Unidad III Diseño de Pavimentos Flexibles.Pavimentos flexibles. Un pavimento flexible se define como la capa o conjunto de capas de materiales apropiados comprendidas entre el nivel superior de las terracerías (calles de tierra) y la superficie de rodamiento cuya función es proporcionar una superficie uniforme, de color y textura apropiados, resistente y para transmitir a las terracerías los esfuerzos producidos por cargas impuestas en el transito. Características del pavimento flexible. Un pavimento flexible se adapta a las cargas. La estructura de pavimento flexible está compuesta por varias capas de material. Cada capa recibe cargas, se extiende en ella, y pasa a estas cargas, a la siguiente capa inferior. Por lo tanto, la capa más abajo en la estructura del pavimento, recibe menos carga. Con el fin de aprovechar al máximo esta propiedad, las capas son generalmente dispuestas en orden descendente de capacidad de carga, por lo tanto la capa superior será la que posee la mayor capacidad de carga de material (y la más cara) y la de más baja capacidad de carga de material (y más barata) ira en la parte inferior. Elementos del pavimento flexible. La Subrasante: Es la capa del terreno de una carretera que soporta la estructura de pavimento. Se extiende hasta una profundidad que no afecte la carga que corresponde al tránsito previsto. Esta puede estar formada en corte o relleno y una vez compactada debe tener las secciones transversales y pendientes especificadas en los planos finales de diseño. El espesor del pavimento dependerá, en buena parte, de la calidad de la subrasante, por lo que es recomendable que sea resistente, incompresible e inmune a cambios por humedad. Son ideales los materiales granulares, con porcentajes de hinchamiento que cumplan con la AASHTO T 193. Durante la construcción, un espesor equivalente a la subrasante deberá escarificarse, su forma. verificando el IP según AASHTO T-90 y límites según AASHTO T89. hasta alcanzar su máxima densidad. conformarse y compactarse totalmente. densidad relativa. Sirve como capa de drenaje y controla la ascensión capilar. Por su parte. homogenizadas. y la porción retenida en el tamiz Nº 4 debe cumplir con la prueba de desgaste AASHTO T96. conformadas y compactadas. humedeciendo la superficie de contacto entre ellas. lo que protege la estructura de pavimento. El material de la subbase debe tener un CBR mayor que el de la subrasante y su espesor puede variar por tramos.homogenizarse. Se deberán realizar estudios de laboratorio para determinar las cantidades y límites razonables a utilizar. sus características mecánicas cambian y se incrementa significativamente el módulo de resilencia. sin bloques mayores que 2/3 del espesor de la capa. La Subbase: Se encarga de soportar y distribuir uniformemente las cargas aplicadas en la rodadura de pavimento. Durante su construcción. En el caso de los materiales estabilizados. . si el espesor de la base es mayor que 20 cm. AASHTO T180 y AASHTO T 193. la compactación se hará por capas no mayores de 20 cm ni menores a 10 cm. En su construcción se recomienda el empleo de materiales granulares. mezclarse. o bien con suelo y grava. En los pavimentos flexibles esta capa sirve como material de transición. además de estar libre de impurezas. estar libre de impurezas orgánicas. por lo que el material debe cumplir con las normas AASHTO T193. por lo que se la debe construir con piedra de buena calidad. Debe por lo tanto ser capaz de controlar los cambios de volumen y elasticidad. Su estabilidad dependerá de la graduación de las partículas. Se colocan en capas de 20 cm máximo. de acuerdo con la calidad de la subrasante. La Base: Es la que distribuye las cargas a la subbase. fricción interna y cohesión. Para su construcción se verificará que los materiales cumplan con la AASHTO T193sobre una muestra saturada según AASHTO T180. el porcentaje que pasa la malla Nº 40 debe cumplir con los límites indicados en AASHTO T90 Y T89 y el porcentaje que pasa la malla 200 debe ser menor que la mitad del porcentaje que pasa el tamiz No. que puedan dañar el pavimento. triturada y mezclada con material de relleno.40. hasta alcanzar la densidad máxima definida en la AASHTO T180. dar lugar a accidentes y a lesiones personales. rampas. agrietamientos por temperatura. casetas de cobro de cuotas de peaje. · Las cargas pesadas producen roderas y dislocamientos en el asfalto y son un peligro potencial para los usuarios. la experiencia ha demostrado. Desventajas: · Requiriere mantenimiento constante para cumplir con su vida útil. · Las roderas. aceras o parkings. pérdida de control del vehículo y por lo tanto. agrietamientos tipo piel de cocodrilo (fatiga) y el intemperismo. donde el tráfico está constantemente frenando y arrancando. dislocamientos. sobre todo en rutas interestatales y primarias. Las roderas llenas de agua de lluvia en estas zonas. Ventajas y desventajas Ventajas: · Resulta más económico en su construcción inicial. · Existen estudios donde se demuestra que las distancias de frenado para superficies de concreto son mucho mayores que para las superficies de asfalto sobre todo cuando el asfalto esta húmedo y con roderas. . · Una vez que se han formado roderas en un pavimento de asfalto. · Tiene un periodo de vida de entre 10 y 15 años.Utilización del pavimento flexible La utilización de los pavimentos flexibles se realiza fundamentalmente en zonas de abundante tráfico como puedan ser vías. implican un tratamiento frecuente a base de selladores de grietas y de recubrimientos superficiales. · El hidroplaneo6 es también un problema serio en caminos con roderas. pueden causar derrapamientos. que la colocación de una sobrecarpeta de asfalto sobre ese pavimento no evitara que se vuelva a presentar. Esto constituye un serio problema en intersecciones. que puede reducir apreciablemente la vida útil esperada. Método de diseño El método considera las siguientes variables de diseño: • Características de la subrasante o fundación. el asfalto sub diseñado de la primera etapa se deteriora antes de poder colocar el primer reencarpetado proyectado. Se ha demostrado que en las sobrecarpetas más gruesas. los resultados no mejoran apreciablemente. se refleja rápidamente a través del citado reencarpetado. y es frecuente ver que los camiones que exceden los pesos restringidos circulan sobre los pavimentos asfálticos. • Confiabilidad estadística. Aun cuando se especifique una sobrecarpeta de asfalto más gruesa. · La reflexión de grietas es otra forma de falla de sobrecarpetas de asfalto. . se forman más roderas que en recubrimientos delgados. • Estructura de pavimento y materiales disponibles. • Repeticiones de cargas. · En la mayor parte de los casos. • Nivel de falla o comportamiento del pavimento. Las sobrecarpetas delgadas subsecuentes no se comportaron bien porque la falla original del asfalto.· Las roderas reaparecen ante la incapacidad de lograr una compactación adecuada en las roderas que dejan las ruedas y/o ante la imposibilidad del asfalto de resistir las presiones actuales de los neumáticos y los volúmenes de tráfico de hoy en día. · Las restricciones en cuanto a cargas por eje (de camiones) resultan difíciles de aplicar. es muy probable que necesiten excavarse y rellenarse en un espesor a veces de más de un metro como etapa previa a la construcción. · La presencia de un nivel freático alto y/o de suelos débiles subyaciendo a un pavimento asfáltico que ha fallado. ya que esta condición afecta su valor soporte. Este aspecto será discutido más adelante. en especial en suelos finos arcillosos. o Numero Estructural (SN). estos deben caracterizarse en términos de su coeficiente estructural. Método de AASHTO El método de diseño AASHTO es uno de métodos más utilizados a nivel internacional para el diseño de pavimentos de concreto hidráulico.000 lbs. el cual es un indicador de su resistencia o propiedades mecánicas. Es importante destacar que la determinación del valor soporte de la subrasante y la estimación del tráfico o repeticiones de carga esperados son las variables más importantes y significativas en el proceso de diseño. Nivel De Falla O Comportamiento Del Pavimento: Esta variable considera el nivel de calidad de rodaje (serviceabilidad) considerado como nivel de falla funcional del pavimento.Características De La Subrasante O Fundación: El valor soporte de la subrasante o fundación del pavimento debe caracterizarse en términos de Módulo Resilente (Mr) en función de las condiciones de humedad a que estaría sometido el suelo a lo largo del año. Confiabilidad Estadística: El método usa un procedimiento estadístico que permite incluir un factor de seguridad que corrige el diseño en función del nivel de confiabilidad deseado. Estructura De Pavimento Y Materiales Disponibles: La estructura requerida del pavimento. . esperadas durante el periodo de diseño. Repeticiones De Cargas: La demanda o cargas sobre el sistema se estiman en función del número de repeticiones de Ejes Equivalentes (EE) a 18. debe conformarse en función de los materiales disponibles en la zona para su construcción. que pueda soportar el nivel de carga solicitado. los cuales se calculan con ayuda de un software. Fue formulada por el consejo de investigación de carreteras de la academia nacional de ciencias. y para el caso de pavimento flexible para aeropuertos se conoce el Método del CBR y el Método de la FAA. actualmente en Venezuela se aplica el Método AASHTO-93 y el Método MTC-83. o sea. de diferente magnitud y disposición. el método se apoya en una ecuación que relaciona los coeficientes . consejo nacional para la investigación. la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar. o bien para determinar las relaciones significativas entre un número de repeticiones de ejes con cargas. se basa primordialmente en identificar un “número estructural (SN)” para el pavimento. Para determinar el número estructural. EL tráfico controlado de la prueba se aplicó de octubre de 1958 a noviembre de 1960. bajo cargas móviles de magnitudes y frecuencias conocidas y bajo el efecto del medio ambiente. y el comportamiento de diferentes espesores de pavimentos. El objetivo principal de las pruebas consistía en determinar relaciones significativas entre el comportamiento de varias secciones de pavimento y las cargas aplicadas sobre ellas. (AASHTO 93) el cual requiere unos datos de entrada como son el número de ejes equivalentes. conformados con bases y sub-bases. el rango de serviciabilidad. Fue concebida y promovida gracias a la organización que ahora conocemos como AASHTO (“American Association of State Highway and Transportation Officials”) para estudiar el comportamiento de estructuras de pavimento de espesores conocidos. la construcción del proyecto comenzó en1956 muy cerca de Ottawa. con sus respectivos números estructurales. durante más de dos años. por sus siglas en inglés y debido a que en aquel entonces no estaba integrado el departamento del transporte de EU a esta organización. la planeación empezó en 1951. colocados en suelos de características conocidas. Illinois. Método AASHTO Para El Diseño De Pavimentos Flexibles El método AASHTO-1993 para el diseño de pavimentos flexibles. Método Venezolano En el caso del pavimento flexible de carreteras. .La prueba de pavimentación que en su momento se conoció como AASHO. En Venezuela el Método AASHTO -93 fue adaptado y validado para las condiciones particulares del país por el Dr. en el año 1997. la cual sin embargo. Para el año 2002 se esperaba una nueva versión de este método. 1981 y nuevamente en 1986. se actualiza el procedimiento de diseño de rehabilitaciones (pero se mantiene igual al del año 1986). Augusto Jugo. el Método AASHTO-93 ha tenido buena aceptación y aplicación. . solo fue dada a conocer a los profesionales de ésta área de investigación en el año 2004. y se espera que esté disponible como herramienta de diseño para el año 2015. Éste método fue introducido por primera vez en 1962 como una "guía provisional de diseño". y se perfecciona en los años 1972.En la experiencia de pavimentos diseñados y construidos en el país. posteriormente en el año 1993.