PRESENTACION Pavimentos. Conceptos Básicos, Estudio de TránsitoI-1.pptx
- 1. DISEÑO DE PAVIMENTOS PROF.: ING. JOSE TOMAS LOPEZ F.
- 3. CONTENIDO Tema I Tema II Tema III • Tipos de Pavimentos • Conceptos Básicos • Variables de Diseño • Fases del Diseño de Pavimentos • Definiciones • Características Tema IV • Conceptos Estructurales • Tipos de Fallas del Pavimento
- 5. TEMA I Definición de Pavimento Definición Estructural: Según la OEA a través del Congreso Panamericano de Carreteras define al Pavimento como: La superestructura de una vía, construida sobre la subrasante, y compuesta normalmente por la sub-base, base y capa de rodamiento cuya función principal es soportar las cargas rodantes y transmitir los esfuerzos al suelo, distribuyéndolos en tal forma que no se produzcan deformaciones perjudiciales, así como, proveer una superficie lisa y resistente para los efectos del transito. SUBRASANTE SUBBASE BASE CAPA DE RODAMIENTO TRANSITO
- 6. TEMA I Definición de Pavimento Definición Funcional: Según la cual atendiendo la razón para la que se construye un Pavimento, éste se define como: La parte superior de una carretera, pista de aterrizaje o estacionamiento y cuyo objetivo es servir al tráfico de una manera segura, cómoda, eficiente, permanente y económica.
- 7. TEMA I Definición de Pavimento Diseño de Pavimentos: “ Es el proceso de determinación de una combinación de tipos de materiales, y espesores de capas construidas con tales materiales, que garanticen tanto el comportamiento estructural de su conjunto, cuando es sometido a los efectos impuestos por las variables actuantes sobre esta estructura, como el cumplimiento de las funciones para las cuales ha sido diseñado".
- 8. TEMA I Características Es de Desarrollo Reciente Es Dinámico Es Atípico entre todos los Diseños Es un Diseño a Futuro No es Uniforme
- 9. TEMA I Características Es Crítico Tiene Alta Incidencia en la Economía Afecta la Vida Diaria del Individuo Requiere del Uso de Mucho Criterio
- 10. TEMA II Tipos de Pavimentos Pavimentos Flexibles Pavimentos Rígidos Es aquel cuya Superficie de Rodamiento, está constituida por una Mezcla Asfáltica Es aquel cuya Superficie de Rodamiento, está constituida por concreto-cemento
- 11. TEMA II Características Pavimentos Flexibles. Características • Variaciones pequeñas del suelo de fundación tienen gran incidencia en la capacidad estructural del pavimento • Las propiedades de la mezclas, afectan la resistencia del conjunto multicapa. • La Capacidad Estructural del Pavimento es proporcionada por las capacidades de aceptación y distribución de cargas en cada una de las capas que conforman la estructura • Son constituidos en, al menos, la capa superior, con material asfaltico
- 12. TEMA II Características • Distribuye la carga sobre un area relativamente grande del suelo por la rigidez y alto modulo de elasticidad de sus componentes; una gran parte de la capacidad estructural la proporciona la capa superior • Están constituidos de concreto –cemento en su superficie de rodamiento. • En su comportamiento influye notablemente la resistencia del concreto • Variaciones pequeñas del suelo de fundación tienen poca incidencia en la capacidad estructural del pavimento. Pavimentos Rígidos. Características
- 13. TEMA III Conceptos Básicos Tránsito (Tráfico) • Vehículos de todo tipo, con sus respectivas cargas, considerados aisladamente o en conjunto, que utilizan cualquier vía Capa de Rodamiento • Capa superior del pavimento que soporta directamente el transito, constituida por una o mas capas
- 14. TEMA III Conceptos Básicos Base • Capa o capas de agregados o de suelos o de agregados tratados destinadas a distribuir las cargas provenientes del paso de los vehículos ubicada sobre la subbase o subrasante de la vía sobre la cual se construye la capa de rodamiento
- 15. TEMA III Conceptos Básicos Sub- rasante • Es el ancho de la vía que constituye la fundación para el pavimento, hombrillos y zonas de estabilización Sub-base • Parte de la estructura del pavimento construida directamente sobre la subrasante, y que sirve de soporte a la base.
- 16. TEMA III Conceptos Básicos Tránsito (Tráfico) • Vehículos de todo tipo, con sus respectivas cargas, considerados aisladamente o en conjunto, que utilizan cualquier vía Capa de Rodamiento • Capa superior del pavimento que soporta directamente el transito, constituida por una o mas capas Base • Capa o capas de agregados o de suelos o de agregados tratados destinadas a distribuir las cargas provenientes del paso de los vehículos ubicada sobre la subbase o subrasante de la vía sobre la cual se construye la capa de rodamiento
- 17. TEMA III Conceptos Básicos Sub-base • Parte de la estructura del pavimento construida directamente sobre la subrasante, y que sirve de soporte a la base. Sub- rasante • Es el ancho de la vía que constituye la fundación para el pavimento, hombrillos y zonas de estabilización
- 18. TEMA III Diseño de Pavimentos Según Augusto Jugo: “Es una serie de actividades coordinadas, fáciles e integradas, cuyo fin inmediato es el de obtener un pavimento funcional”. Sistema Gerencial de Pavimentos PLANIFICACION CONSTRUCCION ANALISIS ECONOMICO DISEÑO REHABILITACIO N EVALUACION INVESTIGACION CONTROL DE CALIDAD
- 19. TEMA III Diseño de Pavimentos El Proyectista debe manejar un gran serie de variables y transformarlos en valores de diseño Premisas del Diseño de Pavimentos El Diseño de Pavimentos es, en esencia, distinto al de cualquier otra rama de la ingeniería El Pavimento al pertenecer a una vialidad, va tener grandes longitudes que recorrer, por lo que atravesará multiplicidad de suelos, cada uno con sus propiedades características.
- 20. TEMA III Diseño de Pavimentos Premisas del Diseño de Pavimentos Al Pavimento estar apoyado en su totalidad sobre el suelo como material de fundación, está altamente influenciado por las condiciones ambientales del lugar que atraviesa El tránsito esperado (cantidad y variabilidad) no es una constante en todo el desarrollo de la vía Todo lo anterior ha llevado al Proyectista a crear Unidades de Diseño, que faciliten el manejo del volumen y tipo de la información necesaria requerida para el Diseño de Pavimentos
- 21. TEMA III Diseño de Pavimentos Unidades de Diseño Definición: Son tramos de la vía cuyo pavimento deberá ser proyectado (diseñado), que presentan condiciones similares de topografía, drenaje, clima, tráfico esperado, suelos existentes y materiales de construcción Para facilidades de construcción se establece que las Unidades de Diseño tenga, como regla general, una longitud mínima de dos (2) kilómetros
- 22. TEMA III Diseño de Pavimentos Variables de Diseño • Numero y tipo de Vehículos a lo largo del periodo • Magnitud de la Carga Aplicada • Configuración de la Carga Aplicada. • Repeticiones de Carga. • Velocidad de Desplazamiento. • Presión de inflado / area de contacto • Error esperado en las estimaciones. TRAFICO
- 23. TEMA III Diseño de Pavimentos Variables de Diseño • Precipitación Pluvial. • Temperatura o altura sobre el nivel del mar de la U de D. • Drenaje del Area de Estudio. • Pendiente Longitudinal Promedio de la U de D. • Resistencia o Estabilidad. • Densidad. • Contenido de Humedad. • Textura y Estructura. • Grado de Confinamiento. CONDICIONES AMBIENTALES SUELOS DE FUNDACION
- 24. TEMA III Diseño de Pavimentos Variables de Diseño • Resistencia o Estabilidad. • Densidad. • Contenido de Humedad. • Textura y Estructura. • Grado de Confinamiento. • Disponibilidad. • Costo. • Variabilidad de la Construcción • Resistencia o Estabilidad. • Densidad. • Contenido de Humedad. • Textura y Estructura. • Grado de Confinamiento. • Disponibilidad. • Costo. • Variabilidad de la Construcción Materiales a ser Empleados en la Estructura del Pavimento SUB-BASE BASE
- 25. TEMA III Diseño de Pavimentos Variables de Diseño • Resistencia o Estabilidad. • Durabilidad. • Disponibilidad. • Costo. • Variabilidad de la Construcción RODAMIENTO Materiales a ser Empleados en la Estructura del Pavimento
- 26. TEMA III Diseño de Pavimentos Variables de Diseño • Seguridad / Comodidad. • Capacidad de Servicio. • Durabilidad del Pavimento. • Mantenimiento durante el Periodo de Servicio. • Métodos Constructivos. • Costos de Construcción. • Costo Anual de Mantenimiento. NIVELES DE SERVICIO. COSTOS
- 27. TEMA III Diseño de Pavimentos Factores que Influyen en el Diseño de Pavimentos • Cuantificación del Transito. • Caracterización del Material de Fundación. • Caracterización de los Materiales y mezclas a ser usados en el Pavimento. Fase 1 Fase 2 • Determinación de los Espesores de las Capas.
- 28. TEMA III Diseño de Pavimentos Factores que Influyen en el Diseño de Pavimentos Método de Diseño Elementos a Considerar • Conceptos Teóricos empleados para predecir los parámetros de Falla • Métodos de Evaluación de las propiedades de los materiales o mezclas que participaran en la Estructura del Pavimento. • Determinación de la Relación entre los Criterios de Falla y del Comportamiento esperado del Pavimento.
- 29. TEMA III Diseño de Pavimentos Análisis Básico de Esfuerzo Deformaciones Estabilizaciones Factores Ambientales Materiales de Fundación Bases y Sub-bases Propiedades de los Materiales Carpeta de Rodamiento Análisis de Tránsito Variabilidad Selección de los Valores de Diseño . Análisis de Alternativas Análisis de Costo Comportamient o Evaluación Construcción y Mantenimiento Selección de Estructura del Pavimento MATERIALES FUNDAMENTOS DATOS DE ENTRADA PROCESO DE DECISION DISEÑO VERIFICACION Verificación con la Tesis y Criterios Originales
- 30. TEMA IV Diseño de Pavimentos Pavimento Flexible. Conceptos Estructurales w P0 P1 ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO Subrasante
- 31. TEMA IV Diseño de Pavimentos Pavimento Flexible. Conceptos Estructurales • La Capacidad de Soporte de un Pavimento Flexible, se debe a la forma como se distribuyen las cargas aplicadas sobre la superficie • El Pavimento Flexible es un sistema multicapa, con el mejor material cercano a la superficie. • La Sub-rasante es, finalmente la capa que debe soportar las cargas impuestas, siendo el esfuerzo suficientemente pequeño • El esfuerzo aplicado en la Capa superficial, es absorbido en cada capa, disminuyendo a medida que se baja en ellas. ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO w P0 P1 Subrasante
- 32. TEMA IV Diseño de Pavimentos Pavimento Flexible. Conceptos Estructurales • Al pasar un vehículo sobre una sección del Pavimento, éste sufre una deformación elástica, es decir recuperable. • Las Capas Asfálticas tienen resistencia a la tracción y a la Compresión. • Las Capas Granulares de sub-base y/o base solo resisten esfuerzos a compresión. Carga de la Rueda W Subrasante Estructura del Pavimento
- 33. TEMA IV Fallas en los Pavimentos • Se define como el Colapso de uno o mas de los componentes del Pavimento, de una magnitud tal que lo hacen incapaz de soportar las cargas impuestas. • Se define como la condición del Pavimento que causa incomodidad o inseguridad al conductor, o grandes esfuerzos sobre el vehículo que transita sobre el Pavimento. Falla Estructural Falla Funcional
- 34. TEMA IV Fallas en los Pavimentos • Sobrecargas • Efecto de las Condiciones Ambientales • Defecto en la Construcción. Causas de las Fallas
- 35. TEMA IV Causas de las Fallas • Variabilidad propia de los materiales. • Mantenimiento Inadecuado. • Mal Diseño.
- 36. TEMA IV Definición Final El Diseño de Pavimento es un proceso complejo, tanto así que el Ingeniero Matt Witzack lo define de esta manera: La Ingeniería de Pavimentos es el arte de utilizar unos materiales que no entendemos completamente, En formas que no podemos analizar con precisión Para que soporten cargas que no sabemos predecir con exactitud En una forma tal que nadie sospeche: NUESTRA IGNORANCIA