Estos se usan para soportar fuertes cargas de tráfico en caminos de alto volumen de tráfico. Los dos tipos básicos de pavimentos usados son el concreto bituminoso (flexible) y el concreto de cemento Pórtland (rígido). Los mejores criterios para la selección y diseño de pavimento dependen de las condiciones de cimentación, de la disponibilidad local del material, de los costos relativos, del tráfico durante la construcción y de los métodos de la construcción de la localidad, de la frecuencia de la necesidad de dar servicio a las instalaciones subterráneas dentro de la zona pavimentada, del color del pavimento, y de si se está considerando la construcción por etapas. En los proyectos para ensanchamiento y recubrimientos, el tipo de pavimento existente es un factor importante.
Las limitaciones en los fondos para caminos, la escasez de materiales y los deseos para rendimiento adecuado del pavimento intensifican la necesidad de optimizar el diseño del pavimento.

CONDICIONES DE LA CIMENTACIÓN

Una estructura de pavimento es n sistema de capas diseñado para distribuir cargas concentradas del tráfico sobre la subrasante. La preparación del subrasante comúnmente incluye por lo menos, la nivelación y compactación del los suelos de subrasante. La preparación de subrasante también puede incluir otros medios para proporcionar el soporte óptimo de la estructura del pavimento.
El rendimiento de una estructura de pavimento está relacionado directamente con las propiedades físicas y la condición de los suelos del lecho del camino. Los procedimientos para diseño están basados en la suposición de que la mayor parte de los suelos pueden representarse adecuadamente, para propósitos de diseño de pavimento, mediante un valor S de soporte de suelo para pavimentos flexibles, o un módulo de reacción K, para pavimentos rígidos. Sin embargo, ciertos suelos, como los excesivamente expansivos, resilentes, susceptibles a la congelación o altamente orgánicos, requieren que se sigan los pasos adicionales para proporcionar el adecuado rendimiento del pavimento. Otros factores relacionados con variaciones en el tipo o condición del suelo; la adicional densificación de suelos con el tráfico, cuando no se han compactado adecuadamente durante la construcción, y dificultades de construcción, particularmente las asociadas con la compactación de arenas no cohesibles y de arcillas húmedas y altamente plásticas.

INDICES DE CAPACIDAD PARA SERVICIO

La capacidad para servicio de un pavimento se define como la capacidad para servir con el tráfico de camiones y automóviles, a altas velocidades y con alto volumen.

TRAFICO DE DISEÑO

La predicción de tráfico para propósitos de diseños debe basarse en la información del tráfico en el pasado, modificada mediante factores para crecimiento u otros cambios esperados.
Las predicciones para tráfico se hacen para algún período conveniente. El período de análisis de tráfico usado con frecuencia es de 20 años, que también es un período común en predicciones de tráfico para capacidad de diseño. Sin embargo puede utilizarse cualquier período con este método de diseño, por que el tráfico se expresa como aplicaciones diarias o totales de la carga equivalente sobre un eje sencillo de 18 000 lb. Independientemente del período utilizado para análisis de tráfico, las aplicaciones totales de la carga equivalentes sobre un eje sencillo de 18 000 lb son las repeticiones totales de carga que el pavimento puede soportar desde la abertura del camino al tráfico hasta el tiempo en que la capacidad de servicio del camino se reduce hasta el valor terminal seleccionado, esto es 2500 o 2000 lb.

FACTORES ECONOMICOS

Una sección estructural adecuada puede lograrse con varias combinaciones de materiales. Al seleccionar el diseño apropiado, tanto en costo inicial como en costos de mantenimiento futuros, la economía debe ser consideración primaria.

DURACIÓN DEL PAVIMENTO

La duración útil de un pavimento puede definirse como el período durante el cual se espera que la estructura de pavimento continúe en función sin una pérdida apreciable de su valor de soporte, y mantenga una condición superficial aceptable.
La duración del pavimento puede ampliarse mediante varias medidas para su conservación, así como mediante la construcción planeada en etapas. La construcción en etapas consiste en aplicar capas sucesivas de pavimento de acuerdo con un diseño, tomando en cuenta la distribución de cargas de tráfico durante un tiempo programado.

PAVIMENTO FLEXIBLES

Una estructura de pavimento flexible puede constar de dos o más capas. Las capas, comenzando en la subrasante y siguiendo en orden hacia arriba, generalmente se designan como revestimiento o capa de súbase, revestimiento o copa de base y capa superficial. El procedimiento de diseño incluye la determinación del espesor total de la estructura de pavimento así como del espesor de los componentes individuales, las capas superficial, de base y de súbase.

Capa de súbase.

La capa de súbase es la porción de la estructura de pavimento flexible entre la subrasante y la capa de base. La súbase comúnmente consta de una capa compactada de material granular, ya sea tratada o no tratada, o una capa de suelo tratada con una mezcla conveniente. Además de su posición en el pavimento comúnmente se distingue del material de la capa de base por requerimientos menos estrictos de la especificación para resistencia, tipos de agregados y gradación.
La capa de súbase se usa en general para aumentar económicamente la resistencia del pavimento arriba de la provista por los suelos de la subrasante, sin embargo, la súbase puede omitirse, si la estructura requerida de pavimento es relativamente delgada o si los suelos de la subrasante son de alta calidad.
Además de su función principal, las capas de súbase pueden tener funciones secundarias como:

1. Evitar la intrusión de suelos de grano fino del lecho del camino dentro de las capas de base. Se deben especificar materiales bien clasificados, si la súbase está destinada a servir para este propósito.
2. Para minimizar los efectos de la congelación. Para este propósito, se deben especificar materiales no susceptibles a la acción perjudicial de la congelación.
3. Para ayudar a evitar la acumulación de agua libre dentro o debajo de la estructura del pavimento. Se debe especificar material que se drena relativamente libre si la súbase está destinada a servir para este propósito, y se deben proporcionar los medios de colectar y eliminar el agua acumulada de la súbase.
4. Proveer una plataforma de trabajo para equipo de construcción o para subsecuentes capas de pavimento en los cortes de roca.

Capa de Base

La capa de base es la porción de la estructura de pavimento flexible inmediatamente debajo de la capa superficial. Se construye sobre la capa de subbase o si esta no se usa, directamente sobre la subrasante. Su principal función es como una porción estructural del pavimento. La base comúnmente consta de agregados como piedra triturada, escoria triturada o grava triturada o sin triturar y arena, o la combinación de estos materiales. Los agregados pueden usarse tratados o no tratados con aglomerantes estabilizadores como cemento Pórtland, asfalto o cal. En general, las especificaciones para materiales de la capa base son considerablemente más estrictas que las de los materiales de subbase en los requerimientos para resistencia, estabilidad, dureza, tipos de agregados y gradación

Capa superficial

Además de su función principal como una parte estructural del pavimento, la capa superficial se debe proyectar para resistir las fuerzas abrasivas de tráfico, limitar la cantidad de agua superficial que penetra en el pavimento, proveer una superficie resistente a deslizamiento, y proporcionar una superficie lisa y uniforme para la transportación. La capa superficial también debe ser durable, capaz de resistir fracturas y desmoronamientos sin llegar a ser inestable en las condiciones del tráfico y del clima.
Comúnmente construido sobre una capa de base, la capa superficial de una estructura de pavimento flexible consta de una mezcla de agregados minerales y de materiales bituminosos. El éxito de tal capa depende sobre todo de la obtención de una mezcla con la óptima gradación de agregado y porcentaje de aglutinador bituminoso.
Los agregados bien graduados con un tamaño máximo como de ¾ a 1 pulg se especifican comúnmente para capas superficiales de caminos. Sin embargo, una gran variedad de otras gradaciones, desde arena como en asfalto laminar, hasta mezclas gruesas y de tamaño uniforme, se ha usado y ha dado rendimiento satisfactorio en las condiciones específicas.
El concreto asfáltico para capa superficial se prepara generalmente por mezclado en la planta de agregados calientes, relleno mineral y cemento asfáltico. También se ha obtenido un rendimiento satisfactorio con mezclado de planta de agregados fríos y asfalto formulado especialmente, y también mezclando la composición en el lugar con asfaltos líquidos o emulsiones asfálticas.
Las especificaciones de construcción en general exigen que antes de colocar una capa superficial, se aplique material líquido bituminoso sobre las capas de base de agregado, sin tratar como una capa primaria, y en las capas de base tratados y entre las capas superficiales como una capa de liga.

Espesor mínimo de las capas

Es impracticable construir capas de pavimento de espesores de menos de 1 ¼ a 1 ½ veces el tamaño del agregado más grande de la mezcla. Con la consideración de los tamaños de agregado usado normalmente, una guía para los espesores prácticos y mínimos que puede aplicarse generalmente es como sigue:

Capa superficial 1 ½ pulg.
Capa de base 3 pulg.
Capa de subbase 4 pulg.

PAVIMENTOS ASFÁLTICOS DE ESPESOR COMPLETO.

Un pavimento asfáltico de espesor completo es una estructura de pavimento en que las mezclas de asfalto y agregados se emplean para todas las capas arriba de la subrasante. Hay ciertas ventajas en usar este tipo de construcción de pavimento en donde la disponibilidad de material, la economía y las consideraciones de construcción justifican su uso. Algunas ventajas del pavimento asfáltico de espesor completo son:
1. Se reduce el tiempo de construcción, en comparación con un pavimento de material mezclado.
2. No tiene capas granulares permeables para atrapar agua que perjudique el rendimiento.
3. La estructura del pavimento es más delgada que si se usan capas granulares sin tratamiento.
4. La capa terminada puede usarse para dar servicio al tráfico durante la construcción.

PAVIMENTOS DE CONCRETO DE CEMENTO PÓRTLAND

Este tipo de pavimentos de cemento Pórtland se construyen con refuerzo continuo de acero longitudinal sin juntas transversales de dilatación o contracción. De este modo, se permite el pavimento que sufra grietas, que se sostienen unidas por el refuerzo de acero. Regularmente, el agrietamiento comenzará pocos días después de la construcción, con la producción plena de agrietamiento en alguno de los primeros años. El acero para refuerzo en los pavimentos continuos de concreto reforzados en general está compuesto de varillas corrugadas, malla de barras o malla de alambre deformado.
De los muchos factores que influyen en el tamaño y espaciamiento de las grietas, el más importante es el porcentaje de acero de refuerzo, que con frecuencia se especifica como una relación entre el área de sección transversal de acero longitudinal y e área de sección transversal de losa de concreto. En la práctica se pide que el refuerzo de acero varíe de 0.5 a 0.7 del área de sección transversal de concreto. El acero en general se coloca a la mitad o ligeramente arriba de la mitad del peralte de losa de concreto. Con los métodos de construcción diseñados para el propósito, no se necesita refuerzo transversal para servir como barras de unión entre vías de tráfico y mantener cerradas las grietas longitudinales.
Otros factores pertinentes incluyen el área de adherencia y características del acero, profundidad de refuerzo, fricción entre pavimento de concreto y capa de base, la estación cuando ocurre la construcción, resistencia del concreto y temperatura de curado.

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CAMPECHE
Depto ciencias de la tierra
Especialidad: arquitectura
Autor:
PEREZ PINZON Diego
CASTRO ESCALANTE Haydeeliz
SOSA CAMARA Romel
ZAPATA ZETINA Alejandro