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DISEO DE PAVIMENTOSM.Sc. JOSE RAFAEL MENENDEZ ACURIO
DI STANCIA CLASE 06
INSTITUTO DE LA CONSTRUCCION Y GERENCIA
EXPOSITOR : Ing. M.Sc. J.Rafael Menndez A.
DISEO DEPAVIMENTOS
EJEMPLO:Concesin Canchaque
Piura-Canchaque
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DI STANCIA CLASE 06
Base Tratada con Cemento
Agregados d e gradacin densa mezclados co ncemento por t land
Los mism os agregados de la base granular
20-25% de la resistencia del pavim ento de c onc reto
Sobreyacente a una subbase granu lar
Base Tratada con Cemento
Fcil d e co ns tru ir Mas fuerte y mas resis tente a la eros in que un a base
granular Ap rop iada para niv eles de trfico m edio y elevado
Con tr ibuy e a la capacid ad estruc tural si estadherida a lalosa
Pros:
Contras: Cuesta mas qu e la base granular Puede ser sus cept ib le a la erosin Puede caus ar agrietamiento ref lejo en las losas PCC Puede incrementar los esfuerzos de r izado de la losa si s e
despega de el la
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CASO: An tam ina
Suelo
mejorado
Base
granular
Carpeta asfltica en fro
arena
Mineroducto
Suelo estabilizadocon cemento
Base granular
arena
Mineroducto
Geomalla biaxial
carga
Base de Concreto Pobre(LCB Lean Concrete Base)
Simi lar al pavimento de conc reto, pero co n menoscemento y po r lo tanto de menor resistencia
Con tenid os de c emen to tpic os de 120-210 kg /m3
20-50% de la resistencia del pavim ento de c onc reto
Las juntas longi tudinales d e const rucc in deben coinc id i rcon las juntas long itudinales en la losa
La base y la losa pueden estar adheridas o no
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Base de Concreto Pobre
Soporte Uni forme Mas fuerte y resis tente a la eros in Ap rop iada para niv eles de trfico medio y alto Contr ibu ye a la capacidad estru ctural si estadherida
a la losa
Pros:
Contras:
Cuesta mas qu e una base granu lar u otra base tratada
Puede causar agrietamiento ref lejo en la losa PCC oen l a carpeta as flti ca
Puede incrementar los esfuerzos de combadura sipierde adherencia con la losa
Base Permeable
Remueve rpidamente el agua delpav imento
Requiere un s is tema co lec tor /sa liday una capa separadora
Requ iere p ied ra chancada de a l tacal idad
Agregados de gradacin ab ierta, no t ratados, ot ratados con as fal to o cemento
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Base Permeable
Drena mas rpidamente que la base degradac in densa
Puede presentar desar ro llo len to de fal lasrelac ionadas con la hum edad (Escalonamiento,Agr ietamiento D)
Contr ibuye a la capac idad est ruc tu ral s i es tadher ida a la losa
Pros:
Cues ta ms que una base granu lar
Puede ser di fci l de const ru i r (base permeable notratada)
Puede incremen ta r l os esfuerzos de r izado de la losa s ise despega de e lla
Contras:
Base Permeable
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DI STANCIA CLASE 06
Requ is ito s gran u lomtr icos
base granular
PARTICIPACIN DE AUDITORIO
Como q ue tiene o tro ms c errado no?
En realid ad es ms. Genera ms gravedad , enses mayo r
Evi ta la pod er func ionar con co ngelamiento
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Requisi tos base granular
Requ isi tos base granu lar
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Requ isi tos base granu lar
Requis i tos sub -base
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Requisi tos sub -base granu lar
Base yase y subub baseaseAASHTO 1993ASHTO 1993
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Conceptos con AASHTO
Serviciabi l idad
Nmero estru ctu ral
SN = a1D1 + a2D2m2 + a3D3m3
a1, a2 , a3: coef ic iente de capa
D1 , D2 , D3: espesores
m2 , m3: coef ic ientes de drenaje
1
pu lg
1
cm
____ , ____
Base granu lar
a2 = 0.249(log10EBS) 0.977 EBS = k1k2
a2 = 0.14EBS = 30,000 psi
CBR = 100 (aprox.)R-value = 85 (aprox.)
Q = stress state or sum of principal stresses1 + 2 + 3 (psi), and
k1, k2 = regression constants which are afunction of material type
Typical values for base materials are:k1 = 3,000 to 8,000k2 = 0.5 to 0.7
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Base granu lar
Sub -base granu lar
a3 = 0.227(log10EBS) 0.839
a3 = 0.11EBS = 15,000 psi
CBR = 30 (aprox.)R-value = 60 (aprox.)
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Coefic ientes de capa
Figur a 5.32Variacin decoeficientes a2con diferentesparmetro s deresistencia de la
subbase
Base yase y subub baseaseInstituto del Asfaltonstituto del Asfalto
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Base y sub -base granular
Base yase y subub baseaseAASHTO 2 2ASHTO 2 2
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NIVEL 1:
3k
1aP
oct2k
aPap1krM
+
=
2)32(
2)31(
2)21(3
1stressshearoctahedraloct ++==
NIVEL 2:Correlacin co n otras pro piedades del material
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Procedimiento declculo d el mdu lo
resi lente(AASHTO 2002)
NIVEL 3:ValoresTpicos
MATERIALESATERIALESBITUMINOSOSITUMINOSOSIng. M.Sc. J.Rafael Menndez A.
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1800 D.C.
En Fran cia s e emp lea la roc a asfltica p ara
pavimentacin d e suelos , puentes y aceras
1838 D.C.
En Filadelf ia s e emplea la roc a asflticaimpo rtada para la cons truccin de aceras
RESUMEN HISTRICO DELUSO DEL ASFALTO
RESUMEN HISTRICO DELUSO DEL ASFALTO
1870 D.C.
Cons truc cin del p rimer p avimento as flt ico
en Newark, New Jersey
1876 D.C.
Cons truc cin del p rimer p avimento as flt ico
t ipo Sheet Asphal t en Whasington con
asfalto de lago
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1902 D.C.
En EE.UU. Se com ienza a ob tener asfalto po rdest i lacin del petroleo a razn de 20.000 Tnanuales
RESUMEN HISTRICO DELUSO DEL ASFALTO
Millonesdeton
eladas
30
25
20
15
10
0
Ao
200019801960194019201900
5
CRECIMIENTO DEL CONSUMO DEASFALTO
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NOMENCLATURA DEMATERIALES B ITUMINOSOS
ASFALTOS
Mater iales aglom erantes slidos o semisl idosde c olor negro que se l icu an fcilmente alcalentarse, cuy os co nst i tuyentes predom inantesson BETUNES, que se dan en la Naturaleza en
forma slida o s emisl ida o se ob t ienen a part irdel Petrleo
NOMENCLATURA DEMATERIALES B ITUMINOSOS
BETUNES
Son mezclas de hidroc arburos de or igennatural que se caracter izan por ser totalmentesolub les en SULFURO DE CARBONO
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ALQUITRANES
Son BETUNES que se ob t ienen de ladest i lacin de carbones fsi les, maderas uot ras su stan cias o rgnic as
NOMENCLATURA DEMATERIALES B ITUMINOSOS
BREA
Son BETUNES sl idos o semislidosob tenido s de la Desti lacin del A lqu itrn quedesar ro l lan propiedades l igantes y c ohesivasy cu ya consis tenc ia disminuye con latemperatura
NOMENCLATURA DEMATERIALES B ITUMINOSOS
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DI STANCIA CLASE 06
En Europa
ASFALTO = Betn + Ag regados Minerales
En Amrica del Nort e
ASFAL TO = BETUN
NOMENCLATURA DEMATERIALES B ITUMINOSOS
El ASFALTO que se emplea en pavimentacin
en Mezclas en Caliente se lo co noc e comoCEMENTO ASFALTICO
NOMENCLATURA DEMATERIALES B ITUMINOSOS
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DI STANCIA CLASE 06
Tipos de mezclas asflti cas
ASFALTO EN FRO
Diluido RC-250+
Grava
+
Arena
+
Filler
+
Aditivo
MEZCLA ASFLTICAEN CALIENTE (HMA)
Cemento asfltico+
Grava
+
Arena
+
Filler
+
Aditivo
mejorador deAdherencia
+
Modificador
polmero
Cemento asfltico+
Emulsificante
+
Agua
+
Grava+
Arena
+Filler
+
Aditivo
+
Polmero
EMULSIONES
DEL PETRLEO
DE ROCAS
DE LAGOS
LOS ASFALTOS PROVIENEN
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DI STANCIA CLASE 06
CLASIFICACIN DE LOSPETRLEOS
En base a su Densidad API
(Amer ican Pet ro leum Inst i tu te)
141,5
API = -----------------------Peso especfic o
DESTILACIN DEL PETRLEO
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DI STANCIA CLASE 06
DESTILACIN DEL PETRLEOGASOLINA
NAFTA
KEROSENE
GAS OIL LIVIANO
GAS OIL PESADO
FUEL OIL O MEZCLA
230-315 C
CRUDO
FRAC.
CALOR
FRAC.
GAS OIL
GAS OIL
RESIDUO
O
O
O
BITUMEN -2.5 AC A -40 AC
PROCESO SOLVENTE BITUMEN PPT
AIR BLOWING PAVIMENTO O ESPECIAL
PROCESO ALTERNADO COKE, FUEL
300-390 C
160-260 C
180-200 C
60-160 C
ATM.
CALOR
315-405 C
390-450 C
VAC.
Term op lsti co
Bu ena Adhesiv idad
Exc elentes Prop iedades Mecnic as
Altamente Impermeable
Bu ena Durabi l idad
PRINCIPALES PROPIEDADESDE LOS ASFALTOS
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PAVIMENTACIN
Cementos Asflti co s
As fa ltos Di ludos (Cut Back)
Emuls ion es Asfltic as
As fa ltos Modi f icados
DIFERENTES USOS DE LOSASFALTOS
En Caliente
Mezclas en PlantaEn Fro
Mezclas en Sitio
Tratamientos Superficiales
TIPOS DE CONSTRUCCIN DEPAVIMENTOS ASFLTICOS
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Cementos Asfementos Asflticosticos
Especifi cac iones cemento as fltic o
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Especifi cac iones cemento as fltic o
Clasif icacin
Por Penetracin : AASHTO M 20
Por Viscosidad : AASHTO M 226
PG (Performanc e Grade) AASHTO MP 1
Cementos asflti cos
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Viscosity,
60C(
140F) 40
50
60
7085
100
120
150 200
300
Penetration Grades
AC 40
AC 20
AC 10
AC 5
AC 2.5
100
50
10
5
CEMENTOS ASFLTICOSClasif icacin
Penetracin(1900s)
Viscosidad(1950s)
vacio
CANNON
100A9
100 g100 g100 g
penetration
0 sec5 sec
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P G : Per formance Grade
SUPERPAVE : AASHTO MP 1
Propone controlar las:
Deform aciones permanentesLa f isuracin a baja temperatura
La f isurac in por Fatiga
CEMENTOS ASFLTICOSClasif icacin
Segur idad Punto de inf lamacin
Manejo ViscosidadEnvejecimiento RTFOT y PAV
Ahuellam ien to Remetro de Corte
Fisuracin por fat iga Remetro de corte
Fisu racin Trm ica Remetro de flexin
CEMENTOS ASFLTICOSClasif icacin SUPERPAVE
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Asfal to en Pav imentac iones
No trabajable, extrema visco sidad
Tcn icas de manejo :
Calentamiento
Mezclas en cal iente (Concreto asfl t ico)
Dilucincon solventes der iv. de petrleo
Di luidos (Mezclas en fro, impr imantes.)
Emulsi f icacincon agua
Emu lsin As flt ica (Mezclas en fro,reciclado s, etc)
Propiedades del Asfalto
Penetracin
Ducti l idad
Viscosidad
Punto de Inf lamacin
Solubi l idad
nd ice de pen etr ac in
Ens ayo de p elcu la delgad a
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Propiedades del Asfalto
penetracin Punto de inflamacin(copa abierta de Cleveland)
Viscosidad
Fig. 3.47 Viscosmetro devaco del Asphalt Institute
Fig. 3.48 Viscosmetro devaco de Cannon-Manning
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DI STANCIA CLASE 06
Propiedades del Asfalto
Ensayo dePelcula delgada
Viscosidad SayboltFurol
Duct i l idad
Fig. 3.50 Ensayo de ductilidad
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DI STANCIA CLASE 06
Peso especfico agregado fino
Abso rc in agregado f ino
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Peso especfic o agregadogrueso
Angu lar idad agregado fino
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Angu lar idad delos agregados
Asfaltos Modificadossfaltos Modificados
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Po lmeros
Sustancias formadas po r a unin de m i les depequeas molcu las pequeas ll am adasmo nmeros, que adicion adas al cementoasflt ico si log ran ser compatibles mejoranlas prop iedades reolgicas de la mezcla
Compatib il id ad de los polmeros
Para que mejo ren lo s asfalto s u sado s en vas,los po lmeros deben tener las s igu ientes
car ac terst ic as:
Cadena general suf ic ientemente larga
Baja polar idad, para faci l i tar sucom pat ibi l idad con el asfalto
Peso molecular elevado para dismin uirr iesgos por exces iva v iscos idad y prob lemasde dispersin
Baja tem peratu ra vtrea, para perm it ir mejo rarlos pro blemas de deformaciones a bajastemperaturas.
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Apl icaciones
Aum entar la rigidez a altas temp eraturas deservic io, mejorando la resistencia a la deformacinpermanente
Reducir la rigidez a bajas temperaturasprev iniendo la fisu racin trm ica
Aum entar la resistencia a la fatiga de las m ezclas Mejorar la adh esin c on los agregados ptreos
Mejorar la coh esin brin dando retencin de losagregados en la vida inic ial de los tratamientosuperf ic iales.
As fal tos Mod if icados
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PARTICIPACIN DE AUDITORIO Puedo plantearle mi caso . Santa Rosa, puenteMontalvo es el alcance que lo est haciendoMlaga y a fines de este mes ap lic a a Santa Ros a,puente Montalvo jun to al com plejo
Con SBS, pero como bien lo dice us ted, SBS Sreciente se h a aplic ado all Yo creo que es lo mism o, s ino q ue se coloca a
140 grados Rod il lo neumtico creo qu e es
Aquese era un mito que termin a pues PDM no?Ahor i ta lo esthaciendo Amo rs
l esthaciendo el asfalto mod if icado aquy lol leva hasta Moquegua
Para carp eta asfltic a en cali ente en p lant a, local ienta a 190 grados y l isto
Apl icaciones
Reducir el endurecim iento en servic io.
Dism inu ir la s us ceptib i l idad trm ica
Aum entar la visco sidad a bajas temperaturas deco rte, perm it iend o mejores esp esor es de pelcu laen el agregado d e mezclas abiertas y recudiendola exudacin en tratamientos s uperf ic iales
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As fal tos Mod if icados
As fal tos Mod if icados
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As fal tos Mod if icados
As fal tos Mod if icados
Muestra de mezcla asfltica modificada con polmeros
Muestra de mezcla asfltica convencional
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As fal tos Mod if icados
As fal tos Mod if icados
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As fal tos Mod if icados
Efecto d el t ipo de cementoasflti co en el ahuellam ien to
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Comportam iento vis coelstic o
oeoHid
oeoHidcuc
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Propo rcion es de mater iales
en el con creto
Requisitos de losequisitos de losagregadosgregados
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Granu lometraagregadogrueso
Lo que buscamos en una mezclade agregados de grava y arena
Agregadogrueso
ArenaMaterial
producido
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Granu lometra ag regado fino
Requ is i tos agregado f ino
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Tipos de cemento
Resistencia por t ipo de cemento
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Cementosmezclados
Evolucivolucin de lade laresistenciaesistencia
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Evolu cin de la resistencia
Efecto de la temperaturaen la evoluc in de la resistencia
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DI STANCIA CLASE 06
Resistencia vs relacin a/c
Resis tenc ia vs conten ido d e ai re
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PARTICIPACIN DE AUDITORIO
Con cu alqu iera. Se le da de go lpe n ada ms,con cabal los d e golpe
Depende. A veces cuando supervis in lopide, en un bu en negocio a veces no lo dan ya veces dan
Ensayosnsayos
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DI STANCIA CLASE 06
Efec to de los v acos en
las propiedades del conc reto
Propiedades a analizar
Esfuerzos
de tensin
por flexin
Carga distribuida
losa
deformacin
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s lump
Relac in ent re
con ten ido deair e y s lump
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conten ido de ai re
Compres in s imp le
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DI STANCIA CLASE 06
Ensayo de compres indiagonal
Mdu lo de Rotura del Concreto
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Pavimentos de conc reto Mdu lo d e rotu ra del con creto a los 28 das
ensayo d e viga cargada en el tercio
Mdu lo de elast ic idad
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Tes t igos d iamantina
Ult rasonido
(Impact-Echo Test)
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Fatiga enpavimentosde conc reto
Fat iga en pavim entos de conc reto
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PARTICIPACIN DE AUDITORIO
Dependiendo del conc reto, son afectados p ordef lexiones p or crep
PARTICIPACIN DE AUDITORIO
El MTC obl iga al contrat ista a evaluar lasubrasante antes de cruzar la sub-base ybase; tenemos un nuevo parmetro decon trol y con el sistema vigente de que las
def lexiones se miden a nivel de superf ic ief inal
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DI STANCIA CLASE 06
EJEMPLO:Evaluacin deflectomtrica a nivel de carpeta de rodadura