¡Descarga Pavimentos: Diseño y Construcción de Carreteras y más Apuntes en PDF de Ingeniería Civil solo en Docsity!
Pavimentos
Semana 1
25 Julio
Correo Docente:
marodriguez@udemedellin.edu.co 25 Julio
Las bases granulares deben ser trituradas mientras que para las subbases no necesariamente deben ser trituradas Losa de hormigón Pavimento Rígido Adoquines Pavimento Segmentado Carpeta Asfaltica Pavimento Flexible Un factor importante a tener en cuenta en el asfalto es la T°, la idea es tratar de prevenir un deterioro temprano Usando los siguientes formas se puede tener un asfalto de baja viscosidad a T° ambiente: Asfalto diluido o cortado
Emulsión Asfáltica Practica Informes que deben contener: Portada Cálculos Todos) Resultados
Clase 2 26 de julio El desarrollo del motor dio origen a la necesidad de unas carreteras En Inglaterra se desarrolla el cemento en un pueblo llamado Portland Se adhería la roca con sangre de animal y cal Vía Apia Italia) Los primeros pavimentos fue a finales del siglo 19 Prueba ASSHTO 1956 1960, consistía en grandes pistas de pruebas que permitían a los vehículos estar permanentemente circulando en un loop 1962 Sale el método de diseño ASSHTO La universidad de Nantes es muy prestigiosa para los pavimentos y diseños de vías Las mezclas asfálticas son ensayos y error 4 grupos de viquetas y los sometemos a evaluación) Cilindro de 44 pulgadas y se somete a una prensa Programa SHRP Programa estadunidense para la investigación de carreteras, crearon el método SUPERPAVE para caracterizar mezclas 1987 Para poder hacer se necesita: Levantamiento Topográfico Estudio Geológico Estudio impacto ambiental Estudio Geotécnico Estudio de transito
Comodidad Tarea
Clase 3 1 Agosto Tipos de pavimentos Rígidos Losa de concreto Flexibles Mezcla Asfaltico Segmentados Adoquines Materiales estabilizados Cal, cemento o un aditivo químico⟶ Mejorar suelo subrasante, base o sub-base Estructura convencional de pavimento rígido: Subrasante El peralte y bombeos se da desde la subrasante) Filtro Nunca olvidar las obras de drenajes en la infraestructura de carretera, ya sea en escorrentía o la que se infiltra) Capa Sub-base La sub base se convierte en un elemento que por mas grande que sea en espesor, no me varia el espesor de la losa) Dar una homogénea en nivel a la losa y que no quede desnivelada, “generar una camaˮ Losa de concreto Cunetas Nota: Juntas en Colombia colocamos acero mas delgado y corrugado como de 1/2 pulgada, transversales se pone un acero más corto y liso Para así no generar adherencia entre la via y el acero en las partes transversales) Estructura convencional de pavimento flexible: Subrasante Obras de drenaje Capa Sub-Base granular Base granular
Leer norma de practica Leer diapositivas y notas
Riego de Imprimación Asfalto liquido Emulsión o diluido) Capa Asfáltica Funciona como una misma unidad) Garantizar adherencia entre capa y capa⟶ Dado por el riego de imprimación que sea emulsión ] Base asfáltica Intermedia Superficie de rodada Obras de drenaje
💡 El^ material de base^ es producto de^ trituración obligatoriamente
💡 Riego de liga para capas asfálticas
Estructura Clásica
Tratamiento superficiales
El musculo es dado por los materiales granulares, el encargado de soportar las cargas
De las mas usadas en Colombia
Bases y Sub-Bases cementadas
Subrasante
Suelo que me permite desarrollar el apoyo, Puede estar sobre zonas de corte, terraplén, suelo natural, suelo de reemplazo, suelo mejorado. Se permite la disipación de esfuerzos para el que el suelo solamente me trabaje en el rango elástico. Se tiene que hacer: Exploración In situ Realizar una inspección directa del suelo subyacente obteniendo muestras de suelos a través de calicatas y apiques Especificaciones: Cada 250 m se hace un apique INVIAS Una profundidad de 2m mínimo Sección de 1m x 1m Numeración, se enumeran en forma correlativa independiente si se realizan o no los ensayos Cantidad Varia de los ensayos que le realice Modulo resiliente CBR Estudio geológico y geomorfológico Estudio de laboratorio Su objetivo es: Localizar materiales de empréstito Determinar NAF Sectorizar el corredor para fines de diseño RIGIDO empíricos y analíticos Modulo de reacción de la subrasante, así caracterizo la resistencia (k) parámetro de resistencia Flexibles por método analítico ⟶ (Mr) Modulo resiliente Parámetro de resistencia Ensayos de laboratorio:
CBR Su variación será por como he obtenido la muestra de ensayo, en campo o laboratorio Mr Cámara triaxial dinámico únicamente en campo k Únicamente en laboratorio o campo
“El esfuerzo que mas me va a afectar es el esfuerzo de
tensiónˮ Ejemplo bolita de plastilina)
Estas tensiones me generan las grietas, pero si tiene riego de imprimación quiere decir que tiene mas resistencia y capacidad para resistir la tensión, si no hago riego de imprimación mi pavimento se daña mas rápido y genera piel de cocodrilo En un riego de imprimación Que tenga muy baja viscosidad y que permanezca el mayor tiempo posible fluido.
💡 Ahuellamiento^ ⟶^ Falla por fatiga del suelo^ o por una^ mala mezcla de superficie de rodado
Clase 4
2 Agosto Material visco-elástico Capa Asfáltica) No obedece ley de Hooke pero tampoco las leyes de newton Cuando el sol afecta el material se va envejeciendo, generándole como una rigidizacion generando grietas Grietas por rigidez Piel de cocodrilo Se genera de abajo hacia arriba Grietas por una presión muy grande⟶ se genera de arriba hacia abajo Como se caracteriza el suelo de subrasante: K pavimentos de hormigón CBR si no se tiene ni Mr ni K Mr empírico o analítico para los pavimentos flexible Ensayo CBR
Se toma el molde boca abajo y se pone una madera encima para golpearlo e hincar la masa de suelo
Importante que el espécimen no pierda humedad, se cubren las tapas con parafina o se envuelve en papel chicle Que vaya bien rotulado y protegido con una cama de arena para que no me afecte la muestra de ensayo
Sacar muestra también para humedades y también otra muestra para calcular densidad en el mismo apique Ensayo Proctor: Humedad en X Densidad en Y Se sacan 5 puntos con distintas humedades y densidades respectivamente que me dan una curva Se dividen en 2 tramos En rama seca y Rama Humedad A partir de nuestra humedad óptima y densidad máxima Se necesita conocer la altura libre del molde Saber la altura del espécimen para calcular el porcentaje de expansión Se mide 3 veces) Mido 3 veces el diámetro cada 120° Para calcular volumen para hallar densidad Hallo la masa del espécimen Como se mide al comienzo se mide al final)
📌 Rotular muy bien la muestra^ No olvidar el Sharpie)
💡 Especímenes a 10, 25 y 56 golpes.
Cono de penetración dinámica Apropiado exclusivamente para ciertos casos) Para medir la resistencia in situ de la subrasante
Penetración por # de golpes, se anota la penetración dada por golpe [k] Modulo de reacción de la subrasante ⟶ Solamente en Campo Ensayo de placa Se pone un plato de 30 pulgadas, se pone el pistón encima y se pone un sistema con 3 deformimetros a 120° Se aplica presión lentamente hasta alcanzar 10 psi Se mantiene la presión constante por 3 minutos [Mr] Modulo Resiliente ⟶ Triaxial Dinámico El equipo carga y descarga constantemente encima del espécimen para emular como la carga dinámica del vehículo que pasa encima Defino una frecuencia Curva de histéresis: deformación unitaria X & esfuerzo desviador Y El suelo es anisotrópico La curva no es igual de comportamiento como la del concreto o el metal) Se hace unos ciclos de carga o descarga hasta que llega a un punto en que el recorrido de cargar y descargar siguen casi que en el mismo lugar, entonces trazo la linea
Clase 5
8 Agosto Humedad laboratorio ⇒ 16% 329.6 36. 5 gr 14% 233.1 33.7 gr 20% 283.9 36.1 gr 12% 273.3 38.4 gr 18% 307.1 40.7 gr Correlaciones entre las alternativas de los ensayos
Se hacen por lo menos 2 o 3 registros de esta prueba. Ecuación de retro calculo para pavimentos Flexibles. Modulo resiliente [MPa] P Carga en KN Fuerza) dr Deflexión medida en el geofomo [cm] r Distancia del geofomo [cm]
Modulo elasticidad de todo el paquete a analizar p Presión La fuerza sobre el área del platón) a Radio del plato de carga [cm] Mrr Ecuación pasada [MPa] D Espesor de la estructura del pavimento [cm] Ep Variable a calcular [MPa] d0 En cm la deformación en el geofomo 0 [cm] Radio Bulbo de tensiones a Radio del plato de carga [cm] D Espesor de la estructura de pavimentos [cm] Ep Modulo efectivo de todas las capas del pavimento [MPa] Mrr Modulo resiliente [MPa]
🚨 Verificacion^ ^ Donde r es la distancia del geofomo
Numero Estructural Efectivo Su capacidad de soportar carga la da este numero D Espesor de la estructura de pavimentos [cm] Ep Modulo efectivo de todas las capas del pavimento [MPa]
⚠ Max 35° para poder hacer este ensayo FWD aunque lo preferibleseria a 30°
Corrección por carga
Carga de referencia 40 Kn Corrección por T° D20 Deflexión a T° de referencia 20° Dt Deflexión medida a cualquier T° Ft Factor de conversión
Metodo diferencia acumuladas AASHTO
Se hace un cambio de variable en Y que lleva a la variable Zx
Quedando con el cambio de variable de la siguiente forma graficado
Trazo los alineamientos con pendientes constantes
Se trabaja luego con el percentil a escoger estadísticamente para saber con que dato trabajar del sector
Maquina de los ángeles: Su velocidad debe ser de 30 33 RPM Masa de ensayo de 5 kg Se debe tamizar el material ensayado por el tamiz N° 12
Clase 6
9 Agosto
⛔ Se debe tratar de prevenir el deterioro por lo cual se usa un mayor número de percentil
🚧 Entre mas gruesa la estructura mas cara
La tracción generada por el frenado es tratada por el riego de imprimación en el frenado
La prueba APT es la que simula con unas ruedas y una
maquina para probar el pavimento y como se comporta
Criterio para reemplazo de suelo porque el CBR dio muy pequeño Criterio para reemplazo de suelo porque el CBR dio muy pequeño Si CBR 3% o si son suelos expansivos Se cambia el material de mala condición y se pone un material con un CBR mayor a 20 Material afirmado) Si CBR esta entre 3 y 10% Se pone geomembranas o geotextiles para reforzar la estructura Son costosas) Preparación de la subrasante y mejoramiento Mrd= Modulo resiliente de diseño [MPa] F Factor Mr0 Modulo resiliente de diseño de orden 0 [MPa] MR1 Modulo resiliente de diseño de orden 1 [MPa] h Espesor de la capa de orden 1 [m] Materiales Granulares
✅ Normalmente se usa un compactador vibratorio
Agregados Pétreos o áridos Son compuestos de partículas duras, de diferentes tamaños y formas estables Provienen de canteras Material arrastrado en ríos Material reciclado Residuos demolición de construcción RDC Mezclas asfálticas recicladas RAV Escorias de alto hornos Clasificación : Áridos Naturales Áridos Tratados Áridos sometidos a operaciones mecánicas a trituración para generarle su formación cuadrada para que sea mas eficiente para disipar los esfuerzos Por granulometría Filler Pasa de la malla 200 Gravas No pasa de la N° Arena Material entre N°4 y 200 Por combinación granulométrica Árido Combinado Árido Integral Material revuelto en diferente medida pero no cumple para generar una base granulométrica Requisitos: Deben ser: Duros Formas estables Limpios y libres de terrones, partículas blandas y laminares, sales o sustancias que afecten la resistencia o durabilidad del material Los materiales granulares son clasificados según su solicitación de la intensidad de cargas del transito
