al ligante asfaltico.

El termino 50,100 habla de la fatigación del asfalto, que tiene que ver con la clasificación
antigua asfaltos respecto a la penetración.

Incorpora lo que en otros métodos no estaba, lo que es la temperatura media anual

ponderada, es decir, acá ya tiene en cuenta que la temperatura ya juega un papel importante
en el desempeño de la mezcla asfáltica. No es independiente la carpeta asfáltica y por ende el
resto de la estructura de la temperatura o de lo que esté pasando en el ambiente. La
diferencia con los métodos anteriores es que no consideraban la variable de la temperatura.

Con todo esto termina elaborando diferentes juegos de curvas para distintas combinaciones,
permitiendo realizar el diseño de la estructura.

Esquema de Carta de diseño

El Meto de Shell establece cartas de este tipo en donde en la parte inferior, en el eje de las x,
el espesor de las capas no ligadas y en el eje de las y, espesor de mezcla asfáltica.

Establece una gráfica que es el criterio de falla para la rotura por compresión en la subrasante
y la falla por flexo-tracción en la fibra inferior de la capa asfáltica.

La subrasante, a medida que va variando el espesor, empieza a obtener un deterior (graficado

como una curva) y la capa asfáltica empieza a tener otro deterioro más plano. La combinación
de ambas genera esta curva y se establecen cartas de este tipo para distintas combinaciones.
Valoración de parámetros de diseño

Los parámetros (imput) que se van a utilizar para ingresar a las cartas de diseño vistas
anteriormente, son:

 Tránsito:

El tránsito se valora a través del

número de aplicaciones N, de un
eje estándar de referencia de
80KN.

Para calcular N, a partir de un

censo de cargas se aplica a cada
una de ellas un coeficiente de
equivalencia en efecto destructivo,
para expresarla en ejes de 80KN.

El transito esta compuesto por

diferentes combinaciones de
vehículos, de combinaciones de
ejes, de pesos por ejes, entonces
sería prácticamente imposible
ingresar con semejante cantidad
de variables de ejes y de pesos a
un método de cálculo. Se
estandarizo, se hizo un eje patrón y
se establecieron coeficientes que
transforman cualquier tipo de eje a
un eje patrón.

Esa conversión y ese coeficiente se determinaron en función del efecto destructivo que tiene
un eje respecto del eje patrón.

Ejemplo. Un eje patrón es de 80 kN, si hay un eje que pesa menos que eso, tendrá un efecto
destructivo menor que el de 80 kN, si hay un eje que pesa más, tendrá un efecto mayor,
entonces en función de esa relación establecieron los coeficientes para transformar cualquier
tipo de eje a un eje patrón.

Entonces surgen así, como por ejemplo el método Shell, esta tabla que permite ingresar con el
peso por eje (abscisas) y cortando la gráfica, conocer cuál es el coeficiente de eje equivalente
que corresponde (ordenadas).

La grafica esta poco visible. También se puede obtener el coeficiente a través de la ecuación
que responde a la gráfica. Ne=2.4 x 10-8 x L4

También están las tablas para valores de carga fijos que están allí. (tabla de la derecha).
Pavimentos urbanos podrían utilizarse algunos de estos métodos para calcularlo, pero existen
métodos más puntuales para determinar y diseñar los espesores, estos métodos de cálculo
que estamos viendo son más bien para un tránsito que tiene una particularidad, es decir, que
está circulando. El transito urbano en muchas ocasiones, si bien transita, pero la velocidad de
circulación es muy baja.

La velocidad de circulación tiene que ver con una frecuencia, y con respecto a la misma tiene
que ver cómo se comporta el material y cuál es el modulo que entrega el material respecto al
tiempo de aplicación de la carga. Entonces estos métodos son prácticamente de aplicación
para vías rurales, no urbanas. Si fueron concebidos para ese diseño.

 Temperatura:

El método de Shell incorpora las variaciones de la

temperatura ambiente, no tienen efectos significativos en
el módulo de los materiales no ligados, pero si en la
propiedad del asfalto.

Se calcula una temperatura media ponderada del aire

WMATT en ºC, de manera de obtener con esta
temperatura equivalente un deterioro igual al que sufriría
la subrasante con las variaciones reales de temperaturas
a lo largo del año.

Es decir, a medida que va variando la temperatura, varia

el comportamiento del ligante asfaltico y por ende el
módulo de la mezcla asfáltica.

Entonces fíjense acá parecería que habría una

contradicción, porque yo les dije que a medida que varía la temperatura no hay un cambio
significativo en el modulo de los materiales no ligados. Y aca habla del deterioro que sufre la
subrasante, entonces ustedes podrían decir “pero si la subrasante no tiene material ligante”.
Hay que tener presente que habla del deterioro de la subrasante, esto significa que cuando
cambie el módulo de la carpeta asfáltica producto de la variación de T, las tensiones y
deformaciones que le llegan a las capas inferiores también cambien, entonces si aumenta la
temperatura disminuirá el módulo de la mezcla asfáltica y por ende las tensiones y
deformaciones que le van a llegar a las capas inferiores, incluida la subrasante, van a ser
mayores.

Hay un consumo de fatiga (deterioro), en esas capas inferiores, que es distinto para otra
situación donde la temperatura es distinta. Esto es lo que analiza y lo que tiene en cuenta el
método Shell, considerando a la temperatura media ponderado del aire a partir de las distintas
temperaturas del año.

Para un determinado mes la media del aire es 10 para otro es 15 y otro mes etc. Y con cada
uno de esos meses determina un coeficiente de ponderación que tiene en cuenta este efecto
destructivo. Así para los 12 meses, con eso se hace un promedio y saco un factor de
ponderación y hacemos el proceso inverso, con el facto de ponderación ingresamos y
determinamos cual sería la temperatura.

Esta temperatura WMAT va ser la temperatura que vamos a utilizar para buscar las cartas de
diseño que vamos a ver al último.

 Módulo dinámico de la subrasante:

El método incorpora el módulo dinámico de la subrasante (módulo resiliente). Este valor tiene
una dependencia de contenido de humedad y nivel de tensiones. Puede ser medido con
ensayos de laboratorio. Cuando no es posible se puede utilizar correlaciones empíricas tales
como ecuaciones, tablas, etc.

Correlaciones empíricas

Tablas

Para los distintos CBR que figuran es posible, ascendiendo, determinar cuál es el módulo que
tiene ese CBR de esa capa (escalas parte superior)

(Grafica parte inferior) Distintas

calificaciones cualitativas de las
distintas capas, una capa pobre
de subrasante, y asi hasta llegar
excelente de una capa de pase,
por ejemplo.

Esta tabla esta en el apunte de

Toledo, se vera más adelante.
 Módulo dinámico de la mezcla o Stiffnes:

El método considera el módulo dinámico o Stiffnes y la fatiga de la mezcla asfáltica.

Se observan curvas típicas que relacionan módulos de la mezcla con la temperatura llamadas
S1 y S2, para una dada frecuencia de 0,02 seg. Aprox. 50-60km/hs.

A través de ensayos de laboratorio se pueden obtener los módulos dinámicos de las MA a

distintas temperaturas. Comparando la curva obtenida con las de la gráfica se elije para el
diseño aquella que se acerque más a la del laboratorio.

Para conocer si la mezcla es S1 o S2, deberíamos hacer ensayos de laboratorio y obtener los
módulos dinámicos para distintas temperaturas y si tenemos la curva del módulo dinámico de
esa mezcla la podemos comparar con alguna de estas 2 (S1 y S2) y ver a cuál se asemeja.

El primer grafico muestra una s1 y una s2 de forma general y el segundo grafico muestra s1 50
o s1 100 y s2 50 o s2 100 (50 y 100: asfaltos de penetración). Son las 4 combinaciones que
propone el método, no hay otra combinación. En el eje de las ordenadas el módulo para las
diferentes temperaturas.

Cuando no es posible realizar ensayos de laboratorio se puede determinar la curva Smix-Tmix a

través de una seria de nomogramas.

1. Determinación del IP del asfalto.

Se vio en clases anteriores como se determina
2. Determinación de la Tmix.

La temperatura de la mezcla se determina

a través del WMAAT que se tiene y con
alguno de los espesores propuestos allí. A
medid que aumenta el espesor para una
misma temperatura WMAAT, la
temperatura de la mezcla es menor,
porque hay más masa que absorbe calor.
 3. Determinación del módulo dinámico del cemento asfaltico (Sbit) para distintas
temperaturas y tiempos utilizando nomograma de Van der Poel; o ec. de correlación.
4. Determinación del Smix.
5. Aplicando el procedimiento para distintas temperaturas de operación se puede
elaborar la curva Smix-Tmix y compararla con la especificada por el método.

Con una frecuencia y con la diferencia de temperatura, entre el punto de ablandamiento y

la temperatura de penetración de 800mm, se puede obtener dos puntos. Se traza una
recta entre estos puntos y ascendiendo hasta cortar el índice de penetración, se obtiene
subiendo el módulo Stiffness del asfalto.

Se presenta una ecuación de correlación que

permite también determinar el Sbit, es decir el
módulo del ligante asfaltico (Stiffness).

Y con el sbit que tenemos podemos cortar

cual es el volumen del asfalto en porcentaje
subimos hasta cortar el porcentaje en
volumen de los agregados y de esta manera
salimos a la derecha y obtenemos el módulo
de la mezcla asfáltica.
Siguiendo esta cantidad de pasos, podemos construir de alguna manera alguna grafica de las
que se presentaron anteriormente de S1 o S2 para poder compararla.

Esto es para que tengamos una idea de cómo abordar y determinar el S1 y el S2, esto
obviamente a medida que fue avanzando con el tiempo, se cayó en desuso y se estandarizaron
que grupos de mezclas entran dentro del S1 y del S2. También hubo un avance en el
equipamiento que permitió obtener resultados de los materiales de las mezclas a partir de los
ensayos y no realizar todo este procedimiento, pero lo que busca dar una primera
aproximación cuando no se tiene suficiente cantidad de datos a la hora de querer realizar los
primeros cálculos.

 Fatiga de la mezcla:

Sobre distintas mediciones realizadas en laboratorio a diferentes mezclas, se han adoptado

dos tipos de mezclas las F1 y F2. Como una guía se puede decir que:

- F1: mezclas de capas con un moderado contenido de asfalto y vacío

- F2: mezclas de capas con alto contenido de asfalto y vacíos.

Para definir cuál de las tipificaciones corresponde, se puede determinar la deformación por
fatiga utilizando una ecuación de correlación para distintos N (número de repeticiones de
carga) y S (módulo de la mezcla). Luego evaluar cuál se acerca más a las curvas y tipificarla.

Obviamente que esto es una ecuación de correlación cuando no se tiene el equipo para
determinar la fatiga de la mezcla. Este equipo es más complicado de conseguirlo entonces
existen muchas ecuaciones de correlación que permiten obtener y poder clasificar la mezcla a
fatiga.

Luego con esos valores obtenidos ver para cuál de las curvas se aproxima más y poder
clasificarla como F1 y F2.
Método Shell – Diseño

Todo esto se realizado porque nos interesa ingresar a los ábacos que finalmente nos van a
definir los espesores de las distintas capas.

El método resuelve el diseño estructural a través de una serie de cartas, de las cuales pueden
obtenerse los diferentes espesores de las distintas capas requeridos para satisfacer las
deformaciones admisibles críticas, para las condiciones de servicio.

En cada una de las cartas, de los 4 parámetros, 3 son prefijados y el restante es variable dentro
de la carta. Existen 4 presentaciones:

- HN: graficados H1(capas asfálticas)-H2(capas granulares) para distintos tránsitos N. Es

la más utilizada.
- HT: graficados H1-H2 para distintos WMAAT.
- TN: está graficado el H1 en función del WMAAT, para distintos N (H2 permanece fijo).
- EN: está graficado el H1 en función de los módulos E de la subrasante, para distintos
tránsitos N.

Estas son una de las cargas típicas de las HN que les mencionaba, esto es una presentación de
la carta. Esta carta corresponde al código de mezcla S2 F1 50, es decir la clasificación de la MA
de acuerdo a lo que estuvimos viendo. También corresponde a un WMAT de 12°C, un módulo
de subrasante de 2.5x10 a la 7 Nm2.

¿Cuál es la variable de esta grafica? Lo que varía son los ejes equivalentes.

Eje de las ordenadas: los espesores de las capas asfálticas

Eje de las abscisas: los espesores de las capas granulares

Alguna de estas graficas (104, 105 , etc) será la corresponda con nuestro proyecto de numero
de ejes equivalentes. Supongamos 10 a la 6, que son 10 millones de ejes equivalentes.

Como criterio podríamos elegir cualquier punto de la línea de la grafica de 106 (por ejemplo)
para empezar a diseñar nuestro paquete estructural. Si tomásemos el punto del corte con el
eje y seria aproximadamente 200 mm de capa asfáltica y nada de capa granular, osea la capa
asfáltica apoyada sobre la subrasante.

Si nos desplazamos sobre la misma grafica un poco hacia la derecha obviamente se va

disminuyendo de la capa asfáltica y aumentando la capa granular. ¿Que punto podemos
adoptar? El punto ideal es el punto de quiebre o de unión, de lo que es este criterio de falla
respecto a otro criterio de falla que vimos al inicio, porque aquí estaríamos en una situación de
compatibilidad entre lo que sería lo que admite la subrasante y lo que admite la capa asfáltica.

Pero por cuestiones económicas podríamos irnos a más de capas granulares o a más de capas
asfálticas, eso dependerá de cada obra.

Supongamos que nos ubicamos en el punto ideal, las dimensiones de nuestras capas serian, si
bajamos en forma vertical alrededor de 450mm de capas granulares, ¿qué capa granular? La
respuesta está dada en estas líneas auxiliares del grafico que tiene en línea de trazo (1, 2, 4, 8).

Si del punto ideal nos vamos en

horizontal a la izquierda, nos
está mostrando que esta área
del grafico está dada por un CBR
de 80, es decir, una capa regular
que tiene la característica de 80,
una zona de 40, una de 20 y otra
de 10.

Entonces podría ser que desde el

punto ideal de la curva de 106
hasta la recta de línea de trazo
(8), hay que hacer una capa del
espesor desde aprox 320 hasta
450, con un CBR de 80. Luego
desde el punto de 320 hasta la siguiente línea de trazo 230 mm hasta allí tendríamos otra capa
con CBR de 40, de la misma manera con los otros tramos.

¿Muchas veces no es posible realizarlo de esta manera porque constructivamente no es

posible, entonces que se realiza? Desde el punto ideal hasta la línea de trazo de 40 realiza una
sola capa con un CBR de 80, si bien el tramo de un CBR de 40 va tener otro CBR 80,
constructivamente estamos haciendo una sola capa, de la misma manera desde la de CBR 40,
para no hacer 2 capas con un CBR de 20 y otro de 10, hacemos una sola con un CBR de 20 y asi
podemos subdividir en 2 capas, porque constructivamente y económicamente es conveniente,
pero si no lo fuese podríamos dejar la cantidad de capas que requiere. Podríamos hacer todo
con un CBR de 80 pero no sería económico y aparte los equipos no nos van a permitir hacerlo
en una sola capa.

Y aquí tenemos otra de las cartas, la HT. Espesores de capa asfáltica, espesores de capa
granular para un módulo de la subrasante y distintos módulos de las capas para las distintas
temperaturas de WMAT, pero esas cartas son menos utilizadas, están a modo de ejemplo. Las
que se utilizan son las HN, son las más difundidas, porque justamente el parámetro variable es
cuantos ejes equivalentes vamos a tener en el periodo de diseño de nuestra obra.
(Clase 11)

INTRODUCCIÓN

Sistema pavimento

Un sistema de pavimento está conformado por la estructura, la cuál está formada por diferentes capas que pueden
ser de distintos materiales, de distintas calidades, etc. Estas capas están siendo sometidas a las solicitaciones, ya sean
de las cargas o de las acciones climáticas. Al combinarse estas solicitaciones van a generarse tensiones y deformaciones
en la estructura y esta va a responder frente a ellas de a cuerdo a como se estén dando estas combinaciones de
solicitaciones.

Las tensiones y deformaciones deberán ser compatibles con las admisibles de cada una de las capas, como así también
la subrasante o el suelo de fundación. Estas solicitaciones generan deterioros en las distintas capas que amplifican las
acciones de las cargas, por ejemplo, una deformación que permita la acumulación de agua y que en esa deformación
por fatiga de la capa asfáltica se hayan generado fisuras, lo cual va a favorecer el ingreso de agua hacia las capas
inferiores acelerando el deterioro aún más. Así también podemos mencionar que la presencia de una deformación sin
fisuras también podría ocasionar el golpe de los ejes sobre esas deformaciones, amplificando la acción de la carga,
acelerando aún mas la deformación de la carpeta.

Sabemos que los pavimentos pueden ser

rígidos o flexibles. Los rígidos están
conformados por una losa de hormigón,
vinculados entre las losas contiguas con
pasadores en la sección transversal (son
barras de acero), teniendo abajo una base o
sub base y una subrasante. En cuanto a los
flexibles tendremos una capa asfáltica, una
base, una sub base y la subrasante.

Decisiones y consecuencias

Si graficamos en un eje de coordenadas el estado del pavimento,

midiéndolo de alguna manera (hay distintos índices que se
utilizan para medir el deterioro), vemos que el estado a medida
que transcurre el tiempo disminuye. Es decir que las
solicitaciones van deteriorando la vía a medida que pasa el
tiempo. Para capacidades estructurales mayores tendremos una
mayor conservación del estado de la vía con el tiempo.

En el estado, partiendo de una situación de muy bueno hasta una

situación de inaceptable, donde en el 75% se consume un 40%
del estado, y en otro 12% del tiempo se consume otro 40% del
estado. Lo que vemos es que al 75% hacer una intervención de
reparación, mejorando el estado, va a implicar un costo que va a ser
6 veces menor que si intentamos realizar una reparación luego de
transcurrido el 87% del tiempo.
Si esto lo traducimos a como haríamos las reparaciones vemos
lo siguiente (derecha), donde será evidente que el estado
después de la reparación nunca va a llegar a “estar como
nuevo”, pero lo que logramos es prolongar mediante menores
intervenciones la vida útil del pavimento.

1º Parte AASHTO

MÉTODO AASHTO 1993

AASHO Road Test (1958-1960)

- Ensayo a gran escala en pavimentos

- Se evaluaron secciones de pavimento rígido y flexible
- Se evaluaron distintas configuraciones de carga, espesores de calzada, base y sub base.
- Se estudiaron secciones de pavimentos flexibles, de hormigón simple y armado.
- Objetivo central: desarrollar relaciones entre cargas de tránsito aplicadas a estructuras de pavimentos y su
pérdida de serviciabilidad, para diferentes espesores de pavimentos
- Es la base del AASHTO 1993

Básicamente se construyeron loops, por los cuales circulaba la carga. Los

elementos y maquinarias disponibles en la época eran bastante
primitivos, esto afecta a la metodología otorgándole ciertas limitaciones.

Luego a esta metodología se la revisó y corrigió hasta llegar al AASHTO

’93, el cual incluye los refuerzos.

Método AASHTO

- La evolución del comportamiento se realizó por medio del Índice de

Serviciabilidad Presente (PSI).
- Utilizado por el Método AASHTO como criterio de falla para el diseño
de pavimentos. Es decir, cuando se llega a una determinada condición
de serviciabilidad se considera que esa es la falla del pavimento, a
diferencia del método de Shell donde la falla estaba determinada por
alguna condición de fisuración.
- Es un índice de la comodidad y seguridad que percibe el usuario al transitar por el camino, referido al
pavimento (cuantifica el confort del usuario)
- PSI varía de 5 a 0 en función del tránsito
- Se obtuvo a partir del PSR (encuestas a conductores de vehículos en el AASHO Road Test). El PSI se correlaciona
con dicha escala, y con mediciones realizadas sobre el pavimento.
- PSI = f (SV, RD, C+P)
- Tránsito equivalente W18 = f (SN, ΔPSI, Mr), SN: capacidad estructural, ΔPSI: variación de la serviciabilidad
- La medición era realizada por un grupo de conductores, quienes manejaban en el pavimento y evaluaban su
confort con una escala (0 a 5)
 - Problemas de subjetividad en la medición
- Se incorporaron algunos parámetros ¨medibles¨ para evaluar el estado del pavimento, tales como rugosidad
(SV), fisuración (C), ahuellamiento (RD), bacheos (P)
- Se determinaron ecuaciones de correlación para la determinación del PSI

Flexibles

PSI= 5.03 - 1.91 Log (1+SV) - 1.38 (RD)2 - 0.01 (C+P)0.5

Rígidos

PSI= 5.41 - 1.78 Log (1+SV) - 0.09 (C+P)0.5

El ahuellamiento en pavimentos rígidos no debería de existir

- SV: Slope Variance (varianza de la pendiente)

- Rugosidad, medida con perfilómetro
- RD: Rut Depth (ahuellamiento promedio)
- C: Cracking (área fisurada)
- P: Patching (área bacheada)

También se establecieron cuáles eran las serviciabilidades finales, según los usuarios:

La serviciabilidad decae en el tiempo, con una

cierta iregularidad. Se observa que para
pavimentos rígidos la pérdida de serviciabilidad es
considerablemente mas “lenta”, por lo cual se
determinó para tiempos superiores una curva de
caída similar a la de los pavimentos flexibles. En el
gráfico pequeño vemos la variación de la
serviciabilidad para capacidades estructurales
diferentes.

Ecuación de diseño

a) W18 = Número de ejes equivalentes del eje patrón de 18,000 libras (8.2 tn) (ESAL’s), representado por el tránsito
(W18).

b) Zr = Desviación estándar normal. Es el valor de Z (área bajo la curva de distribución) correspondiente a la curva
estandarizada para una confiabilidad R.

c) So = Desviación estándar de todas las variables.

d) Pérdida de serviciabilidad (ΔPSI = P0 - Pt).

e) (Mr): Módulo de resiliencia de la subrasante.

f) (SN): Número Estructural. SN = f (W, ZR, So , PSIf , MR)

Nomograma

De izquierda a derecha ingresando con la confiabilidad a adoptar, y la desviación estándar vamos a tener dos puntos
que nos van a permitir trazar una recta hasta cortar la línea auxiliar (línea continua si graduaciones de la izquierda).
Ese punto lo vamos a unir con la escala de tránsito trazando una recta, la cual vamos a extender hasta la otra línea
auxiliar (a la derecha). El punto de la línea auxiliar de la derecha lo unimos con el del módulo resiliente, y prolongando
esta recta podemos obtener el valor del eje de las y del gráfico de la derecha. De allí moviéndonos en forma horizontal
por el gráfico podemos intersectar los distintos valores de ΔPSI, y de ahí descender hacia el eje de las x para determinar
el valor de SN, que es el número estructural que va a requerir nuestra estructura.

Conversiones

10 kN = 1 tn = 2,2 Kip (Kilo libras)

1 MPa = 10 Kg/cm2 = 145 psi (libras/pulgada cuadrada) (no confundir con serviciabilidad)

Tránsito

En la realidad tenemos que el tránsito está compuesto por

vehículos con distintos pesos, distinta cantidad de ejes,
distintos tipos de ejes, etc. Con respecto a la diferencia de
pesos el método considera un único tipo y peso de eje que
por medio de coeficientes lo convierte en un eje equivalente.

ESAL’s = Σ (Nº de vehículos por categoría x Factor sentido x Factor carril x Factor crecimiento x Facto reje equivalente)

ESAL:

- Convertir tránsito mixto en ejes simples equivalentes de 80-kN (18-kip = 8,16 tn)
- Equivalencia de ejes basada en pérdida de serviciabilidad medida en el AASHO Road Test. (efecto destructivo).
Si un eje es mas liviano que el patrón produce un efecto destructivo menor, por lo cual los coeficientes serán
menores que uno, y viceversa si el eje es mas pesado que el patrón.
- Factores de equivalencia de carga utilizados para efectuar la conversión. (tablas)
Factor de Equivalencia de Carga por Eje (FEC o LEF)

- Número de repeticiones de una carga patrón (eje simple ruedas duales de 80 kN) que produce el mismo
deterioro (pérdida de serviciabilidad) que un determinado eje con cierta carga específica.

Es función de:

- Tipo de pavimento
- Capacidad estructural del pavimento
- Tipo de eje
- Condición del pavimento

Visto en forma esquemática, estos serían los

distintos tipos de ejes que para serán
multiplicados por un coeficiente para hacerlos
equivaler a una determinada cantidad de ejes
patrones. Por ejemplo si el camión grande es mas
pesado que el eje patrón este va a equivaler a 1,2
ejes patrones, o sea que Z=1,2.

Hay tablas para determinar esto, que dependen de distintos factores que afectan al FEC
A partir de estos estudios se encontraron las siguientes ecuaciones
(Ley de la cuarta potencia), donde el valor de cualquier carga
respecto del patrón tenia un orden de la cuarta potencia, para el
efecto destructivo. Es decir, que cargas mayores a las del eje
patrón tienen un efecto destructivo del orden de la cuarta
potencia. Esto es importante a la hora de tener presente el efecto
destructivo de los vehículos mas pesados, entonces la magnitud
del deterioro al llevar mas peso es mucho mas elevada, por eso es
importante el control de los pesos reglamentarios.

Número de vehículos por categoría

Surge de los censos de tránsito

Factor por sentido

- AASHTO propone entre 0,3 y 0,7 – Recomendable 0,5

- Censos

Factor por carril

Factor de crecimiento

Depende de:

- Lugar
- Economía
- Período de diseño
- Tabla con factores de crecimiento propuestos por AASHTO
- g: normalmente se asocia que es un 3% de crecimiento del parque automotor por año.

Confiabilidad

CONFIABILIDAD es la probabilidad de que el pavimento se comporte (funcional y estructural) satisfactoriamente

durante su vida útil o período de diseño, resistiendo las condiciones de tránsito y medio ambiente dentro de dicho
período.

•CAPACIDAD FUNCIONAL:

- CALIDAD DE RODADURA

- FRICCION SUPERFICIAL

- GEOMETRIA PARA SEGURIDAD

- ASPECTO ESTETICO
•CAPACIDAD ESTRUCTURAL:

- CARGAS DE TRANSITO

- CONDICIONES AMBIENTALES

La guía AASHTO recomienda los siguientes valores del coeficiente de confiabilidad con respecto a la clasificación
funcional de la vía. Normalmente se trabaja con el promedio de los intervalos, pero con bases estadísticas se podría
adoptar otro valor.

- Confiabilidad alta implica pavimentos costosos con costo de

mantenimiento menores
- Confiabilidad baja implica pavimentos baratos y costos de
mantenimiento mayores
- Existe un nivel de confiabilidad óptimo

La confiabilidad depende de diversas circunstancias que intervienen en

su selección, como lo es la incertidumbre del volumen del tránsito en los
incrementos que pudiesen surgir en el período para el cual se diseñe una
vía.

La desviación normal estándar representa el rango de

variación en la predicción del tránsito en el periodo de
diseño.

Error estándar combinado

El error estándar combinado (So)

depende de los demás factores que
afectan el comportamiento de un
pavimento

La variación en las propiedades de los materiales a lo largo del pavimento (dadas por variación en los materiales o en
los procesos constructivos), produce como resultado una variación en el desarrollo de fallas y rugosidades en ese
pavimento. Las fallas en zonas débiles, dan como resultado una disminución en la vida útil del pavimento.
(Clase 12)

2º Parte AASHTO Flexible

Método AASHTO Subrasante

Ensayos que valoran la resistencia de un suelo

 MODULO RESILIENTE
 VALOR SOPORTE CALIFORNIA (CBR)
 VALOR DE RESISTENCIA DE HVEEM (VALOR R): no lo vamos utilizar
 ENSAYO DE PLATO DE CARGA (VALOR K): lo vamos a ver y el valor K será utilizado
para calcular, por el presente método, pavimentos rígidos.
 PENETRACION DINAMICA DE CONO

Ɛr vs Ɛp
En cuanto a la subrasante se debe tener en cuenta que el suelo:
• Bajo cargas repetidas, la deformación unitaria total (Ɛt) desarrollada en el suelo de
subrasante tiene dos componentes, una recuperable o resiliente (Ɛr) y otra plástica o
permanente (Ɛp).
• Las primeras repeticiones de carga generan deformaciones plásticas de mayor
magnitud, y a medida que se incrementan los ciclos de carga esas deformaciones
plásticas debido a cada repetición de carga disminuyen. Es decir:
Si vemos la siguiente gráfica, en el eje de
las ordenadas están las deformaciones
especificas totales y en el de abscisas el
número de siclos, es decir se aplica la
carga, desaparece, se vuelve aplicar la
carga, desaparece y así sucesivamente.
Cada uno de esos siclos va a estar
compuesto por una deformación total, que cuando desaparezca la carga, se va a tener
una parte que recupero (Ɛr) y una parte que no recupero (Ɛp). A medida que la cantidad
de siclos se van repitiendo sucesivamente se observa que la deformación plástica (Ɛp)
del primer siclo respecto a los siguientes siclos va teniendo a disminuir (ósea va
aumentando, pero la diferencia de deformación entre un siclo y otro va disminuyendo,
tendiendo a una asíntota) y la deformación total no asciende demasiado.
Efecto de la compactación
Visto ese grafico anterior de otra manera: graficando el
número de siclos respecto de la aplicación de una carga,
donde esa carga es la sometida por el equipo de
compactación (pata de cabra, liso, etc). Al aplicar una
carga y luego desaparecer esa carga, deja una
deformación permanente, luego se realiza lo mismo pero
la deformación permanente debido al segundo siclo es
menor. Si se realiza esto una “n” cantidad de siclos se llega
a un mentó tal que la aplicación de la carga, carga y descarga no genera más
deformación permanente o es prácticamente despreciable.
En este punto, el material pasa a tener un comportamiento del tipo elástico, es decir, el
material carga y descarga aproximadamente por la misma línea y no tiene
deformaciones plásticas. Se logra un comportamiento elástico (deformaciones plásticas)
y lineal (va y viene aproximadamente en la misma línea).
El grafico se dio para una cierta condición de carga, si esa condición aumenta la gráfica
cambia, cambian las deformaciones y la cantidad de siclos para llegar a la linealidad.
Mr vs. Estado de tensiones
Supongamos que se tiene el suelo
que se veía anteriormente. Se va a
analizar un elemento diferencial
en la parte inferior de este
paquete estructural, compuesto
por la capa asfáltica, base y
subrasante.
La distribución de tensiones sobre
la superficie de la subrasante,
aproximadamente, sigue la
distribución que se está viendo allí.
Ese elemento diferencial va a estar sometido a tensiones laterales producto del
confinamiento dado el suelo que lo rodea, esto se llamara σ3. Luego aparecerá la
tensión desviante σd, la cual se da por el pasaje de la carga del eje. Por ende, σ1 va a
ser igual a la suma de las tensione sen esa cara.
Conceptualmente lo importante es que ha aparecido una tensión que no estaba antes,
la cual se dio cuando la carga pasa por una posición respecto al paquete estructural.
Ensayo Uniaxial (no confinado)
Para determinar el módulo de elasticidad de un
material, que en este caso será no confinado (σ3=0),
se aplicará una tensión donde la probeta sufrirá un
acortamiento en la dirección de aplicación de la
carga, siendo la deformación especifica unitaria Ɛr
igual al acortamiento sobre la longitud sobre la cual
se hace la medición, que puede ser todo el largo de la probeta o una parte.
Mr- Ensayo triaxial (confinado)
En caso que el elemento este confinado, ahora si se
tiene el σ3.

Módulo Resiliente Mr
Es un equipo que permite realizar un
ensayo para determina el módulo de un
material en algunas condiciones
determinadas.
El material que se ve allí, es de una
probeta de suelo cilíndrica como la que
se veía anteriormente
esquemáticamente, en la cual se le
acondiciona una tensión σ3, es decir una
tensión de confinamiento y se le aplican
las cargas desviadoras σd, en pulsos,
desde la parte superior.
A través de elementos de medición se determina o calcula el acortamiento que sufre el
elemento que se esta ensayando y en base a la longitud, se obtiene la deformación
especifica unitaria Ɛr.

Ensayos de carga repetida

 Pulsos típicos de ensayo:

 Haversine
 Tiempo de carga 0,1seg + Intervalo de reposo de 0,9 seg.
Aquí se ve como se aplica los pulsos de carga para
determinar el módulo resiliente del material.
Existen diferentes metodologías, hay diferentes
pulsos. Uno de ello es el denominado Haversine, el
cual aplica pulsos de carga que simulan el pasaje del
eje sobre el paquete estructural y como esa tensión
llega al elemento que se quiere analizar.
El Módulo Resiliente (Mr) será determinado a través de la tensión desviadora σd y Ɛr.
Esto se va a dar para cuando el material adquiera un comportamiento del tipo elástico,
es decir, el material carga y descarga aproximadamente por la misma línea y no tiene
deformaciones plásticas. Dado que en los primeros siclos el material no tiene un
comportamiento elástico, ni lineal. Es allí donde se mide la deformación especifica
unitaria Ɛr y con la tensión desviadora se determina el módulo resiliente.
Mr – Materiales no ligados
Como al material se le tiene que hacer ese acondicionamiento para llegar a un
comportamiento elástico y lineal, quiere decir que no son elásticos, ni lineales.

 No linealidad
 Comportamiento = f(estado de tensiones). Los materiales poseen
comportamientos en función del estado de tensiones.
 Stress softening (suelos finos). Comportamientos en función del tipo de
suelo.
 Stress hardening (materiales granulares). Comportamientos en función
del tipo de suelo.
 Deformación resiliente o recuperable
 Aplicación rápida de las cargas
 Similar a la que producen las ruedas
 Ensayo relacionado solo con la componente elástica de la respuesta. Es decir, el
Módulo Resiliente se determinará con la recuperación elástica resiliente.
Así como el estado tensional es una variable que influye en la determinación del módulo
resiliente y también el tipo de suelo, otra variable es la condición de humedad del
material. Dado que la respuesta de un suelo con más o menos humedad será distinta en
cada uno de estos casos.
Resumen de variables que intervienen:
 Estado Tensional
 Tipo de Suelo
 Contenido de humedad del suelo
Secuencia de Ensayo y Registro Tipo 1
Lo que se ve en la siguiente tabla es la secuencia de ensayos y registros para algún tipo
de material que acá esta denominado Tipo 1.
Hay una Secuencia, presión de confinamiento, tensión desviadora, y numero de
aplicación.
Si vemos para la secuencia 0, se realizan muchas aplicaciones (1000) para que el material
adquiera las características elásticas y lineal. Para las demás secuencias se varia la
presión de confinamiento y la tensión desviadora y se aplican los mismos siclos de carga.
En los últimos siclos de esos 100, se mide el Ɛr para determinar el Módulo de Resiliencia
para esa configuración de carga, y así para todas las configuraciones (secuencias).

Módulo Resiliente (Mr) en Suelos finos “Stress-softening”

Con esos valores de tensiones desviadoras y
el procedimiento de recién, se determinan los
Módulos Resilientes para distintas tensiones
desviadoras. A partir de ello se puede realizar
la gráfica de la derecha, en la cual se establece
una ecuación donde el Mr tiene la expresión
la cuales se llaman ecuaciones
constitutivas. Dicha ecuación tien ciertos
parámetros y cte que es posible determinar
en función del ensayo. El material responderá a dicha ecuación.
Se puede observar que el Log Mr disminuye a medida que aumenta el Log de la tensión
desviadora, es decir el material pierde calidad a medida que aumenta la tensión
desviadora. Este tipo de comportamiento se da en los “strees-softening” que son los
materiales finos. Este tipo de material normalmente se tiene ubicado en la subrasante,
es decir que, sobre la superficie de la subrasante, es donde se va a tener la mayor tensión
desviadora, respecto a en profundidad, por ende, el módulo será menor. Es decir, a
medida que se aumenta en profundidad en la subrasante el Módulo Resiliente se
comporta con un valor mayor, aumenta y la tensión desviadora disminuye.
Esta situación es indeseable. Deseamos que el Módulo sea mayor en la parte superficial.
Si bien el método AASHTO considera el módulo resiliente, no considera esta variación.
 Lo que se veía recién era una parte de la gráfica.
Si se construye la gráfica con mayor cantidad de
tensiones desviadoras, se verá que la gráfica
tiene aproximadamente esta forma.
Estudiaron para varios tipos de suelo, y
encontraron que aproximadamente todos
tenían el mismo comportamiento. Con una parte
más pronunciada al comienzo y luego más
horizontal.
De aquí surgió que modulo resiliente utilizar, dado
que para diferentes tensiones desviadoras se tiene un
Mr distinto.
Se determinó que el Mr a utilizar es aquel que
presenta una tensión desviadora de 6psi
(libra/pulgada2). Y este Mr es al utilizar en el método
AASHTO

Módulo Resiliente (Mr) en Suelos granulares “Stress-hardening”

Se da un comportamiento distinto al anterior,
donde se tiene en cuenta un parámetro tita
octaédrico, el cual contempla un conjunto de
tensiones. A medida que va aumentando la
tensión, Mr va aumentando.
Normalmente este tipo de situación se da en
los materiales granulares, es decir en las
capas intermedias del paquete estructural,
donde se tiene mayormente materiales granulares, materiales más gruesos. Puede ser
en una capa base, en una capa sub base. Esto no es siempre así, la base y sub base debe
reunir ciertas condiciones para tener este comportamiento, no siempre una base o sub
base tiene un comportamiento strees-hardening.
Determinación del Mr

 Se vieron ensayos de laboratorio sobre:

 Muestra inalterada
 Muestra alterada (remoldeada y compactada). Deberá acondicionarse de
acuerdo a las condiciones de humedad y compactación, por ejemplo, según
un ensayo Proctor, para determinar la humedad optima.
 Estimación a partir de diferentes metodologías
 Cálculo inverso (Backcalculation): no es para un pavimento virgen, si no
para un retro cálculo. Se determina el Mr de la sub rasante en función de
 aplicar una deformación sobre la superficie del paquete estructural. Es
relacionado a la determinación de los espesores de refuerzos dentro de
pavimentos dañados, deteriorados, viejos, etc.
 CBR: es uno de los ensayos que tiene más correlación con otros ensayos y
el Mr. Sería recomendable hacer la determinación del Mr a través del
ensayo.
 DCP
 Clasificación de Suelos

Existen correlaciones como las que se

ven en la siguiente imagen de la
izquierda. Se tienen ensayos de
clasificación de suelos y ensayos CBR. Se
tienen las correlaciones para determinar
los Modulo de Reacción K, es un
parámetro de la subrasante que es
utilizado para el cálculo de pavimentos
rígidos y no para flexibles. Para
pavimentos flexibles no se utiliza el K si
no el Mr.

En esta gráfica de la izquierda, en la parte

superior se presentan módulos dinámicos
para ensayos de CBR.
Es posible utilizar los valores de la gráfica
para una subrasante, base, sub base, etc. La
tabla inferior está disponible en el apunte
del ingeniero Toledo. (Pagina 221: VÍAS II -
APUNTO TEÓRICO -Toledo).
Respecto a la subrasante, normalmente se
suele usar la correlación del Mr con el CBR
a partir de multiplicar por un factor que
dependerá del valor de CBR
• Este valor está desarrollado si el CBR <
10%, en donde B = 1500
 Mr = B x CBR
• Para materiales de sub-rasante con CBR >10% pero menor o igual a 20,0%., CBR=3.000
 MR = 3.000 * (CBR) 0.65
Existen otras correlaciones, en esta ocasión se presentarán los dos mencionadas
anteriormente.
Variación Estacional del Mr
Otros aspectos que tiene
el método, es como varia
el Mr en función de los
meses del año. Acá esta
denominado como la
deflexión. Recordando
que la deflexión es la
deformación producida
por aplicación de una
carga sobre una
superficie, en este caso
esa deformación
dependerá del módulo del material que tenga esa superficie.
Si se mide la deflexión de un pavimento en distintos momentos del año, se vera que, si
es en meses fríos, la deflexión será menor y en meses calurosos deflexiones más
grandes.
Esto quiere decir que el material que está colocado en la parte inferior de un paquete
estructural, no siempre tiene las mismas condiciones de humedad, de comportamiento,
etc. Es decir, varia su capacidad de respuesta
Ajuste Estacional
Si ha cambiado su capacidad de respuesta, significa que las capas que tiene por arriba el
material que se está analizando, en este caso la subrasante, también vana cambiar su
comportamiento. Porque si la subrasante se deforma más, porque cambio la
temperatura o se humedeció, las capas que están por encima también se van a deformar
más. Al aumentar la
deformación van a sufrir un
deterioro mayor, el cual no
aumento por variaciones en la
carga, dada que es la misma, si
no por el aumento de las
deformaciones.
El método cuantifica de alguna
manera este efecto destructivo
a través de considerar esta
variación del módulo resiliente Mr que tiene y como va a ir consumiéndose fatiga y la
capacidad estructural del material.
Para cada uno de los meses, va a tener un módulo resiliente que habrá que determinarlo
y en función de la gráfica que se encuentra a la derecha de la tabla, entrando con el Mr
en psi, se obtiene el daño relativo uf (efecto destructivo). Los valores obtenidos se
colocan en la tabla (columna uf).
Realizando la sumatoria y dividiendo por la cantidad de mese, se obtiene un coeficiente
destructivo promedio. Con este valor se vuelve a ingresar en la gráfica en el sentido
inverso y se obtiene el Módulo Resiliente efectivo del promedio de todos los meses.
Dicho modulo será utilizado para ese paquete estructural, considerando todos los meses
del año y a la variación climática que tenga.
Este método normalmente no se aplica debido a que se tiene que tener ensayos de
comportamiento de los materiales en los distintos meses del año.
Acá termina lo que es subrasante en meto AASHTO.

SERVICIABILIDAD
 LA SERVICIABILIDAD ES LA CAPACIDAD DEL PAVIMENTO DE BRINDAR UN USO
CONFORTABLE Y SEGURO A LOS USUARIOS. ES OTRO PARAMETRO DEL METOD
AASHTO
 LA CLASIFICACION DE SERVICIABILIDAD PRESENTE:
 0-1 MUY POBRE
 1-2 POBRE
 2-3 REGULAR
 3-4 BUENA
 4-5 MUY BUENA
 Serviciabilidad inicial P0: condición del pavimento después de la construcción. Usual
para pavimento nuevo flexible es: 4,2. Este valor se podría mejorar, dependerá de la
trayectoria de la empresa y los parámetros de la misma.
 Serviciabilidad final Pt: capacidad funcional que se espera tenga un pavimento al
final del periodo de diseño.

El cambio en el índice de serviciabilidad (ΔPSI): ΔPSI = P0 – Pt

 Método AASHTO
Inputs para la determinación del SN necesario

 Tránsito futuro estimado (W18, ESALs, N8,2)

 Confiabilidad en el diseño (R)
 Desvío standard global, (So)
 Módulo Resiliente Efectivo de la subrasante (MR)
 Pérdida de Serviciabilidad (DPSI)
Estos inputs son los que se van a necesitar para ingresar al nomograma y de esa manera
determinar cuál es la capacidad estructural del pavimento que se está proyectando.

A la izquierda se tiene la confiabilidad (R), donde se ingresará con el valor que se ha

determinado (se hizo en un ejercicio anterior) y se marca un punto, luego se entra en la
desviación estándar, se marca otro punto, y uniendo esos puntos se traza una recta
hasta cortar la recta auxiliar (la línea continua vertical que esta a la derecha de la
desviación).
Luego se va a marcar el tránsito (ejes equivalentes), el cual su escala esta en millones.
Con esos dos nuevos puntos se marca otra línea hasta la segunda recta vertical auxiliar.
Luego se marca un punto en el modulo de resiliencia de la subrasante y uniendo estos
dos últimos se realiza una recta que continua con la pendiente hasta topar el eje de las
ordenadas del grafico de diseño. Luego nos moveremos en forma horizontal en el grafico
hasta interceptar la curva de el ΔPSI, y luego bajando al eje de las abscisas se obtendrá
el Número Estructural (SN).
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
*Ejemplo:

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
El Número Estructural va a ser el que, para las
condiciones de suelo, transito, etc, cumple con
el criterio de falla para el número de ejes que se
ha determinado (N8,2).
Si existen estructuras que tiene mayor Sn (como
las curvas que están a la derecha en la gráfica,
pero se estaría dimensionando el sistema si
optamos por ellas). También existen menores.
Se vera que de esta manera se determino el Número Estructural de la estructura, ahora
se tiene que materializar.

 Di = espesores de cada capa

 ai = coeficientes estructurales para cada capa. Dependerá del material, se determina a
través de gráficas.
 mi = coeficientes de drenaje para capas no ligadas. Por ejemplo, en la base, como es una
capa granular (no ligada), se considera el efecto de la humedad del agua dentro del
aporte estructural. Se determinará dicho coeficiente con una tabla. En la primera capa
(capa asfáltica D1) no se considera porque es ligada.
 SNproyectado= el obtenido de la gráfica

Con esta ecuación se ve si el aporte estructural del conjunto de capas de la estructura

(ósea la suma de los aportes individuales de cada capa) es mayor o igual al proyectado.
Coeficiente Estructural (ai)
Por ejemplo, para el caso de la
capa asfáltica se tiene que
determinar el coeficiente a1.
Ingresando con el módulo de
elasticidad de la mezcla asfáltica,
en el eje de las abscisas, topando
con la curva, se obtiene en el eje
de las ordenadas dicho coeficiente
a1 de aporte estructural.
Normalmente no se tiene el
Módulo de Elasticidad, si no que se
tiene otros valores. Para determinar el modulo se puede hacer de la siguiente manera:
Métodos para determinar el Módulo de Elasticidad en Mezclas Asfálticas:
1. Método 1:

 [Eca] = Módulo elástico, en psi

  P = Carga Marshall, en lbs. Ensayo de dosificación o marshall
 δ = Deformación (Flujo Marshall), en pulgadas
 t = altura de la probeta, en pulgadas (de no disponerse de esta medición en el ensayo,
puede emplearse un valor de 2.50)
 a = constante experimental (adimensional) que varía entre 20 y 26, sugiriéndose un valor
de 23 como más frecuente
 U = relación de Poisson para mezclas asfálticas, el cual se asume en 0.35

2. Método 2:
Este método presenta algunas limitaciones en cuanto a la temperatura de uso, pero a
los fines prácticos se utiliza para hacer el ejercicio de determinar el módulo.

Para realizar el “sen” se debe colocar los valores en radianes.

Otras graficas que presenta el Método AASHTO para determinar el Coeficiente
Estructural:

A partir de la Estabilidad Marshall, en la escala de la

izquierda determinar el Coeficiente de Aporte
Estrcutural. Ejemplo: 800kg (08,0 KN) se tendrá 0,41 de
aporte estructural.

A partir del CBR, se ingresa y se

va a la izquierda donde se
obtiene el Coef. de aporte
estructural para la base.

A partir del CBR, se ingresa y se va

a la izquierda donde se obtiene el
Coef. de aporte estructural para la
subbase.
Coeficientes de Drenaje (mi)
Drenaje: El proceso mediante el cual el agua de infiltración superficial o agua de
filtración subterránea es removida de los suelos por medios naturales o artificiales.
ACCION NOCIVA DEL AGUA EN LOS PAVIMENTOS:
-MIGRACION DE PARTICULAS
-ABLANDAMIENTO DE LA SUBRASANTE
-EROSIONABILIDAD (SUBBASE, SUBRASANTE)
•ES IMPORTANTE INVOLUCRAR EN EL DISEÑO LAS CONDICIONES DE DRENAJE
•TIEMPOS DE DRENAJE AASHTO

El método presenta una determinación más compleja, aquí a los alcances de la materia
se lo resumió en los siguientes pasos:
o Tiempo de drenaje:
 Tiempo para drenar
o % tiempo cerca de la saturación
 Datos meteorológicos
Con él % de saturación y el tiempo de
drenaje, se puede obtener la calidad de
drenaje. (primera tabla)
Con esa calidad de drenaje, se va a la segunda
tabla y con el % de tiempo en que el
pavimento está expuesto a niveles de
humedad próximos a la saturación, el cual se
determina con la cantidad de lluvias por año,
se obtiene el coeficiente de drenaje (mi) para
cada una de las capas granulares que se tenga.

Luego una vez obtenido todos los coeficientes se calcula el SN para cada capa y la suma
de estos debe ser mayor al SN proyectado, para que la estructura sea capaz de resistir
las solicitaciones.

SN – Análisis por componentes

Verificación
El Método AASHTO propone una verificación. Propone determinar algunos aspectos de
la estructura para verificar los espesores propuestos.

La misma consiste en ir al monograma dejar todos los valores fijados e ir cambiando el

modulo de resiliencia para cada capa (base, subbase, etc) y así obtener el SN de cada
una. Antes lo hicimos para la subrasante.

Así se obtiene el SN1 y SN2. Con esto determina:

Con SN1 y el aporte estructural de la capa asfáltica a1, que espesor se necesita D*1 para
que la base este lo suficientemente protegida y también la capa asfáltica. Ese D*1 debe
ser mayor o igual al espeso de diseño h1.
Lo mismo se realiza con las otras capas. Siguiendo las fórmulas planteadas.
Lo que hace el método acá es verificar una relación de módulos y espesores entre las
distintas capas y materiales para que estén lo suficientemente protegido con respecto a
las capas que tiene por arriba y a la carga a la cual va a ser solicitada.
*Ejemplo: Si se tiene una mesa, sobre esta un vidrio y luego una capa de goma espuma,
al aplicar una carga capaz el vidrio no se rompa. Si se cambia la posición y se coloca el
vidrio sobre la goma espuma, el mismo va a ser propenso a romperse.
(Clase 13)
3º Parte AASHTO

EJERCICIOS DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

Método aashto
Uno de los primeros parámetros para poder trabajar con el método es la determinación de los
ejes equivalentes, también denominados w80, o w180, los esals; tiene diferentes nombres.
Ejemplo de cálculo del W80

Se comienza teniendo los datos del tránsito, a la izquierda en la tabla se clasifica cada tipo
de vehículos, las cantidades diarias de cada uno A, luego un porcentaje de crecimiento que
nos permite, ingresando a la tabla con el periodo de diseño (que está fijado en 15 años) y
este porcentaje es posible determinar el factor de crecimiento B. También se podría realizar
con la fórmula y es lo mismo.

Una vez que tenemos la cantidad de vehículos diarios multiplicado por el factor de
crecimiento vamos a obtener el tránsito de diseño, al cual le está faltando mencionar que hay
que multiplicarlo por 365 días ya que estos valores son diarios. C.

Este tránsito que en el año 15 tendremos de autos hay que afectarlo del factor de eje
equivalente, que para afectarlo se deben tener en cuenta ciertos aspectos, estas
consideraciones son: el tipo de pavimento, si es rígido o flexible (acá consideramos flexible);
el tipo de configuración de eje, si es un eje simple o un eje tandem; y si las ruedas son simples,
duales, etc; por otro lado la servicialidad final y un sn ( SN pavimento flexible, D pavimento
rígido) de prediseño para el pavimento, es decir, para poder determinar el factor de eje
equivalente se deberá contar con:
● la servicialidad final
● un sn de prediseño y
 ● la configuración del eje
En base a eso existen tablas que nos permiten ingresar para cada uno de los tipos de ejes,
en función del peso del eje, y determinar cuál es el coeficiente de eje equivalente. Esto ya lo
hemos visto cuando desarrollamos esto en el teórico.

Entonces está cantidad (columna C), multiplicada por el factor (columna D), nos va a dar la
cantidad de ejes equivalentes, columna E.

Ese procedimiento desarrollado se hace para cada uno de los ejes que se presentan en la
tabla, luego se hace una sumatoria final, y esa será la cantidad de ejes equivalentes de
diseño, al cual le está faltando afectarlo por el factor de dirección, consideramos
0.5 en un sentido y 0.5 en el otro (lo que recomienda aashto); luego el factor de carril, si
tenemos más de un carril por sentido será 0.9 por ejemplo si tenemos dos carriles por sentido;
y luego está cantidad final (10.725.370 ) multiplicado por esos dos factores nos va a dar la
cantidad de ejes equivalentes de diseño que vamos a introducir dentro de el nomograma.

R: confiabilidad, sacada por promedio de la tabla.

S0: desviación estándar global, según tipo de pavimento
Po: Servicialidad recomendada por aashto para pavimentos nuevos.
Pt: servicialidad final de acuerdo a la tabla ya que es una vía secundaria y no una calle.
Mr(subrasante): se determina con la ecuación vista en el método aashto de 1500 CBR para
cuando es menor a 10% el módulo resiliente es de 13500 psi.
m: coeficiente de drenaje sacado de la tabla para la verificación de los espesores propuestos.
Δpsi: serviciabilidad final menos inicial

Una vez que se obtienen todos esos datos es posible empezar a ubicar en el nomograma los
valores.

Nomograma
Así determinamos el número estructural (acá es 2,55)

Esa es la capacidad estructural que va a requerir la estructura y la que de alguna manera,

proponiendo espesores y materiales, debemos superar o igualar.

Para ello vamos a proponer tres capas.

Determinación de Espesores de Pavimento de Flexible. Método AASHTO

Adoptamos esos espesores para las distintas capas.

Se determinan diferentes valores cómo la estabilidad de la mezcla asfáltica donde se
adoptaron 1000kg, puede surgir del ensayo de estabilidad realizado o si tenemos algún otro
dato.
Con los datos anteriores de cbr de la base y sub-base es posible determinar los módulos
resilientes a través de los gráficos del método aashto que hemos visto, ingresando con el cbr
hacia la izquierda obtenemos el coeficiente de aporte estructural y si nos movemos hacia la
derecha podemos obtener el módulo resiliente.
Con el mismo gráfico también podemos obtener el coeficiente estructural a1 de la capa
asfáltica por ejemplo a partir de la estabilidad, igual con la subbase.

Con todos estos valores procedemos a realizar los cálculos, el espesor de las capas pasado
a pulgadas (por eso divide por 25), por el coeficiente de aporte estructural nos termina dando
el aporte estructural de esa capa.

Luego la sumatoria de los aportes de las tres capas nos da el SN aportado por las capas
propuestas que tiene que ser menor o igual al SN requerido.

Está es una verificación global,ahora procedemos a realizar una verificación capa por capa.

Método AASHTO- Verificación

Está verificación consiste en determinar los SN cómo si el pavimento no estuviese ubicado

en la última capa, que era la subrasante, el SN3.

El SN3 va a ser el obtenido

anteriormente a través del
nomograma. Los demás SN
también serán obtenidos del
nomograma modificando el
último valor que corresponde
al Mr (subrasante).

Luego con el SN1 dividido el

aporte estructural de la capa
asfáltica, nos da un espesor que va a estar en pulgadas ( ej. 4,28=10,84cm este se redondea
a 11cm). Cuando en el redondeo se pueda llegar a ver modificado el SN obtenido en un
principio, este último se llamará SN1*, de igual manera para los demás SN.
De igual manera se prosigue con los demás pasos expuestos en la filmina.

Si estos espesores resultantes son mayores a los calculados anteriormente, adoptamos estos
últimos ya que no estarían verificando está situación. Al ser menores los espesores de base
y sub base, nos quedamos con los primeros cálculos; En el caso de la capa asfáltica si
adoptamos este último calculado ya que resulta mayor al anterior. En resumen se deben
cumplir las dos verificaciones siendo igual o mayor.

EJERCICIOS GUIA TP VÍAS II

Estos ejemplos están en la guía de trabajos prácticos donde está la resolución y el paso a
paso.

Cómo estamos en presencia de una sola capa es el método de Boussinesq (1) , el método
propone la siguiente ecuación para la tensión (2), para la misma necesitamos el ‘a’ que
podremos determinar de la ecuación de P(3). La tensión sigma z tendrá que ser menor a
sigma vertical admisible, Para calcular este sigma v necesitamos Es (4) que sacamos de la
pág 78 del apunte a partir del CBR (4% en este caso) y N que es la cantidad de reiteraciones
de carga y está cómo dato.
Así determinamos para diferentes z, cuál es la profundidad de z a la cual se llega a la tensión
vertical admisible. Es decir que para estas características del 4% se requerirá un espesor tal
cómo el que se determine a partir de está ecuación.
Luego la deformación total la pueden calcular a partir de la ec de la pág 31 (5) y esa ecuación
la pueden comparar con la deformación en mm total según lo que determinan en el gráfico o
por la ec (7), está deformación tiene que ser mayor o menor que el W, si es mayor verifica, si
es menor no.. En cuanto a la deformación específica unitaria admisible para la estructura tmb
la extraemos de un gráfico en la pág 90 y la comparamos con la deformación específica
unitaria que sufrió ese espesor de material, se calcula dividiendo la deformación total con el
espesor de la capa. Esa deformación específica unitaria tiene que ser menor a la admisible.

Cómo se está en presencia de dos capas se aplica lo visto en Burmister (1) , para ello
determinamos la tensión vertical (2), teniendo presente la relación de los módulos y el z/a
(que era la gráfica de burmister) (3) y a partir de ello tenemos la sigma z a una determinada
profundidad que la debemos comparar nuevamente con al admisible que la hemos calculado
en el ejemplo anterior. Vemos si verifica o no (4), si necesita mayor espesor de base habrá
que modificar el z o si necesita mejorar la calidad de uno de los materiales que sería el caso
de la base donde podríamos mejorar el cbr aunque tiene un cbr interesante.

(5) en el caso de que no verifique.

(6) La determinación de la deformación de la capa va a estar dada por la ecuación que figura
en el apunte pero es a través de un coeficiente F2 que va a ser a partir de la relación entre z
y a, que ya hemos calculado, y la relación de módulos. A partir de esto es posible determinar
el F2 y a partir de ese el W , el cual tendrá que ser mayor o menor que la deformación
admisible que hemos calculado en el caso anterior y de esa manera verificar si cumple o no
cumple y si habrá que modificar los espesores o la calidad de los materiales.
En este ejercicio se incorpora una tercera capa flexible, una capa asfáltica.
Se utiliza el método sistema elástico de tres capas (1).

El ‘sigma z’ en la subrasante, que lo llama ‘sigma z 2 sbr’, es igual a un coeficiente ‘zz2’ por
‘q’ (2), el ‘q’ es dato y el ‘zz2’ recuerden que se obtiene a partir de las relaciones que propone
el método que era entre los módulos L1/L2, L2/L3, obteniendo el k1 y el k2, también las
relaciones A=a/h2 y H=h1/h2 y a partir de esas relaciones poder determinar con las tablas de
jons o con los gráficos que fueron realizados a posterior de petit, cuales son los coeficientes
zz1, zz2, etc.
Entonces con esas relaciones obtenemos zz2 y así el sigma, este sigma tendrá que ser menor
a lo sigma v que venimos haciendo en el primer ejercicio.
Luego la deformación específica unitaria por tracción (3) mediante está ec y tendrá que ser
menor o iguala al de formación específica por tracción admisible que también está
especificado allí de donde la pueden obtener. Para está deformación específica unitaria
necesitamos el ‘sigma r1’ y el ‘sigma z1’ (4) donde necesitamos RR1, y ZZ1 que también lo
obtenemos con los parámetros ya mencionados k1, k2, H y A y en las tablas ya mencionadas.

(5) La tensión de compresión en la subrasante tiene que ser menor a la admisible y la de

tracción en la fibra inferior de la fibra asfáltica tiene que ser menor a la admisible, si estas dos
situaciones se dan verifica.
 (1) Método de shell
(2) Con el cbr que tenemos de la subrasante a través de la tabla de la pág 78,
determinamos el módulo de la subrasante.
(3) con los datos del cbr de la sub base y de la base
(4) además de los códigos

Para el primer código S1-F1-50 ubicamos la carta o tabla correspondiente donde se encuentra
ese codigo (para el otro codigo habrá otra carta), la Tºmedia es dato, el módulo de la
subrasante que calculamos en el punto 2 y lo que es variable es el nº de ejes equivalentes
donde aquí está expresado cómo 1x10^7, entonces ubicando este nº de ejes equivalentes en
la curva correspondiente y teniendo todos los otros datos, resulta para la primera situación
donde es todo por capa asfáltica 260 mm.

En la segunda situación donde no es todo capa asfáltica y suponiendo que tenemos 150 mm
de capa asfáltica si nos ubicamos en el gráfico nos quedarían unos 400mm de capas
granulares.
Esos 400 mm de capas granulares pueden ser divididos en 150 mm de subbase con un cbr
20%, porque si nosotros nos movemos en forma horizontal sobre la curva hasta la primer
línea (de izquierda a derecha) y bajamos tenemos 150 mm de cbr 20 que sería la subbase y
si continuamos hacia la derecha entre 150 y 400, esa diferencia va a ser de un cbr de 40 u
80 pero cómo la base es de 80% la hacemos toda de 80% (constructivamente no sería lo más
adecuado debido a la cantidad de cm chica, hacer un cbr de 40 para luego pasar a uno de
80).

Para el segundo código se realizará de manera similar pero con su correspondiente carta.
(Clase 14)

1º Parte: Conservación de caminos en pavimentos flexibles

CONSERVACIÓN DE CAMINOS

Una estructura deja de prestar servicio porque:

• Se rompe: como consecuencia de la acción de las cargas y por degradación del medio.
• Sufre deformaciones incompatibles con la función del elemento (por acción de cargas o por problemas internos de
estabilidad).
La capacidad de un material depende de:

• RESISTENCIA: Capacidad de soportar las cargas en servicio.

• DURABILIDAD: Capacidad de soportar la acción del medio ambiente.
• APTITUD EN SERVICIO: Capacidad de experimentar deformaciones compatibles con las condiciones de servicio.
FISURAS Y SELLADO:

GRIETAS Y FISURA

“El deterioro se visualiza a través de las fisuras. La técnica de mantenimiento es el sellado”. Existen varios tipos de
fisuras y estados de las mismas; también y hay diferentes tipo de sellado

IZQ:Fisura ramificada con tendencia a formar una malla

generalizada en sectores de pavimento. “Si bien que la fisura ha
generado no está totalmente vinculada o formando cuadriculas
(piel de cocodrilo). Eso sería otro estado de fisuración. Los
diferentes estados de fisuración se determinan con catálogos
como por ejemplo el de vialidad nacional”.

DER:“Un tipo de sellado puede ser como el de la imagen pero existen otros”.

“La técnica de sellado de grietas y fisuras es a través

de un equipo que tracciona al equipo que permite el
sellado. El material está en forma liquida. Con
mangueras y picos se van tapando todas las grietas y
fisuras. Para evitar el ingreso de agua y mantener la
estructura del pavimento.”

SELLADO TIPO PUENTE DE GRIETAS Y FISURAS

DESCRIPCION sellado de las grietas y fisuras existentes
en la superficie del pavimento, a fin de evitar el ingreso
de agua a la estructura. El sellado se realizará en caliente
siguiendo la técnica del sellado tipo puente con asfaltos
modificados con polímeros.

MATERIALES El sellado de las juntas, grietas y fisuras se

efectuará con una mezcla de asfalto modificado con
polímeros, tal que el mismo cumpla con las siguientes
especificaciones (se muestran a la derecha).

“No hay que aprender especificaciones si no que el

objetivo es mostrar que los materiales que se utilizan
para realizar el sellado no tienen las mismas características que un asfalto convencional. Se observa su punto de
ablandamiento, penetración y recuperación elástica torsional. Aveces se ve que se hace sellado de juntas y fisuras con
asfaltos convencionales, calentados in situ con un recipiente/fuego/llama y a partir de otro recipiente mas pequeño
distribuyen sobre la junta el líquido es una técnica inapropiada. El material no cumple.”

EJECUCIÓN Se calentarán previamente los bordes y las partes más superficiales de las fisuras y en todos los casos, se
limpiarán las fisuras y los bordes de las mismas con aire caliente a presión de modo de dejar una superficie limpia que
asegure la adherencia del material de sellado. “A veces suele cepillarse ,depende de la envergadura o grado de fisura.
Luego se debe esparcir el material de sellado”.

LIBRADO AL TRANSITO Los sectores reparados serán librados al tránsito una vez terminados los trabajos, y transcurrido
el tiempo necesario para que NO se observe adherencia entre los neumáticos y el material asfáltico. “Eso lo determinamos
según el fabricante”

SELLADOS SUPERFICIALES

DESCRIPCION Cuando las fisuras son mayores a las TIPO 4 del Manual de
Evaluaciones de la DNV, conviene efectuar sellados superficiales y no lineales. ”Por
qué? Supongamos una superficie sumamente fisurada,si hacemos un sellado de cada
una de ellas queda un sellado al lado del otro. El sellado es un material asfaltico que
disminuye la adherencia neumático-calzada con lo cual tiende más a tener una
superficie cubierta como si fuese de un riego asfáltico, lo cual atenta contra la
seguridad del tránsito. Aquí se debería realizar un tratamiento como veremos a continuación”.

“Aquí no veremos todos los tipos de fisuras pero existe un manual que permite evaluar la tipificación de la fisura.”

TRATAMIENTOS

TIPOS DE TRATAMIENTOS

“No siempre son para una restitución de la superficie ya que

se tiene algún grado de fisura importante, peladuras,
desprendimientos. No hablamos de bache donde hay una
rotura de la estructura, si no que los tipos de tratamiento
corrigen estos deterioros superficiales o fisuras y a su vez
restituyen las características superficiales de textura ,en
cuanto a la macro y microtextura”.

 Simples: “Es un riego asfáltico y una colocación de

agregado”
 Dobles ”Riego asfáltico+ agregado+ riego asfáltico + distribución de agregados con granulometría menor”
  Triples “sigue la misma secuencia que el anterior con el ultimo agregado un poco mas pequeño que el anterior”.

“Estos tratamientos a medida que van tomando más espesor pueden dotar a la estructura ed algún pequeño aporte
estructural pero no lo vamos a mencionar acá, lo vamos a tener en cuenta desde la restitución de la calzada
(desprendimientos, peladuras, corrección por fisuras”.

“En la imagen se ve una superficie con algún

deterioro, se ha realizado talvez una tarea de
sellado previo de las fisuras. Se coloca el primer
riego asfáltico sobre la superficie. El equipo
presenta en el tanque el material asfáltico,
mediante un mecanismo de calentamiento
disminuye su viscosidad y por bombas es
bombeado hacia los rociadores que distribuyen sobre
la superficie el riego asfáltico.Podemos trabajar con un asfalto y que disminuya su
viscosidad a través de aumentar la temperatura, pero también puede trabajarse con otros
materiales como las emulsiones asfálticas ( no lo veremos). Las emulsiones asfálticas son
asfalto con agua con un agente, que permiten un estado de equilibrio sin que separen las
fases ,trabajan a temperatura ambiente ”

“Luego marcha atrás se distribuye el agregado De esta manera el vehículo pisa sobre el agregado
y no sobre el ligante. A la derecha se ve un tratamiento doble donde se está agregando una nueva
capa de agregado.

“Luego que se va distribuyendo , se va compactando con un rodillo liso el agregado sobre

el riego. Posiblemente sin necesidad de vibración.El
rodillo de la imagen es neumático ”

“Con las monedas podemos comparar la textura

superficial de la última capa colocada. Se ve en la imagen
que dota de una buena adherencia neumático-calzada
por su aspereza y macro textura”

SLURRYS Y MICROS

“Son otros tipos de tratamientos de capas, un poco diferentes a los anteriores”

FUNCIONES:

 Impermeabiliza la superficie, protegiendo las capas inferiores del pavimento.

 Permite retardar el deterioro de la carpeta asfáltica sellando grietas superficiales y rejuveneciendo “toda la
estructura”.
 Permite corregir la textura superficial del pavimento cuando éste presenta baja resistencia al deslizamiento.

TIPOLOGIAS:

 TIPO I: Tratamiento de sellado e impermeabilizaciones, corrección de peladuras.

 TIPO II: Tratamientos antideslizantes y corrección de desgastes.
 TIPO III: Tipología más gruesa, usadas en superficies muy desgastadas y con mayor tránsito.
 TIPO IV: Aplicable sobre bases estabilizadas. Microconcreto.
Cada uno con su correspondiente granulometría y especificación técnica. “Esto tenemos en las normativas como son las
granulometrías,tipo de asfalto,etc”

EQUIPOS DE APLICACIÓN

1-TOLVA DE ÁRIDO
2- TOLVA DE FILLER (material más fino)
3- COMPUERTA DE ÁRIDO
4- CINTA DE ÁRIDO
5- INYECTOR DE EMULSIÓN
6- INYECTOR DE AGUA
7- MEZCLADOR : “En él se inyecta una emulsión asfáltica,
la mezcla es vertida sobre la superficie”
8- RASTRA
9- LECHADA ASFÁLTICA
“La mezcla sale del mezclador y se
deposita en (*).”

APLICACIÓN “Eso1 permite a una similitud de la parte

trasera de la terminadora cuando colocábamos la mezcla
en caliente, distribuir sobre la superficie una pequeña
capa muy fina de este Slurry/lechada asfáltica ,donde es
una mezcla de agregado y una emulsión
a temperatura ambiente donde va
sellando y corrigiendo la superficie del
pavimento. Es una mezcla rica en
emulsión asfáltica”.
“Nuevamente con la foto de la moneda
podemos comparar la textura superficial
que dota de una buena adherencia neumático-calzada”.
DIFERENCIAS Slurry vs micropavimentos:

1
Se refiere a lo que acababa de decir, que se deposita allí. Lo dijo así literal (16 min) pero no encuentro mejor redacción porque no
se bien a que va.
 “Los Slurry tienen espesores muy muy
pequeños ,son más de corrección superficial.
Está mal redactado lo de riesgo de fluencia,
tiene una influencia importante el riego”

“Micropavimentos: Dotan a la estructura de un

pequeño espesor”.

BACHEO CON MEZCLA BITUMINOSA

DESCRIPCIÓN Remoción y extracción de todo el espesor de las capas asfálticas existentes deterioradas, debiendo
posteriormente reemplazar el material extraído por mezcla de concreto asfáltico en
caliente o de acuerdo con el Pliego de Especificaciones Técnicas Generales y lo
eventualmente indicado en alguna Especificación Técnica Particular.

“A diferencia de lo anterior que era una intervención sobre toda la superficie, acá es
puntual, en un sector”.

Fisura en forma de malla que abarca una superficie más amplia de pavimento y con
tendencia a formal la piel de cocodrilo.

<- “Equipo para realizar el bacheo: frezadora y adelante un camión

con una caja.

EJECUCIÓN

1. Apertura con maquinaria especial de las zonas afectadas, en los

sectores y espesores necesarios. -> “Puede ser con máquina en el caso de una frezadora
o podemos tener otro equipamiento más pequeño según el nivel de intervención. La
freza mediante unos discos con punta que tiene un tambor en la parte inferior, permite
un corte y extracción del material en la zona donde se encuentra deteriorada la carpeta.
Estas aperturas tienen una cierta cantidad de pasos que también deben ser seguidos en
reparaciones urbanas.”

2. Limpieza con soplete de aire a presión de la zona del bache, luego de extraído
el material defectuoso. “o luego de extraer el material se hace la limpieza”

3. Verificación de que se ha eliminado el defecto. “porque si hicimos el fresado

pero cuando llegamos a los 5-10 cm y el problema continua hacia abajo se debe
continuar la tarea de remoción del material porque no se ha logrado remover
toda la capa con el defecto”

4. Riego de liga de la superficie con emulsiones catiónica (“es un tipo pero en realidad se trabaja con emulsiones que
permiten la adherencia de la capa existente con el material nuevo”) , en cantidad tal que asegure su función, como así
también el perfecto sellado de los bordes. “Las dotaciones vienen de acuerdo al pliego, pueden andar en el orden de
1lt/m2 . Se debe prestar fundamental atención a un buen riego de toda la superficie del bache. Riego es con un equipo
que pulverice el material en la superficie, NO con un tarro perforado en la parte inferior, NO se está dotando a toda la
superficie del material que va a hacer de liga entre el existente y la capa de material nuevo que se va a colocar”.

5. Geometría del bache deberá ser siempre regular ortogonal con aristas pronunciadas, y paredes verticales (“no en cuña,
hacen de contención lateral del material”), siendo recomendable el uso de frezas u sierras para dicha apertura. “Una vez
hecho el frezado, como la freza es un tambor cilíndrico, en los bordes transversales suele utilizarse una sierra para aserrar
y que quede el borde en forma vertical(los transversales son verticales pero los longitudinales2 quedan con una cuña)”

6. Espesor a reponer en capas de no más de diez (10) centímetros.

“En la primer imagen se ve que se ha hecho el frezado y se están corrigiendo los bordes. En la segunda se está
distribuyendo material y en la tercera compactando.”

LIBRADO AL TRANSITO No deberá tener deformaciones de ningún tipo al librar al tránsito y los bordes deberán quedar
perfectamente unidos con los bordes laterales sin ningún tipo de ondulación. ”Una ondulación genera un efecto no
deseado para la circulación, además si es muy pronunciado se produce un golpeteo del eje del vehículo y allí se amplifican
las cargas, son más dinámicas, se rompe e ingresa agua y tenemos nuevamente deterioro”. Estructura bache responde a
un concepto de similar deformabilidad, y superficialmente a las mismas condiciones exigibles a la capa de rodamiento. “
No porque sea un bache los controles o característica de terminación son de inferior calidad que una capa de rodamiento”.

CONDICIONES PARA LA RECEPCIÓN “Se debe controlar la densidad de la mezcla asfáltica, se establece en el pliego.
Puede rondar arriba del 95-98% de la densidad Marshall que figura en el pliego como proyecto”

Peso específico aparente medio > 98% mezcla de planta moldeada en laboratorio.

CARRIL AHUELLADO:

“Supongamos que la huella externa (flecha azul) presenta un

deterioro donde es necesaria la restitución de todo el espesor de la
capa asfáltica, o hay fisuras o es mayor la profundidad de la huella
debido a que se dan fenómenos de menor contención de la capa
asfáltica con respecto a los materiales que están ubicados en la base
lateral (banquina) . En cambio al huella central tiene otro tipo de
material en los laterales.”

<- BACHEO: Reparar toda la huella externa.

FRESADO 4 cm: “Luego realizar un fresado

para corregir la ondulación (circulo) y el
deterioro de la huella central”.-->

1er ETAPA CARRIL REACONDICIONADO: “Colocación de una capa restituyendo

toda la calzada en un espesor menor de toda la mezcla asfáltica colocada. Allí
podríamos haber corregido el ahuellamiento. Al realizar esta tarea debe restituirse
la cota de la banquina con materiales, compactación, etc como haya sido realizado originalmente ya que al realizar la tarea
estos materiales suelen removerse ,deteriorarse. Si no se hace se permite el ingreso de agua o puede generar accidentes”.

2
dijo en ambos longitudinales por error pero por lo que entiendo quedaría así
 2da ETAPA CARRIL REACONDICIONADO “En todo caso que también fuese necesario una
restitución del otro carril colocando una nueva capa asfáltica en ambos carriles.
También se debe tener en cuenta de corregir la cota de la banquina .Esto puede ser con
un reacondicionamiento de toda la calzada o por una capa de refuerzo que se haya colocado a toda la estructura previo
haber corregido la situación con la huella asfáltica y donde había un ahuellamiento excesivo.”
(Clase 15)

2º Parte: Conservación de caminos en pavimentos flexibles

Bacheo superficial y profundo

Vamos a seguir con el tema que habíamos visto la clase pasada de conservación de pavimentos
flexibles. Habíamos llegado con distintas técnicas de restitución superficial, habíamos
mencionado micro concretos, echadas de Larry. Puntualmente hoy vamos a comenzar con lo
que es bacheo superficial y profundo. Vamos a ver algunas imágenes y algunas técnicas de
reparación y los diferentes tipos de bacheo superficial y profundo y las tareas de intervención.

Un bache son roturas de la superficie que penetran hasta la base o por debajo de ella, asi lo
define el instituto del asfalto, a su vez el bacheo es la reparación de baches y fallas aisladas de
corta longitud producto de daños o fatiga de la capa asfáltica. Allí se están viendo 2 imágenes
de baches donde tienen un cierto deterioro importante, hay fisuracion elevada, acumulación
de agua, desprendimiento (foto derecha) de la carpeta y materiales por debajo. La
acumulación del agua en los baches y la ondulación e irregularidades van amplificando o van
aumentando la velocidad del deterioro.

Clasificación de los bacheos según la medida correctiva

1. Bacheo superficiales. Consisten en remover la carpeta asfáltica existente y su
reemplazo con una mezcla asfáltica. En general, se busca que el material correctivo sea
de características y propiedades similares a la que tiene la carpeta existente, es decir,
si se va colocar un material para reemplazar el lugar donde se ha retirado porque
estaba dañado, etc, se debe colocar un material de las mismas características del
existente.
2. Bacheo profundo. Consiste en la reparación permanente que se realiza no solamente
removiendo la carpeta asfáltica existente sino demoliendo el material inadecuado de
las capas subyacentes desde la carpeta hasta la profundidad necesaria en que se
encuentre un soporte firme o sin deterioros, es decir, no solo la remoción de la
carpeta asfáltica sino la remoción de las capas por debajo de ella y que presenten
algun grado de deterioro y hay que llegar hasta la capa que se encuentre que no tenga
deterioro.
Clasificación de los bacheos según evaluación de estado o de situación
1. Bacheo superficial : Fallas atribuibles a la capa de rodamiento en si misma o por
deficiencia por mala vinculación entre capas.
2. Bacheo profundo: Fallas por insuficiencia de bases o soporte de capas inferiores.

Acá vemos imágenes de diferentes tipos de

baches, ya con un grado de deterioro importante,
donde vemos que la geometría es irregular,
pueden estar aledaño alguna otra estructura
como un puente, boca de acceso de cloaca. Hay
desprendimiento de material, ingreso de agua,
daña las estructuras o las capas laterales de
donde está el bache. Se produce un deterioro por
fatiga, hay un sinnúmero de zonas o de factores que se ven afectadas por la presencia del
bache.

Proceso constructivo
1. Apertura y remoción de materiales existentes, es decir, si este es el bache se debe
hacer una apertura hay que remover el material existente. No se debe rellenar el
bache material para “tapar” el bache, se debe remover el material que esta dañado y
se debe dar una geometría regular, se extrae el material.

2. Preparación de la superficie expuesta, se la debe limpiar.

3. Colocación y compactación de los nuevos materiales en forma adecuada
4. Terminación
Acá vemos un esquema del retiro del material de la zona del bache en forma regular, con
bordes verticales, no deben colocarse materiales con espesores variables. El borde del bache
no se hace en forma de cuña si no que se hace con borde vertical porque se produce una
contención lateral de la mezcla por la presencia del borde vertical cuando se da el pasaje del
eje por encima del bache.

Aperturas
Aca estamos viendo otros tipos de intervenciones, un poco mayores al anterior y lo que se
observa es si eso es una apertura correcta o no. Podemos observar que se ven bordes que no
son verticales, no son regulares, es decir, no hay una geometría, si bien tiende a ser un
rectángulo no hay una línea recta en las aristas del bache. Esto debe realizarse, puede en una
primera etapa hacerse una intervención en la apertura de este tipo pero luego debe hacerse
un aserrado perimetral para que el borde sea justamente vertical, lo mismo en las imágenes
inferiores. Es una bacheo superficial, se está por colocar el material asfaltico y en la imagen
inferior izquierda se puede ver que hay una intervención un poco más profunda (bacheo
profundo), presenta la misma situación que el anterior, los bordes no son verticales y la forma
tiene a ser una forma regular, pero los bordes no presentan una línea recta.

Compactación
Luego en esas zonas donde se ha realizado un bacheo profundo se debe colocar el material de
relleno que debe ser compactado con equipos normalmente mas pequeños que los equipos de
compactación par aun tramo nuevo. Rodillos lisos vibrantes mas pequeños, autopropulsados,
tracción manual, algun equipo de compactación por impacto, neumático manual para realizar
compactaciones en zonas puntuales. Es importante destacar que al etapa de la compactación
de las capas inferiores es fundamental para lograr una correcta tarea de bacheo porque las
capas que están por encima van a depender del sustento que le brinden las capas que estén
por debajo y que estén correctamente compactadas, no por ser una tarea de menor tamaño
va ser una tarea de menor calidad respecto a una capa nueva de un tramo de pavimento, debe
tenerse los mismos cuidados y controles que el resto de las tareas.

Colocación mezcla
Una vez que se han
compactado las capas
inferiores debe ser colocada
la carpeta asfáltica mediante
mezcla asfáltica. Las tareas
de colocación pueden ser
manuales teniendo los
cuidados con respecto a las
temperaturas para no colocar
mezclas de rellenos que
estén frías y no se pueda
obtener la densidad adecuada es por ello
que aquí se está haciendo un control de
temperatura. El material puede ser
distribuido en forma manual y luego
compactado. Vienen equipos más
pequeños. Para estas tareas suele
ponerse a veces terminadoras mas
pequeñas, pueden haber terminadoras
con un ancho menor al de carril
tradicional de 3,65 m, anchos de 1,5 m o
2 m, dependiendo de la capacidad de la
terminadora. Se requieren muchas
tareas manuales, como corrección de bordes, extracccion de material de los bordes,
sobreespesor de la mezcla asfáltica colocada por encima de la carpeta existente, son alrededor
de 1cm para que con el equipo de compactación se logre que el material nuevo quede al
mismo nivel que el material existente de la capa asfáltica.

Proceso constructivo: Terminacion

Algunas tareas de
compactacion se realizan
con equipos como el de la
imagen, esto no es lo
adecuado, debido a que por
un lado este equipo de
compactacion de impacto
puede ser beneficioso a la
hora de compactacion
lateral entre el pavimento
existente y la nueva capa
asfaltica ya que losequipos,
por ejemplo un rodillo liso
ya sea autopropulsado o manual, se vea complicado en lograr una eficiencia en la
compactacion en el borde, entonces con un quipo manual como este tipo podria ser. Ahora se
observa que este mismo equipo de compactacion ha sido el que se utilizo no solo para los
bordes si no para la parte central y alli es donde se incurren un error ya que la terminacion
superficial que va brindar este equipo sobre el resto del bache no es la adecuada, la adecuada
es la que va dar un rodillo liso o neumatico, eso por un lado. Por otro lado la limpieza que se
observa en la presencia de materiales que no son los de una mezcla asfaltica, se ven hojas,
material suelto en los costados, pueden contamina
la zona de trabajo.

Acá se está viendo una tarea de lo mismo que les

mencionaba recién, el borde entre la capa asfáltica
y la cuneta que es de hormigón, este borde
realizarlo con este equipo de compactación puede
ser beneficioso ya que el equipo rodillo liso ubicarlo
en la proximidad de la cuneta es difícil con lo cual
en esta zona no se estaría logrando una densidad
adecuado por eso se hace una densificación y luego
se pasa el rodillo liso.

Esto es una terminación? Se está

observando claramente que hay
un desnivel entre la capa
asfáltica existente y el bache
realizado, que esta ondulación no es la adecuada, puede haber sido apenas recién terminado,
producto de que se ha densificado cuando se ha compactado la capa asfáltica o producto de
que las capas inferiores no han sido densificadas en su momento y con el pasaje del tránsito se
ha producido una densificación y con su consecuente deformación. Esto lo que hace es que
hace acumule agua, se empieza a generar una fisura en la parte central del bache y el pasaje
de carga genera deformaciones y así aumenta la velocidad del deterioro y tiene los días
contados esta intervención del bache.

Bacheo
Aspectos fundamentales para ejecutar los trabajos

 Correcto diagnóstico de estado, si es del estado superficial o profundo.

 Tipo de reparación aconsejable
 Elección de materiales apropiados, es decir, que material se va colocar en las capas
superfiales como en las profundas.
 Ejecución rápida de los trabajos, para poder liberar el tránsito.

Bacheo superficial
En cuanto a la tarea de bacheo superficial podemos mencionar el siguiente esquema, la
carpeta existente en los laterales, podemos tener un deterioro como se ve allí y algún grado de
figuración, lo correcto acá es la remoción de la superficie, un sellado de la fisura que podemos
hacer una vez que se retire el espesor de carpeta asfáltica, si tenemos algún deterioro puntual
en capas mas profundas también se hace el retiro, puede ser una parte o toda la capa por
debajo de la capa asfáltica y se debe colocar la mezcla asfáltica con el material similar a lo
existente y se debe compactar y nivelar de manera tal que quede al mismo nivel que las capas
existentes.

Bacheo profundo
Con respecto al bacheo profundo podemos tener un ejemplo como el de pantalla, donde
podemos tener incluso hasta en la parte inferior algún tipo de instalación, conducción de agua,
si en la zona tenemos una carpeta asfáltica y tenemos sueños granulares, debemos
acondicionar el material que está en la parte lateral a la instalación, ese suelo debe ser
compactado, no debe ser suelo suelto. Luego se deben colocar en un número de capas
necesarias ya sea material o
suelo seleccionado, también
puede ser material granular.
También se puede colocar
con hidráulico es decir
cementado o una mezcla
asfáltica como capa en la
parte inferior. Todas estas
situaciones tienen que ser
analizadas en función de los
materiales que tengamos al lado y cual haya sido la tarea. Supongamos que es la instalación de
una cañería nueva, entonces la instalación de una cañería nueva deberá rellenarse con
materiales similares que tenemos a los costados, pero si tuviéramos una cañería que estaba
rota y se hizo una intervención para la reparación podemos tener problemas de
humedecimiento en las zonas laterales, si bien hay que hacer un retiro de material de una
ancho suficiente a donde está al caño, intentar llegar a zonas donde no haya habido influencia
por la pérdida de agua del caño, pero a veces eso no es posible entonces colocar a lo mejor los
mismos materiales que los costados puede no ser lo indicado si no colocar algun material con
cemento o algún hormigón de baja densidad. Luego para que este material pueda rellenar
algunos orificios, fisuras que haya dejado la pérdida de agua para estabilizar toda la zona
inferior. Luego de ello hay que hacer un riego de liga de toda la caja de apertura, con material
ligante asfaltico. Se debe colocar una base asfáltica o rellenar con RAP, reciclado de capas
asfálticas que puede ser mezclado con asfalto y generar una nueva mezcla. Se coloca una base
asfáltica y por encima la capa asfáltica.

Continuando con algunos otros

ejemplos, supongamos lo que les
mencionaba recién, la intervención
de una cañería producto de que
haya roto podemos llegar a tener
algunos espacios como los que se
están observando. A veces no se
dispone de los espacios suficientes
para hacer una apertura mayor, entonces la colocación de un hormigón de baja densidad que
permita el relleno de estos huecos o cavidades que queden a los costados, se puede colocar un
chapon que va ser provisorio a los efectos de otorgar un tiempo de fraguado del material y
habilitar provisoriamente el tránsito. Luego se puede retirar el chapon y se coloca RAP o RAP
provisorio y luego se retirado ese RAP y colocar la mezcla asfáltica y terminar la obra, siempre
realizando un riesgo asfaltico previo a colocar la mezcla en los laterales y bordes.

Que observar y controlar?

- Evaluación visual de la superficie terminada o de las tereas en ejecución, siempre
revisando bordes verticales, geometría regular, aristas rectas, riego de toda la
superficie (pulverizado), colocación y compactación de material adecuado
 - Extracción de testigos y muestras, ver como han quedado las capas inferiores, hacer
controles de DCP periódicos a medida que se avanzan las tareas, se extrae una capa se
controla, se coloca una capa se controla y asi sucesivamente.
- Auscultación con DCP
- Ensayos en laboratorio

Fallas comunes
- No cumplir con los espesores de los materiales colocados
- No cumplir con el tipo de mezcla (TM20), no quiere decir que siempre sea ese tamaño
máximos
- No cumplir con la compactación de la mezcla (vacíos), error frecuente en los bordes,
no se dispone del equipamiento adecuado.
- No cumplir con la calidad de los hormigones, cuando se hace un relleno con hormigón
en las capas inferiores
- Mala calidad del suelo de asiento y el no acondicionamiento de la subrasante
- Deficiente encuadre de la superficie (geometría, aserrado)

Fallas
Se ha hecho una tarea de intervención de un
rectángulo, se observa a los bordes del recuadro
fisuras, es decir, que debería haber abarcado una
zona un poco mayor porque esta presencia de
fisura ante la presencia de agua va generar la
rotura muy rápidamente de este nuevo material
que si se realizó correctamente en todas las capas
se va ver deteriorado mucho mas rápido y su vida
útil se va ver disminuida.

En esta foto esta más que evidente, se

observa un desnivel entre el material de
intervención y la capa existente, hay
desprendimiento de material, se observa
que no hay una terminación adecuada, se
ven agregados que están dispersos, hay
segregación, no hay una arista recta en uno
de los lados, la geometría intenta ser
regular.
Podemos realizar extracciones de testigos donde aquí basicamente se observa una capa
asfaltica en un bache colocado donde se observa que no hay una geometria regular, la arista
no es recta, el hormigon que esta en la parte inferior se observa un desgranamiento del
material, con lo cual lo que indica que la capa de sustent de la capa asfaltica que esta por
encima muy probablemente no sostenga la estructura de la calidad del aporte estructural
suficiente.

En la foto se observa un hormigon de mejor calidad pero el

espesor de la capa asfaltica es insuficiente y ya como hemos
visto en algunos calculos, existe una reglacion modular y de
las rigideces con respecto a las capas inferiores con lo cual se
puede tener algun tipo de problema respecto a ese
comportamiento.

Cierre ejecutado con hormigón y una capa muy

delgada de mezcla asfáltica en vías de ser eliminada
por el tránsito, se empiezan a observar algunos
desprendimientos, también se observa
posiblemente no se haya colocado el riego de liga,
porque debería verse sobre la superficie del
hormigón una coloración mas oscura, la mezcla
asfáltica va tender a desprenderse de la superficie
del hormigón.

Aca lo que se esta observando es una

intervencion en la cuneta, la forma no es
regular, se ha colocado el material sobre la
geometria que tenia la rotura, esto va
generar cuando veamos en la parte de
hormigones, las intervenciones sobre roturas
de los bordes porque la geometria no es
regular, no tiene aristas lineales ni bordes
ortogonales y esta rotura justamente por
donde circula el agua va generar el ingreso de la misma en las capas inferiores generando
roturas en la cuneta y deterioros de las capas por debajo de la capa asfaltica del bacheo.

Esta es una imagen de la anteior, tenemos la

intervencion y el bacheo realizado en dicha zona,
se observa que hay irregularidades superficiales en
toda la superficie y por otro lado aspectos de
segregacion en la superficie de la mezcla asfaltica
colocada, hay una diferencia de nivel que es
apreciable, la terminacion no es la adecuada mas
alla de lo que mencionabamos en la imagen anterior.

Analisis de casos y fallas

Aca vemos un fresado, se ha limpiado, se
coloca el riego en toda la superficie y una
vez que esta cubierta la colocacion de la
mezcla asfaltica puede ser descargando la
mecla sobre la superficie y luego
distribuyendola con ese equipo con una pala
de ancho regulable o con un equipo mas
pequeño, luego hacer la etapa de
compactacion previo al acondicionamiento

de los bordes con tareas manuales.

El equipo de compactacion, un rodillo liso, apoya sobre el

material nuevo colocado y sobre la capa existente, este
material debe ser recogido y extraido cosa que el rodillo
pueda deslizarse sobre la capa existente y no sobre el
material suelto ya que implicaria en la terminacion ya que
apoyaria sobre los materiales sueltos dandole dicha
irregularidad.

Alli se ve el rodillo liso generando la compactacion y terminamos viendo la terminacion

superficial que ha quedado del bache terminado.
 PAVIMENTOS RIGIDOS

El pavimento rígido tiene diferentes

partes:

La subrasante, luego una capa de

subbase o base (normalmente la
llamamos subbase), luego las losas de
Hº, las cuales tienen juntas
longitudinales (presentan barras de
unión) y transversales (presentan
pasadores, son barras lisas).

Dichas juntas transversales y

longitudinales también presentan
características de construcción, de separación, lo cual veremos más adelante.

Introducción: Generalidades.

 Las losas se encuentran apoyadas sobre la subrasante o subbase (esquema visto anteriormente).
 Módulo de elasticidad del Hº es mucho mayor a la capa de apoyo, por esto la carga es absorbida casi en su
totalidad por la losa y distribuida en tensiones mucho menores sobre la capa que está por debajo.
 Esfuerzos, tenemos:
- Cargas externas. Cargas de ejes.
- Deformaciones restringidas por cambios cíclicos de temperatura (alabeo, contracción y expansión).Estas
losas se encuentran expuestas a temperaturas y condiciones climáticas distintas a lo largo del día y del
año. Además, presentan temperaturas distintas en la cara superior respecto de la cara inferior de la losa
(debido al espesor de la misma).
- Cambios de humedad y volumétricos en la capa de apoyo (subrasante, subbase).
 Todos estos dependen de la continuidad de la capacidad portante de la subrasante. Esta puede ser afectada
por el efecto bombeo o deformaciones plásticas.
Esta continuidad de la capacidad portante no debe ser interrumpida ni disminuida para que todo el
pavimento de hormigón pueda trabajar en forma adecuada y logre alcanzar su vida útil.

Tensiones debidas a fricción:

Durante las primeras 12-24

hs luego de terminado el
pavimento aparecen
tensiones por contracciones
restringidas, sabemos que
hay un cambio volumétrico
en el Hº producto del
fraguado, la evaporación
del agua, etc. Esos
movimientos que se
generan en las losas generan tensiones de fricción con la
capa que haya por debajo. Estas tensiones generan
fisuras (por las contracciones restringidas) que se van a ir
distanciando (primeramente en sentido transversal y
luego aparecen en las zonas intermedias y más tarde
aparecen fisuras longitudinales. Siempre formando una
especie de cuadricula).
Vamos a generar las zonas donde las losas se fisurarán, y allí construiremos las juntas. Si no se realizaran dichas
juntas, el Hº tendería a fisurarse como se indica arriba.

Tensiones debidas al alabeo:

Se dan luego de que el Hº ha endurecido, debido al gradiente de temperatura entre cara superior e inferior de la
losa.

En la cara inferior los cambios de la humedad y temperatura diarios son pequeños. En el día, la cara superior tiene
mayor temperatura, se expande y se alabea con bordes hacia abajo, de noche sucede lo opuesto. Ambas generan
tensiones de tracción y compresión en las dos caras según el combado hacia arriba o abajo.

Tensiones debidas a la infiltración:

Debido al ingreso de materia extraña (incompresible) en las juntas que puede ocasionar tensiones durante los ciclos
de contracción y expansión de las losas.

El ingreso de agua desde la superficie por acción del bombeo puede extraer el material soporte debajo de las losas.

Cuando la carga se acerca a la junta, la deflexión

que se genera en el extremo de la losa anterior
provoca que el agua, junto con sólidos, se
desplace debajo de la losa posterior, incluso
podemos tener agua con material fino que surja a
la superficie.

Luego cuando la carga pasa se produce un

desplazamiento en el sentido inverso del agua y
los finos (con posible ascenso de material fino con
agua por la junta).
 Cuando esto se repite
numerosas veces se
produce un
escalonamiento, donde
hay una acumulación de
finos den la losa anterior,
una erosión en la losa
posterior. Incluso se puede
producir una fisura/grieta
en la losa posterior dando
lugar al escalonamiento
entre ambas losas. Con lo cual hay una rotura de la losa, lo que provoca un deterioro del pavimento (estructural y
funcional). Para evitar esto se debe evitar el ingreso de agua a las capas inferiores.

Método de la Portland Cement Association (Método PCA).

Este método nos permite determinar tensiones debido a las cargas, para el diseño de los espesores.

Se basa en el conocimiento adquirido de las siguientes fuentes:

 Estudios teóricos sobre losas de pavimentos desarrollados por Westergaard, Picket, Ray y el método de los
elementos finitos.
 Ensayos en modelos y a escala natural tales como el ensayo de Airlington y varios proyectos de investigación
conducidos por la PCA y otros organismos sobre subbases, juntas y banquinas rígidas vinculadas.
 Pavimentos experimentales sujetos a tránsito controlado, tales como el ensayo de Bates, Pittsburg,
Maryland y AASHO y estudios de rutas en servicio llevados a cabo por distintos departamentos de transporte
de EEUU.
 El desempeño de pavimentos sujetos al tránsito mixto normal.

Soporte de la subrasante:

 En cuanto a la capacidad soporte de la subrasante, la misma surge a partir de los estudios realizados por
Westergaard (módulo “K”: módulo de reacción de la subrasante).
 Se determina mediante ensayo o correlación, por ejemplo con CBR.
 En presencia de subbases, bases, se obtiene un K combinado (tiene en cuenta la capacidad portante de la
subrasante mas lo que le aporte la subbase o base que esté por encima). Se verá más adelante.
 Esta tabla ya la hemos visto. Se
puede observar la correlación entre
el CBR y el módulo de reacción “K”
(en kg/cm3 o MPa/m).

También existen gráficos

que relacionan los CBR con
los módulos de reacción de
la subrasante.

Consideraciones de proyecto subrasante/subbase:

 La experiencia indica que es FUNDAMENTAL efectuar un adecuado diseño y construcción de la

subrasante/subbase para que se logre la capacidad estructural de diseño.
 El objetivo es que le provea a la calzada un apoyo UNIFORME, ESTABLE y PERMANENTE (para que se de la
permanencia se debe evitar el ingreso de agua por las juntas).
 Un diseño y construcción inadecuada de la subbase no puede compensarse con un MAYOR ESPESOR DE
HORMIGÓN. Por una mala construcción y/o compactación de las capas inferiores, no obtendremos una
capacidad estructural adecuada colocando mas Hº.

El método PCA considera factores, uno de ellos es el de seguridad.

Factor de seguridad de cargas:

Se aplica con el fin de resguardar al pavimento de las imprevistas sobrecargas de vehículos pesados al mayorar las
cargas de tránsito previstas.

Los valores recomendados por la PCA son:

 Rutas de alto volumen de tránsito pesado, donde sea requerido un flujo ininterrumpido. FSC=1,2.
 Rutas y arterias importantes con moderado volumen de tránsito pesado. FSC=1,1.
 Rutas y otras vías de bajo volumen de tránsito pesado y calles residenciales. FDC=1,0.
Determinación de las tensiones debidas a las cargas: Evolución.

 Goldbeck y Older (1919): viga en voladizo triangular. Viga cantiléver.

 Westergaard (1926): losa un sólido homogéneo, isótropo y elástico. Cimiento elástico y genera una reacción
vertical y proporcional a la deflexión de la losa.
 Carga de rueda distribuida uniforme sobre área circular (ya no una carga puntual).
 En años siguientes varios autores incorporaron distintos aspectos a las ecuaciones de los anteriores que
presentaban algunas limitaciones.

Ubicación de las cargas críticas:

Hay diferentes posiciones de las cargas que generan diferentes situaciones críticas. Los ejes en la zona central de la
losa es una situación crítica para las tensiones de flexión (la losa está vinculada en las juntas transversales a las losas
contiguas y se da una mayor deflexión en la zona central). Si ahora los ejes se encuentran cercanos a las juntas
trasversales, será una situación crítica para las deformaciones de borde.
Determinación de las tensiones debidas a las cargas:

El de la izquierda es el ábaco para ejes simples, el de la derecha para ejes tándem.

Ingresamos con el módulo de reacción de la subrasante (K) intersectamos la recta correspondiente a la carga por eje
en toneladas, desde allí ascendemos hasta cortar un espesor de losa de Hº en centímetros (prediseño). A partir de
allí determinamos la tensión de flexión a la cual estará sometida la losa cuando pase la carga determinada, en
presencia del suelo que tenemos.

Tránsito y proyección del tránsito:

Se deberá evaluar el crecimiento del tránsito del tránsito durante el período de diseño (Tasa de

Crecimiento).

En función de la tasa anual de crecimiento del tránsito (se adopta

3% usualmente) obtenemos el factor de proyección para 20 años.

Si tenemos otra cantidad de años, la tabla presenta una ecuación

para, a partir de la tasa de crecimiento y el número de años,
obtener el factor para otro periodo de diseño
Resistencia del Hº:

Es otro de los parámetros que se necesitan para realizar el cálculo por este método.

 Debe especificarse la resistencia a flexión (módulo de rotura).

 Los valores del módulo de rotura se obtiene mediante el ensayo de flexión, en caso de no se posible se
estima a partir de correlaciones.

σc: tensión característica del Hº.

Fatiga:

Es un aspecto muy importante.

Son cargas repetidas a las cuales rompe el Hº a tensiones más bajas que las del módulo de rotura (sin superar la
carga de rotura del Hº, el mismo rompe debido a la repetición de cargas).

Se debe tener en cuenta:

 Relación de tensiones: trabajo/rotura (la de trabajo la determinamos con el ábaco y la de rotura con el
ensayo o con la ecuación).
 Resistencia a fatiga: Nº repeticiones de carga hasta la rotura para una dada relación de tensiones
 Límite de fatiga: máxima relación de tensiones que permite Nº ilimitado de repeticiones de tensiones sin
perder resistencia a fatiga.

El grafico presenta diferentes curvas que

se corresponden a diferentes autores.

Consideramos la curva actual de la PCA.

Ingresando con la relación de tensiones

(trabajo/rotura) intersectamos la gráfica y
en el eje de abscisas encontramos el
número de repeticiones que va a admitir
el Hº.

A partir de una relación de 0,5 la curva se

hace horizontal, es decir, con una relación
de tensiones de 0,5 o menor, tenemos
una capacidad ilimitada de repeticiones
de carga.
¿Cómo aplicamos estos conceptos al cálculo del pavimento de Hº? Supongamos una losar de Hº de e=18cm
(prediseño). Se estima una vida útil de 40 años. El módulo de la subrasante es de 8,4 kg/cm3 (ya sea ensayo de plato
de carga o correlación). El módulo de rotura del Hº es de 50kg/cm2.

También se determina el peso por eje simple y tándem (columna 1), el factor de seguridad que mayora la carga, para
este ejemplo se adoptó 1,2 (columna 2), las repeticiones diarias de estas cargas (columna 3), luego la repetición para
los 40 años de vida (columna 4), luego a través del ábaco con el módulo de la subrasante, el peso por eje y el espesor
encontramos la tensión debida a la carga (columna 5). Dividiendo dicha tensión de trabajo por la tensión de rotura
hallamos la relación de tensiones (columna 6), con la cual vamos al grafico anterior a este ejemplo y cortando la
curva de la PCA hallamos la cantidad de repeticiones permitidas (columna 7). Si hacemos el cociente entre los
valores de la columna 4 y la 7 nos dará el porcentaje de consumo de fatiga. La suma de los porcentajes debe ser
menor al 100% para que el pavimento llegue a los 40 años de vida útil en buenas condiciones. Si es mayor se debe
modificar el espesor de la losa o mejorar la capacidad portante de la subrasante o mejorar el módulo de rotura del
Hº o disminuir la cantidad de años. Si el porcentaje es muy inferior al 100% hay que hacer el procedimiento a la
inversa, es decir, hay que optimizar el consumo de fatiga (cercano al 100%).
 Método AASHTO para pavimento rígido

La ecuación de diseño es la siguiente:

El W18 vuelve a ser, como en el caso de pavimentos flexibles, el transito de ejes equivalentes
(ESAL). Presenta desviación estándar normal, el error combinado del So (el que usamos en el
nomograma), y demás parámetros:

 Espesor de losa de pavimento de Hormigón (D). Es finalmente lo que terminamos

verificando y diseñando.
 Número de ejes equivalentes del eje patrón de 18,000 libras (8.2 tn) (ESAL’s),
representado por el tránsito (W18).
 Coeficiente de confiabilidad (R), representado por la desviación normal estándar (ZR) y
por el error estándar combinado (S0).
 Módulo de reacción de la subrasante-subbase (K). Si bien no es lo mismo, en pavimento
flexible era lo que teníamos como modulo resiliente de la subrasante (Mr).
 Pérdida de serviciabilidad (ΔPSI = P0 - Pt).
 Propiedades del Hormigón: Módulo de ruptura (MR) del hormigón, se determina con
ensayo o ecuación de aproximación. Módulo de elasticidad (Ec), caracteriza al material
(hormigón en este caso).
 Coeficiente de transferencia de carga (J). Se adiciona, es nuevo.
 Coeficiente de drenaje (Cd). A similitud con el pavimento flexible que era el mi.

Con la ecuación anterior podemos diseñar el espesor, pero el método también presenta el
nomograma como el que se ve en la siguiente imagen:
Parte inferior (eje x) presenta el módulo K de la subrasante, ingresamos en vertical hasta cortar
el modulo de elasticidad del hormigón (en conjunto de curvas), salimos en forma horizontal
hasta la escala graduada de la derecha que posee la característica del modulo de rotura del
hormigón MR y llegamos a la primera línea auxiliar. Luego nos dirigimos hacia el valor de
coeficiente J de transferencia de carga, a partir de allí vamos hasta la línea auxiliar nuevamente
para después intersecar el coeficiente de drenaje Cd. Luego interceptamos el delta Psi e
ingresamos en forma horizontal al grafico que esta en la parte superior derecha. En la parte
inferior del ábaco tenemos el coeficiente de confiabilidad R y la desviación estándar So,
cortamos la línea auxiliar con estos valores y nos vamos a los ejes equivalentes y entramos a la
grafica que esta arriba a la derecha. En el punto donde se corten las dos rectas que se dibujaron,
tanto la de la izquierda como la de abajo, nos determina el espesor. ESTO SE VERA MAS EN
DETALLE CUANDO HAGAMOS UN EJERCICIO.

Las conversiones para que tengamos presentes:

1. Transito

𝐸𝑆𝐴𝐿’𝑠 = 𝛴 (𝑁º 𝑑𝑒 𝑣𝑒ℎí𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑔𝑜𝑟í𝑎 𝑥 𝐹𝑠𝑒𝑛𝑡𝑖𝑑𝑜 𝑥 𝐹𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙 𝑥 𝐹𝑐𝑟𝑒𝑐𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑥 𝐹𝑒𝑗𝑒 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒)

ESAL: el efecto dañino del paso de un eje de cualquier peso, puede ser representado por un
número de repeticiones de carga equivalentes a 8,2 tn.

La conversión se realiza a través de factores equivalentes de carga (LEF) o factor de eje

equivalente.
𝑁º 𝑑𝑒 𝐸𝑆𝐴𝐿 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑖𝑟 𝑢𝑛𝑎 𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑
𝐿𝐸𝐹 =
𝑁° 𝑑𝑒 𝑒𝑗𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑋 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑙𝑎 𝑚𝑖𝑠𝑚𝑎 𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎
De la misma manera que para
pavimento flexible. Existe un
coeficiente de equivalencia (factor
de ejes equivalentes) que el
concepto es el mismo y se trabaja de
la misma manera. A través de una
tabla, ingresando con el peso por eje
y un espesor en pulgadas de la losa
de hormigón (que debe ser prediseñada) encontramos el factor que buscamos.

2. Confiabilidad
Es la probabilidad de que el pavimento se comporte (funcional y estructural) satisfactoriamente
durante su vida útil o período de diseño, resistiendo las condiciones de tránsito y medio
ambiente dentro de dicho período.

Misma tabla que utilizamos antes para pavimentos flexibles:

3. Error estándar combinado So

El error estándar combinado (So) depende de los demás factores que afectan el
comportamiento de un pavimento:

• La variación en las propiedades de los materiales a lo largo del pavimento, produce como
resultado una variación en el desarrollo de fallas y rugosidades en ese pavimento. Las fallas en
zonas débiles, dan como resultado una disminución en la vida útil del pavimento.

• Síntesis: variabilidad inherente a los materiales y a su proceso constructivo.

Mismo concepto también. Misma tabla, pero utilizando la columna de pavimento rígido en este
caso:

4. Subrasante (K)

Surge del ensayo plato de carga que consiste en una relación entre la carga aplicada por unidad
de superficie horizontal del suelo, con el asentamiento correspondiente. Tenemos entonces:
carga por unidad de superficie aplicada=tensión, dividido por el asentamiento (medida lineal),
por lo tanto tendremos, por ejemplo, Kg/cm3. De aquí las unidades del módulo K.

La tabla ya ha
sido
mencionada,
relaciona el CBR
con el módulo de
reacción K que
esta en dos
unidades
(Mpa/m y
Kg/cm3). Esto lo
utilizamos en el
caso que no se
pueda realizar el
ensayo.
 5. Subbase-Subrasante (Kc)

Hemos mencionado que existe la posibilidad de colocar una capa subbase entremedio de la
subrasante y la losa de hormigón. Al colocar esa capa existe un aporte de la misma a la estructura
del pavimento. Esa estructura se determina de la siguiente manera:

El primer ingreso que hicimos al nomograma cuando solo teníamos la subrasante fue con el
módulo de reacción de la subrasante. Ahora, para considerar la capa que se agrega (base o
subbase), determinamos un K combinado (Kc). Este K es modificado por el aporte estructural de
la subbase o base al paquete estructural, es decir, la subrasante aporta junto con el de la capa
intermedia. Para ello se utiliza el
ábaco como el de la imagen. Con el
espesor de la subbase cortamos las
líneas que son el modulo dinámico
de la subbase (se pueden extraer de
alguna de las tablas con el CBR y
modulo para ese CBR), a partir de
allí ascendemos hasta cortar las
líneas de la grafica que
corresponden al módulo de
reacción K de la subrasante (el K
que tiene sola). Finalmente, nos
dirigimos a la izquierda y
obtenemos el K combinado (Kc).
Este será el que utilicemos para
ingresar al nomograma que se vio al
principio.

6. Serviciabilidad

La serviciabilidad es la capacidad del pavimento de brindar un uso confortable y seguro a los

usuarios. La clasificación de la misma es la siguiente: 0-1 MUY POBRE 1-2 POBRE 2-3 REGULAR
3-4 BUENA 4-5 MUY BUENA.

•Serviciabilidad inicial P0: condición del pavimento después de la construcción. Usual para
pavimento nuevo rígido es: 4,5

•Serviciabilidad final Pt: capacidad funcional que se espera tenga un pavimento al final del
periodo de diseño.

El cambio en el índice de serviciabilidad (𝛥𝑃𝑆𝐼): 𝛥𝑃𝑆𝐼 = 𝑃0 – 𝑃𝑡

(todo igual, lo único que cambia es que la inicial es 4,5 en lugar de 4,2).

7. Hormigón (modulo de elasticidad Ec y modulo de rotura MR)

Módulo de elasticidad del hormigón (Ec), es la relación que existe entre el esfuerzo y la
deformación unitaria axial al estar sometido el hormigón a esfuerzos de compresión dentro del
comportamiento elástico, es la pendiente de la línea definida por dos puntos de la curva del
esfuerzo-deformación, dentro de esta zona elástica.

Parámetro muy estudiado. Cuando no se dispone del dato o no se puede hacer el ensayo se
puede aproximar con la ecuación que se presenta a continuación. Pero generalmente esta
estudiado y se dispone del valor.

Podemos determinarlo por:

• 𝐸𝐶 = 57000 (𝑓´𝑐)0.5 [𝑝𝑠𝑖] ; 𝐸𝐶 = 150000 (𝑓´𝑐)0.5 [𝑘𝑃𝑎]

• Ensayo de laboratorio

Módulo de rotura (MR) es un parámetro muy importante, ya que va a controlar el agrietamiento

por fatiga del pavimento, originado por las cargas repetitivas de camiones. Se le conoce también
como resistencia a la tracción del hormigón por flexión.

Podemos determinarlo por:

• Ensayo de laboratorio

• Estimarse a través de la resistencia a compresión.

K tiene que ver con el tipo de agregado que
utilicemos y σc es la tensión característica del
hormigón.

8. Transferencia de carga j

Representa la eficiencia de transferencia de carga que tiene una losa del pavimento al transmitir
fuerzas cortantes a las losas adyacentes, esto tiene por objeto minimizar las deformaciones o
deflexiones que pueden producir bombeo de la subrasante, y los esfuerzos en la losa.

Si entre una losa y otra contigua no hay un elemento que las vincule, cuando la carga se aplique
en el borde solo una de ellas tomara la carga. Existen los elementos de transferencia de cargas
como un pasador (imagen de la izquierda) o barra de acero donde las deformaciones son iguales
o repartidas entre las losas contiguas y esto ayuda a una mejor transferencia de carga, mayor
vida útil y menor deterioro.

La transferencia de carga
comúnmente se da por:

• Medio de barras de acero

lisas

• A partir de la trabazón de
agregados
En una losa, cuando se construyen las juntas (aserrado) se debilita la zona y cuando el hormigón
empieza a fraguar o contraerse se produce la fisura. Esto hace que la fisura tenga la forma de la
imagen. Si extraemos un testigo se puede ver que existe una cara que traba respecto de la otra,
pero cuando la trabazón se ve imposibilitada de transmitir las cargas (porque las solicitaciones
son mayores o por cuestiones constructivas de que una cara quede lisa) se colocan los pasadores
como se ven en la imagen. Permiten vinculación y transferencia de carga de una losa a la otra.

¿Como elegimos la transferencia de carga para el método?

En función de las banquinas (asfaltadas o

hormigonadas), de si existe transferencia
de carga entre ellos, si son juntas simples o
reforzadas y si tienen un armado continuo
(significa que toda la losa tiene una malla
de distribución de acero que es difícil ver
en nuestro país, generalmente se trabaja
con juntas simples o reforzadas).

9. Drenaje Cd

Concepto es el mismo que para flexible, deterioro de capas inferiores por presencia de agua y
migración de partículas.

El proceso mediante el cual el agua de infiltración superficial o agua de filtración subterránea es

removida de los suelos por medios naturales o artificiales.

ACCION NOCIVA DEL AGUA EN LOS PAVIMENTOS:

 MIGRACION DE PARTICULAS
 ABLANDAMIENTO DE LA SUBRASANTE
 EROSIONABILIDAD (SUBBASE, SUBRASANTE)

ES IMPORTANTE INVOLUCRAR EN EL DISEÑO LAS CONDICIONES DE DRENAJE

Tiempos de drenaje AASHTO

• Tiempo de drenaje: tiempo para drenar.

• % tiempo cerca de la saturación: datos meteorológicos.

La tabla es similar a la de
flexible. En función de cómo
es la clasificación para que se
libere el 50% del agua y el
tiempo transcurrido, y a
partir del tiempo cercano a la
saturación en porcentaje nos
permite extraer el valor del
coeficiente Cd.

10. Perdida de soporte Ls

Algo que incorpora el método es la perdida de soporte a través de un factor Ls. Este factor (Ls),
es el valor que se le da a la pérdida de soporte que pueden llegar a tener las losas de un
pavimento de hormigón, por efecto de la erosión en la subbase por corrientes de agua o por los
asentamientos diferenciales de la subrasante. No aparece en forma directa en la fórmula de
diseño, pero si en forma indirecta a través de la reducción del módulo efectivo de la subrasante.

La reducción de la capacidad portante por humedecimiento de la subrasante o subrasante no

ingresa de forma directa en el nomograma o ecuación, pero si reduce la capacidad portante de
la subrasante. En función del tipo de la subbase que se ha colocado es posible extraer un factor
de perdida soporte Ls:

A partir del gráfico, tenemos el módulo de reacción efectivo de la subrasante K y a partir de allí
ascendemos y cortamos el factor Ls. Con esa intersección nos dirigimos a la izquierda y
obtenemos el módulo de reacción efectivo de la subrasante, es decir, el modulo que aporta la
misma cuando se humedece y hay deterioro en sus aportes estructurales.

El K en el eje x es PCI (libra por pulgada cubica) a diferencia del PSI (libra por pulgada al cuadrado
que corresponde a tensión).

Aclaración porque suelen equivocarse: dijimos que la subrasante se combinaba con la subbase
para el aporte estructural (Kc), entonces, como es la secuencia para el proceso con lo visto en
este punto. La subrasante, si hay posibilidades de humedecimiento, debe reducirse a través de
lo que vimos anteriormente y con el K que le queda a la subrasante luego de humedecerse es lo
que debe combinarse con la subbase o base para obtener el Kc.
Ejemplo de cálculo: pongo solo las filminas, están todos los datos.

Misma
filmina que
el ejercicio
de ejemplo
de
pavimento
flexible. El
ESAL se
calcula
exactamente
igual.

Los datos de los demás parámetros son los siguientes:

Y finalmente se ingresa al nomograma para obtener el espesor de la losa de hormigón. Pongo

por separada las imágenes para que se aprecien mejor:
 Podría ser adoptado 25mm.

Mas ejemplos en la guía de ejercicios prácticos.

 Construcción

Recicladores en la construcción de bases y subbases

Construcción de suelo/cal – suelo/cemento

En cuanto a la construcción de bases y subbases hemos mencionado que se construyen a partir de la mezcla de
materiales, como suelos, agregados y a veces con la colocación de algún ligante como cal o cemento.

Estas mezclas pueden realizarse en una planta elaboradora y luego ser transportada al lugar de colocación. La otra
opción es la de realizar las mezclas in situ, es decir en el mismo tramo donde se va a colocar.

Para realizar la mezcla in situ se colocan los materiales sobre el tramo o cancha de trabajo y mezclarlos in situ. Esta
mezcla se realizaba con motoniveladora en varias pasadas. Ahora existen los equipos recicladores, que son similares
en su estructura de tracción a las motoniveladoras, pero
en la parte central en lugar de tener la cuchilla tiene un
tambor. Este tambor tiene dentro un cilindro, al cual se
lo utiliza para reciclar, rompiendo estructuras existentes
y mezclarlas. En este caso no se utilizaría para romper
ninguna estructura si no que para mezclar los materiales
componentes de la base o subbase (suelo, cemento,
arena, cal, etc.). Asimismo, tienen la posibilidad de
incorporarle agua o líquidos para aportar humedad a la
mezcla.

Por delante de este equipo se puede colocar un camión regador.

También hay equipos de mayor porte, que pueden realizar esta tarea. Estos pueden traccionar cisternas para que el
propio reciclador sea el que lleva a cabo la dosificación del líquido y no el camión regador.

- Distribución de cemento: Descargar el cemento desde un camión volcador en forma descontrolada (imagen
arriba izq), es decir levantar la tolva y descargar, generaría una gran pérdida de material ya que el cemento es
pulverulento y el viento generaría un gran desperdicio de material, aparte de la contaminación ambiental
asociada a esto. Entonces se puede colocar una lona
en la parte trasera (imagen arriba der) que permita
que el material carga mas precisamente sobre la
superficie del suelo, pero que no recorra una gran
distancia por el aire si no que a través de la lona.
Otra forma de incorporar el cemento es a través de
un camión con un dispositivo distribuidor (imagen
abajo izq), que se conecta con una manguera y
desparrama el cemento bastante uniforme por la
superficie en la que se lo quiere colocar.
Una incorrecta descarga tampoco asegura la
uniformidad en la cantidad de cemento por m2 especificada en la dosificación.
- Control de uniformidad en la distribución del cemento (kg/m2): La distribución del cemento sobre la superficie
debe controlarse. Para ello suele colocarse una pequeña lona o manta de 1 m2 y se coloca el cemento con las
técnicas con las que se esta trabajando. Después de esto se extrae la lona y esa cantidad de cemento es pesada
en una balanza. Entonces es posible determinar cuanto ligante se esta colocando por m2, y tiene que estar
acorde a lo establecido en la dosificación.
- Mezclado de suelo – cemento en planta fija y colocación con distribuidor: Es lo que mencionó al principio. Las
plantas elaboradoras son de características similares a las plantas asfálticas. Estas presentan silos, para
almacenar materiales. A partir de cintas transportadoras son llevados a una mezcladora, donde se le puede
aportar algún ligante o material hidráulico, y luego llevados a camiones que transportan la mezcla al sitio de
colocación, para ser colocado.
 - Compactación con equipos adecuados para el tipo de suelo: Estos pueden ser rodillos neumáticos o pata de
cabra.
- Terminación final con rodillo neumático: Luego de la compactación, se produce un acabado de la superficie.
Es importante que no presente material suelto ni zonas de segregación, porque sobre el se va a colocar la capa
de rodamiento, en este caso el hormigón. Para pavimentos flexibles se podría aplicar la misma metodología
en cuanto a técnicas de construcción (NO en la incorporación de cemento para bases y subbases), ya sea en
la elaboración, transporte, colocación y compactación. Es decir la diferencia está en que en pavimento rígido
se puede utilizar cemento o cal para la construcción de bases y subbases, y en pavimentos flexibles (aca se
equivoca y dice rígidos, pero estoy 99% seguro que es flexible) normalmente no se utiliza. Para pavimentos
flexibles este acabado es importante, ya que después de el se realiza el riego de liga, y si el material asfáltico
encuentra alguna imperfección en la capa de interfase no habrá buena adherencia entre la capa de base y la
mezcla asfáltica.

Trimmer: corte de bases

Equipos cortadores

Una vez construidas la base y subbase, con cualquiera de los métodos vistos, normalmente las canchas presentan una
altura un poco mayor que la cota necesaria para esa capa, por una cuestión constructiva. Ese espesor que está en
exceso, con respecto a la cota proyectada, es cortado.

Para hacer ese corte se puede utilizar una motoniveladora, este corte se hacia nivelando la superficie con elementos
hincados dentro de la misma, como estacas normalmente identificadas con cal. Luego el operario de la motoniveladora
iba realizando pequeños cortes hasta que observaba la coloración blanca, lo cual significaba que estaba a la altura de
la cabeza de la estaca, de aquí surge el término de “corte a cabeza de estaca”. Esto tenía la desventaja de que la
distancia entre estacas es grande y aquí el equipo podía presentar alguna ondulación. Estas ondulaciones luego son
transmitidas a las capas superficiales, lo que trae ciertos inconvenientes, tanto en la construcción como en su uso.

Para corregir estas imperfecciones en los cortes aparecieron los equipos denominados “trimmer” para realizar cortes
en canchas de bases o subbases.

- Corte perfecto de canchas.

- Menores pérdidas de materiales.
- Altos rendimientos.
- Mejores terminaciones superficiales.
- Un tramo correctamente cortado cortada asegura cumplir espesores uniformes.

Son cortes de muy buena terminación, ya que los equipos trabajan con nivelación automática que esta en función de
sensores de nivel calibrados. Esto permite también realizar una gran cantidad de metros lineales por jornada, lo que
conlleva en un alto rendimiento. Además, asegura tener espesores uniformes en toda la longitud de la capa, porque
más allá de las ondulaciones y demás defectos del corte con motoniveladora, un menor espesor significaría que la
capa no tiene la capacidad estructural proyectada.

Por otro lado, y puntualmente con respecto a la última capa, la terminadora que coloca el hormigón requiere de una
buena terminación superficial sin ondulaciones, ya que si hay ondulaciones en la capa superficial el molde deslizante
de la parte trasera de la terminadora que es quien le da una de las terminaciones superficiales al hormigón, vamos a
tener pérdidas de material porque esto está trabajando a presión dentro del molde. Esas pérdidas de material son
muy pequeñas, pero en cientos de kilómetros se transforman en cantidades enormes con un costo muy elevado,
incluso en ciertas obras se ha determinado que estas pérdidas justificaban la compra del equipo.

Superficie de apoyo estable y uniforme

En la imagen vemos la parte trasera de una terminadora, donde se observa el molde deslizante que presenta una gran
pérdida de material en el molde, se ve una especie de rollo longitudinal al borde que termina significando un gran
desperdicio de material.
En la imagen vemos una perdida de material por pérdida de presión, producto de las irregularidades superficiales

Asimismo, las terminadoras presentan orugas. Estas deben apoyar sobre una superficie lisa y bien acabada para poder
transportarse en una superficie adecuada.

Sobreanchos constructivos

Por otro lado, se debe dotar de un sobre

espesor de base, respecto del ancho de la
calzada, para escalonar los distintos
anchos para que apoye la banquina y
permita la circulación de estos equipos de
alto rendimiento sobre estas capas.

El equipo va a desplazarse sobre esta zona.

Hay que hacer el escalonamiento de las
distintas capas.

Permite y facilita la tracción.

La deficiencia de apoyo en la oruga

termina generando irregularidades en la última capa.

El material debe colocarse delante de la terminadora de forma uniforme, ya que si esta se encuentra con una gran
cantidad de material de golpe puede generar problemas.

Las orugas apoyan una en la base y si se a construido el otro carril puede apoyar sobre este, pero se nivela para poder
construir la capa al nivel correcto.
 Hormigón para pavimentos

En esta clase se vera la losa de hormigón, la cual se colocará como carpeta de rodamiento y
tendrá además un fin estructural. Su correcto funcionamiento dependerá de varios aspectos
constructivos.

Bordes de losas de hormigón

Bordes incorrectos

En la imagen se ve: Exceso de mortero,

asentamiento y segregado.

En la parte izquierda de la foto se visualiza unas

piezas de acero, las mismas corresponden a la parte
trasera de la terminadora.

Lo que se destaca de la imagen, es que el borde que

va dejando la terminadora, no es un borde
adecuado, dado que este debería ser con ángulos
90º y borde vertical, para así dar lugar a la colocación
de la losa contigua a esta.

Si esta terminación no se realiza de manera correcta afectara a la junta entre las losas.

Estas cuestiones que tiene que ver

con la tecnología del hormigón, van
a influenciar en muchos aspectos.

Uno es el que se mencionó recién y

otro es respecto a asentamientos y
deslizamientos o desplazamiento
del hormigón si es que se tiene
asentamientos elevados.

Esto lo demuestra el diagrama que

se encuentra en el centro de la
imagen. Si se tiene un asentamiento
elevado y una pendiente
transversal considerable, se podría
generar algún tipo de desplazamiento o tendencia de desplazamiento del hormigón hacia uno
de los laterales.

Asentamiento cero: acá se tiene el otro extremo, un

hormigón sumamente seco, no presentando las
características deseadas. Se visualizan grietas en los
bordes y desprendimientos.

Bordes correctos
En esta imagen se ve un borde correctamente
ejecutado. Se visualiza a la izquierda la
terminadora, la cual va dejando un borde
vertical que forma un ángulo de 90º con la
superficie. Además no se observa tanto
desperdicio en la parte inferior de la losa.

Esta terminación genera una buena condición

para colocar una capa contigua y generar una
junta longitudinal adecuada.

Para lograr la correcta terminación los

asentamientos deben rondar entre los 2 y
3cm.

Falta de mortero

En el cono realizado se visualiza una falta de

mortero, además no se ve un acabado
superficial acorde. La dosificación de
hormigón debe ser la adecuada para no tener
que realizar correcciones manuales de la
terminación.

Colocación

Terminadora de alto rendimiento

Las terminadoras son equipos muy grandes, de
gran potencia. Estas trabajan empujando
hormigón y van distribuyendo.

No se recomienda dejar grandes descargas

frente a la máquina, se debe ir distribuyendo de
manera uniforme a medida que esta avanza.

Son terminadoras de alto rendimiento, van

avanzando bastante rápido.

Las mismas requieren entre 4 y 5 m3/min de

hormigón. Esto demanda que las plantas de
elaboración de hormigón que abastecen a la obra, deben tener un rendimiento bastante
elevado.

Fratás automático :

En la parte de atrás de la terminadora, se

encuentra un “fratás” que va deslizándose
lateralmente y de forma longitudinal,
corrigiendo la superficie y dando la
terminación superficial.

Posee un rendimiento la terminadora de

13.000m2 en terminación superficial por
jornada.

Luego del fratás, la maquina posee un cilindro

con textura de bolsa arpillera (última parte de
la maquina), para darle la textura correcta al
hormigón.
En la imagen se ve otro tipo de terminadora, la cual
en vez de poseer un rodillo con textura, posee
literalmente las bolsas arpilleras que van
deslizándose por la superficie.

Sistemas Automáticos de Inserción de Pasadores

Un aspecto sumamente importante son los elementos de vinculación entre losa y losa, es decir
los elementos de transferencias de cargas llamados “Pasadores”.

Los pasadores son hierros lisos que son colocados a distintas separaciones con distancias
preestablecidas en las losas. Estos van en el eje neutro de las losas y deben ser colocados con
ciertas características de alineamiento horizontal.

Los mismos deben ser colocados paralelos tanto al borde como a la superficie de la losa. Por
ende, deben ser paralelos entre ellos y colocados todos a la misma profundidad.

Algunos equipos de terminadoras presentan la posibilidad de insertar de manera automática los

pasadores.

Donde se colocan estos se debe realizar una marca para luego realizar el
aserrado para la junta transversal del pavimento.

*Esta imagen de la derecha no la tiene el profe, la puse para que se visualice

mejor como están los pasadores entre losa y losa.
Curado del hormigón para pavimento
Este se realiza luego de haberse ejecutado
todas las tareas anteriores. El mismo se
realiza para impedir deterioros prematuros
por secado rápido del pavimento y mejorar
la durabilidad del mismo.

Debe procurarse realizar el mismo con

aspersores que funcionen de manera
correcta para así realizar un curado parejo
en toda la superficie y así evitar un secado
diferencial produciendo futuras
fisuraciones tempranas.

Para realizar el curado de utilizan

emulsiones a base acuosa (las de
solvente ya no se usan porque el
mismo se evapora). Las
dotaciones de estos vienen dadas
por el fabricante.

En la imagen de la derecha se observa como se ha fisurado el

pavimento. La fisura a seguido una línea irregular. En ese
sector no se podrá ejecutar una juta. El deterioro es muy
importante, esto no debe ocurrir.

En la imagen de abajo se observa un correcto curado, se puede

apreciar en su distribución y coloración del pavimento.
Pavimento rígido terminado
En la imagen se observa la textura impresa
por las bolsas de arpillera o rodillo con
textura de la misma, la cual le aporta
aspereza a la superficie para aportar a la
adherencia entre neumático y calzada.

En los pavimentos de hormigón es más

difícil obtener superficies con texturas a
adecuadas o con requerimiento elevados
para disminuir la distancia de frenado.

La trama del hormigón es más cerrada

respecto a la de la mezcla asfáltica que
posee una trama más abierta. Los
agregados están menos recubiertos en la
mezcla asfáltica.

Colocación de hormigón sin maquina terminadora de alto rendimiento

Encofrado fijo y regla vibratoria

0) Se coloca en los laterales de la calzada los moldes, los cuales deben estar fijos, fijados a
la base.
1) Continuo a esto se colocan los pasadores de acero, los mismos tienen que cumplir una
serie de requerimientos y deberán estar fijados a la base.
2) Luego se produce el colado del hormigón
 3) Y a través de una regla vibrante que tendrá como nivel los dos moldes laterales se ira
distribuyendo el hormigón.
4) Seguido de esto se realiza un fratasado.
5) A continuación, se le da textura con las bolsas de arpillera.
6) Y si la textura del hormigón lleva un requerimiento más elevado se le puede pasar una
especie de rastrillo con pelos alámbricos flexibles. Esto aporta una mejor adherencia
entre neumático y calzada y una evacuación de agua superficial más eficiente.

Los moldes deben tener sujeciones, las mismas se deben realizar en las caras externas, nunca
en las caras internas.

Puede realizarse un vibrado con un vibrador de inmersión previo a la regla vibrante para darle
una mejor densidad al hormigón.
La regla vibrante puede ser a tracción manual o a combustión.

En la imagen superior izquierda se visualizan los canastos con los pasadores, a la espera del
llenado de las losas.

Pasadores: Introducción y cuidados

En la imagen inferior se ve formas incorrectas de colocar los pasadores. En la imagen superior
izquierda se ve los pasadores atados a una viga triangular reticulada, la cual no se mantiene
vertical por los pesos de los pasadores y se cae. No deber colocarse hormigón previo, con el fin
de mantener esa viga parada. No se deben sostener de manera manual hasta que se coloque el
hormigón y pase la regla. Estos deben estar perfectamente colocados como se vio
anteriormente.
Consecuencias de la mala colocación de pasadores:

 Mala transferencia de
cargas.
 Despostillamiento, se da
cuando el pasador esta
muy cerca de la superficie
superior y pro efecto de
corte en la zona cercana a
la punta de los pasadores
pueden aparecer fisuras,
generando que se
arranque la superficie de
hormigón por arriba del
pasador.
 Fisuración.

Terminación y textura superficial

El fratás no debe dejar líneas transversales ya que serán perceptibles por los vehículos. No
deben quedar ondulaciones, ya que estas ondulaciones transversales se trasmiten al
vehículo y además pueden generar acumulación de agua.

En la siguiente imagen se ve una terminación con una alfombra con pelos de alambres, la
cual le da una textura adecuada al pavimento.
En la siguiente imagen se ven otros elementos que se utilizan para dar textura, algunos van
colocados en las terminadoras de hormigón, generando un texturizado automático con un
cepillos de alambres.

Situaciones no deseadas en la terminación:

 Evitar la formación de pasta en superficie: Poca adherencia, se fisura, no resiste el

desgaste.
 No agregar agua ni remezclar el agua exudada: Se debilita la superficie de rodadura,
aumentando el gasto. Se da una pasta en la superficie con una relación
agua/cemento inadecuado generando el descascaramiento de la superficie. Esto
expone y permite el ingreso de agua a las capas inferiores debilitando el pavimento.
 No se debe dotar de una superficie lisa al pavimento.
 Diseño y construcción de juntas

Zona de borde exigida por deflexiones

Esta junta presenta un hundimiento, una de las losas,

puede ser por un efecto de bombeo, donde también
se observa una fisura de la losa que a surgido
después del descenso de la misma.

Estas roturas pueden darse

también con la presencia de los
pasadores, debido a
deflexiones excesivas, producto
de que por más que tengamos
pasadores, si se ha generado un
debilitamiento de la base o
subrasante donde se ha
apoyado podría darse está
rotura, es una rotura de la
parte superior del hormigón
también conocido cómo
despostillamiento.
Es aquí donde empieza a cobrar importancia un buen diseño y construcción de las juntas en los pavimentos
de hormigón.

Acá se observa una rotura

posiblemente debido al borde,
ingreso de agua. Se observan algunos
hierros de las losas.
Sellado de juntas y su estado

Las juntas deben ser selladas con materiales que vamos a ver, acá se mencionan algunos.
En el caso del poliuretano se pueden ver desprendimientos o zonas donde no hay una buena adherencia y
por consiguiente, ingreso de agua, lo que genera un debilitamiento de las capas inferiores, el consiguiente
bombeo y posterior escalonamiento, con un resellado asfáltico pero no adecuado.

Falla de juntas y bases

El efecto del escalonamiento producto del

bombeo y el ingreso de agua. El desnivel
que se va generando entre losa y losa
contigua y luego cuando va avanzando
también el deterioro por una rotura o
fractura.

Objetivo
Fisuras

Debido al fenómeno de
contracción por secado se
producen unas primeras fisuras.

Luego aparecen otras, distancias,

equidistantes.

y luego aparece una transversal que

va generando una cuadrícula pero
las fisuras siguen una línea irregular
y hacer un sellado de esas fisuras por
un lado y por el otro no es sencillo y
no sería lo adecuado.

Estas relaciones entre los lados de

las losas está establecido que ronda
entre 1,25 el L/A, una adecuada
geometría de una losa sería aquella
que mantenga está relación.

Es para aquello que vamos a

trabajar de manera tal de respetar
esa relación, generando las
separaciones entre las juntas
transversales y la longitudinal, de
manera que esa fisuración aleatoria que se daría de forma natural se reemplazará por las juntas.
Transferencia de carga

Trabazón de áridos: Aceptable para vías de tránsito liviano.

La fisuración controlada se realiza haciendo un aserrado de un tercio de la longitud de la altura de la losa
donde debilitamos la sección y por ende cuando el hormigón se contraiga va a fisurarse en la parte inferior
de esa zona donde generamos el aserrado.

Lo que se ve acá en una

transferencia de carga en
la junta por trabazón de
agregados.
Esto debe utilizarse para
tránsito liviano.

Se puede ver que hay una traba entre una losa respecto de la otra
y cuando la carga está en un lado o en el otro hay una
transferencia de carga por esta trabazón del agregado.
Para losas de mayor espesor aumenta la transferencia de carga.
Cuando hay un

Transferencia mecánica - pasadores:

Suele cometerse el error de no colocar los pasadores en avenidas urbanas, pensando en que el tránsito de
vehículos livianos es mayor pero en la presencia de transporte urbano de pasajero, ómnibus, estos tienen
una gran solicitación en las zonas de frenado, dársenas de estacionamiento donde ascienden y descienden
los pasajeros. por ende no debe obviarse la colocación de pasadores en esas zonas ya que lo ameritan.
Los pasadores se ubican entonces en las losas donde la trabazón por agregado no es suficiente.
 Las barras de los pasadores no son
torsionadas ya que en las juntas hay
movimiento lo que provocaría una
adherencia entre la barra y la losa
de hormigón generando tracción.
Las longitudes que se mencionan
son típicas, recomendadas, pero
deben calcularse al igual que con los
diámetros.

Tipos de juntas

Juntas transversales de contracción

(E: espesor)

Juntas transversales de construcción

Se coloca un molde al final de la jornada insertando también los pasadores, si o si con pasadores ya que la
cara queda lisa debido al molde y no podría haber transferencia de carga por trabazón de áridos.

Juntas transversales de dilatación

Es decir que el espacio que se genera en la

junta por contracción sea menor a la que
va a generarse por la dilatación térmica
del hormigón. En ese caso se construyen
las juntas de dilatación.
Característica importante del material que
se coloca en la junta: que sea
imputrescible (no podría ser una madera)
y que sea compresible (no podría ser un
acero). Se podría utilizar telgopor o
algunos materiales cómo poliuretano.

Tiene que llegar la junta de forma perpendicular a la

circunferencia siempre.
 Consta de dos losas contiguas, un
elemento de vinculación para
transferencia de carga cómo el
pasador, el elemento material de
relleno que absorbe la dilatación y
un material de sellado.

En un extremo del pasador debe

haber un material que permita el
deslizamiento de una losa respecto
del pasador. Puede ser está cápsula o recubrirse el pasador con un material que impida la adherencia entre
el hº y el pasador cómo por ejemplo aceites o grasas pero con una película uniforme sobre la superficie.
Esto también debe realizarse para las juntas de contracción debido a que una losa cuando se mueve
respecto de la otra no debe haber adherencia con el pasador que impida ese movimiento.

Juntas transversales de aislación

(también son de dilatación)

Cuando hay intersecciones asimétricas o en ‘t’ donde no se pueden colocar pasadores, debe generarse una
junta de dilatación pero a la vez de aislación que aísle a la otra estructura. Cómo no hay transferencia de
carga, en el extremo de la losa debe darse un sobre espesor de aproximadamente el 20% de una longitud de
6 a 10 veces el espesor.

Ejemplos de disposición de juntas de dilatación con aislación de arteria principal

A los costados de la vía

vertical se tiene que permitir
el deslizamiento, no puede
estar restringida, es por eso
que no podemos poner
pasadores.
Juntas longitudinales de contracción

El aserrado se realiza en un tercio del

espesor, se coloca una barra de
unión que es corrugada, lo que
permite es el anclaje de las losas que
son de movimientos longitudinales.

Cuando estas juntas longitudinales están más

separadas de lo normal va a aparecer una fisuración
longitudinal separando las losas .

Juntas longitudinales de construcción

En este ejemplo de juntas
longitudinales de construcción se
utilizó el molde deslizante, hay un
machimbre y a su vez se colocaron las
barras en el hormigón fresco o tmb
podria haber sido perforando y con el
uso de algún adherente

en este caso no seria posible

hincar las barras..
(no se ve nada pero son los distintos tipos de juntas, no hizo mucho hincapié en está filmina)
Se continuará en cuanto a la aptitud del concreto y regulación que debe tener el molde

Se observa la junta donde alrededor de la misma se observa una fisura/pequeño desprendimiento . Es posible que hayan
surgido inconvenientes a la hora de la ejecución. Podemos tener una situación en la segunda faja 1 cuando se ha
hormigonado con moldes deslizantes, queda con una forma irregular, falta de mortero o cohesión y sobre todo el borde
superior de la junta no es el adecuado porque no presenta un ángulo de 90º y la arista tiene ondulaciones. Se observa
un relleno para poder subsanar la situación.

2º Faja

1º Faja

Estas situaciones no deben suceder, para lograr la hermeticidad de la junta se hace un sellado que en estas situaciones
no va a llegar a la estanqueidad de la junta.

Aserrado

Cuando se realiza la losa del pavimento se debe para poder

construir la junta se debe hacer un aserrado con un disco y a partir
de allí colocar los elementos del sellado de la junta. La etapa del
aserrado debe realizarse en un momento específico, con
condiciones adecuadas . El hormigón en la foto de la izquierda
genero desprendimientos laterales, el borde no es recto y la
estanqueidad se va a ver dañada en la tarea del sellado.

 Aserrado en el momento oportuno : Bordes rectos sin desprendimiento

de material.

 Aserrado cuando el hormigón no está con resistencia suficiente para ser

aserrado, rotura de bordes, (se lo conoce como que se encuentra verde).

1
en la foto dice primera pero el profe dice segunda….
 Se observa el desprendimiento lateral e incluso en los bordes de las
juntas. Esta tarea se realiza con la presencia de agua (para lubricar y
poder hacer el aserrado) y esa agua posiblemente este erosionando
porque el hormigon no tiene el endurecimiento suficiente.

 Aserrado tarde: La otra situación

extrema es cuando el hormigón se
encuentra con demasiada resistencia.
Al comenzar el aserrado se puede
generar una fisura descontrolada (“se
dispara la fisura” producto que se
libera la tensión como ya tiene un
tiempo excesivo de fraguado.

Se generan tensiones inducidas por

restricción igual a la resistencia del
hormigón a tracción y por ello al
producirse una primera fisuración
producto del aserrado se da una
fisuración espontanea y descontrolada.

Aserrado primario: El hormigón debe ser

aserrado en el momento que permita ser
cortado sin desprender material.

Estas situaciones donde hay un tiempo para

iniciar y finalizar el aserrado se conoce
como “ventana de aserrado”. En una
grafica de resistencia del hormigón vs
tiempo podemos ubicar una situación
inicial (antes no conviene realizar el
aserrado) y una situación final (aserrado
tardío).

Esa determinación en cuanto a la ventana de

aserrado debe realizarse según los tiempos de
fraguado del hormigón ,las recomendaciones de los
manuales de construcción de pavimentos de
hormigón , pliego de especificaciones técnicas, etc .
Una técnica muy sencilla es a través de un pequeño
rayado sobre la superficie del hormigón. Es decir,
una vez iniciado el fragüe en unas cuantas horas
con un elemento punzante se hace una marca, si el
hormigón sin apretar se raya es porque todavía no
está. Si no se raya es el momento. Debe realizarse
varias veces este procedimiento de manera de que no pase demasiado tiempo entre pruebas. No es que deba realizarse
cada hora desde que se colocó el hormigón si no una vez que se está en las cercanías del tiempo que se especifica
(pliego,manual,etc) se hace varias veces la prueba de rayado de manera de cerciorar en obra con esta prueba muy
sencilla.

Secuencia del aserrado primario :

Se deben hacer en el orden que se indica (1,2,3). Es

decir se inicia con las transversales rojas , luego las
intermedias y al último la longitudinal.

El aserrado se inicia en las transversales de borde en un

espesor de 1/3 a ¼ . Los equipos presentan un disco en la
parte delantera, guias para poder realizar el aserrado en
forma correcta y un sistema de incorporación de agua para
poder lubricar la superficie

Disco

guías

Se observa que se genera un borde recto ,sin

desprendimiento de material (Condición optima
para realizar la tarea). Se observa una buena
terminación de bordes (fotografía derecha).

Sellado de juntas- ¿Por qué sellar las juntas de un pavimento?

Se intenta mostrar la presencia de material suelto ( suelo ,arena) que se

incorpora en una junta no sellada. Estos materiales impiden el buen
funcionamiento de la junta y por otro lado permiten el ingreso de agua a las
capas inferiores.

Sellado de juntas Objetivos

• Minimizan la infiltración del agua superficial a la estructura del pavimento.

- Previene fenómenos de ablandamientos de subrasante o subbase.

- Previene la erosión y bombeo de finos de la subrasante o subbase.

- Reduce el potencial de corrosión en pasadores y barras de unión.

• Previene la entrada de materiales incompresibles

- Evita la generación de despostillamientos y levantamiento de losas.

Es muy importante una junta bien construida, sellada y mantenida.

Factores a considerar en el sellado de juntas:

• Elección del material de sello : En cuanto al

- El medio ambiente.

– El costo y su vida útil.

- El comportamiento.

- El tipo de junta.

- La separación entre juntas.

• Diseño adecuado de las cajas: La caja es el espesor donde se va a alojar la junta, tiene que ser adecuado al tipo de
junta.

• Preparación adecuada de las cajas y aplicación del sellador según los procedimientos especificados por el fabricante.
Cada tipo de sellador tiene su recomendación.

Materiales (propiedades)

• Elasticidad: Capacidad de volver a su estado original una vez que se estira o comprime.

• Módulo: Evalúa el cambio de las tensiones internas en un sellador mientras se está estirando o comprimiendo.

• Adherencia: La capacidad de adherirse al hormigón (importante la inicial y la de largo plazo.)

• Cohesión: Capacidad para resistir el desgarro causado por la tracción.

• Compatibilidad: Reacciones del material con los materiales que entra en contacto el sellador (cordón de respaldo).

• Resistente al clima: Capacidad de resistir la degradación originado por el intemperismo (rayos UV y Ozono)

Materiales:
Líquidos vertidos en caliente:

• Fueron los primeros utilizados en pavimentos de hormigón. Primero se usaba asfalto, se utilizan y se debe utilizar los
selladores asfalticos o líquidos para juntas que presentan las características adecuadas para el sellado de juntas.

• Los fabricantes han mejorado con el correr de los años sus cualidades adhesivas y ahora proporcionan materiales con
un módulo bajo y de mejor elasticidad.

• La vida útil esperada en promedio para estos tipos de sellos oscila de 3 a 5 años.

Siliconas:

• Comenzaron a aplicarse en los años 70.

• Se obtienen envasados y listos para su aplicación inmediata, no requiriéndose mezcla ni calentamiento. Se utilizan en
un tipo de junta o más de uno pero no en todas.

• El material se cura al encontrarse expuesto a la atmósfera durante su aplicación.

• La mayoría tiene un módulo bajo que permite una buena recuperación de las deformaciones de tracción y
compresión.

• Su vida útil oscila de 10 a 15 años.

El cajeado o construcción de la caja se realiza normalmente con un doble

disco (el de la foto) y permite generar el espacio necesario para la
construcción de la junta.

Se coloca primero el cordón de respaldo (en forma comprimida). Luego se

coloca el sellado de la silicona, que debe presentar la forma
que se muestra. Esto es porque esa reducción de sección que
se general al centro permite que cuando se produzca la
contracción de las losas, va a permitir que ahí se produzca el
estiramiento de material y no que se despegue el sellador de
la pared de la losa. Si tuviéramos un mayor espesor en la
parte central (mayor al de las paredes) cuando se produzca el
estiramiento va a tender a tener mayor tensión en el borde
que en la parte central y podríamos tener una posibilidad de
que se despegue el sellador de la pared. Se debe garantizar mayor espesor en las paredes para tener mas superficie de
adherencia y para que no se despegue.

Se introduce el cordón de sostén por

presión dentro de la junta.
 Colocación del sellador

Análisis de casos:

Se observa que en la junta el sellador tiene un mayor espesor en la parte central

que en los bordes (no deseado).

Preformados: ( o conformados)

• Comenzaron a aplicarse en los años 60. • Se entregan listos para su instalación (no necesitan curar).Son unos
cordones que se insertan en la junta

• Se encuentran comprimidos durante toda su vida útil.

• El sello consiste en un fuelle (material que se introduce dentro de la junta) que genera la fuerza expansiva que
mantiene al sellador contra las paredes de la junta.

• Un buen comportamiento se obtiene cuando el sello se mantiene comprimido entre un 20% y 50%.

• Su vida útil oscila de 15 a 20 años.

La forma tiene que ver con el tipo de junta que se vaya a sellar.
Normalmente son de neoprene. Trabajan a un ancho menor al
ancho del cordón para que trabaje en forma comprimida .
Cuando se produzca la expansión de la junta producto de la
contracción del hormigón ,el material acompañe el movimiento y
las paredes del cordón sigan adheridas con la losa de hormigón
para mantener la hermeticidad de la junta y lo mismo en el
sentido inverso cuando se produzca la dilatación del hormigón
(se comprime la junta) la junta absorbe la deformación y
acompaña el movimiento, las paredes del cordón siguen
manteniéndose unidas.

Diseño de juntas- Transición:

Cuando hacemos cambios de espesores de distintas losas o cambio de pavimento rígido a flexible, la transición para un
buen comportamiento en servicio, deberá cumplimentar las siguientes funciones:

•Proveer una transición geométrica suave,

•Proveer un cambio gradual de la capacidad estructural del pavimento.

•Permitir los movimientos de las losas, según sea necesario.

•Minimizar los problemas asociados con el drenaje de la estructura del pavimento.

•Mantener la condición de transitabilidad.

Fig 3-51: Transición entre pavimentos de hormigón simple.

Se observa un cambio de espesores. Las juntas transversales deben presentar los pasadores. Se dan recomendaciones
de longitudes minimas de los pasadores y longitud necesaria como máximo entre la separación de juntas.

Fig 3-52-Transición pavimento de hormigón pavimento de asfalto con bajo volumen de tránsito:

Pasaje de pavimento rígido a flexible: No podemos realizar una transferencia de carga entre ellas a través de un pasador.
Para poder dar rigidez suficiente a la losa para resistir las solicitaciones que van a quedar (ya que no tiene losa contigua
para transmitirla) se dota de un sobre espesor de 1,5 m de longitud.
Fig 3-53- Transición pavimento de hormigón pavimento de asfalto

Cuando tenemos transiciones entre hormigón y asfalto debemos realizar un escalón de apoyo del pavimento flexible a la
losa de hormigón con las dimensiones de la imagen ( Manual de pavimento de hormigón del instituto del cemento
portland, hay más).

Debe tenerse en cuenta transiciones suaves, que contemplen mecanismos de transferencia de carga, evitar las
transferencias verticales sin tener en cuenta sobrespesores o en cuña .

Otros aspectos constructivos:

Transición pavimento
de hormigón y flexible.
Cuando hay
movimientos por
dilatación y contracción térmica en ambos, el pavimento de hormigón y el flexible van a moverse en cantidades
distintas.

Si en el pavimento de hormigón colocamos pasadores con barras lisas

(como se debe) cuando el hormigón se dilate va a empujar al
pavimento flexible en una cantidad tal que puede ser admitida por el
pavimento flexible pero si no va a provocar un levantamiento en las
cercanías de la junta (como se ve en la foto).

Esto debe tratar de evitarse o

mitigarse a través de que en las
dos últimas juntas
(aproximadamente) no se
coloquen barras lisas si no
armadura que permita el anclaje
de las losas para evitar la situación
anterior y producir un menor
empuje de los dos últimos paños sobre el pavimento de hormigón.

Esta situación se observa bastante. Es indeseado porque más allá que se produce un golpeteo del eje , acelera ,mayora
las cargas dinámicas y produce un deterioro prematuro de la zona para ambos pavimentos. Esto trae el consiguiente
ingreso de agua, las juntas deben ser muy bien diseñadas y construidas.
 Reparación de pavimentos rígidos

Descripción

Demolición y reconstrucción parcial y/o total de las losas de hormigón que se encuentren
hundidas, deformadas, fisuradas o fracturadas. Retiro de losa removida y de los materiales no
aptos existentes, en el espesor necesario, perfilar y compactar la base de asiento. Reemplazo
por suelo cemento o estabilizado granular. Se ejecutarán las losas de hormigón, en igual
espesor de losa existente o lo eventualmente indicado en alguna Especificación Técnica
Particular.

Método constructivo

Las reparaciones se efectuarán por trocha de circulación de modo de no interrumpir el tránsito

(Esto que parece secundario, en aquellas vías que no tienen alta demanda de tránsito pueden
interrumpirse, pero aquellas vías urbanas avenidas es necesario considerar esta situación
debido a que se producen grandes inconvenientes en el tránsito que incluso podrían llegar a
dañar la reparación o la apertura que se hizo para realizar la reparación por accidentes, ingreso
de agua). En los lugares en que las reparaciones se encuentren próximas, se coordinarán las
tareas para reparar las losas que se ubiquen en la misma trocha. Si las losas adyacentes
bombean o presentan excesivo movimiento bajo carga, se procederá a inyectar las mismas con
lechada de suelo-cemento para su estabilización antes de demoler la zona a reparar. Igual
tratamiento se practicará si dicho fenómeno se presenta losas que no muestran deterioros
superficiales.

Curado

Se regará con un pulverizador de resina en base a que cumpla con la Norma IRAM
correspondiente, con una dosificación mínima de 250 grs/m2 o según indicado por pliego o el
proveedor de la resina. Quedará así una película impermeable, fina, uniforme, adherida al
hormigón y podrá presentar alguna coloración blanca y opaca, que son los colores típicos que
se ven cuando se finaliza un pavimento.

Técnicas de mantenimiento y restauración

Algunas de las más empleadas:

- Reparación en espesor total: para reparar losas fisuradas y juntas muy deterioradas.
- Reparación en espesor parcial: para reparar deterioros en juntas y fisuras, y fallas
superficiales.
- Recolocación de pasadores: para restaurar la transferencia de cargas en juntas y
fisuras. Puede ser porque no fueron colocados o porque están dañados.
- Sellado/resellado de juntas y fisuras: para minimizar la infiltración de agua y materiales
incompresibles.
- Otros: cosido cruzado, drenes longitudinales, pulido, etc.

Bacheo ejecución:

1. Delimitar la superficie deteriorada.

2. Aserrar en 0.08 m o en 0.15 m de profundidad.
3. Demolición y extracción de la losa existente. No usar martinete en los 0.4 m adyacente a
una junta a construir, a una junta existente o al límite de la reparación. En estas zonas se
utilizarán martillos neumáticos livianos. Se hace para evitar que el martinete se utilice
cercanamente a la losa adyacente donde se va colocar la nueva, ya que puede dañarla.
4. Pintado con mortero tipo epóxico, donde corresponda, en toda la superficie corte, previa
limpieza de la misma.
5. Colocar las barras de unión.
6. Reemplazar los pasadores doblados o desalineados.
7. Demolición, saneamiento y reconstrucción de la base y subrasante según especificaciones
8. Proveer transferencia de carga en las caras transversales. Colocación de pasadores según
especificaciones.
9. Colocación, vibrado, terminación superficial y curado del hormigón según especificaciones
10. Aserrado en caso de que corresponda y sellado del perímetro de reparación.

Martillo neumático en proceso de demolición de losas. Escombros removidos y bordes

aserrados con disco de corte. Molde de borde de calzada colocado.

Colocación, vibrado, terminación superficial y curado del hormigón

Análisis de casos: Reparación fisuración transversal

Causas:
 - Falla por fatiga
- Espesor insuficiente
- Losas de largo excesivo
- Aserrado tardío o de poca profundidad
- Pérdida de soporte por erosión, soporte de la subrasante.
- Reflexión de juntas o fisuras de capas inferiores
- Retracción térmica – Alabeo
- Restricción en la base
- Mal curado

Posibles soluciones:

- Cajear y sellar, con una forma geométrica regular cajeo

la zona deteriorada.
- Recolocación de pasadores
- Reparación a profundidad total

Análisis de casos: Reparación fisuración longitudinal

Causas:

- Fallas por fatiga

- Espesor insuficiente
- Losas de largo excesivo
- Aserrado tardío o de poca profundidad
- Falla de soporte

Posibles soluciones:

- Cajear y sellar
- Cosido cruzado, colocar pasadores en formas de
cruces.
- Reparación a profundidad total

Análisis de casos: Reparación rotura de esquina

Causas:

- Falla en la transferencia de carga

- Ángulos agudos, siempre tiene que haber ángulos de 90.
- Pérdida de soporte por erosión
- Sobrecargas en las esquinas

Posibles soluciones:

- Cajear y sellar
 - Reparación a profundidad total

Análisis de casos: Reparación despostillamiento

Causas:

- Incompresibles en junta
- Falta de compactación
- Mal alineado de pasadores
- Aserrado prematuro
- Problemas de durabilidad

Posibles soluciones:

- Reparación a profundidad parcial

- Reparación a profundidad total

Análisis de casos: Reparación levantamiento de losas

CAUSA:

- Diseño Inadecuado de Juntas.

- Entrada de materiales incompresibles en juntas y fisuras.
- Excesiva expansión térmica.

POSIBLES SOLUCIONES:

- Reparación en espesor total, no solo debe repararse la zona

dañada si no verificar si las zonas aledañas también, es decir,
una reparación excesiva.

En las vías antiguas se solía colocar una viga armada en la junta

donde se previa que se iba a dar este levantamiento para que la
viga trabaje a flexión hacia arriba, pero la consecuencia era una gran cantidad de tensiones
produciendo las roturas en los laterales
de esta viga debido al empuje que
generaban las losas ante esta. Lo
correcto sería generar juntas que vayan
absorbiendo estas dilataciones.

Análisis de casos: Escalonamiento (repaso)

Esto ya lo hemos visto, el escalonamiento es la diferencia de

altura entre 2 losas contiguas, las losas permiten los ingresos
de agua por las juntas por lo que ingresan en las capas
inferiores, se erosiona una cantidad de finos de una de las
losas y se produce la rotura de las mismas.
Aca tenemos de manera esquemática lo que sucede:

- 1 etapa: se produce el tránsito en las juntas transversales.

- 2 etapa: se produce un levantamiento de la losa posterior y un
descenso de la losa anterior.
- 3 etapa: se produce una fisuración en las inmediaciones de las
juntas como se está viendo allí y fíjense que acá se está
marcando la eyección de finos.

Visualmente esto se puede ver, podemos ver coloraciones en las

banquinas o en las calzadas producto de que el agua ha
despedido ese producto del suelo y ha sido eyectado, y escurre
por la banquina. Cuando encontramos estas coloraciones es
porque estamos en presencia de bombeo y deben tomarse
medidas inmediatamente sellando las juntas, evaluando cuál es
el deterioro y tratar de reparar antes que se haga más grande el deterioro y el costo sea mayor
de mantenimiento.

Análisis de casos: Reparación escalonamiento

Causas:

- Mala transferencia de cargas

- Erosión de la base
- Asentamiento diferencial de la subrasante

Posibles soluciones:

- Pulido
- Inyección de losas
- Reparación a profundidad total

Análisis de casos: Reparación deficiente sellado

Posibles soluciones:

- Restituir la estanqueidad de todas las juntas

mediante su resellado.
- Verificar que la caja disponga de ancho compatible
con la elongación admisible del producto de sellado.

Análisis de casos: Reparación bombeo

Causas:

- Deflexiones excesivas
- Suelos finos erosionables
- Agua en la interfase losa-apoyo

Para que se dé el bombeo tiene que existir agua, si no

hay agua no hay bombeo, la posibilidad de que ingrese
el agua por lo tanto tiene que haber una deficiencia en
la junta y a su vez tiene que haber pasaje de carga, si no
hay bombeo el agua humedece pero no va haber una
extracción de los finos.

Posibles soluciones:

- Recolección de pasadores
- Pulido
- Reparación a profundidad total

Análisis de casos: Reparación bombeo. Inyección cementicia

Se ingresa por un orificio cercano a la junta por donde eyecta el árido y se coloca toda una
inyección cementicia en la zona deteriorada, siempre y cuando sea viable.

Análisis de casos: Reparación fisuración por durabilidad

CAUSAS:

- Reacción álcali-sílice en el Hº.

- Empleo de áridos no resistentes al ciclo de congelamiento y deshielo.

POSIBLES SOLUCIONES:

- Reparación en espesor total.

Análisis de casos: Reparación losas fragmentadas

CAUSAS:

- En general, evolución del deterioro de losas que ha experimentado inicialmente algún

tipo de fisuración, es decir, no aparece de un día para el otro.

POSIBLES SOLUCIONES:

- Reparación en espesor total.

Análisis de casos: Reparación fisuración superficial

CAUSAS:

- Curado deficiente o inadecuado.

- Excesivo amasado de la superficie y/o adición de agua.
- Acción del clima en hormigón de calidad deficiente.

POSIBLES SOLUCIONES:

- Depende de la severidad, inyección de productos, reparación parcial.

Análisis de casos: Reparación daño del material de sellado

CAUSAS:

- Endurecimiento o envejecimiento del

material de sello.
- Falta de adherencia con las paredes de la
junta.
- Espesor de sello insuficiente.

POSIBLES SOLUCIONES:

- Restituir la estanqueidad de todas las juntas

mediante resellado.
- Verificar que la caja disponga de un ancho
compatible con la elongación admisible del producto de sellado.

Análisis de casos: Recomendaciones reparación espesor total

Se realiza la rotura de la zona a pavimentar y luego cercana a la junta se realiza con una
máquina más liviana para que no influya a la losa adyacente. Se pueden observar en las
imágenes que las zonas bajas de las losas existentes se dañan por utilizar maquinarias pesadas
cerca del aserrado.

Análisis de casos: Recomendaciones reparación espesor parcial

- Se aplican en la mayoría de los casos donde hay quebraduras o desprendimientos, ya

sea en juntas o en las zonas interiores de las losas.
- Están indicadas en daños que no involucran más de 1/3 del espesor de la losa, y
consiste en el retiro y reemplazo de la porción dañada.
- Se efectúa por medio de herramientas livianas, neumáticas o manuales, disponiéndose
lo más horizontalmente posible. Cuando el área sea más grande puede ser retirada con
fresadoras pequeñas, aunque en los límites del aserrado se requiere siempre el uso de
herramientas livianas para no dañar los bordes.

Cuando tenemos una fisura debajo, puede colocarse un pasador como reparación parcial y si
no se extrae totalmente la losa y se colocan pasadores entre las losas nuevas y las existentes.

Análisis de casos: Recomendaciones reparación de junta

JUNTAS LONGITUDINALES

- Cuando se ejecuta una REP adyacente a una junta longitudinal central, o de carril, se
debe evitar la adherencia con el hormigón contiguo remanente, puesto que pequeños
movimientos diferenciales o alabeos provocan la rotura de borde. La eliminación de la
 adherencia se logra colocando un inserto compresible o una tira de polietileno u otros,
previo al colado del hormigón.

JUNTAS Y FISURAS TRANSVERSALES

- En reparaciones delimitadas por juntas o fisuras

transversales que penetren el espesor total de la losa, se
debe romper la adherencia, a fin de poder generar
nuevamente la junta o fisura, mediante la colocación de un
inserto compresible.

Esto se estima sea para generar un espacio para las dilataciones de

las losas, ya que el que el que tenía ha sido removido en la
reparación.

(la imagen es tanto para juntas longitudinales como para transversales)

Análisis de casos: Recomendaciones resellado de juntas y fisuras

- Es necesario cuando el sellador ya no cumple con el propósito de impedir el ingreso de

agua y materiales incompresibles.
- Las fisuras estrechas que permanecen cerradas normalmente no requieren sellado. Las
fisuras anchas y abiertas, que funcionan como si fueran juntas, si requieren, pues están
sujetas a movimientos similares a juntas activas.
- El resellado requiere remover el sellador existente y limpieza de caras de la junta, para
mejorar la adherencia del nuevo sellador a las caras de la junta. Esto se realiza con un
soplado.
- El retiro de sellador de silicona puede ser mediante el aserrado, que además forma el
reservorio para el resellado con el material nuevo.

Análisis de casos: Reconstrucción ejemplo de aplicación

Vamos a describir un procedimiento de reparación a gran escala, producto de los análisis

estudiados, lo económico y la conveniencia de la obra se decide la demolición del hormigón y
la construcción de una capa asfáltica. Esto es posible con este equipo por impacto, va
rompiendo en el espesor que tiene el martillo en ida y vuelta sucesivamente y va dejando un
material granular y luego se coloca la capa asfáltica sobre el material como vimos en
pavimentos flexibles. Una vez que se rompe y se convierte en material granular, se procede a
realizar una compactación más allá de rodillo liso para tener una compactación más adecuada,
para posteriormente colocar la capa asfáltica. Más allá que se vea todo técnico, se deberán
realizar los cálculos necesarios para poder construir esta mezcla asfáltica por encima del
hormigón demolido (material granular obtenido por la rotura del pavimento).