Tipos De Pavimentos

Tipos de Pavimentos

Los pavimentos se pueden definir por tres tipos:

1.- Pavimento Rígido

2.- Pavimento Flexible

3.- Pavimento de Tratamiento Superficial

La presentación de los métodos de diseño puede ser mediante:

Tablas, gráficos, cartas o ecuaciones.

• Tablas: son del tipo “escalera” o por etapas para la selección de un número normalizado de espesores, para las diferentes capas del pavimento.

• Gráficos y cartas: presentan el diseño en un flujo continuo, en el cual cualquier espesor se puede asignar a cada capa limitado por los espesores prácticos de construcción. La variable principal es el número acumulado de cargas de tránsito.

• Ecuación: el espesor total se obtiene de una ecuación que involucra, entre otros, al espesor de las capas junto con una medida de su equivalencia estructural o factor de equivalencia de capa.

La elección de un método debe basarse en la disponibilidad y conveniencia de la información. No es prudente usar métodos, por atractivos que parezcan, que requieran demasiadas suposiciones en la información que se va a emplear. Debe recordarse que los métodos se han desarrollado en otros entornos de climas, materiales y tránsito.

1.-Pavimento Rígido

Un pavimento de hormigón consiste básicamente en losas de hormigón simple o armado, apoyadas directamente sobre una base.

Considerando que la rigidez del hormigón es mucho mayor que la del material de apoyo, la capacidad de carga está determinada fundamentalmente por la losa misma. Dicho de otra forma, la losa tiene un gran efecto repartidor de carga y la presión de contacto entre la losa y su fundación es sólo una pequeña fracción de la presión superficial. Este efecto se denomina usualmente como “acción de viga” de los pavimentos rígidos.

Los métodos utilizados para este tipo de pavimentos son:

a. Método de la Portland Cement Association

b. Método AASHTO 1993

a. Método de la Portland Cement Association

• Procedimiento Empírico - Mecanicista basado en respuestas de pavimentos matemáticamente calculadas.

• Calibrado con Ensayos de campo y rutas en servicio.

• Limita las tensiones desarrolladas en el Pavimento (Criterio de verificación por fatiga).

• Limitante para bajo tránsito pesado.

• Limita las deflexiones desarrolladas en bordes y esquinas (Criterio de verificación por erosión).

• Limitante para elevado tránsito pesado.

El criterio de erosión reconoce que el pavimento puede fallar por un excesivo bombeo, erosión del terreno de soporte y diferencias de elevaciones en las juntas. El criterio del esfuerzo de fatiga reconoce que el pavimento pueda fallar, presentando agrietamiento derivado de excesivas repeticiones de carga.

b. Método AASHTO 98

Éste método introduce el concepto de sercibilidad entre el diseño de pavimentos como una medida de su capacidad para brindar una superficie lisa y suave.

Relaciona la relación ente cargas de transito pesados de evaluación de secciones de pavimento rígido y flexible.

Evaluación de distintas configuración de carga, espesores de calzada y sub-base.

Estudios de secciones de pavimentos de hormigón simple y reforzado.

Permite la relación entre cargas de tránsito pesado aplicadas.

2. Pavimento Flexible

Los métodos de diseño para pavimentos flexibles pueden ser de tres tipos:

• Empíricos

• Matemático

• Mecanicistas.

Los dos últimos han tomado mucho auge debido a la posibilidad de usar programas de computadora como el ELSYM5, BISAR, ILLI-PAVE, ALIZE

III y KENLAYER, entre otros.

a. Método de diseño Empírico

Los Empíricos fueron los primeros en ser desarrollados, ejemplo de estos son: Cuerpo de Ingenieros (primera versión), Instituto del Asfalto (primera versión) e Índice de Grupo. Se caracterizan por la ausencia de predicción explícita del daño causado por la fatiga y están basados en la experiencia.

Este método ofrece recomendaciones de diseño basadas en la resistencia de la subrasante medida mediante el ensayo de CBR; el cual mide la resistencia al corte (esfuerzo cortante) de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas.

Debemos considerar dos aspectos principales:

• La influencia de los diferentes climas tropicales hacia las superficies selladas.

• El rápido incremento del tránsito

b. Método de diseño Matemático

Este método matemático es la herramienta mediante las cuales los ingenieros aplican principios científicos a la solución de problemas de pavimentación. A lo que corresponden a un desarrollo posterior donde se incluye el análisis de la fatiga y un modelo de daño, pero con ajustes para considerar el comportamiento real.

Los métodos de este tipo de diseño son:

b.1 AASHTO 93

b.2 SHELL

b.1 Método de diseño de pavimentos AASHTO 93

Método basado en ecuaciones de regresión desarrolladas a partir de los resultados y en la estimación del módulo resiliente mediante mediciones de deflexiones con el equipo FWD (equipo de mediciones de deflexiones, basado en impulsos de carga, las cuales son transmitidas al pavimento por un mazo que golpea a una cierta altura y peso).

Este díselo trata de determinar el Número Estructural “SN” que debe soportar el nivel de carga exigido por el proyecto.

A continuación se describe las variables que se consideran en el método AASHTO:

Módulo de resiliencia:

• Periodo de diseño

• Índice de serviciabilidad

• Pérdida o disminución del índice de serviciabilidad

• Análisis de tráfico

b.2 Método de diseño de pavimentos Shell

En 1963 Shell publico el diseño basada en un método analítico con criterios derivados de pruebas de laboratorio y del Ensayo Vial AASHOO. Años más tardes, el procedimiento fue expandido para incorporar importantes parámetros de diseño que determinan las propiedades de los materiales y los efectos de la temperatura y carga.

Este método considera la estructura como un sistema de tres capas. La capa superior representa todos los materiales ligados y se caracteriza por las propiedades de la base asfáltica, la segunda capa representa la subbase no ligada y la tercera capa la subrasante.

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