Pavimento flexible
Se deno denomin mina a pavime paviment ntos os flexi flexible bles s a aque aquello llos s cuya cuya estruc estructur tura a total total se deflecta o flexiona dependiendo de las cargas que transitan sobre él. El uso de pavimentos flexibles se realiza fundamentalmente en zonas de abundante tráfico como puedan ser vías, aceras o parkings. a construcci!n de pavimentos flexibles se realiza a base de varias capas de material. "ada una de las capas recibe cargas por encima de la capa. "uando las supera la carga que puede sustentar traslada la carga restante a la capa inferior. #e ese modo lo que se pretende es que poder soportar la carga total en el con$unto de capas. as capas de un pavimento flexible que conforman un suelo se colocan en orden descendente en capacidad de carga. a capa superior es la que mayor capacidad de soportar cargas tiene de todas las que se disponen. %or lo tanto la capa que menos carga puede soportar es la que se encuentra en la base. Capas del Pavimento flexible:
a típica estructura de un pavimento flexible consta de las siguientes capas& "apa superficial& Esta es la capa superior y la capa que entra en contacto con el tráfico. %uede estar compuesta por uno o varias capas asfálticas. 'ase& Esta es la capa que se encuentra directamente directamente deba$o de la capa de Superficial y, en general, se compone de agregados (ya sea estabilizado o sin estabilizar). "apa Sub*base& Esta es la capa (o capas), están ba$o la capa de base. a Sub*base no siempre es necesaria. Duración de un Pavimento Flexible:
%ara %ara pavimen pavimentos tos flexible flexibles, s, la estrate estrategia gia de dise+o dise+o seleccio seleccionad nado o deberá deberá presentar un mínimo inicial de duraci!n de oco a+os antes de que sea obligatoria la superp superpos osici ici!n !n de otra otra capa. capa. En gene general ral la durac duraci! i!n n !ptima !ptima debe debería ría estar estar dise+ada para un período de - a+os. "uanto mayor sea el m!dulo que se a+ada a la capacidad estructural de las capas de pavimento. a carga se distribuye a lo largo de un área más amplia de la sub*base o suelo de apoyo. ttp&//000.urbanismo.com/pavimentos*flexibles/
Reciclaje, Rehabilitación y futuro de los Pavimentos Flexibles
El volumen de tráfico cada vez mayor en las carreteras y la creciente demanda de los pavimentos más fuertes, más duraderos y más seguros an llevado a la b1squeda de nuevos materiales para pavimentos, procedimientos de dise+o y soluciones más rentables. "omo resultado de estas investigaciones, ay constantemente innovaciones en los procedimientos de dise+o y técnicas de construcci!n. 2na extensa red de carreteras y pistas de aterriza$e construidas con pavimentos de larga duraci!n es esencial para el crecimiento y desarrollo de una economía, que depende en gran medida del transporte eficiente para el tráfico comercial y de personas, los pavimentos flexibles son el tipo más com1n de elecci!n. 2n n1mero de factores que incluyen el clima y la carga de tráfico influyen en el rendimiento de pavimento flexible. 3ay una necesidad urgente de contar con la especificaci!n basada en el desempe+o y el uso de innovadores materiales de alto rendimiento para la construcci!n de pavimentos bituminosos. 4l me$orar la resistencia y durabilidad de las mezclas, la reducci!n del espesor de la capa y el aumento de la vida media puede ser conseguida. El recicla$e de pavimentos flexibles ayuda a conservar las reservas de agregados pétreos y a preservar los recursos del petr!leo. as mezclas bituminosas convencionales an resultado inadecuadas para proporcionar mayor durabilidad. ttp&//canalconstruccion.com/pavimentos*flexibles.tml Importancia y utiliación de los pavimentos flexibles •
Re!ularidad.* "on los nuevos equipos de transporte y tendido (figura 5) es
posible lograr acabados muy tersos, mediante tiros continuos sin $untas de construcci!n más que al inicio y fin de cada $ornada.
Fi!ura "#
•
Resistencia al Derrapamiento y Drenaje $uperficial .* a resistencia al
derrapamiento se da primordialmente por la textura de la capa de rodadura que permite proporcionar un buen coeficiente de fricci!n neumático pavimento y por un buen drena$e superficial que impida la formaci!n de una lámina de agua sobre la superficie de rodamiento, evitando así el acuaplaneo. a textura a su vez tiene como componentes en lo que se refiere a la fricci!n a •
a macrotextura, que se define como la desviaci!n que presenta su superficie en relaci!n con una superficie plana de dimensiones características en sentido longitudinal comprendidas entre ,6 y 6 mm, está regida principalmente por la granulometría de la capa de rodamiento.
•
a microtextura, que se define como la desviaci!n que presenta su superficie con respecto a una superficie plana de dimensiones características en sentido longitudinal inferiores a ,6 mm, y es una característica intrínseca del agregado, es propiamente la textura superficial de las partículas de agregado y tiende a reducirse con el tiempo por la acci!n abrasiva del tránsito veicular y el clima, a esta disminuci!n se le conoce como pulimento, y depende de la composici!n mineral!gica de los agregados, por e$emplo, los agregados calcáreos son muy susceptibles a pulirse.
•
Capacidad %structural
os avances en la tecnología de modificaci!n de ligantes asfálticos, en la de dise+o de mezclas y el uso de materiales pétreos de me$or calidad a permitido que en la actualidad se logren mezclas asfálticas con resistencias muy superiores a las convencionales, con la tecnología actual es posible lograr mezclas con m!dulos dinámicos superiores a los 5,7%a (más del triple de las que se obtienen con una convencional). 4simismo estos avances tecnol!gicos an permitido, con dise+os diferentes a los de las mezclas de alto m!dulo, incrementar la resistencia al agrietamiento por fatiga •
Reciclable.
a reutilizaci!n de mezclas asfálticas que an cumplido con su vida 1til a sido de uso com1n por un largo tiempo, los avances tecnol!gicos an
permitido una amplia gama de opciones para el utilizaci!n de los materiales recuperados de los traba$os de reabilitaci!n de pavimentos flexibles, estos materiales pueden ser empleados, tanto en capas estructurales como en superficies de rodamiento, formando parte de mezclas en caliente, mezclas tibias, mezclas en frío, en capas de base estabilizada o como parte de una base granular. •
&antenimiento.
* "omo cualquier obra de ingeniería civil los pavimentos flexibles requieren que las acciones de mantenimiento sean adecuadas y oportunas para que brinden un buen servicio durante la vida 1til proyectada. os equipos modernos de auscultaci!n pueden proporcionar informaci!n abundante y precisa para observar las condiciones en que se encuentran, tanto en lo estructural como en lo funcional, así como la evoluci!n de estas características. os avances en la tecnología brindan una gama muy amplia de alternativas de mantenimiento, tanto con materiales de me$or calidad como en procedimientos más eficientes, adicionalmente los sistemas de gesti!n, alimentados con informaci!n adecuada pueden ser una erramienta muy valiosa para optimizar la aplicaci!n de los recursos disponibles.
'entajas y desventajas de los pavimentos flexibles
'entajas: • •
8esulta más econ!mico en su construcci!n inicial. 9iene un periodo de vida de entre 5 y 56 a+os.
Desventajas: • •
8equiriere mantenimiento constante para cumplir con su vida 1til. as cargas pesadas producen roderas: y dislocamientos en el asfalto y son un peligro potencial para los usuarios. Esto constituye un serio problema en intersecciones, casetas de cobro de cuotas de pea$e, rampas, donde el
tráfico está constantemente frenando y arrancando. as roderas llenas de agua de lluvia en estas zonas, pueden causar derrapamientos, pérdida de control del veículo y por lo tanto, dar lugar a accidentes y a lesiones personales. as roderas,
dislocamientos,
agrietamientos
por
temperatura,
agrietamientos tipo piel de cocodrilo (fatiga) y el intemperismo6, implican un tratamiento frecuente a base de selladores de grietas y de recubrimientos superficiales.
&(todo de dise)o
as mezclas asfálticas utilizadas en pavimentos están constituidas por gravas, parcialmente trituradas, arena, filler y asfalto como ligante. os asfaltos pueden ser cementos asfálticos, emulsiones o asfaltos cortados. El pavimento asfáltico, en sí, está compuesto por todas las capas que descansan en una capa de suelo compactado, llamada subrasante. as capas siguientes a la subrasante son las sub*bases y bases, siendo éstas un material granular compuesto principalmente por roca triturada, grava, arena o combinaciones de ellas. a base y la sub*base son elementos estructurales del pavimento, que al estar ligadas con la superficie asfáltica, tienen por ob$etivo distribuir las cargas del tránsito sobre la subrasante.
; En las capas superiores donde los esfuerzos son mayores, se utilizan materiales con mayor capacidad de carga y en las capas inferiores donde los esfuerzos son menores, se colocan materiales de menor capacidad. El pavimento flexible resulta más econ!mico en su construcci!n inicial, tiene un período de vida de entre 5 y 56 a+os, pero tienen la desventa$a de requerir mantenimiento constante para cumplir con su vida 1til.
$uperficie de rodadura para pavimentos flexibles
Es la capa que se coloca sobre la base. Su ob$etivo principal es proteger la estructura de pavimento, impermeabilizando la superficie, para evitar filtraciones de agua de lluvia que podrían saturar las capas inferiores. Evita la desintegraci!n de las capas subyacentes a causa del tránsito de veículos. 4simismo, la superficie de rodadura contribuye a aumentar la capacidad soporte del pavimento, absorbiendo cargas, si su espesor es apreciable (mayor de : centímetros), excepto el caso de riegos superficiales, ya que para estos se considera nula.
as superficies de rodadura de los pavimentos flexibles se dividen, seg1n se muestra en la figura&
*ipos de superficies de rodadura en pavimentos flexibles
Diferencias entre el pavimento r+!ido y pavimento flexible
El comportamiento del pavimento frente a las cargas es diferente de acuerdo a si el pavimento es flexible o rígido, siendo su principal diferencia c!mo cada uno de ellos transmite las cargas a la subrasante.
En un pavimento rígido, debido a la consistencia de la superficie de rodadura, o sea, la alta rigidez de la losa de concreto le permite mantenerse como una placa y
distribuir las cargas sobre un área mayor de la subrasante,
transmitiendo presiones muy ba$as a las capas inferiores.
%or sí misma, la losa proporciona la mayor parte de la capacidad estructural del pavimento rígido. o contrario sucede en un pavimento flexible, construido con materiales débiles y menos rígidos (que el concreto), más deformables, que transmiten a la subrasante las cargas de manera más concentrada. a superficie de rodadura al tener menos rigidez, se deforma más y se producen mayores tensiones en la subrasante.
%or todo lo antes mencionado, el pavimento flexible normalmente requiere más capas y mayores espesores para resistir la transmisi!n de cargas a la subrasante.
ttps&//es.scribd.com/doc/-<<==5:6#efinicion*y*"aracteristicas*de*os* %avimentos*>lexibles?do0nload @)
7étodo Aenezolano.
En todo caso como valores referenciales, para las características actuales de tráfico en Aenezuela, clasificarían como vías extraurbanas de ba$o volumen, aquellas con menos de = vpd y/o - camiones por día por sentido. En el caso de las calles y avenidas urbanas, debido a la ba$a incidencia de veículos de carga, pudieran clasificar como de ba$o volumen vías asta con 5-. vpd.
El procedimiento fue desarrollado ba$o el concepto del método 44S39B*C< tomando en cuenta características particulares de Aenezuela. En este sentido se consideran las características de tráfico y cargas, condiciones climáticas, materiales y otros aspectos de dise+o aplicables en el país. a metodología simplifica considerablemente el proceso de dise+o, sin disminuir la confiabilidad del método, por lo que es de utilidad para el dise+o en vías de ba$o tráfico, problema que usualmente deben enfrentar los profesionales y constructores de pavimentos. os pavimentos asfalticos, o flexibles como se les llama, ofrecen importantes venta$as en especial para vías de ba$o volumen, entre estas& ;
9ienen un menor costo inicial.
;
%ermiten la construcci!n por etapas.
;
>áciles de mantener y reabilitar.
;
Son reciclables.
;
>acilitan una me$or demarcaci!n.
E 7E9B#B 79" =7E9B#B AEDEB4DB (79") El método de dise+o de pavimentos flexible 79" es una versi!n original fundamentado en los conceptos de la 44S39B y el método S3E, considerando las característica de los materiales y de la perdida de servicialidad de la capa de rodadura del pavimento durante el periodo de vida. El 7étodo S3E considera la estructura del pavimento como un sistema multicapa linealmente elástico, ba$o la acci!n de las cargas de tránsito, en el cual los materiales se encuentran caracterizados por su m!dulo de elasticidad de Foung (E) y su relaci!n de %oisson (G). os materiales de la estructura se consideran omogéneos y se asume que las capas tienen una extensi!n infinita en sentido orizontal. El procedimiento básico supone al pavimento como una estructura tricapa (>igura 5=), en la que la capa superior corresponde a las carpetas asfálticas, la intermedia a las capas granulares y la inferior, que es infinita en sentido vertical, corresponde a la subrasante.
El dise+o consiste en elegir espesores de las capas asfálticas y granulares, y características de sus materiales (E, G), de manera que se cumpla un determinado criterio de deformaciones. El método utiliza un programa 'HS48 de c!mputo, el cual permite calcular los esfuerzos y deformaciones que se producen en cualquier punto de la estructura y localiza las magnitudes máximas de ellos. os criterios básicos para el dise+o estructural son las siguientes& a. Si la deformaci!n orizontal por tracci!n It en la fibra inferior de las capas asfálticas supera la admisible, se producirá el agrietamiento de ellas. b. Si la deformaci!n vertical por compresi!n en la subrasante Iz es excesiva, se producirá una deformaci!n permanente de la subrasante y por consiguiente del pavimento. %artiendo de estos conceptos, la S3E a logrado determinar las combinaciones de espesores de las diferentes capas del pavimento que garantizan el cumplimiento de los valores Ity Iz durante el periodo de dise+o. %ara facilitar la aplicaci!n del método por parte del dise+ador, la S3E a elaborado una serie de gráficas de dise+o a partir de los resultados de la aplicaci!n de su programa de c!mputo. El método 44S39B considera el m!dulo de reacci!n del sueloJ es una constante matemática que muestra la K8igidezL del suelo de fundaci!n. Se basa en un ensayo a escala real con el fin de desarrollar tablas, gráficos y f!rmulas que representan la relaci!n deterioro*solicitaci!n de las distintas secciones ensayadas. a versi!n me$orada del método 44S39B comenz! a introducir conceptos mecanistas para adecuar parámetros y condiciones diferentes a lo que inspiraron en el lugar del ensayo original. El método 44S39B introduce el concepto de servicialidad en el dise+o de pavimento como una medida de su capacidad para brindar una superficie adecuada para el buen uso del usuario. 4sí mismo, este método está basado en la determinaci!n del numero estructural (SD) que debe soportar el nivel de carga exigido por el proyecto, considera distintas variables que son fundamentales para el dise+o del pavimento. &(todo de dise)o de pavimentos flexible para 'eneuela:
9odos los parámetros anteriormente mencionados (44S39B F S3E) para el dise+o de pavimentos flexibles, serán igualmente, tomados en cuenta como bases técnicas para el dise+o de pavimentos flexibles en nuestro paísJ
basados cada uno de ellos en las características propias de nuestros materiales, nuestro clima y del tráfico. Estos tres aspectos serán tomados como coeficientes que seg1n sean sus valores, tendrán efecto directo en la estimaci!n o dise+o del pavimento, por lo que es importante tomarles siempre en cuenta. a capacidad de dise+o del pavimento flexible, está basado para grandes cargas así como también para cargas de peque+a intensidad para carreteras rurales, criterio que fue ampliado en 5CC. 9odo proyecto debe basarse en datos reales, entre los cuales uno de los más importantes es el transitoJ el transito define la calidad del servicio, los tipos de cargas que circularan en el pavimento. En tal sentido las características de la carretera a pavimentar también $uegan un papel importante para el dise+o del pavimento. El método 79" es sin duda un método confiable y garante para el dise+o de pavimentos flexibles, toma en cuenta todos los parámetros, desde los materiales que constituyen la estructura, la propia estructura y su resistencia al corte. os valores necesarios para el dise+o de un pavimento flexible vienen dados por ecuaciones matemáticas y mecanistasJ el procedimiento de aplicaci!n consiste en la determinaci!n o selecci!n seg1n sea el caso, de los factores de dise+os que participan en la ecuaci!n del n1mero estructural venezolano (DEA) y una vez conocido obtener de dica ecuaci!n el valor requerido. plicación del m(todo
5.* #eterminaci!n de las cargas equivalentes totales en el periodo de dise+o (DMt)& Es la determinaci!n de las cargas que actuaran sobre el pavimento, en su periodo de dise+o. Se basa en la aplicaci!n de la siguiente expresi!n& DMtN Dd O " O 4 O > O
c #onde& A9%i& Aolumen diario de tráfico pesado, para el a+o inicial de dise+o. Este valor se obtiene a su vez de la siguiente relaci!n&
A9%iN %#9i O (QA%) #onde& %#9i& promedio diario de tráfico, para el a+o inicial de dise+o QA%& n1mero de veículos pesado expresado en forma decimal, como porcenta$e del %#9. %or otra parte uno de los valores más importantes es el que corresponde al término K>cL, el cual se define como factor cami!n, y es igual al n1mero de cargas equivalentes promedio por cami!n y se obtiene dividiendo el n1mero total de cargas equivalentes, para un numero dado de camiones que tiene una distribuci!n determinado entre el n1mero total de camiones considerados en la distribuci!n. Factor canal -C.
Se define como la relaci!n referida al total de veículos pesados, que expresa el volumen de ellos que utilizara el canal de dise+o. Es decir, es el n1mero de camiones que circulara por el canal de dise+o, dividido por el n1mero total de camiones sobre la via. El valor de K"L debe ser calculado una vez conocido el canal de dise+o. Factor de ajuste por tr/nsito desbalanceado -.
Este factor sirve para mayoral las cargas equivalentes totales cuando su valor no puede ser específicamente determinado sobre el canal de dise+o. El factor de a$uste será determinado por el proyectista seg1n las características de tránsito en la vía. Determinación de los espesores de capa
El valor de DEA, permite seleccionar los espesores de las capas del pavimento flexible, a partir de la siguiente ecuaci!n& E"24"HBD DR 5. DEA/sr N arod O erod acar O ecar ab O eb asb O esb ams O ems En la maneras&
E"24"HBD DR 5, los términos son definidos de las siguientes
Coeficientes %structurales:
arod & coef. Estructural de la mezcla asfáltica que conformara la capa de rodamiento. acar & coeficiente estructural de la mezcla asfáltica que conformara la capa remanente, es decir, aquella capa asfáltica diferente a la de rodamiento ab & coef. Estructural del material (mezcla), empleado en la construcci!n de la capa base, siempre y cuando sea diferente a una mezcla asfáltica, es decir deberá ser una material granular, no tratado con ligante asfaltico, o una mezcla de suelo*cemento. asb & Estructural del material (mezcla), empleado en la construcci!n de la capa sub*base (material granular o estabilizado) ams & del material (mezcla), empleado en la construcci!n de la capa sub* razante me$orada (material seleccionado) %spesores:
erod & espesor en cm de la mezcla asfáltica que conformara la capa de rodamiento. ecar & espesor en cm de la mezcla asfáltica que conformara la capa remanentes. eb & espesor en cm del material (mezcla) empleado en la construccion de la capa base. esb & espesor en cm del material (mezcla) empleado en la construcci!n de la capa sub*base. ems & espesor en cm del material (mezcla) empleado en la construcci!n de la capa sub*rasante me$orada. os valores arod, acar, ab, asb, ams, o coeficientes estructurales, son valores adimensionales que provienen de la relaci!n empirica entre el DEA de una estructura de pavimento y los espesores de cada capa, y que expresan la abilidad relativa de un material o mezcla para poder funcionar como un componente estructural de un pavimento flexible. Es importante destacar que la ecuaci!n DR 5 cubre el caso en que la estructura multicapa de incorpore todas las capas posibles, desde la mezcla asfáltica de rodamiento y las mezclas asfálticas distintas a ellas, pasando por la de la sub*base y terminando una de material seleccionado. %odrá aber dise+o de pavimento en que alguna, o inclusive algunas de las capaz sean considerada para
construir el pavimento, tal como sucede en una estructura de profundidad plena, o de solo capas asfálticas. En tal caso, la Ecuaci!n DR 5 quedara reducida a los términos que le sean aplicables. ttp&//000.svcmscentral.com/SAsitefiles/grupocim/contenido/doc/dCe:=T'8 B"328EQ-#HSEDBQ-ES982"9284-#EQ-%4AH7ED9BS.pdf