PROPIEDADES DE LOS AGREGADOS

Las propiedades más importantes de los agregados que se usan para la construcción de carreteras son:

 Tamaño y graduación de las partículas.
 Dureza o resistencia al desgaste.
 Durabilidad o resistencia al intemperismo.
 Densidad relativa.
 Estabilidad química.
 Forma de partícula y textura de la superficie.
 Ausencia de partículas o sustancias nocivas.

AGREGADOS PÉTREOS Y MATERIALES ASFÁLTICOS

AGREGADOS PÉTREOS Y MATERIALES ASFÁLTICOS 

AGREGADOS PÉTREOS 

El término agregado se refiere a partículas minerales granulares que se usan ampliamente para bases, sub-bases y relleno de carreteras. Los agregados también se usan en combinación con un material cementante para formar concretos para bases, subbases, superficies de desgaste y estructuras de drenaje. Las fuentes de agregados incluyen los depósitos naturales de arena y grava, los pavimentos pulverizados de concreto y asfalto, el material pétreo resquebrajado y la escoria de altos hornos.

ESPECIFICACIONES DE LOS AGREGADOS PARA BASE Y SUB-BASE 

Los agregados deben satisfacer una rigurosa especificación, en cuanto a su granulometría, dureza, caras fracturadas, índice de plasticidad, porcentaje que pasa el tamiz No. 200, porcentaje de vacíos.

PESO ADMISIBLE POR NEUMÁTICO - IV

EJE DOBLE Se denomina eje doble a una combinación de dos ejes separados por una distancia mayor de 2,4 metros. Para la determinación de su peso máximo admisible se considera como dos ejes simples (11 Ton. por eje).

EJE TRIPLE Se denomina eje triple a una combinación de tres ejes separados por una distancia mayor de 2,4 metros. Para la determinación de su peso máximo admisible se considera como tres ejes simples (11 Ton. por eje).

También pueden encontrarse ejes triples conformados por la combinación de un eje tandem y un eje simple. En los cuales la distancia entre los ejes tandem es menor a 2,4 metros, y la distancia al eje simple es mayor a 2.4 metros. (11 Ton. para el eje simple y 18 Ton. para el eje tandem).

PESO ADMISIBLE POR NEUMÁTICO - III

EJE TRIDEM 

Se denomina eje Tridem al elemento constituido por tres ejes articulados al vehículo por dispositivos comunes, separados por distancias menores a 2,4 metros. Estos reparten la carga sobre los tres ejes. Los ejes de este tipo pueden ser motrices, portantes o combinados. Peso máximo admisible para un eje tridem de 6 neumáticos es de 17000 Kg (37 Kips).

PESO ADMISIBLE POR NEUMÁTICO - II

EJE TANDEM 

Se denomina eje Tandem al elemento constituido por dos ejes articulados al vehículo por dispositivos comunes, separados por una distancia menor a 2,4 metros. Estos reparten la carga, en partes iguales, sobre los dos ejes. Los ejes de este tipo pueden ser motrices, portantes o combinados. Peso máximo admisible para un eje tandem de 4 neumáticos es de 10000 Kg (22 Kips).

PESO ADMISIBLE POR NEUMÁTICO - I

A los neumáticos con un ancho menor a 150 mm se les asigna un peso máximo admisible de 9 Kg por cada milímetro de ancho, a los neumáticos con un ancho superior un peso máximo admisible de 11 Kg por cada milímetro de ancho. 

EJE SIMPLE 

Se denomina eje simple al elemento constituido por un solo eje no articulado a otro, puede ser: motriz o no, direccional o no, anterior, central o posterior. 

Peso máximo admisible para un eje simple de 2 neumáticos es de 7000 Kg (15 Kips).

CONFIGURACIÓN DE EJES

DEFINICIONES 

- Eje es el conjunto de dos o más ruedas que transmiten el peso al camino. 

- Eje delantero: Eje que se encuentra en la parte delantera del vehículo. 

- Eje central: Eje que se encuentra en la parte central del vehículo. 

- Eje posterior: Eje que se encuentra en la parte posterior del vehículo. 

- Eje retráctil: Conjunto de dos o más ruedas que esta provisto de un dispositivo mecánico, hidráulico o neumático que sirve para modificar el peso transmitido a la superficie de la vía pública y que puede elevar sus neumáticos para que ellos no toquen esta superficie. 

- Camión: Vehículo autopropulsado de carga, puede ser también utilizado para remolcar. Su diseño puede incluir una carrocería o estructura portante. 

- Tractor: Vehículo autopropulsado, diseñado para remolcar y soportar la carga que le transmite un semiremolque a través de un acople adecuado para tal fin. 

- Remolque: Vehículo no autopropulsado con eje(s) delantero(s) y posterior(es) cuyo peso total, incluyendo la carga, descansa sobre sus propios ejes y es remolcado por un camión o un tractor semiremolque. 

- Semiremolque: Vehículo no autopropulsado con eje(s) delantero(s) y posterior(es) cuyo peso y carga se apoyan en el tractor que lo remolca (a quien le transmite carga parcialmente).

MÓDULO DE RESILIENCIA - II

La relación entre las deformaciones verticales y la carga desviante se muestra en la figura siguiente:

Para determinar el módulo resiliente se registra toda la deformación axial de la probeta a lo largo del ensayo y se calcula con la siguiente expresión:

εR tiene la misma definición del módulo de Young, aplicada a solicitaciones transilientes de corta duración. RELACIONES C.B.R. - MÓDULO DE RESILIENCIA
En nuestro país no existe experiencia ni equipos para determinar el Módulo Resiliente. Ante esta falencia se pueden utilizar las siguientes relaciones con el C.B.R.

MÓDULO DE RESILIENCIA - I

Este ensayo describe mejor el comportamiento del suelo bajo cargas dinámicas de ruedas, que al moverse imparten un pulso dinámico a todas las capas del pavimento y a la subrasante. Como respuesta a este pulso cada capa del pavimento sufre una deflexión.

El pulso de las solicitaciones varía en un periodo muy breve de un valor muy bajo hasta un máximo, en función de la velocidad del vehículo. La muestra de forma cilíndrica se confina en una cámara triaxial, que permite aplicar a la probeta una gran variedad de presiones, mediante un dispositivo especial que puede aplicar cargas pulsantes de diferente magnitud y duración.

En el ensayo se registra:

a. La carga aplicada mediante una célula de carga electrónica. 

b. La presión de confinamiento mediante el medidor de presiones. 

c. La deformación que sufre la probeta.

Las cargas dinámicas repetidas producen en la probeta una deformación vertical, que tiene dos componentes:

DRENAJE Y SUBDRENAJE

De las razones expuestas anteriormente se desprende la conveniencia de proteger la sección estructural de los pavimentos asfálticos, de los efectos del agua exterior que pudiera penetrar en ella. Por su elevado costo es imposible eliminar completamente la presencia indeseable de los finos arcillosos, por este motivo resulta más conveniente efectuar adicionalmente obras de protección contra el agua exterior, para garantizar que la práctica de eliminación de finos funcione adecuadamente en lo general, y añadir obras especiales de protección en aquellos lugares en los cuales las condiciones del flujo interno de agua hagan que el criterio general establecido resulte insuficiente. 

Situaciones de este tipo suelen presentarse en laderas inclinadas donde se ejecutan cortes, especialmente en cajón; en estos casos convendrá analizar la posibilidad de incorporar la construcción de subdrenes, para proteger adecuadamente a la sección estructural.

CONSIDERACIONES SOBRE LOS SUELOS DE FUNDACIÓN - IV

La investigación desarrollada dentro de la tecnología de la Mecánica de Suelos hace ver las grandes diferencias que produce la inclusión de finos arcillosos en una matriz de gravas utilizadas en bases y sub-bases de pavimentos asfálticos, según sea la actividad y la naturaleza de las arcillas incorporadas, pero, a la vez, muestra también que contenidos de finos por debajo del 10% del total, no tienen una influencia determinante en la resistencia y en la deformabilidad del conjunto, que mantendrá un comportamiento que básicamente puede considerarse como el de un suelo grueso. 

Contenidos superiores a ese valor le dan al suelo un comportamiento notablemente indeseable, de manera que contenidos de materiales arcillosos en el orden del 12%, ya inducen a un comportamiento que corresponde al de un suelo fino. Por lo anterior, el contenido de materiales finos que pasan el tamiz No. 200, en cualquier matriz de suelo grueso que se utilice en las capas superiores de una carretera (bases y sub-bases), no debe exceder de un 10%. Este valor debe reducirse a la mitad en las carpetas asfálticas. 

Además debe tenerse en cuenta que no menos de un 4% ó 5% de partículas finas van a ser aportadas por la propia fracción gruesa, como resultado de los procesos usuales de trituración, por este hecho se debe reducir, en la misma proporción, el contenido de materiales puramente arcillosos. 

En las subrasantes de carreteras puede haber una mayor tolerancia, aceptándose contenidos de finos que pasan el tamiz No. 200 hasta un porcentaje del 15%, en las carreteras más ocupadas, y hasta un 25% en aquellas de menor ocupación. El contenido de materiales finos y sus efectos en las secciones estructurales de las carreteras, también deben controlarse con la medición del índice de plasticidad de la fracción que pasa la malla No. 40. 

El valor del límite líquido no debe ser mayor a 25% y 30% en bases y sub-bases, y no mayor a 50% en subrasantes. Evidentemente, el empleo prudente de los materiales térreos con límites adecuados en el contenido de materiales finos arcillosos, permite el empleo de estándares de compactación adecuados, para dar a las capas de la sección estructural de una carretera la consistencia necesaria, de manera que se garantice la permanencia de sus propiedades durante su vida de servicio.

CONSIDERACIONES SOBRE LOS SUELOS DE FUNDACIÓN - III

Obviamente, un cierto grado de compactación inicial es necesario, pero siempre ocurrirá que cuanto mayor sea ese proceso inicial, mayor será el potencial de succión comunicado y, por ende, también será mayor el potencial de expansión adquirido con absorción de agua; el cual al desarrollarse producirá un suelo maleable de fácil deformación por la compresión de cualquier nueva carga. 

Esta deformación producirá un “efecto de acordeón”, cuyas consecuencias serán altamente perjudiciales para la carretera. Estas consideraciones hacen ver la importancia del proceso de compactación de suelos finos. Si no se alcanzan en principio condiciones adecuadas, la carretera será inestable, pero si la compactación es mayor a un determinado límite, la carretera también llegará a ser inestable con el transcurso del tiempo, si es que los materiales están en contacto con el agua libre exterior. Las consideraciones anteriores conducen a la conclusión de que los suelos arcillosos son indeseables en el cuerpo general de las carreteras y, desde luego, en cualquier capa de la sección estructural de su pavimento. Sin embargo, razones constructivas y económicas obligan a una cierta presencia de suelos finos, la cual debe ser mínima y cuidadosamente tratada. 

En efecto, el material que se desea para construir carreteras está constituido por suelos gruesos, pero resultaría antieconómico e innecesario eliminar por completo a los finos, con el avance actual de las técnicas constructivas, habrá que coexistir con un cierto volumen de éstos, teniendo presente, que cuanto más abajo se ubiquen los suelos finos, el impacto proveniente de las cargas del tráfico será menor, de manera que su presencia será menos nociva. Por ello, la tecnología tradicional exige el uso de suelos gruesos casi puros en las capas bases y sub-bases del pavimento, y va aceptando contenidos crecientes de suelos finos en subrasantes y terrecerías.

Por razones económicas, no es posible eliminar completamente la presencia de suelos finos de la sección estructural de una carretera, pero debe tenerse muy en cuenta que las investigaciones de la Mecánica de Suelos indican que contenidos relativamente muy pequeños de arcilla, formando parte de una matriz de suelo grueso, bastan para dar a esa matriz un comportamiento indeseable, haciéndola compresible y expansiva. El límite en el contenido de finos depende de la actividad de la arcilla.

CONSIDERACIONES SOBRE LOS SUELOS DE FUNDACIÓN - II

El caso de los suelos finos arcillosos, su tendencia a adoptar estructuras internas abiertas, con alto volumen de vacíos, hace que estos suelos tengan una capacidad de deformación mucho más alta. Si se ejerce presión sobre suelos finos saturados se puede ocasionar un fenómeno de consolidación, que induce al agua acumulada entre sus partículas a salir del conjunto, produciendo una reducción del volumen que originará deformaciones del conjunto, las que afectarán la estabilidad del pavimento. 

En los suelos finos parcialmente saturados, la presión externa produce deformaciones que disminuyen los vacíos, comunican presión al agua interior, que se desplazará hacia el exterior, ocasionando deformaciones volumétricas grandes. Las estructuras precomprimidas, al cesar la presión externa y absorber agua, tienden a disipar los estados de tensión superficial actuantes entre el agua que ocupaba parcialmente los vacíos y las partículas cristalinas del suelo, liberando energía que permite que la estructura sólida precomprimida se expanda, de manera que los suelos arcillosos son muy proclives a la compresión bajo cargas y a la expansión, cuando al cesar la acción de cualquier carga exterior, se produce la liberación de sus esfuerzos y comienza a actuar la succión interior del agua externa. 

En cualquier caso la estabilidad volumétrica de los suelos finos está amenazada y pueden ocurrir en ellos deformaciones volumétricas muy importantes: De compresión, a expensas de su gran volumen de vacíos y de la salida del agua interior por efecto de las cargas exteriores, o de expansión, a causa de la succión interna que produce la expansión de la estructura sólida, que absorbe agua del exterior. 

La magnitud de estos fenómenos (compresión de la estructura bajo carga externa o expansión de una estructura precomprimida por liberación de presión externa y absorción de agua), depende de la naturaleza del suelo arcilloso. Hay arcillas como la bentonita o la montmorillonita, mucho más activas en estos procesos que otras, como por ejemplo, la caolinita. Este cambio en la naturaleza físico-química y mineralógica influye en el comportamiento de interrelación de las partículas y los grumos, que se traduce en diferencias muy importantes en la relación de vacíos o vaporosidad de su estructura interna. 

Algunas arcillas pueden tener una relación de vacíos de 2, 3 ó 4 (volumen de vacíos 2, 3 ó 4 veces más grande que el volumen de los sólidos), lo cual representa una capacidad de deformación volumétrica mucho mayor. Por razones constructivas, las arcillas se incorporan en los suelos que se utilizan en las carreteras, tras procesos de compactación, lo que hace que estén precomprimidas, por lo que serán proclives a procesos de succión de agua externa y/o expansión, en un grado mayor cuanto más intensa haya sido la compactación con que se colocaron.

CONSIDERACIONES SOBRE LOS SUELOS DE FUNDACIÓN - I

Al igual que en la casi totalidad de aplicaciones de la Mecánica de Suelos, los materiales que se eligen para la fundación de pavimentos, son de dos tipos claramente diferenciados. Los que se denominan materiales gruesos (arenas, gravas, fragmentos de roca, etc.) constituyen el primer grupo, el segundo grupo está formado por los suelos finos, cuyo arquetipo son los materiales arcillosos. 

Es bien conocida la gran diferencia de comportamiento que tienen ambos grupos de suelos, respecto a sus características de resistencia y deformación, estas diferencias ocurren por la naturaleza y la estructura íntima que adoptan las partículas individuales o sus grumos, los suelos finos forman agrupaciones compactas y bien familiares, en cambio los suelos gruesos adoptan formas vaporosas con grandes volúmenes de vacíos y ligas poco familiares en el caso de los finos. 

En los suelos gruesos tales como las arenas y las gravas, la deformación del conjunto por efecto de cargas externas, sólo puede tener lugar, por acomodo brusco de partículas menores en los huecos que dejan entre sí las mayores, o por ruptura y molienda de sus partículas. La expansión de suelos gruesos, es un fenómeno que para efectos prácticos no se considera en el diseño de carreteras. La estabilidad de los suelos gruesos ante la presencia del agua es grande, si se prescinde de la posibilidad de arrastres internos de partículas menores por efecto de la circulación de corrientes de agua interiores, efecto que relativamente es poco común en las carreteras. 

Por tanto, si el suelo grueso está constituido por partículas mineralógicamente sanas, su resistencia al esfuerzo cortante es grande, y está basada en mecanismos de fricción interna de sus partículas, o en la resistencia que oponen esas partículas a deslizarse unas con respecto a otras, dependiendo por tanto de la fricción interna y de su dureza. 

Para cualquier solicitación se cumple que a mayor presión ejercida sobre el conjunto de partículas por las cargas exteriores, la resistencia del conjunto crece, tal como establecen las leyes de fricción. Evidentemente, cualquier aumento en la compacidad del conjunto trae consigo un aumento en su resistencia intrínseca y al reacomodo. En caso de producirse algún deslizamiento o reacomodo entre partículas, debido a elevados esfuerzos, la deformación ocasionada es de magnitud relativamente pequeña. Un material de esta naturaleza bien compactado, adquiere características de resistencia y difícil deformabilidad, permanentes en el tiempo y muy poco dependientes del contenido de agua que el material adquiera con el transcurso del tiempo. Estas características son favorables para el desempeño estructural de las carreteras.

PAVIMENTOS SEMIRÍGIDOS

En términos amplios, un pavimento semirígido ó compuesto es aquel en el que se combinan tipos de pavimentos diferentes, es decir, pavimentos “flexibles” y pavimentos “rígidos”, normalmente la capa rígida esta por debajo y la capa flexible por encima. Es usual que un pavimento compuesto comprenda una capa de base de concreto o tratada con cemento Portland junto con una superficie de rodadura de concreto asfáltico. 

La estabilidad de suelos por medio de ligantes hidráulicos (cemento Portland) permite que se obtengan materiales con capacidad de soporte suficiente para construir capas para base en pavimentos sujetos a cargas pesadas como ser camiones o aeronaves.

PAVIMENTOS RÍGIDOS

Son aquellos en los que la losa de concreto de cemento Portland (C.C.P.) es el principal componente estructural, que alivia las tensiones en las capas subyacentes por medio de su elevada resistencia a la flexión, cuando se generan tensiones y deformaciones de tracción de bajo la losa producen su fisuración por fatiga, después de un cierto número de repeticiones de carga. La capa inmediatamente inferior a las losas de C.C.P. denominada sub-base, por esta razón, puede ser constituida por materiales cuya capacidad de soporte sea inferior a la requerida por los materiales de la capa base de los pavimentos flexibles.

PAVIMENTOS FLEXIBLES

Son aquellos que tienen un revestimiento asfáltico sobre una capa base granular. La distribución de tensiones y deformaciones generadas en la estructura por las cargas de rueda del tráfico, se da de tal forma que las capas de revestimiento y base absorben las tensiones verticales de compresión del suelo de fundación por medio de la absorción de tensiones cizallantes. En este proceso ocurren tensiones de deformación y tracción en la fibra inferior del revestimiento asfáltico, que provocará su fisuración por fatiga por la repetición de las cargas de tráfico. Al mismo tiempo la repetición de las tensiones y deformaciones verticales de compresión que actúan en todas las capas del pavimento producirán la formación de hundimientos en la trilla de rueda, cuando el tráfico tiende a ser canalizado, y la ondulación longitudinal de la superficie cuando la heterogeneidad del pavimento fuera significativa.

PAVIMENTOS CON TRATAMIENTO SUPERFICIAL

Los tratamientos superficiales dobles o triples pueden ser utilizados como capas de revestimiento en carreteras de tráfico leve a medio. Se construyen mediante la aplicación de capas de ligante bituminoso sobre las cuales se conforman capas de materiales pétreos compactados, cuya granulometría debe ser rigurosamente controlada para satisfacer las exigencias de las especificaciones técnicas adoptadas en el proyecto. 

El deterioro del revestimiento se produce principalmente por la fisuración debida a la fatiga y/o al desgaste. Los tratamientos superficiales simples que deben ser utilizados apenas para accesos donde el tráfico de proyecto es del orden del 1% del tráfico de proyecto de las fajas de rodadura, o para la protección provisoria de bases granulares hasta que el revestimiento definitivo sea construido.

TIPOS DE PAVIMENTOS

Pavimentos flexibles.

o Convencionales de base granular.
o Deep-Strength de base asfáltica.
o Pavimentos full-depth.
o Pavimentos con tratamiento superficial (pueden ser semirígidos también).

 Pavimentos rígidos.

 Pavimentos semirígidos

PROYECTO DE UN PAVIMENTO - IV

La ventaja de este procedimiento está en poder elegir la solución más eficaz en términos económicos, y no aquella que es de menor costo de implantación. El procedimiento convencional puede llevar a serios problemas cuando llega el momento de restaurar el pavimento. El caso típico de los pavimentos semirígidos cuya restauración tiende a ser onerosa debido a la reflexión de las fisuras de la base cementada.

Por las consideraciones realizadas el proyecto de un pavimento debe tener los siguientes componentes: 

 Dimensionamiento estructural: donde se determina la sección del pavimento para que sea capaz de resistir los efectos deteriorantes de las cargas de tráfico. 

 Especificación de los materiales de construcción: incluyendo los procesos constructivos y procedimientos para el control tecnológico de calidad. 

 Proyecto geotécnico: incluyendo la consideración eventual de problemas como el acolchonamiento de suelos arcillosos debajo el peso de los terraplenes, la estabilidad y erosionabilidad de los taludes. 

 Proyecto de drenaje: donde se determinan, dimensionan y especifican los elementos necesarios para el retiro de las aguas de infiltración.

PROYECTO DE UN PAVIMENTO - III

Con la aplicación del sistema de gerencia de pavimento no se pretende minimizar únicamente el costo de construcción del pavimento, si no el costo total del ciclo de vida, definido en la Figura I.3.

donde:

PROYECTO DE UN PAVIMENTO - II

Figura I.2. Actividades pertenecientes a un proyecto.

Fuente: Instituto Tecnológico de Aeronáutica, Ingeniería de Pavimentos, Brasil, 2000.

Los siguientes factores deben ser tomados en cuenta, para que el proyecto sea completo y eficaz:

 Materiales disponibles.

 Experiencia práctica de las empresas constructoras en la ejecución de los servicios previstos.

 Restricciones presupuestarias.

Restricciones operacionales y logísticas. 

 Nivel de confiabilidad: Nc = PR (Vs > PP) deseable para el proyecto. El porcentaje de área que representará la vida de servicio (Vs) mínima debe ser igual al periodo de proyecto (PP) adoptado. El valor Nc a ser fijado depende de la importancia de la carretera ya que cuanto menor sea su valor, mayor será la frecuencia con que ocurrirán los deterioros localizados antes del final del periodo de proyecto, siendo necesaria la ejecución de trabajos de conservación mas frecuentes. Otro factor que tiene influencia en el nivel de confiabilidad (Nc) es la variación esperada de las propiedades mecánicas de los materiales de construcción. 

 Modelo deseado para la utilización del pavimento a lo largo del periodo de proyecto. 

 Tráfico previsto durante el periodo de proyecto. 

 Condiciones climáticas regionales (régimen pluviométrico y temperaturas). 

 Consideraciones o no de estrategias de pavimentación por etapas, en función de la incertidumbre sobre el tráfico futuro.

PROYECTO DE UN PAVIMENTO - I

Proyectar un pavimento significa determinar la combinación de materiales, espesores y posiciones de las capas constituyentes que sea más económica, de entre todas las alternativas viables que satisfagan los requisitos funcionales requeridos. Se trata de una actividad que incluye todos los pasos usuales de un proyecto de cualquier tipo de estructura, donde el producto elaborado incluye las especificaciones que serán seguidas durante la construcción, como se indica en la Figura I.2. En esta figura los tres primeros pasos del proceso fueron agrupados en un mismo bloque para mostrar que no hay una sucesión temporal directa entre ellos. A medida que van siendo concebidas las soluciones técnicamente viables se requieren nuevos datos, cuya necesidad hasta entonces era insospechada. 

En el análisis económico de las alternativas se tiende a concentrar únicamente en el costo inicial (construcción de pavimento nuevo), sin embargo el ideal es adoptar un enfoque de sistema de gerencia de pavimentos (SGP) en nivel de proyecto, que consiste en buscar la minimización del costo total del ciclo de vida del pavimento, que está compuesto por la suma de los costos de construcción (costo inicial), de mantenimiento (recurrente durante el periodo de proyecto) y de restauración (al final del periodo de proyecto). 

Otra recomendación importante es analizar el mayor número posible de alternativas para la sección del pavimento, considerando todos los tipos de estructura que sean capaces de satisfacer los requisitos funcionales especificados (pavimentos flexibles, semirígidos, rígidos, etc.).

COMPONENTES DE UN PAVIMENTO - II

La capa de rodadura o revestimiento asfáltico tiene las siguientes funciones:
 Impermeabilizar el pavimento, para que las capas subyacentes puedan mantener su capacidad de soporte.
 Proveer una superficie resistente al deslizamiento, incluso en una pista húmeda.
 Reducir las tensiones verticales que la carga por eje ejerce sobre la capa base, para poder controlar la acumulación de deformaciones plásticas en dicha capa.
La capa base tiene las siguientes funciones:
 Reducir las tensiones verticales que las cargas por eje ejercen sobre las capas sub-base y suelo natural.
 Reducir las deformaciones de tracción que las cargas por eje ejercen a la capa de revestimiento asfáltico.
 Permitir el drenaje del agua que se infiltra en el pavimento, a través de drenajes laterales longitudinales (Figura I.1).
La capa sub-base esta constituida por un material de capacidad de soporte superior a la del suelo compactado y se utiliza para permitir la reducción del espesor de la capa base.

La capa de suelo reforzado, puede estar presente en una estructura de pavimento, para poder reducir el espesor de la capa sub-base.
El suelo compactado, es el mismo suelo del terraplén, que esta escarificado y compactado una cierta  profundidad dependiendo de su naturaleza o de las especificaciones del proyecto.

COMPONENTES DE UN PAVIMENTO - I

En la Figura I.1 se muestra esquemáticamente, los componentes principales de un pavimento asfáltico. Se puede considerar que la estructura de un pavimento esta formada por una superestructura encima de una fundación, esta última debe ser el resultado de un estudio geotécnico adecuado. En los pavimentos camineros, la superestructura está constituida por la capa de revestimiento y la capa base; la fundación está formada por las capas de sub-base y suelo compactado.

1. Capa de Rodadura                       5. Subrasante

2. Capa Base                                     6. Sub-drenaje longitudinal

3. Capa Sub-base                                 7. Revestimiento de Hombreras

4. Suelo Compactado                  8. Sub-base de Hombreras

INTRODUCCIÓN

FUNCIONES DE UN PAVIMENTO 

Un pavimento de una estructura, asentado sobre una fundación apropiada, tiene por finalidad proporcionar una superficie de rodamiento que permita el tráfico seguro y confortable de vehículos, a velocidades operacionales deseadas y bajo cualquier condición climática. Hay una gran diversidad de tipos de pavimento, dependiendo del tipo de vehículos que transitaran y del volumen de tráfico. 

La Ingeniería de Pavimentos tiene por objetivo el proyecto, la construcción, el mantenimiento y la gerencia de pavimentos, de tal modo que las funciones sean desempañadas con el menor costo para la sociedad. Tratándose, esencialmente, de una actividad multidisciplinaria, donde están involucrados conceptos y técnicas de las Ingenierías: Geotecnia, de Estructuras, de Materiales, de Transportes y de Sistemas, en vista de la importancia se debe estimar y efectuar el mantenimiento de pavimentos existentes. En un camino no pavimentado, las condiciones de funcionamiento son precarias, lo que genera limitaciones en las velocidades y las cargas de los vehículos, también se elevan los costos operacionales (mantenimiento y combustible). La utilización de un camino de tierra depende de las condiciones climáticas y de un drenaje satisfactorio. En un camino con revestimiento primario (cascajo o un suelo pedregoso arenoso), las condiciones climáticas pueden ser menos importantes pero si un drenaje eficaz. 

Un pavimento difícilmente sufre una ruptura catastrófica, a menos que exista un error en el proyecto geotécnico en casos como los de pavimentos asentados en terraplenes sobre suelos expansivos. Esa degradación se da, usualmente, de forma continua a lo largo del tiempo es desde la abertura al tráfico, por medio de mecanismos complejos y que no están íntegramente relacionados, donde gradualmente se van acumulando deformaciones plásticas y siendo formadas a trabes de las capas (asfálticas o cementadas), provenientes de una combinación entre la acción de las cargas del tráfico y los efectos de la intemperie (variaciones de temperatura y humedad a lo largo del tiempo). Además, la condición de “ruptura” de un pavimento es, hasta cierto punto, indefinida y subjetiva, existiendo divergencias entre los técnicos y administradores en cuanto al mejor momento para restaurar un pavimento que presenta un cierto nivel de deterioro estructural y/o funcional.

BIBLIOGRAFÍA

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Instituto Colombiano de Productores de Cemento, Pavimentos de concreto; Manual de diseño, 1,975

Londoño, Cipriano

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Secretaría de Integración Económica Centroamericana, SIECA
Acuerdo Centroamericano sobre Circulación por Carreteras, 2,001

Secretaría de Integración Económica Centroamericana, SIECA
Manual Centroamericano de Mantenimiento de Carreteras, 2,001

Secretaría de Integración Económica Centroamericana, SIECA
Manual Centroamericano de Especificaciones para la Construcción de Carreteras y Puentes Regionales, 2,001

Secretaría de Integración Económica Centroamericana, SIECA
Manual Centroamericano de Normas para el Diseño Geométrico de las Carreteras Regionales, 2,001

Implementación

Para la implementación de un procedimiento de diseño mecanístico de pavimentos, se requiere considerar lo siguiente: 

a) Determinar los tipos y criterios de falla, por ejemplo: grietas, rajaduras, etc. 

b) Desarrollo de un plan para obtener la información de entrada. 

c) Adquisición de equipo 

d) Hardware y Software de computación 

e) Entrenamiento de personal 

f) Desarrollo y calibración de modelos de predicción 

g) Pruebas La implementación de los modelos mecanísticos puede tomar varias formas. 

• Los procedimientos podrían ser usados para desarrollar similares curvas de diseño como las implementadas por el Instituto de Asfalto, Shell Internacional y el Departamento de Transporte de Kentucky. En esta forma, el analista puede pre-resolver un buen número de problemas para implementar curvas de diseño, y el usuario requiere también de un trabajo analítico para preparar recomendaciones de diseño. 

• Los procedimientos pueden ser utilizados en caso de lugares específicos, para predecir el comportamiento cuando las condiciones exceden de los criterios normales de diseño, por ejemplo: Cargas excesivas en vehículos normales ó cargas en vehículos no normales. 

• Los procedimientos pueden ser utilizados para contestar las preguntas así: ejemplo: cual seria el efecto de incrementar la carga sobre un eje legal y su funcionamiento ó cual seria el efecto de incrementar la presión de las llantas ó cuales son las consecuencias probables de no cumplir con las especificaciones. 

• Principios de procedimientos de diseño mecanístico para pavimentos flexibles se han desarrollado a través de más de 20 años de investigación. Sin embargo, para su implementación se tiene que dar especial atención a los siete items del inciso 2.