DISEÑO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

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En la ingeniería de pavimentos se han incorporados nuevos conceptos como esfuerzos, deformación, módulo elástico, comportamiento resiliente, etc. que deberá ser conocidos por el lector. En el presente capítulo se definirán algunos de estos conceptos y los otros serán explicados en capítulos especiales.

Diseño moderno de pavimentos asfálticos

Estructura de los Pavimentos  Asfálticos

La estructura que se apoya sobre el terreno de fundación o subrasante, y que esta conformado por capas de materiales de diferentes calidades y espesores, que obedecen a un diseño estructural, se denomina pavimento. La estructura del pavimento está destinada a soportar las cargas provenientes del tráfico.

Tradicionalmente, los métodos de diseño de pavimentos asfálticos, han sido empíricos; es decir, que la experiencia representaba un papel importante. Se requería que el ingeniero tuviese muchos años en el área para, de alguna manera, poder interpretar los resultados de las investigaciones de campo y realizar el diseño.

Los pavimentos asfálticos están conformados por una carpeta asfáltica apoyada generalmente sobre dos capas no rígidas, la base y sub base. No obstante puede prescindirse de cualquiera de estas capas dependiendo de las necesidades particulares del proyecto. La distribución típica de las capas conforman la estructura del pavimento se grafican en la figura 1.1.

Estructuras de pavimentos

 

La carpeta asfáltica o capa de rodamiento proporciona una superficie uniforme y estable al tránsito de textura y color adecuado, que debe resistir los efectos abrasivos provenientes del tránsito y del medio ambiente. La nueva guía de diseño empírico-mecanístico AASHTO 2002 recomienda que el módulo elástico de la carpeta se evalúe con el Módulo complejo dinámico, E*, que sera detallado en los siguientes capítulos. Sin embargo, podemos mencionar que la carpeta es una capa muy rígida con valores altos de módulo. El método de diseño AASHTO 1993 considera como parámetro de diseño de la carpeta asfáltico el módulo resiliente, para mezclas asfálticas en caliente estos valores varían de 400,000 a 450,000 psi ( 28,000 a 32,000 kg/cm2) a 20ºC.

La capa de base, generalmente granular , es una capa que se apoya sobre la sub base. La función de esta capa es transmitir los esfuerzos provenientes del tráfico a la sub base y subrasante. Los requisitos de calidad de agregados de base son muy rigurosos. Esta capa está conformada por grava chancada, compactada al 100% de la máxima densidad seca del ensayo proctor modificado. El módulo elástico de la base se evalúa con el módulo resiliente , MR. Una base granular con CBR del 100% tiene aproximadamente un valor MR. Una base granular con CBR del 100% tiene aproximadamente un valor MR de 30,000 psi ( 2,100 kg/cm2).

La sub base, es una capa que según el diseño puede o no colocarse. Se apoya sobre la subrasante y los requisitos de calidad de los materiales que la conforman son menos rigurosos, la razon de esto es que los esfuerzos verticales que se transmiten a través de las capas de pavimentos son mayores en la superficie y van disminuyendo a medida que se profundizan. La sub base es la capa de material seleccionado, más profunda de la estructura del pavimento, razón por la que los materiales que la conforman cumplen requisitos menos rigurosos. El módulo elástico de la sub base se evalúa con el módulo resiliente, MR. Una sub base granular con CBR del 40% ( CBR mínimo para sub bases granulares, según las Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras EG-2000, Ministerio de transportes, Comunicaciones, Vivienda y Construcción, Oficina de Control de Calidad) tiene MR de 17,000 psi (1,200 kg/cm2).

El terreno de fundación puede estar conformado por un terraplén ( caso de rellenos) o terreno natural en el caso de cortes, para ambos casos, la cota geométrica superior se denomina subrasante. El módulo elástico asociado al terreno de fundación es el módulo resiliente, este parámetro ha sido ampliamente  investigado por las diferentes agencias de transportes de los Estados Unidos, correlacionándolo con el CBR.

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Egresado de Ingeniería Civil en la Universidad Privada Antenor Orrego , con conocimientos en los software de SAP2000 , Civil 3D , AutoCAD, Revit , Risa 3D.
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