1ra clase pavimentos especiales

7/29/2019 1ra Clase Pavimentos Especiales

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Ing. J. Rafael Menéndez A.Ing. J. Rafael Menéndez A.--

04/200504/2005 11Pavimentos EspecialesPavimentos Especiales--

Maestría UNIMaestría UNI

CC-- 908908

PavimentosPavimentos

EspecialesEspeciales

Ing.Ing. M.ScM.Sc. J.Rafael Menéndez A.. J.Rafael Menéndez A.

MAESTRI A EN CIENCI AS CON MENCION EN I NGENI ERI A DE TRANSPORTESFACULTAD DE INGENI ERI A CIVI L

UNI VERSI DAD NACI ONAL DE I NGENI ERI A

Pavimentos EspecialesPavimentos Especiales--

Maestría UNIMaestría UNIIng. J. Rafael Menéndez A.Ing. J. Rafael Menéndez A.--

04/200504/2005 22

SylaboSylabo1.1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

– – 1.1.1.1.Conceptos generalesConceptos generales

– – 1.2 Evolución de los métodos de diseño1.2 Evolución de los métodos de diseño

– – 1.3 Tipos de pavimentos1.3 Tipos de pavimentos

2. REVISIÓN DEL METODO MECANISTICO2. REVISIÓN DEL METODO MECANISTICO – – 2.1.2.1.Modelos matemáticos e idealización del comportamientoModelos matemáticos e idealización del comportamiento

– – 2.2.2.2.Aplicación en el análisis de pavimentosAplicación en el análisis de pavimentos

– – 2.3.2.3.Programas de cómputoProgramas de cómputo

3. MATERIALES Y ENSAYOS3. MATERIALES Y ENSAYOS – – 3.1.3.1.Ensayos EspecialesEnsayos Especiales

– – 3.2.3.2.EstabilizaciónEstabilización

– – 3.3.3.3.GeosintéticosGeosintéticos

– – 3.4.3.4.Asfaltos modificadosAsfaltos modificados

4.PAVIMENTOS ESPECIALES4.PAVIMENTOS ESPECIALES – – 4.1.4.1.Cargas extraordinariasCargas extraordinarias

– – 4.2.4.2.Pavimentos de alturaPavimentos de altura

– – 4.3.4.3.Pavimentos recicladosPavimentos reciclados

– – 4.4.Pavimentos segmentados y pavimentos afirmados4.4.Pavimentos segmentados y pavimentos afirmados



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04/200504/2005 33

BibliografíaBibliografía•• HuangHuang, Y.,, Y., Pavement Pavement Analysis Analysis and and Design Design ,, SecondSecond

EditionEdition,, PrenticePrentice HallHall, 2004., 2004.

•• Reyes F.,Reyes F., Diseño Racional de Pavimentos Diseño Racional de Pavimentos , Ceja, 2003., Ceja, 2003.

•• CroneyCroney yy CroneyCroney,, Design Design and and Performance Performance of of Road Road Pavements Pavements ,, ThirdThird EditionEdition,, McMc.. GrawGraw Hill, 1991.Hill, 1991.

•• Yoder Yoder,, E.JE.J., y., y Witzack Witzack ,, M.WM.W.,., Principles Principles of of Pavement Pavement Design Design , 2nd, 2nd editionedition,, WileyWiley InterscienceInterscience, 1975, 1975

•• UllidtzUllidtz P.,P., Pavement Pavement Analysis Analysis ,, ElservierElservier, 1987., 1987.



04/200504/2005 44

CalificaciónCalificación

5

2212Pr

5

Pr2212

asistencia prácticotrabajo x prácticoTrabajo xTrabajosomedio

TrabajosomedioParcial xParcial xFinal Nota

doer

doer

++=

++=



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04/200504/2005 55

¿Cuál es obj et ivo del curso de¿Cuál es obj et ivo del curso de

pavim entos especiales?pavim entos especiales?

•• Reforzar los conocimientos sobre los mReforzar los conocimientos sobre los méétodostodos

mecanmecaníísticossticos--empempííricos, dar a conocer losricos, dar a conocer los

materiales especiales que se emplean en lamateriales especiales que se emplean en la

construcciconstruccióón de pavimentos, y mostrar losn de pavimentos, y mostrar los

mméétodos de disetodos de diseñño de pavimentos eno de pavimentos en

condiciones especiales tales como zonas decondiciones especiales tales como zonas de

altura, cargas especiales, pavimentosaltura, cargas especiales, pavimentossegmentados y pavimentos afirmados.segmentados y pavimentos afirmados.

Ing. J. Rafael Menéndez A.Ing. J. Rafael Menéndez A.--

04/200504/2005 66Pavimentos EspecialesPavimentos Especiales--

Maestría UNIMaestría UNI

1.0 I nt roducción1.0 I nt roducción



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04/200504/2005 77

1.1 Concept os Generales1.1 Concept os Generales

Desarrollo Hist óricoDesarrollo Hist órico

•• LosLos romanosromanosconstruyeronconstruyeron 84,000 km84,000 kmdede vvííasas empedradasempedradaselevadaselevadas deldel nivelnivel dederasanterasante apoyadasapoyadas enen unaunaestructuraestructura dede piedraspiedrasgrandesgrandes

••En elEn el antiguoantiguo PerPerúú sese

construyenconstruyen vvííasasdestinadasdestinadas alal pasopaso dedepeatonespeatones yy animalesanimales



04/200504/2005 88

Desarrollo Histór icoDesarrollo Histór ico

•••• EnEn FranciaFrancia en elen el siglosiglo XVII seXVII se construyeronconstruyeron vvííasas dede pocopoco

anchoancho concon superficiesuperficie dede rodadurarodadura formadaformada porpor piedraspiedraspequepequeññasas, y arena, y arena

•••• En EEUU eEn EEUU e InglaterraInglaterra en 1830 seen 1830 se empleaemplea elel asfaltoasfalto yy

arenaarena comocomo protecciproteccióónn de lade la carreteracarretera

•••• En Austria en 1850 seEn Austria en 1850 se empleaemplea porpor primeraprimera vezvez elel

pavimentopavimento rríígidogido



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•• En 1900En 1900 aparecenaparecen loslos vehvehíículosculos a motor cona motor con neumneumááticosticos

•••• PierrePierre TrasaguetTrasaguet finales delfinales del siglosiglo XVII, introduce elXVII, introduce el

conceptoconcepto dede queque elel pavimentopavimento debedebe contarcontar con uncon un buenbuendrenajedrenaje yy queque requiererequiere unun mantenimientomantenimiento continuo.continuo.

•••• JohnJohn McAdamMcAdam (1756(1756--1836), la1836), la subrasantesubrasante con drenaje ycon drenaje y

adecuadamente compactada debe soportar la cargaadecuadamente compactada debe soportar la cargamientras que la superficie de rodadura estmientras que la superficie de rodadura estáá conformadaconformadapor piedrapor piedra chancadachancada de diferentes tamade diferentes tamañños que actos que actúúaatambitambiéén como una capa de proteccin como una capa de proteccióón.n.



04/200504/2005 1010




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04/200504/2005 1111


•• En 1941 en EEUU seEn 1941 en EEUU se efectefectúúaa elel ensayoensayo enen pistapista dede

pruebaprueba de Maryland ,de Maryland , dondedonde sese analizaanaliza elel efectoefecto de 4de 4

configuracionesconfiguraciones diferentesdiferentes dede pavimentospavimentos dede concretoconcreto..

••

•• En 1955 en EEUU seEn 1955 en EEUU se llevalleva aa cabocabo elel ensayoensayo enen pistapista dede

pruebaprueba WASHO,WASHO, dondedonde sese analizaanaliza elel efectoefecto de 4de 4

configuracionesconfiguraciones dede ejesejes dede cargacarga enen pavimentospavimentos

flexiblesflexibles..



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•• En 1962 seEn 1962 se realizarealiza en EEUU elen EEUU el ensayoensayo enen pistapista dede

pruebaprueba AASHTO, en Ottawa Illinois,AASHTO, en Ottawa Illinois, dondedonde sese desarrolladesarrolla

lala relacirelacióónn entreentre elel nnúúmeromero dede repeticionesrepeticiones de unde un

determinadodeterminado ejeeje dede cargacarga dede diferentediferente magnitudmagnitud yyconfiguraciconfiguracióónn y ely el comportamientocomportamiento dede diferentesdiferentes

seccionessecciones dede pavimentospavimentos rríígidosgidos yy flexiblesflexibles..

••

•• En 1997 seEn 1997 se iniciainicia en EEUU SHRP (Strategic Highwayen EEUU SHRP (Strategic Highway

Research Program)Research Program)



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04/200504/2005 1313

Pista de Ensayo AASHOPista de Ensayo AASHO



04/200504/2005 1414




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WestWest TrackTrack



04/200504/2005 1818

CEDEX Pista de ensayos aceleradosCEDEX Pista de ensayos acelerados



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04/200504/2005 1919

I nstalaciones para ensayos aceleradosI nstalaciones para ensayos aceleradosen Suizaen Suiza



04/200504/2005 2020

I nstalaciones para ensayosI nstalaciones para ensayos

acelerados en Dinamarcaacelerados en Dinamarca



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04/200504/2005 2121

Simulador de vehículosSimulador de vehículosPesados (Pesados ( sudáfricasudáfrica))



04/200504/2005 2222

Brasil: simulador de t ráf icoBrasil: simulador de t ráf ico



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04/200504/2005 2424

Los enemigosLos enemigos

de lade la

carreteracarretera



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04/200504/2005 2525

¿Cuáles son las funciones de la¿Cuáles son las funciones de la

est ructura de pavimento?est ructura de pavimento?

•• -- ReducirReducir yy distribuirdistribuir lala cargacarga dede trtrááficofico parapara queque

estaesta nono dadaññee lala subrasantesubrasante

•• -- ProporcionarProporcionar aa loslos vehvehíículosculos accesoacceso entreentre dosdos

puntospuntos bajobajo cualquiercualquier condicicondicióónn dede climaclima..

•• -- ProporcionarProporcionar aa loslos usuariosusuarios circulacicirculacióónn segurasegura,,

ccóómodamoda yy confortableconfortable sinsin demorasdemoras excesivasexcesivas

••

--

CumplirCumplir

requerimientosrequerimientos

mediomedio

ambientalesambientales

yy

estestééticosticos

•• -- LimitarLimitar elel ruidoruido y lay la contaminacicontaminacióónn deldel aireaire



04/200504/2005 2626

1.2 Evolución de los1.2 Evolución de los

métodos de diseñométodos de diseño



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04/200504/2005 2727

¿¿QuéQué eses elel diseñodiseño dede pavimentospavimentos??

•• Es elEs el procesoproceso porpor elel cualcual loslos componentescomponentes estructuralesestructurales

de unde un segmentosegmento dede carreteracarretera sonson determinadosdeterminados tomandotomando

enen consideraciconsideracióónn lala naturalezanaturaleza de la subde la sub--rasanterasante,, laslas

consideracionesconsideraciones ambientalesambientales,, densidaddensidad yy composicicomposicióónn

deldel trtrááficofico..

••

•• ConsiderandoConsiderando queque elel pavimentopavimento eses lala parteparte superior desuperior de

unauna carreteracarretera,, aeropuertoaeropuerto oo zonazona dede parqueoparqueo ee incluyeincluyetodastodas laslas capascapas queque sese apoyanapoyan en elen el suelosuelo natural,natural,

incluidasincluidas laslas bermasbermas..



04/200504/2005 2828

¿Cuáles son las fases del diseño de¿Cuáles son las fases del diseño de

pavimentos?pavimentos?

•• ElEl disediseññoo estructuralestructural deldel pavimentopavimento

constaconsta dede trestres fasesfases::

– – SelecciSeleccióónn dede loslos materialesmateriales ((tipostipos dedepavimentospavimentos))

– – ProporcionamientoProporcionamiento dede loslos materialesmateriales

– – DiseDiseññoo dede loslos espesoresespesores dede cadacada capacapa



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04/200504/2005 2929

¿Qué requisit os debe cum pli r una¿Qué requisit os debe cum pli r una

est ructura de pavimento?est ructura de pavimento?

1.1. Suficiente espesor para que la intensidad de las cargas ySuficiente espesor para que la intensidad de las cargas ypresiones sea tolerable por lapresiones sea tolerable por la subrasantesubrasante

2.2. Resistencia suficiente para asumir los esfuerzos impuestos por lResistencia suficiente para asumir los esfuerzos impuestos por lasascargas del tráfico.cargas del tráfico.

3.3. Suficiente espesor para prevenir el efecto del congelamiento enSuficiente espesor para prevenir el efecto del congelamiento ensubrasantessubrasantes..

4.4. El material del pavimento debe ser impermeable a la penetraciónEl material del pavimento debe ser impermeable a la penetracióndel agua superficial que pudiera debilitar ladel agua superficial que pudiera debilitar la subrasantesubrasante yy

consecuentemente el pavimento.consecuentemente el pavimento.5.5. El soporte del pavimento no debe ser susceptible alEl soporte del pavimento no debe ser susceptible al

congelamientocongelamiento

6.6. La superficie del pavimento debe ser resistente al deslizamientoLa superficie del pavimento debe ser resistente al deslizamiento



04/200504/2005 3030

Parámetros de diseñoParámetros de diseño



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04/200504/2005 3131

Factores de DiseñoFactores de Diseño



04/200504/2005 3232

Métodos de Diseño de PavimentosMétodos de Diseño de Pavimentos

•• ReglasReglas prpráácticascticas

•• EmpEmpííricorico (CBR, Kansas, etc)(CBR, Kansas, etc)

•• EsfuezoEsfuezo cortantecortante llíímitemite

•• DeflexiDeflexióónn llíímitemite

•• RegresiRegresióónn basadabasada en elen el comportamientocomportamiento

•• MecanMecaníísticostico--empempííricorico

•• SolucionesSoluciones analanalííticasticas ((WatergaadWatergaad, etc), etc)

•• SolucionesSoluciones numnumééricasricas ((elementoselementos finitosfinitos,, probabilprobabilíísticastica,,

etc)etc)



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04/200504/2005 3333

Estado del conocimiento y de la pract icaEstado del conocimiento y de la pract icaen diseño de pavim entosen diseño de pavimentos



04/200504/2005 3434

Procedimient o de diseño de pavim entosProcedimiento de diseño de pavimentos

flexiblesflexibles



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04/200504/2005 3535

1.3 Tipos de Pavim ent os1.3 Tipos de Pavim ent os



04/200504/2005 3636

Clasif icación por est ructuraClasif icación por est ructura



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04/200504/2005 3737

Sección Típica de Paviment oSección Típica de Paviment o



04/200504/2005 3838

Secciones TípicasSecciones Típicas



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04/200504/2005 3939

Tipos deTipos dePavimentosPavimentos



04/200504/2005 4040

Tipos de Pavim ent osTipos de Pavim ent os



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TiposTipos dede PavimentosPavimentos FlexiblesFlexibles

•• ParcialParcial (partial depth)(partial depth)

•• CompletoCompleto (full depth)(full depth)

•• LosaLosa continua decontinua de Asfalto Asfalto--piedrapiedra(continuous rock asphalt mat(continuous rock asphalt mat--CRAM)CRAM)



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Pavimentos FlexiblesPavimentos Flexibles



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04/200504/2005 4545

Alternativas deAlternativas de

estructuras deest ructuras de

pavimentopavimento



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TiposTipos dede PavimentosPavimentos RígidosRígidos

•• JPCP (JPCP (losaslosas con juntas )con juntas )

•• JRCP (JRCP (losaslosas concon refuerzorefuerzo))

•• CRCP (CRCP (losaslosas continuascontinuas concon refuerzorefuerzo))•• PCP (PCP (losaslosas prepre--esforzadasesforzadas))



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04/200504/2005 4747

Pavim ent os RígidosPavim ent os Rígidos



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Pavimentos CompuestosPavimentos Compuest os



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04/200504/2005 4949

TiposTipos dede PavimentosPavimentoscompuestoscompuestos

White topping

Black topping



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TiposTipos dede fallafalla

•• EstructuralesEstructurales:: roturarotura dede unouno oo masmascomponentescomponentes deldel pavimentopavimento

•• FuncionalesFuncionales: la: la carreteracarretera nono eses capazcapaz dedecumplircumplir susu funciónfunción porpor problemasproblemas dedeconfortconfort,, seguridadseguridad oo regularidadregularidad superficialsuperficial((rugosidadrugosidad))



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04/200504/2005 5151

TiposTipos dede fallasfallas

•• CriterioCriterio dede FallaFalla

– – PavimentosPavimentos flexiblesflexibles

– – FisuramientoFisuramiento porpor fatigafatiga

– – Ahuellamiento Ahuellamiento

– – FisuramientoFisuramiento porpor temperaturatemperatura

•• PavimentosPavimentos rígidosrígidos

– – FisuramientoFisuramiento porpor fatigafatiga

– – BombeoBombeo o erosiono erosion

– – OtrosOtros:: descensodescenso, juntas, juntas deterioradasdeterioradas, etc, etc



04/200504/2005 5252

TiposTipos dede fallasfallas



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Modelos de respuestaModelos de respuesta

•Fisuramiento por fatiga de abajo hacia arriba

•Fisuramiento por fatiga de la superficie hacia abajo•Fatiga en bases estabilizadas quimicamente•Deformación permanente (ahuellamiento)

•Fisuramiento por temperatura



04/200504/2005 5454

Fisuras de arr iba hacia abajo en %Fisuras de arr iba hacia abajo en %



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04/200504/2005 5555

Fisuras de arr iba hacia abajo enFisuras de arr iba hacia abajo enlongitudlongitud



04/200504/2005 5656

Fisuras de abaj o hacia arr ibaFisuras de abaj o hacia arr iba



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04/200504/2005 5757

Fisuras de arr iba hacia abajoFisuras de arr iba hacia abajo



04/200504/2005 5858

Fisuras térm icasFisuras térm icas





04/200504/2005 5959

AhuellamientoAhuellamiento



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RugosidadRugosidad

1ra clase pavimentos especiales

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