Manual De Pavimentos

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MANUAL DE PAVIMENTOS ASFALTD ADDQUIN EMPEDRADD [0N[RETD Go~A~OCJ Y!!'IJ~iia :z.S/e>a/ql.

JesUs Moncayo V.

lng. Civil Universidad de Guadalajara

Dedico con todo cariiio este manual a mi esposa Alicia

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COMPAI'IIA EDITORIAL CONTINENTAL, S. A., MEXICO DISTRIBUIDORES:

ESPANA- ARGENTINA- CHILE- VENEZUELA COLOMBIA PERU

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Edici6n autorizada bajo contrato con el autor

Primera edici6n: noviembre de 1980

ISBN~968-26-02.18-l

Derechos Reservados © en Lengua Espaiiola-1980, Primero. PublicaciOn

COMPAI'IIA EDITORIAL CONTINENTAL, S. A. CALZ. DE TLALPAN NUM. 4620, MEXICO 22, D. F. MIEMBRO DE LA CAMARA NACIONAL DE LA INDUSTRIA EDITORIAL Registro NUm. 43

DISTRIBUIDORES PRINCIPALES EN: CAVANILLES NUM. 52, MADRID 7, EsPANA Av. CANNING NUMS. 96, 98 Y 100. EsQ. PADILLA 1414, BUENOS AIRES, ARGENTINA AMUNATEGUI NUM. 458, SANTIAGO DE CHILE, CHILE YEN-LEE C. A., Av. FuERZAS ARMADAS, EsQ. SAN MIGUEL EDIF. RODRIMER, PISO 6, CARACAS, VENEZUELA CALLE DEL CHORRO DE EGlPTO (ONCE) NUM. 2-56, BoGoTA, CoLoMBIA Av. REP. DE PANAMA NUM. 2199 LA VICTORIA- LIMA 13, PERU IMPRESO EN MEXICO

PRINTED lN MEXICO

Este manual se ha en alguna fonna tienen dares pUblicos, abogad quitectura o ingenieria. Se ha pensado sien te aprovechar esta obra rias y fOrmulas comple La obra se ha divic ponde a una etapa del ciOn, Conservaci6n, Ev: de Diseil.o, con ser la forma simplificada, a b pueda diseiiar un pavim Las tablas de espes1 pavimento de 20 aflos. to de menos duraci6n, ~ Otras caracteristicas del suelo-cemento, por Se incluye en fom adoquin y empedrados, obra de pavimentos o c En los pavimentos cluyen todas las especi tas y sellos. En los pavimentos 1 caciones de Ia Secci6n de SAHOP. El manual, con todo los temas mas novedos ral de un pavimento, }( chos temas, de los mas Modestarnente el au ya que no exis-te una

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Primera Publicaci6n

fAL, S. A. l 22, D. F. >TRIA EDITORIAL

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NuM. z.se, ll99

RU PRINTED 1N MEXICO

Este manual se ha escrito pensando en todas aquellas personas que en alguna forma tienen que tratar con pavimentos: funcionarios, contadores piiblicos, abogados, arquitectos, ingenieros y estudiantes de arquitectura o ingenieria. Se ha pensado siempre que todas esas personas puedan f:lcilmente aprovechar esta obra y los temas se han tratado sin el uso de teorias y fOrmulas complejas. La obra se ha dividido en cuatro partes. Cada una de ellas corresponde a una etapa determinada de los pavimentos: Disefto, ConstrueciOn, Conservaci6n, Evaluaci6n y Renovaci6n de Pavimentos. La parte de Diseflo, con ser la m:ls extensa y compleja, se ha presentado en forma simplificada, a base de iablas, de maneTa que cualquier persona pueda diseftar un pavimento, sin ser un especialista de estas estructuras. Las tablas de espesores de pavimentos consideran una vida Util del pavimento de 20 afios. Si en un caso especial se requiere un pavimento de menos duraci6n, se pueden disminuir los espesores recomendados. Otras caracteristicas de este manual es el enfasis que se da al uso del suelo-cemento, por las grandes ventajas que ofrece este material. Se incluye en forma completa lo relacionado con pavimentos de adoquin y empedrados, que no se han tratado, basta hoy, en ninguna obra de pavimentos o carreteras y calles. En los pavimentos con carpeta asfa.J.tica (de tipo flexible) se incluyen todas las especificaciones SAHOP sabre subbases, bases, carpetas y sellas. En los pavimentos de concreto se han incluido las Ultimas especificaciones de la Secci6n de Comercio (D.G.N. ), complementadas con las de SAHOP. . EL manual, con todo y el caricter pr:lctico que se le ha dado, incluye los tem.as m:is novedosos sabre pavimentos, como el n
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Pr6logo

I 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. L5.

Tipos de Pavimento y Introducci6n Tipos de Pavimentos Componentes Estructun Cargas ............ . Tninslto de Diseiio ..

2 2.1. 2.2. 2.3. 2.4.

Suelos y Subrasantes Introducci6n Suelos ........... . Clasificact6n de Suelos Subrasantes

3 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7.

Bases, Subbases y Estal Introducci6n Bases Subbases Estabilizaci6n de Suelos Suelo-Cemento Suelo..Cal Suelo.-Asfalto

4

Pavimento de Asfalto .. Introducci6n Carpetas Asfiilticas

4.1. 4.2.

de Materias PA.G.

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5

Pr6logo

PARTE 1

DISEAO 1 1.1. 1.2.

1.3. 1.4. 1.5.

Tipos de Pavimento y Tr.i.nsito de Disen.o ....................... Introducci6n ................................................ Tipos de Pavimentos Componentes £structurales del Pavimento .................... . Cargas ...................................................... Tr:insito de D:iseilo ...........................................

. .

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13 13

15 16 16 17

2.3. 2.4.

Suelos y Subrasantes Introducci6n Suelos Clasificaci6n de Suelos .... Subrasantes

3 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7.

Bases, Subbases y Estabilizaci6n de Suelos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Introducci6n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bases Subbases Estabilizaci6n de Suelos Suelo..Cemento ............................................... . Suelo...Cal .................................................... . Suelo..Asfalto

31 31 31 32 34 35 38

4 4.1. 4.2.

Pavimento de Asfalto .......................................... . Introducci6n Carpetas Asfilticas

43 43 43

2 2.1. 2.2.

19 19 19 19

29

39

8

INDlCE DE MATERIAS

PAG.

CAP.

4.3.

Tipos de Carpetas Asfilticas .................................... .

44 44

4.4.

Carpetas de Mezcla en el Lugar o Camino

4.5. 4.6. 4.7. 4.8. 4.9.

Carpetas de Concreto AsfaJ.tico ................................. . Espesores de Carpetas Asfalticas lnstituto de Asfalto, U.S.A........ .

5 5.1. 5.2. 5.3. 5.4.

Pavimentos Adoquinados ....................................... . lnnoducci6n ................................................. .

6 6.1. 6.2. 6.3.

Pavimentos Empedrados ........................................ . Introducci6n ................................................. . Capa Em.pedrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..... . Diseii.o Simplificado de Pav:imentos .de Empredado ................. . Espesores de las Capas del Empedrado ........................... . Especificaciones Para Empedrados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

65 65 65 67 67 68

Pav:imentos Rigidos ........................................... . Introducci6n ................................................. . Diferentes Pavimentos de Concreto .............................. . 7.3. Disefto Simplificado de Pav:imentos de Concreto ................... . 7.4. Especificaciones 7.5. Aditivos 7.6. Juntas 7.7. Mezclado y Transporte del Concreto 7.8. Compactaci6n del Concreto 7.9. Curado del Concreto .................................... . 7.10. Sellado de Juntas ...................................... . 7.11. Capa Subbase ................................................ . 7.12. Capa Subrasante .............................................. .

71

6.4.

6.5.

Riegos del Sello ....................... - . - - . - ........ - ........ . Disefio Simplificado de Pavimentos de Asfalto ................... . NW:nero &structural de Pavimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Adoquines de Concreto ................ - - - - . - .. - ... - . - - . - . - . - .. . Diseiio Simplificado de Pavimentos Adoquinados ................... . Capa de Asiento .............................................. .

7 7.1. 7.2.

45

8.6.

Especificaciones .................... · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · Introducci6n ............................................... . Bancos de Materiales ................. . Coeficientes de Variaci6n Volumetrica Construcci6n de Diferentes Pavimentos ..................... . Construcci6n de Pavi.mentos Adoquinados ................... . Construcci6n de Pavimentos Empedrados ....................... .

Conservaci6n de Pav Introducci6n Fallas .......... . Fallas en Carpetas A1 Fallas en Pav:imentos Fallas en Pav:imentos Fallas en Pavimentos Bacheo y Sellado ..

.......

51 55

57 57 58 59

60

71 71 72 77 79 80 80 81 81 81

82 82

CONSTRUCCION

8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5.

10 10.1. 10.2. 10.3. 10.4. 10.5. 10.6. 10.7.

9.1.

48 48

PARTE 2

8

9.2.

Inspecci6n y Control Inspecci6n . Control de Calidad .

9

87 87 88

94 95 95

96

EVALUACl

If

Evaluaci6n de Pavi.n

1 I. I. Calificaci6n e Indice

11.2. Dispositivos Para Ev: 12 12.1. 12.2. 12.3.

Renovaci6n de Pavim• Renovaci6n Superficil Sobrecapa: de Asfalt• Repavi.mentaci6n

A pin dice Bibliografia

INDICE DE MATERIAS 9

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44 44 45 48 48

PAG.

lnspecci6n y Control de Calidad ............................... . Inspecci6n Control de Calidad .................. · ............... · · · · · · · · · · ·

97 97

98

PARTE 3

51 55

CONSERVACION

57 57 58 59 60

10 10.1. 10.2. 10.3. 10.4. 10.5. 10.6. 10.7.

65 65 65 67 67 68

Conservaci6n de Paviinentos ................................... . Introducci6n ................ , . , .............................. . Fallas Fallas en Carpetas Asftilticas, Bases o Subbases ................... . Fallas en Pavimentos de Adoquin ............................... . Fallas en Pavimentos de Empedrado ............................. . Fallas en Pavimentos de Concreto ............................... . Bacheo y Sellado ............................................. .

105 105 105 106 108 108 110 114

PARTE 4

71 71 71

EVALUACION Y RENOVACION DE PAV1MENTOS

72

Evaluaci6n de Pavimentos ..................................... . 11.1. Calificaci6n e Indice de Servicio Actual de Pavimentos 11.2. l)jspositivos Para Evaluar Pavimentos ........................... .

119

77 79 80 80 81 81 81

12 12.1. 12.2. 12.3.

Renovaci6n de Pavimentos Renovaci6n Superficial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sobrecapa: de Asfalto o Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Repavimentaci6n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

125 125 125 128

Apendice Bibliografia

129

11

82 82

87 87 88 94

95 95 96

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119 121

173

PARTE 1

PARTE 1 DISEND

El 30% de los pavimen-

tos falla por disefio inadecuado.

CAPITULO 1

Tipos de Pavimento y Transito de Disefio 1.1. INTRODUCCION

La parte mas importante de una carretera, aeropuerto o calle, es su pavimento. Sin esta estructura no se puede pensar en trartsito r3.pido, c6modo y seguro en esas obras. Todas las naciones estan hacienda un esfuerzo carla vez mas intense, para d.isefiar, construir y conservar mejor sus pavimentos. Las naciones de escasos recursos econ6micos, como Mexico y todas las repUblicas latinoamericanas, con caminos de poco tr3.nsito y condiciones regionales propias, necesitan invertir tiempo y dinero en mejorar sus pavimentos. Sabre todo, no gastar innecesariamente en pavimentos mis resistentes de lo necesario para mantener en 6ptimas condiciones sus estructuras por veinte afios de vida. En M€xico, desde hace poco menos de u~a decada, de 1962 a 1973, se esta llevando un proyecto de investigaci6n, entre el Institute de Ingenieria, la Universidad Nacional Aut6noma de Mexico y la Secretaria de Obras PUblicas, consistente en dos tramos de carretera de "prueba", en Salinas e IzUcar, una pista circular de prueba en Ciudad Universitaria de Mexico, y estudiando algunas carreteras de nuestra red vial. Se esta logrando, de esta manera, adoptar un metodo de disefi.o de pavimentos flexibles, siguiendo las experiencias y estudios t€cnicos de Ia AASH'ID. Los pavimentos, como cualquier estructura u objeto, se disefian, construyen y conservan, a traves de un proceso respectivo, que juntos integran un ciclo de continuo mejoramiento. En la Fig. 1.1, se presenta el ciclo de disefio de un pavimento. EI diagrama de la Fig. 1.1 presenta el inicio del proceso de disefio de un pavimento, empezando con la necesidad o deseo de un pavimento dado.

14 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQU1N, EMPEDRADO · · ·

CONSTRUCCION

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El proceso es el conjt la informaciOn y aplicru blema, el cual termina truir el pavimento. Este manual estudia fonna simplificada, propc lisis de las variables de d '"disefio de mezclas", per datos de elias. El "disefio estructural' dio de tablas de espesore!

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difenmtes pavimentos. Se usa para ello, la subrasante la carga recib y una carpeta asfa!tica s traves del espesor de esas caxga de acuerdo a su c flexibles·. Otros, los hechos de u rigida y resistente, tiende1 una muy arnplia iirea de Actualmente, con el g1 eje, algunos pavimentos Riego de sello

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TWOS DE PAVlMENTO Y TRANSITO DE DISENO

El proceso es el conjunto de actividades necesarias para recabar toda la informaci6n y aplicando los metodos adecuados, solucionar el problema, el cual tennina con las especificaciones necesarias para construir el pavimento. Este manual estudia las diferentes etapas del proceso de diseiio, en forma simplificada, proporcionando medios sencillos para hacer un "'an:ilisis de las variables de dise:iio", a base de tablas de valores. Se omite el '"disefi.o de mezclas", perb se dan directrices fundamentales y algunos datos de elias. · El "disefio estructural", la parte m:is compleja, se simplifica por media de tablas de espesores .

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1.2. TIPOS DE PAVIMENTOS

~Desde hace muchas decadas se han hecho intentos de clasificar los 0

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diierentes pavimentos. Se usa para ello, Ia fonna en que los pavimentos distribuyen a Ia subrasante la carga recibida. Unos, los hechos de varias capas de suelo y una carpeta asfa.Itica superficial, que distribuyen la carga Iecibida a traves del espesor de esas capas basta dejar a la suhrasante una pequefia carga de acuerdo a su capacidad soportante, se les llama pavimentos flexible&. Otros, los hechos de una losa de concreto de cementa Portland, muy rigida y resistente, tienden a absorber Ia carga recibida repartiendola en una muy amplia area de la subrasante; se les llama pavimentos rigidos. Actualmente, con el gran volumen de trftnsito y las fuertes cargas par eje, algunos pavimentos flexibles tienen gruesas capas de pavimento Riego de sello

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~~~~ Subrasante

FIG. 1.2

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MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ...

muy resistentes, que tienen uh comportamiento muy rigido que no estli de acuerdo con el criteria flexible original~ De esta manera, los pavimentos realmente flexibles, son cada vez mas es<:asos. En este manual, se seguin\n llamando pavimentos "flexibles", a aquellos que superficialmente tienen una capa de mezcla asfliltica, apoyada en otras varias capas de material de menor m6dulo de elasticidad. Tambien se llarnarlin "pavimentos rigidos", a los que superficialmente tienen una losa de concreto, apoyada sabre la capa subrasante o sabre otra capa de poco mOdulo de elasticidad. En la Fig. 1.2, se presenta una secci6n transversal tipica de estos pavimentos. 1.3. COMPONENTES ESTRUCTURALES DEL PAVIMENTO

La subrasante es Ia capa de 30 em de espesor minima, que esta en Ia parte superior de un terraplen o en corte, generalmente formada del mismo suelo de la terraceria. La subbase de pavimento flexible, es una capa abajo de la base, de menor calidad que ella, que tiende principalmente a abaratar el costa del pavi.mento. La subbase de un pavimento rigido, cuando este deba soportar bajo volumen de tnlnsito o la losa, se apoyar:i sobre una buena subrasante, se puede omitir f:icilmente, tiene la principal funci6n de contrarrestar la mala calidad de la subrasante. Estrictamente hablando, la subbase de estos pavimentos es una subrasante de suelo tornado de un banco con material mejor que el de la terraceria, o de Ia misma terraceria, pero mejorada. La base de los pavimentos flexibles, es una capa resistente, formada de suelo granular o estabilizado, que recibe la carga de Ia carpeta asfiltica y Ia distribuye en menor intensidad a la capa de abajo, que puede ser la subbase o la subrasante. La carpeta asf:iltica, que puede ser de riesgos superficiales, de mezcla en ellugar, ode concreto asfa.Itico hecho en planta estacionaria, tiene un espesor relativamente delgado, dependiendo del trinsito previsto, 2 em a 7 em; tiene la funci6n de proporcionar adecuada resistencia al desgaste de Ia base, protegiWdola de las lluvias, heladas y ayud:indole en algunos casas ( carpetas gruesas) a absorber algo de la carga de los vehiculos. La losa de concreto, de alta resistencia a Ia flexiOn y al desgaste. funciona como una supercarpeta y base, simultineamente. 1.4. CARGAS

Los pavimentos tienen por funci6n soportar las cargas que los vehiculos les transmiten. El peso del vehiculo se transmite a traves de sus llantas.

Lo normal en disefw que pueden tener dos o es de 14 500 kg para un mas varian de una naci6 rica, de un estado a otrc vehiculos que usan nue! cia que se exceden de e: Para efecto de diseii americana, se ha adoptad Las cargas difieren rr peso como en su geome orillas en aquellas. Sin e1 tera es lo mismo que pa: ci6n entre los pavimento: 1.5.

De las variables de i el tr:insito que lo usara ( Guerra Mundial, no exisl mentos. Esta contlagrac aviones y pesados camiOJ Para 1950, los inger contar con metodos y di~ sito, carla vez m:is intem aeropuertos. Hoy, todos los metoC sito de todos los vehicul diseiio de 20 o 25 aiios. ~ al momenta de construir Jo a carga eje sencillo d( fica el nllmero de esas 1 de aumento anual de los calles de tipo residencia t:indar (de 8.2 ton/m) o calle comercial, con 1 30 000 000 de cargas esl En este manual, se cuyos niveles cubren ac van de las minim as ( 1 0, de cargas estindar). Est gorias de tr3.nsito propt Institute", E.U.A., y el ~

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TIPOS DE PAVIMENTO Y TRANSITO DE DISENO

17

Lo normal en disefto de pavimentos es considerar el peso de los ejes, que pueden tener dos o cuatro llantas. El peso miximo en nuestro pais es de 14 500 kg para un eje t3.ndem de ocho llantas. Estas cargas m3.ximas varian de una naci6n a otra, y en los Estados Unidos de Norteamerica, de un estado a otro. Si se verificara frecuentemente el peso de los vehiculos que usan nuestras carreteras y calles, se veria con frecuencia que se exceden de esas cargas legales mcl.ximas. Para efecto de diseiio, en America, siguiendo la experiencia norteamericana, se ha adoptado una "carga eje sencillo" de diseiio, de 8 200 kg. Las cargas difieren mucho de una carretera a una aeropista, tanto en peso como en su geometria de aplicaci6n; al centro en. estas y en las orillas en aquellas. Sin embargo, lo que se dice de cargas para una carretera es lo mismo que para una calle. Por lo tanto, no hay mucha variaci6n entre los pavimentos de esas obras viales. 1.5. TRANSITO DE DISENO

De las variables de insumo del proceso de diseiio de un pavimiento, el trinsito que lo usara es de las mas importantes. Antes de la Segunda Guerra Mundial, no existian problemas de tr8nsito, ni de diseiio de pavimentos. Esta contlagraci6n, implant6 de inmediato el uso de grandes aviones y pesados camiones militares. Para 1950, los ingenieros de pavimentos tenian el problema de no contar con metodos y diseiios adecuados, que tomaran en cuenta el tninsito, cada vez mas intenso y pesado que demandaban las carreteras y los aeropuertos. Hoy, todos los metodos de diseiio de pavimentos consideran el transito de todos los vehiculos que usarfm el pavimento, para una vida de diseiio de 20 o 25 aiios. Se determina el volumen de tr
18

MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO .. TABLA 1.1.

CATEGORIAS DE TRANSITO

CAPITULO 2

Descripci6n

Categoria A

Banquetas, plazas y andadores.

B

Calles y peatones.

1

Calles residenciales, estacionamientos de autom6viles.

2.

Calles residenciales alimentadoras. P<Jcos autobuses.

3

Avenidas, estacionamientos industriales, regular cantidad de autobuses, calles y estacionamientos de m.ercados de abastos.

4

Calzadas y calles comerciales con muchos autobuses.

5

Carreteras urbanas, autopistas.

El suelo es el materi por el hombre). Asimi~ construcci6n que usa.

mas

Ver Tabla 1.1 con las cinco categorias de tninsito, dos de peatones, con una descripci6n del tipo de calle y cantidad de autobuses. Suelo es para el ingeJ Ia corteza terrestre. El C( Geologia o la Ingenieria El suelo es un conj1 La roca, es un conjunto naturaleza, usando med las particulas minerales menos casas, Ia natural produce rocas, En ingenieria civil se do a su granulometria o La Tabla 2.1 con t(}( cillez. La diferencia entre 1 El limo puede detecta poca plasticidad o nada. 2.3. Cl

Para agrupar los sue rias clasificaciones:

En carreteras En aeropuerb La SAHOP, una modi

lfi"EDRADO ..

NSITO

CAPITUW 2

m6viles.

Suelos y Subrasantes

buses. Iar cantidad de autobuses, stos. obuses.

sito, mas dos de peatoidad de autobuses.

2.1. INTRODUCCION

El suelo es el material mas antiguo usado por el ingeniero (tam bien por el hombre). Asimismo es el mas complejo y variado material de construcci6n que usa. 2.2. SUELOS

Suelo es para el ingeniero, todo material no consolidado que esta sabre la corteza terrestre. El concepto de suelo es diferente en Ia Agronomia, la Geologia o la Ingenieria. El suelo es un conjunto de particulas minerales debilmente unidas. La roca, es un conjunto de particulas minerales fuertemente unidas. La naturaleza, usando medios mec
Para agrupar los suelos con mayor propiedad, se han propuesto varias clasificaciones: En carreteras se usa Ia clasificaci6n En aeropuertos la clasificaciOn de la La SAHOP, usa para muchos fines una modificaci6n de Ia ...... .

AASHTO. F.A.A.

sues.

20

MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMP'EDRADO ...

CLASIFICACION AASHTO

Esta importante asociaci6n norteamericana dedicada a las carreteras y transportes, revis6 y adopt6 la antigua clasificaci6n de suelos de la

Public Roads Administration (USA) y desde entonces se usa mucho en carreteras en todo el mundo, con el nombre de ella. La clasificact6n se presenta en la Tabla 2.2. En ella, los suelos se dividen en dos grandes grupos, Los suelos granulares, con el35% o menos pasando la malla NUm. 200 y los suelos limoarcillosos y arcillosos, con mas del 35% pasando la malla NUm. 200. Para cada suelo, ademis de determinar su granulometria simplificada, se detenninan sus limites, liquido y plistico, deduciendo de elias su indice de plasticidad. Para cada suelo se calcula su indice de grupo, usando la siguiente ecuaci6n: LG. = 0.2a + 0.005ac + O.Olbd, en donde:

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aquella porci6n del porcentaje que pasa la malla NU:m. 200, mayor del 35% y no excediEmdose del 75%, expresado como un nUmero entero (0 a 40). aquella porci6n del porcentaje que pasa la malla Nllm. 200, mayor dellS% y no excediendose del 55%, expresado como nUmero entero (0 a 40). aquella porci6n del valor del limite liquid0, mayor del 40% y menor del 60% (0 a 20). aquella porci6n del valor num€rico del indice de plasticidad, mayor del 10% y no excediendose del30% (o a 20).

El indice de grupo es Util para diferenciar suelos de un mismo grupo, colocindose su valor entre par€ntesis. Asi, un suelo .A-4-(8) es diferente a un suelo A-4-(0). CLASIFICACION SAHOP

La Secretaria de Asentamientos Humanos y Obras PUblicas, SAHOP, usa una clasificaci6n de materiales para terracerias que incluye ROCAS, SUELOS y SUELOS ALTAMENTE ORGANICOS. Ver Tablas 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5 y 2.6. TABLA 2.1.

CLASIFICACION DE SUEWS POR TAMA:l\lO DE PARTICULAS

Suelo

Escala diinensional

Boleo

Mas de 80 mm (3")

Grava

De 80 mm a 5 mm (malla NUm. 4)

De 5 mm a 0.074 mm (rnalla NUrn. 200) Limo y arcilla

Menos de 0.074 rnm

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TABLA 2.2.

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AASHTO

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(35% o menos pasa la malla NUm. 200) A·l

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CLASIFICACION DE SUELOS POR EL SISTE'MA

Materiales granulates Clasificaci6n general

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A-6

A-7

Clasificaci6n por grupo A-1-a

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A-2-5

A-2-4

A-2.S

A-7-5

A-2-7

A-7-6

Granulometria % mas fino: Malla NUm. 10

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40 mix 11 min

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-

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35 mix

36 min

36 min

36 min

36 min

41 min 11 min

40 mix 41 min 10 mix 10 max

40 mix 11 min

41 min 11 min

16 mix

20 mix

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-

-

-

Caracteristicas del material menor que NU.m. 40: Limite liquido, indice de plas· ticidad Indice de grupo Tipos comunes de los materiales constituyentes principales

Apreciaci6n general como ,subrasante --

-

6 mix

NP

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Fragmentos de roca, grava y arena

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De excelente a bueno

Gravas y arenas limosas o arcillosas

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Suelos limosos

Suelos arcillosos

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FRAGMENTOS DE ROCA "l">maDo, mayo'"' de 7.6 <= (3") 'f menor<s de 2m

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TABLA 2.5

SAHOP

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Simbolo

Tipo

Subtlpos

_grupo

Ca~actedsticas

par" su acomodo

Prueba.s especificadas pa.Ta Ia d~t~rminaci6n d~ los p~sos volumetricos secos maximos

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Mayores de 75 em

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Los Ultimos 30 em cen como capa subras; es muy importante par Es muy importante, 50 em abajo de Ia subr Esto se consigue d la subrasante. Para disefl.ar adect tipo flexible, se deben te, tanto en el campo < pografia, geologia, del Existen muchos m1 cluyendo granulometri: laciones humedad-dens Este manual, que pt santes en tres categori:

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Para saber si una ! superior de una terrae mos conocer, cuando 1 dad y principalmente s le conoce mundialmer. Si no contamos co; Ia anterior informaci6r: Si a un suelo le mezch su plasticidad se mai con una arcilla. Si la mana el suelo amasa< suelo, para provocar u llanta superficialment€ Un suelo grueso c< tifica y si no esta lirr grava 11mosa, grava ar La Tabla 2. 7 presel de su resistencia (V.R suelo tipico. Si un suelo tiene u1 calidad de subbase re~

SUEWS Y SUBRASANTES

29

2.4. SUBRASANTES

'

I '

Los Ultimos 30 em de una terraceria, de corte o terraplen, se conocen como capa subrasante, o simplemente como subrasante. Esta capa es muy importante para .los pavimentos y constituye su cimiento. Es muy importante que el nivel de aguas fre!l.ticas este cuande menos a 50 em abajo de la subrasante. Esto se consigue drenando el subsuelo o terraplenando para elevar

la subrasante. Para d.iseftar adecuadamente un pavimento, principalmente los de tipo flexible, se deben hacer extensos estudios del suelo ~e la subrasante, tanto en el campo como en el laboratorio. Comprend.e estudios de topografia, geologia, del ambiente y sobre todo, de mec3nica de suelos. Existen muchos metodos y pruebas para detenninar su calidad, incluyendo granulometria, plasticidad, compresibilidad, resistencia y relaciones humedad-densidad. Este manual, que pretende ser pdctico y sencillo, divide a las subrasantes en tres categorias: Buenas Regulares

III'

Pobres

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Para saber si una subrasante dada, o si el suelo que esta en la parte superior de una terraceria, corresponde a una de estas categorias, debemas conocer, cuando menos, su granulometria simplificada, su plasticidad y principalmente su "valor relativo de soporte" o VRS o CBR como se le conoce mundialmente. Si no contamos con un laboratorio de suelos cercano, para obtener Ia anterior informaciOn, podemos, visual y manuahnente, probar el suelo. Si a un suelo le mezclamos algo de agua y lo amasamos entre los dedos, su plasticidad se maniftesta inmediatamente y, si es alta, estaremos con una arcilla. Si la plasticidad es baja y colocando en el hueco de la mano el suelo amasado, golpeamos con la otra mano la que tiene el suelo, para provocar una pequefta sacudida vertical, si el suelo se abrillanta superficialmente, tendremos un limo. Un suelo grueso como una arena o una grava, visualmente se identifica y si no esta limpio, y contiene algo de limo o arcilla, sera w\a grava limosa, grava arcillosa, arena limosa o arena arcillosa. La Tabla 2. 7 presenta las tres categorias de la subrasante, en funci6n de su resistencia (V.R.S. ), su clasificaci6n AASHTO o Ia descripci6n del suelo tipico. Si un suelo tiene un valor relativo de soporte cercano al40%, ya tiene calidad de subbase regular. Si tiene 50% o mas es una subbase buena.·

30

MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO. TABLA 2.7.

CATEGORIAS DE SUBRASANTES

CAPITULO 3 Suelo tipico y su clasificaci6n

Categoria

Valor Rei. so-porte

Buena

13 a 35

Gravas, grB.va~arenas, arenas A - 1, A- 2, A- 3. De "GW a SM".

Regular

6 a 12

Umos y arcillas poco pllisticas. A-4, A-5, A-6. De "ML a CH".

Pobre

3 a 5

Arcillas muy pl3.sticas. A-7. CH y Pte.

Cuando una subrasante es "pobre", conviene estudiar Ia posibilidad econ6mica de quitarla, estabilizarla o colocar sabre ella otra subrasante de mejor calidad. TABLA 2.8.

'

·"

I Las capas base y su .pavimentos fl.exibles de empedrada. Constituyen chos de esos pavimento vida, a Ia calidad y esi . es el coraz6n de los pa· ·concreto, como se expl formado exclusivarnentE so o si el suelo subrasa1 cOmo se le llama. En esa capa.

COMPACTACION DE LA SUBRASANTE

Categorla de tr8nsi.to

Espesor minimo

1. 2, 3,

15

4y5

30 em

=

Bases, Sub

% de compactaci6n

90 minimo

95 minimo

En pa~imentos flexi base y subbase tienen I. pacidad de soportar ca ciente resistencia para transmitirla, a un nivel puede ser una subbase Actualmente podem

I

L

Base granular:

1

Base estabilizada:

~

En las primeras ''B pende de la fricci6n in

PEDRADO . ..

ANTES

J-~ CAPITULO 3

Suelo tfpico y su

clasificaci6n va·arenas, arenas A - 1, - 3. De "GW a SM".

Bases, Subbases y Estabilizadim de Suelos

cillas poco pl!sticas. ~5, A-6. De "ML a 1y

pl!sticas,

$tudiar la posibilidad ~ ella otra subrasante

J

'

3.1. INTRODUCCION

Las capas base y subbase estan principalmente relacionadas con los .pavimentos flexibles de superficie asf
RASANTE % de compactaci6n

90 mfnimo

95 minimo

3.2. BASES

En pa\'imentos flexibles (de asfalto, adoqufn o empedrado) las capas base y subbase tienen la principal funci6n de contribuir mucho a la capacidad de soportar cargas del pavimento. La base debe tener Ia suficiente resistencia para recibir la carga de Ia superficie arriba de ella y transmitirla, a un nivel de esfuerzo adecuado, a Ia capa siguiente, que puede ser una subbase o una subrasante. Actualmente podemos considerar dos clases de bases: Base granular:

De grava triturada y mezcla natural de agregado

y suelo. Base estabilizada: Suelos con cementa Portland, cal o asfalto.

l

En las primeras "Bases granulares", Ia estabilidad del material depen de de Ia fricci6n intema y de su cohesi6n.

'

BASES, SUE

32. MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, ·EMPEDRADO. TABLA 3.1.

M.Ua

Malia 50 25 10 5

TABLA 3.3.

GRANULOMETRIAS

Zona 1

rom (2")

100-59-100 40-65 30-50 2a-38 11-20

mm (I") mm (3/8")

mm (NU:m. 4) 2 mm (NU:m. 10) 0.5 mm (Nlim. 40) 0.075% mm (Nfun. 200)

5-10

Zona 2 100-
Zona 3 50 25 10 5 2 0.5 0.075

100-80-60--100 38--70 19-25

Limite liquido

30 max

30

max

30 mix

% Cont. lineal

4.5 mix

3.5

rna.x

2.0 max

mm (1")

nun (3/8") mm (Nfun. 4) mm. (NU.m. 10) mm (NUm. 40) nun (Nlim. 200)

% contracci6n lineal

Valor relativo de soporte:

Una alta fricci6n interna se consigue con agregados bien graduados, de forma irregular y con una pequefia cantidad de finos limos arenosos .. En las bases estabilizadas, la estabilidad depende de la resistencia proporcionada por la liga del suelo y cementa, cal o asfa1to. Aqui, Ia granulometria es de importancia secundaria para Ia resistencia obtenida. Los requisites de caUdad para las bases granulares son: (ver Ta· bias 3.1 y 3.2, seg(m Ia SAHOP.) Las bases estabilizadas, son producto de un concepto de· material moderno y diferente. Si la regiOn es hllmeda, conviene pensar en el cemento Portland. Si la regiOn es arida, conviene pensar en el asfalto.

Los requisites de calidad pa tornados de las especificaciones Las subbases en los pavin complementaria de una mala s tructural, siendo su usa en los 1) Si el pavimento va a tent 2) Si el suelo de la subras los de Ia categoria "Regt

En los pavimentos rigidos se para; 1 ) Prevenir falla por bomb 2) Para proteger de las he 3) Para contrarrestar los , tracci6n) de Ia subrasar 4) Para aumentar la capac 5) Como auxiliar en la cOl

TABLA 3.2 Equivalente de arena (tentativo)

nun (2")

Indice de durabilidad (tentativo)

Intensidad de tr;insito en ambos sentidos

Valor relativo de soporte

Hasta 1 000 vehiculos pesados a1 dia

SO min

30 min

35 min

95 min

Mis de 1 000 vehiculos pesados al dia

100 min

SO min

40 min

95 min

Para que se produzca fall requiere que exista; a) In tens' la subrasante. c) Que Ia subra sando mall a N6m. 2.00). Si uno de estos factores n< En nuestro pais, pocas re~ necesario para perjudicar el s· de construir un pavimento de cillosa. En este caso, basta in< sor, para contrarrestar las ex

3.3. SUBBASES

La capa subbase, en los pavimentos flexibles, tiene como principal funci6n abaratar ef costo del pavimento. Si el espesor de Ia base es de mis de 20 em, conviene sustituir parte de ese espesor con un material de menor calidad, que abunde localmente.

L

QUIN, ·EMPEDRADo .

BASES, SUBBASES Y ESTABILIZACION DE SUELOS

TABLA 3.3.

lMETRIAS

33

GRANULOMETRIAS % pasando

Zona 2 100-65 65-JOO 50-80

38-60 20-38 10-19

Malla

100-80-60-100 38-70 19-25

30 mix

30

3.5 max

2.0

max max

m agregados bien graduados, idad de finos limos arenosos .. td depende de la resistencia ento, cal o asfa1to. Aqui, Ia para Ia resistencia obtenida. ~s granulares son: ( ver Tale un concepto de material en el cementa Portland. Si :alto.

"

lndice de du.rabilidad (tentatlvo)

35 min 40 min

Zona

Zona 3

% ,, compactaci6n

50 25 10 5 2 o.s 0.075

mm (2") mm (1") mm (3/8") m.m (Nitm. mm (NU.m. nun (Nfun. mm (Nitm.

1

Zona 2

Zona 3

100-59-100 · 4) 10) 40) 200)

% Contracci6n lineal

Valor relativo de soporte:

40-65 30-50 20-38 11-20

100-65-100

50-80 38-60

5-10

20-38 10-19

6 mix

4.5 max

100-80-60--100 38-70

19-$ 3.0 max

50 min

Los requisitos de calidad para est~ material se dan en Ia Tabla 3.2, tornados de las especificaciones generales de construcci6n SOP. Las subbases en los pavimentos de concreto, tienen una funci6n complementaria de una mala subrasante y se les asigna poco valor estructural, siendo su uso en los siguientes casas: 1) Si el pavimento va a tener trinsito intenso, de categor.ias 3, 4 y 5. 2) Si el suelo de la subrasante es fino y pl::istico, los Ultimos suelos de Ia categoria "Regular.. y todos los de Ia "Pobre".

En los pavimentos rigidos de concreto, se incluye un?- capa subbase para: 1) Prevenir falla par bombeo de Ia subrasante. 2) Para proteger de las heladas a Ia subrasante. 3) Para contrarrestar los cambios volum€tricos (expansiOn y contracci6n) de Ia subrasante. 4) Para aumentar Ia capacidad soportante de Ia subrasante. 5) Como auxiliar en Ia construcci6n.

95 min 95 min

.bles, tiene como principal ·I espesor de Ia base es de e espesor con un material

Para que se produzca fa1la par bombeo en pavimentos rigidos se requiere que exista: a) Intenso trinsito pesado. b) Agua acumulada en la subrasante. c) Que Ia subrasante tenga muchas particulas finas (pasando mall a NU.m. 200). Si uno de estos factores no existe, no hay falla par bombeo. En nuestro pais, pocas regiones padecen fuertes heladas, el tiempo necesario para perjudicar el ·suelo de la subrasante. SOlo queda el caso de construir un pavimento de concreto, sobre una subrasanrte muy arcillosa. En este caso, basta incluir una capa subbase de 10 em de espesor, para contrarrestar las expansiones del suelo arcilloso. En algunos

34- MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO.

casos, el suelo de la subrasante puede ser muy arenosb y para facilitar Ia construcci6n sobre este material, conviene mejorar la subrasante. La calidad de un material para subbase o base, como tambien se le llama, en los pavimentos de concreto, no necesariamente debe ser la misma que para las bases de pavimento flexible, en donde si tienen una funci6n estructural Esa capa intermedia, entre Ia losa de concreto y la subrasante, debe tener mejor calidad que la subrasante, pero puede ser de menor calidad que la base de pavimentos flexibles, aumentando, si es necesario, su espesor para aprovechar los mate-.:iales locales. Los requisitos de calidad, pueden ser los intermedius de los presentados entre Ia base y la subbase en las Tablas 3.1 y 3.3. 3~4.

ESTABILIZACION DE SUELOS

Como el nombre lo indica, con este recurso se pretende hacer mas "estable" a un suelo. La primera y la que siempre acompaiia a todas las estabilizaciones, es la de aumentar la densidad de un suelo, compactcindolo meccinicamente. La segunda estabilizaci6n usada es Ia de mezclar a un material de granulometria gruesa, otro que carece de esa caracteristica. Finalmente, esta el recurso de estabilizar un suelo, mezcl3.ndole cemento Portland, cal hidratada, asfalto o cloruro de SO(lio. El uso de Ia cal esci limitado a suelos que contengan minerales arcillosos, con los cuales hacer Ia "acci6n puzol3.nica" que lentamente va cementando las particulas del suelo. La utilidad de Ia cal es para aquellos casos en los que no se necesite pronta :resistencia. Este aglomerante es muy adecuado para bajar la plasticidad de los suelos arcillosos o para contrarrestar el alto contenido de humedad en terracerias o en bases y subbases, siempre que e&tas no sean muy arenosas. El ingeniero de pavimentos debe recordar que Ia estabilizaci6n es un asunto econ6:mico. Que hay casos en los que es mejor y mas barato recurrir a un mejoramiento del suelo del Iugar, que transportar otro material de~de grandes distancias. Los siguientes casos pueden justificar una estabilizaci6n:

a) Un suelo de subrasante desfavorable, o muy arenoso, o muy arcilloso. b) Materiales para base o subbase en el limite de especificaciones. c) Condiciones de humedad desfavorables. d) Cuando se necesite una base de caUdad superior, como en una autopista. e) En repavimentaci6n, aprovechando los materiales existentes. Los materiales mas usados para mezclarlos con suelo para fonnar capas de pavimento son: el cementa, la cal y el asfalto.

E

La estabilizaci6n de mente usada en el mm equipo especial de com la tesis de que los rec industrias petroquimica: valer inestimable para mentos, medicinas, pta~ Esos energeticos, que s mente como hoy, para memo Portland se elab< y arcillas. En nuestro pais no to. S6lo se emplea el cer la plasticidad en suelos cador o destufador, es 1 Al mezclar un suelc duro, con mejores cara< tabilizaci6n no es tan S€ Pueden usarse todos lo org3.nicos, aunque los m gregado. Los limos, las . todas las gravas y las ar• material suelo-cemento, , a Ia de los. suelos granu· a) Es mas resistent mayor area, perrr sor de suelo-cem1 b) Tiene mayor m6c c) Es mas imperme1 d) Es muy resistent! e) En presencia de aumenta bastant€ f) AI secarse no p; nulares. g) Su resistencia au: cremento que en La cantidad de ceme menor si el suelo es p01 kg m~ de suelo compacl buena calidad. Con cant pacto, se obtiene un matt

BASES, SUBBASES Y ESTABILJZACION DE SUELOS

IPEDRADO ...

renoso y para facilitar orar la subrasante. e, como tambilm se le ariamente debe ser la ~n donde si tienen nna . losa de concreto y la asante, pero puede ser !dbles, aumentando, si nateriales locales. Los e los presentados entre

~LOS

se pretende hacer mas acompafta a todas las ~ un suelo, compactanISada es la de mezclar :l carece de esa caraczar un suelo, mezclanloruro de sodio. El uso tinerales arcillosos, con .tamente va cementanes para aquellos casos glomerante es muy adelosos o para contrarreso en bases y subbases, la estabilizaci6n es un mejor y mas barato rele transportar otro rna1bilizaci6n: muy arenoso, o muy 1ite de especificaciones. superior, como en una 1teriales existentes. con suelo para formar sfalto.

35

3.5. SUELO-CEMENTO

La estabilizaci6n de suelo con cementa Portland, es la mas ampliamente usada en el mundo. Es muy sencilla de hacer y no se necesita equipo especial de construcci6n. Ademas, en este manual se sostendr
cantidad de cementa necesaria varia con el tipo de suelo, siendo si el suelo es poco arcilloso. Para limos finos arenosos, con 50 de suelo compactado, puede producirse una base o subbase de calidad. Con cantidades de cementa de 100 kg/m3 de suelo comse obtiene un material para base que supera al obtenido con grava

36

?t~UAL

DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ...

1

'

I

Frc. 3.1.

Base de suelo-cemento para una gasolineria con pavimento de adoquin

) I'

triturada y con meno1 a un 3 a 6% en peso. Si se dispone de l de mejor calidad. Si aumentando ligerame1 Con dos motoconfc dido, tramos de suelo· espesor de 10 a 15 en Este es el tiempo se usa el mismo equiJ: El criterto de diseJ matertal de mayor resi dad. La resistencia es elaboradas segU.n el rn "estiDldar" y una hun Obteniendo a 7 dl calidad adecuada par Si el caso es una pista, la resistencia a mas sin producir un plasticidad del suelo, El procedimiento a) b) c) d)

Pulverizaci6n Mezclado de c Compactaci6n. Curado de uni

En el suelo-cemer dos Unidos de Norte; durabilidad del mate lamiento-deshielo y l: que disefi.an las mezc confinar. Se ha dem te, pasan Ia prueba critico el caso de su son como se indica: Resistencia a la

com~

California Clas

" " Texas ...... . Inglaterra, trin " FIG. 3.2.

Humedeciendo y compactando Ia base de suelo-cemento

J

El requisito de c con cementa, 95% n

IPEDRADO ...

BASES, SUBBASES Y ESTABILIZACION DE SUELOS

37

triturada y con menor costa. Estas cantidades de cementa corresponden a un 3 a 6% en peso. Si se dispone de una planta mezcladora sera para hacer la mezcla, de mej-or calidad. Si no, esta se puede hacer con motoconformadora, aumentando ligeramente el cementa, por las deficiencias del mezclado. Con dos motoconformadoras se pueden hacer, entre mezclad~ Y tendido, tramos de suelo-cemento de ~00 m de largo, 15 m de ancho y un espesor de 10 a 15 em, en una jomada de 4 a 6 hr. Este es el tiempo maximo para empezar a compactar la mezcla, y se usa el mismo equipo que para los suelos sin cementa. El criteria de disefio de las mezclas suelo-cemento es para obtener un material de mayor resistencia. No s6lo se debe pensar en disminuir plastiddad. La resistencia es a la comprensi6n efectuada en probetas cilindricas elaboradas segU.n el molde AASHO estindar, con energia de compactaci6n "est3ndar" y una humedad Optima. Obteniendo a 7 dias una resistencia de 20 kg/cm 2 se garantiza una calidad adecuada para bases de pavimento flexible o rigido. Si el caso es una base para un aeropuerto importan!e o una autopista, la resistencia a los 7 dias puede aumentarse a '30 kglcm 2 o alga mas sin producir una capa quebradiza. Si s6lo se desea modificar la plasticidad del suelo, las cantidades de cementa son menores. El procedimiento de construcci6n canst a de las fases siguientes:

\

on pavimento de adoquin

a) b) c) d)

!

Pulverizaci6n o desgrumado. Mezclado de cementa y agua. Compactaci6n. Curado de unos 7 dias.

En el suelo-cemento, al principia de su usa, sabre tod.o en los Estados Unidos de Norteamerica, el criteria de diseiio de las mezclas era la durabilidad del material, determinando su valor en pruebas de congelamiento-deshielo y humedecimienta-secado. Hoy son muchos los paises que disei'ian las mezclas en funci6n de su resistencia a Ia compresi6n sin confinar. Se ha demostrado que pasando esta prueba satisfactoriamente, pasan la prueba de durabilidad. Adem8.s, en muchos paises no es critico el caso de suelos congelados. Algunos requisitQS de resistencia son como se indica: · Resistencia a Ia compresi6n sin confinar, en kg!cm 2

I

I

de suelo-cemento

j

California Clase A, m:is de 5% de cemento, , , B, , , 4% , , Texas ...•............................. , Inglaterra, tr:insito ligero ................. , , , pesado ................ ,

52 28 50 17 28

a 7 dias

, " , ,

, ,

, "

" " , ,

El requisite de compactaci6n es igual que para suelos no tratados con cementa, 95% minhno. El control de Ia compactaci6n no difiere del

38 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ...

tradicional, excepto que en el suelo-cemento no se debe determinar el "peso volum(itrico" seco miximo, con el material extraido de las calas. Es necesario muestrear la mezcla antes de que se compacte y detenni-. narle asi su PVS mixi.mo, con la prueba AASHO..Est
En algunOs casas ducto asfiltico para ~ ticas tambilin se les asfilticos ( asfaltos r cos) est:i limitado a dificil estabilizar un La estabilizaci6n con

3.6. SUELO-CAL El uso de cal para mejorar suelos con mayor plasticidad, aparte de conseguir ese fin, aumenta tambifut su resistencia a la compresi6n sin confinar, produciendo una textura granular mas abierta. La cantidad de cal es de un 2 a 8% en peso. Para que Ia cal reaccione convenientemente ( este no es el caso del cementa) se necesita que el suelo tenga minerales arcillosos, o sea silice y alUmina, y se pueda lograr la acci6n puzohlnica, que aglomerar:i adecuadamente las particulas del suelo. Esto debe recordarlo el ingeniero de pavimentos. El suelocemento adquiere su resistencia r:ipidamente, ya que s6Io se necesita que el cementa se hidrate adecuadamente. En cambia el suelo-cal, necesita la reacci6n quimica de los iones calcic y los mineraies arcillosos, que lentamente adquieren resistencia. Una capa subbase para pavlmento de concreto hecha de suelo-cemento, pennite iniciar Ia colocaci6n de cimbras al rendir la compactaci6n y empezar a colocar concreto a los 2 dias. Una ventaja del suelo-cal es que su periodo de curado puede iniciarse mas tarde, en cambio, el suelo-cemento requiere curado inmediato. Por lo general, las arenas no reaccionan favorablemente con la cal y no pueden estabilizarse con ella. El Cxito de Ia estabilizaci6n con cal, no s6lo para disminuir plasticidad, sino para adquirir resistencia, es el tipo de suelo o el tipo de mineral arcilloso que contenga. El criteria para diseflar en el laboratorio las mezclas, suelo-cal, depende del papel que vaya a desempeftar la cal:

a) Reducir la ab! de asfalto. b) Incrementar l; ·de asfalto, co1 En el libra "Prine Yoder, recomienda lc

Tipo de material Suelos de grano fino

renas

!<;ravas y gravas-arenas

A continuaci6n s cas, capas de renivel

a) Modificador de plasticidad o humedad. b) Proporcionador de resistencia. Para verificar si un suelo pierde plasticidad mezcl:indolo con cal, se determina su indice de plasticidad y su porcentaje de contracci6n lineal antes· y despues de agregar la cal. Cuando se desea adquirir resistencia, existe el problema de que no todos los suelOs desarrollan r:ipido su resistencia con la cal, por lo que en Texas han establecido el criterio de que si una mezcla suelo-cal se prueba a la compresi6n sin confinar (pro¥ beta cilindrica Proctor) inmediatarnente despulis de compactarse, si se otbienen 7 kg/em•, la mezcla es adecuada. El procedimiento de construcci6n tiene las mismas fases que las- del suelo-cemento.

Granulometria % pasando malla

De

.. ••

40 mm ( 11/2'· 10 mm (3/8" 2 mm (Nlim .

0.07 mm (Num

% De contracci6n lil

i

, ,

Desgaste, Los An De compactaci6n Adem:is deberan

_j

'EDRADO ...

: debe determinar el xtraido de las calas. compacte y detenni- . stWdar.

1lasticidad, aparte de a la compresi6n sin 1ierta. ?ara que Ia cal reacemento) se necesita alUmina, y se pueda damente las particulavimentos-. El suelo. s6lo se necesita que :1 suelo-cal, necesita ~ral.es arcillosos, que ! para pavimento de 1 colocaci6n de cim~oncreto a los 2 dias. rado puede iniciarse ·ado inmediato. tblemente con la cal :ua disminuir plasti: suelo o el tipo de

BASES, SUBBASES Y ESTABILIZACION DE SUELOS

39

3.7. SUELO-ASFALTO

En algunos casas conviene estabilizar un material usando algUn producto asfaltico para elaborar capas base o subbases. A estas bases asfalticas tambiim se les conoce como 'bases negras". El usa de productos asf:ilticos ( asfaltos rebajados, emulsiones asfalticas y cementos asf:ilticos) estli limitado a suelos granulares o de particulas gruesas. Es muy dificil estabilizar un material arcilloso, por los grumos de esos suelos. La estabilizaci6n con asfalto puede tener dos fines: a) Reducir la absorci6n de agua del material, usando poca cantidad de asfalto. b) Incrementar la resistencia de un material usando mayor cantidad ·de asfalto, como en las bases asf:ilticas. En el libra "Principles of Pavement Design", 2a. Edici6n, el profesor Yoder, recomienda lo siguiente: Miximos valores para estabilizar

Tipo de material Suelos de grano fino renas

Tipo de

asfalto

% de asfalt

Limite liquido 40 Emulsiones, rebajados Indice phistico 18

4-8

Pasando malla Emulsiones, rebajados-cementos NUm. 200 25 Indice plistico 12

4-10

pravas y gravas-arenas Pasando malla Rebajados, cementos-astilticos NUm. 200 15 Indice plastico 12

2-6

ezclas, suelo-cal, deA continuaci6n se presentan especificaci6n SOP para bases asfa.lticas, capas de renivelaci6n y material para bacheo. Granulometria

% pasando malla

;cllindolo con cal, se le contracci6n lineal adquirir resistencia, Tollan rlipido su rellecldo el criterio de in sin confinar (prode compactarse, si

% De contracci6n lineal .. __ .......... .

as fases que las del

Desgaste, Los Angeles ..... _ . _ ..... . De compactaci6n ..... _ ........ _.. .

De

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40 mm 10 mm 2 mm 0.07 mm

Zona 1

(11/2") ....... . 100-(3/8") ....... . 43-100 (NUm. 10) .... _. 10-26 (NUm. 200) .. . 0-5

Zona 2 100-100 (malla NUm. 4) 26-90 5-16 3% maximo 45% maximo 95%

Adem:is deber:in tener adecuada afinidad con el asfalto.

40

MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUlN, EMPEDRADO ..

Resumen:

El ingeniero de pavimentos debe usar mucho criteria en la estabiliz.aci6n de suelos. Su usa no es un capricho, sino un recurso para abaratar el costo de una capa de pavimento. Existen lugares de Ia Tierra afortwiados en buenos materiales. Desgraciadamente bay mucbos que no disponen de buenos depOsitos naturales de materiales para capas de pavimento. En estos casos, el uso de un detenninado material para estabtliiar un material pobre, lo decide el factor econOmico. Lo. que conviene recordar es que un paVimento resiste las cargas de los vebiculos con el espesor de todas las capas y Ia resistencia de elias. Si en un caso dado tenemos un material en el limite de Ia calidad, podemos aumentar el espesor de la capa para contrarrestar esa menor calidad. En aquellos lugares que abunden los suelos arenosos o areno-limosos, que por si solos no pueden usarse como capas de pavimento, es muy ventajosa Ia estabilizaciOn con cementa Portland. Se pueden distinguir dos casos: a) Capa base para pavimentos con superficie de asfalto o adoquin. b) Capa subbase para pavtmentos de concreto. Adem:is, conviene distinguir en los dos casas anteriores, si el tr:insito sera ligero o pesado. Con esto se pueden especificar diferentes requisites de resistencia a la compresi6n. Se puede especificar para capa base de pavimento de asfalto o adoquin, lo siguiente; Tr:insito ligero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Tr:insito regular ................. 30 Tr8.nsito pesado ................... 40

"

" No conviene que Ia resistencia a Ia compresi6n sea mayor de 55 kg/cm 2 , porque Ia capa se vuelve demasiado r.igida. Para capas subbase de pavimento de concreto, se puede especificar lo siguiente: Tninsito ligero .................. . IS Tr:insito regular ................ . 25 1 r8.nsito pes ado ..... , ............ . 30

" " La resistencia a Ia compresi6n se determina en probetas elaboradas con Ia prueba AASHTO-Est:indar (molde Proctor), y curadas en ambiente bU:medo durante 7 dias, para su ensayo ordinaria. Pavimentos F1exibles Diferentes Clases de Pavimentos F1exibles

Definidos los pavimentos flexibles, como las· estructuras formadas por varias capas, que distribuyen la carga recibida a traves de su espesor

basta la subrasante, a este manual se abarc; mados; a) Pavimentos de b) Pavimentos de c) Pavimentos de

BASES, SUBBASES Y ESTABILIZACION DE SUELOS

4l

'EDRADO ..

riterio en la estabiliIn recurso para abalugares de la Tierra tte hay muchos que :riales para capas de inado material para 'n6mico. Lo · que con·gas de los vehiculos elias. Si en un caso ad, podemos aumen.or calidad. osos o areno-limosos, pavimento, es muy Se pueden distinguir le asfalto o adoquin. nteriores, si el tnlncificar diferentes re1to de asfalto o ado-

•.o

:o :o

kg/cm2

"

"

mayor de 55 kg/cm 2 , se puede especificar 5 kgtcm 2 5 " 0

"

probetas elaboradas curadas en ambien-

'· structuras fonnadas traves de su espesor

basta la subrasante, a un nivel de esfuerzos adecuados a esta capa, en este manual se abarcar
CAPITULO 4

Pavimentos de Asfalto 4.1. INTRODUCCION

Los pavimentos con una superf1cie de rodamiento asf
Se define como carpeta asf:iltica, a la capa o capas, '£armadas de agregados petreos y asfalto, colocadas sobre la capa base. En pavimentos de poco a regular tr
La funci6n de la carpeta asf
44

MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ...

4.3. TIPOS DE CARPETAS ASFALTICAS

TABLA 4.2.

SAHOP ES

Carpetas de Tratamientos o Riegos Superficiales

Consisten· en dar un riego de asfalto FR-3 o alguna emulsiOn, sohre la base impregnada y cubrirlo con un material petreo. La carpeta puede consistir de un riego, dos riegos o tres riegos. Cuando es de dos ·a tres riegos, en el primero se coloca el asfalto y se cubre con el agregado mayor, 25 mm (I") o 19 mm (3/4"). Despues se vuelve a aplicar otro riego de asfalto y se cubre con el siguiente agregado y de nuevo se a plica otto riego de asfalto y el agregado men or. El espesor de esta carpeta varia de 10 a 25 mm, y es la de menor costa y caUdad. Es muy sencilla de construir y con poco equipo, pero de poca calidad.

Milia 2 5 = (1") 9.5 mm (3/8")

4.76 mm (NUm. 4 0.42 nun (NUm. 0.074 mm (NU:m.

% Cont. lineal Desgaste L.A. Particulas alargaC:

TABLA 4.1.

SOP GRANULOMETRIA PARA TRATAMIENTOS SUPERFICIALES Y RIEGOS DE SELLO % que pasa la malla

Agregado

2u 11/2" 11/4" 1" 3/4" 1{2" 3/8u 1/4" 50.8mm38.lmm 32mm 25.4mm 19mm 12.7mm 9.5mm 6.3mm

wo

Niim. 1

95min

wo

NUm. 2 NUm. 3 A NUm. 3 B

Niim. 3 C

Adem3.s;

5m;ix

0

95 min

mb

'" '"

NUm. Niim. Niim. 4 8 4 4.70 2.38 0.420

0

mm

"" mm "

'

0

'

0

max

" """

Las carpetas de me:; rebajado o una emulsi6 tarse al 95% minima. Iugar deber:i ser menox 4.5. CARP

'

"

Eouiv. arena

mb

'

mb

0

Desgaste Los Angeles 30% m:'tx Intemperismo acelerado 12% max Particulas alargadas 35% max

4.4. CARPETAS DE MEZCLA EN EL LUGAR 0 CAMINO

Las carpet as de mezcla en el Iugar, se construyen acamellonando el

agregado (de granulometria gruesa o fin a) sabre el Iugar y aplidndole con una petrolizadora la cantidad adecuada de asfalto (rebajado o emulsiOn), mezchfudolos con motoconformadora o equipo especial de mezclado. Despues de volatizar los solventes o el agua, se tiende y compacta Ia mezcla al espesor fijado. La cantidad de asfalto varia con la granulometria y puede variar de 3. a 6%. Estas carpetas pueden tener un espesor de 4 a 7 em. Su calidad es superior a la de tratamientos superficiales. No deben usarse para categorias de tr3.nsito 3, 4 y 3.

Cuando el tr:insito bora con cementa asf tr:insito de categorias 3 sor de la carpeta es de y en espesor de capa li: mayore~ que el de la c caciones para los agreg TABLA 4.3.

ESPECr

Milia 25 mm (1") 9.5 mm (3/8") 4.76 mm (NUm 0.42 mm (NU:in 0.074 mm (NW % Contracci6n

Desgaste Los A Particulas alarg Equivalente de

Las mezclas asfalti clones, seg6n la SAHO

'EDRADO.

PAVIMENTOS DE ASFALTO

~!CAS

TABLA 4.2.

45

SAHOP ESPECIFICACIONES PARA AGREGADOS DE MEZCLAS

EN EL LUGAR

guna emulsiOn, sobre treo. riegos o tres riegos. ;oloca el asfalto y se mm (3/4"). Despues con el siguiente agre1 agregado men or. El es la de menor costo equipo, pero de poca

~TOS

SUPERFICIALES

NUm. NUm. NUm. 1/4" 0

6.3mm

• '

4.70

•

2.38 0.420

0

2 5 = (1")

'

'

mix 5 mb

m
100

9.5 mm (3/8")

50-100

4.76 mm (NU:m. 4)

26-70

70-100

0.42 nun (NUm. 40)

4-12

12--45

0.074 nun (NU.m. ZOO)

0-5

% Cont. lineal

3

5-18

max

2 mix

Desgaste L.A.

40% max

40% mix

Particulas alargadas

35% max

35%- mix

Eauiv. arena

55% min

55% min

Las carpetas de mezcla en el Iugar deberan elaborarse con un asfalto rebajado o una emulsiOn asfaitica. La mezcla asfaitica debeni compactarse al 95% mfnimo. La penneabilida:i de las carpetas de mezcla en e1 Jugar deberi ser men or del 10% .

5 mb

0 0

0

Cuando el tr:insito sea intenso y pesado, Ia carpeta asfliltica se etabora con cemento asfaitico, llrumindosele de concreto asfaitico. Para trinsito de categorias 3, 4 y 5, deberin usarse estas carpetas. Si el espesor de Ia carpeta es de mis de 5 em, se reparte en espesor de carpeta y en espesor de capa ligante. La capa ligante se hace con agregados alga mayores que el de la carpeta, y un poco menos de asfalto. Las especificaciones para los agregados usados en estas carpetas, seg(m la SOP son: TABLA 4.3.

>It

100

4.5. CARPETAS DE CONCRETO ASFALTICO 0

mb

"

Zona2

Zona 1

Milia

0 CAMINO

ren acamellonando el ~~ Iugar y aplic pueden tener un estratamientos superfi3, 4 y 5.

ESPECIFICACIONES PARA AGREGADOS PARA CONCRETO ASFALTICO

Milia 25 mm (1") 9.5 nun ( 3/8") 4.76 mm (NU:m. 4) 0.42 mm (NU:m. 40) 0.074 mm (Niim. 200) % Contracci6n lineal

% Pasando 100 65

100 70

48 18 5 2

25

max

Desgaste ·Los Angeles

40

mix

Particulas alargadas Equivalente de arena

35 35

max min

10

Las mezclas asfilticas debenin cumplir con las siguientes especificaciones, segUn Ia SAHOP:

46 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO .. TABLA 4.4.

ESPECIFICACIONES PARA MEZCLA DE CONCRETO ASFALTICO

Valor de

Hasta 2 000 vehiculos pesados

Mas de 2 000 vehiculos pesadus

Estabilidad Marshall

450 kg min

700

Flujo en ..mm

2.0 a 4.5

2 a 4

3 a 5

3 a 5

•Vaclos en la mezcla respecto a1 volumen del esp6cimen % Vacios en el agregadu ( VAM) respectu al volumen del esp(:cimen de mezda

..

kg

min

Tamaiio mix %

Tamaiio %

Niim. 4 1/4" 3/8" 1/2" 3/4" 1"

Niim. 4 1/4" 3/8" 1/2" 3/4" 1"

18 17 16 15 14 13

% de compactaci6n

95 minimo

Penneabllidad

Menor de 10%

18 17 16 15 14 13

* Los ll"acfOll en las bases asfatHcas s<>n de 3 a 8%.

FIG. 4.2.

FIG. 4.1.

Planta para elaborar concreto asf:iltico

M;iquina ext

'fiG. 4.3

llYEDRADO ...

PAVIMENTOS DE ASFALTO

CONCRETO ASFALTICO Mas de 2 ooo vebiculos pesidos 700 k8:.min

2 a 4

3 a 5 Tamafi.o

NUm. 4 1/4" 3/8" 1/2" 3/4"

1"

"

18 17 16 15 14 13

FIG. 4.2.

asfaltico ~~--~---

Ma.quina extendedora de mezcla asfaltica y aplanadora metalica

Ftc. 4.3.

Compactando una carpeta asf:lltica

47

48 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ...

El valor de estabilidad de una carpeta de concreto asfaJ.tico, depende de la granulometria del agregado, compactaci6n y cantidad de asfalto en La mezcla. Todos los agregados usados en mezclas asfalticas deber{m tener bue:na afinidad con los asfaltos usados. 4.6. ESPESORES DE CARPETAS ASFALTICAS INSTITUTO DE ASFALTO, U.SA. TABLA 4.5 Espesor de Ia carpeta en em Tipo de carpeta

Td.nsito ligero. Trartsito medio TrAnsito pes ado

TrB.nsito muy pesado

±2.5

±2.5

Mezcla en el Iugar

5.0

7.5

-

-

Concreto asfal.tico

5.0

7.5

7.5

10.0

Tratamientos superfictales

-

Los espesores de carpeta mayores de 5.0 em deben separarse en dos capas, siguierido varias combinaciones, por ejemplo: Espesor carpeta de rodamiento . . . . Espesor capa ligante . . . . . . . . . . . .

4.0 em 3.5 a 6.0 em

Los riegos de sello , pavimentos de calles y do (arena), emulsiOn a un '1odo asfal.tico", el c· E1 cementa y la ca finos del agregado. En las emulsiones ~ la emulsiOn, el agrega1 produciendo una delgad la al tr:insito, no se de: men~ la capa, este qu una superficie antiderr1 Hoy se producen · et ( fraguado normal y r:i; dido continuo usando 1 sobre un chasis de can sella por hora. Los sellas de mortet pavimento (viejo o nu aplicarse como carpeta miento correspondiente. E1 tipo y volumen c tico y tambien las con1

4.7. RIEGOS DE SELLO

Las carpetas asf
Los riegos de sello pueden ser de dos clases: a) De tratamiento superficial b) De mortero asfaltico (Slurry Seal)

Los riegos de sello por ..tratamiento superficial", con sis ten en aplicar asfalto FR (2 o 3) o emulsiOn asf
FIG. 4.4.

Riego de sello <

MPEDRADO ...

PAVIMENTOS DE ASFALTO

1creto asfa.Itico, depende v cantidad de asfalto en ticas debenln tener bue-

ICAS INSTITUTO

nsito pes ado

Transito muy pesado

-

-

7.5

10.0

separarse en dos capas, 4.0 em 3.5 a 6.0 em

49

Los riegos de sella con "mortero asfa.Itico", son muy adecuados para pavimentos de calles y aeropuertos, y consisten en mezclar un agregado (arena), emulsiOn asf
y las de concreto asfa.Ineabilizar .o para vi tali-

1", con sis ten en aplicar ) con agregado NUm. 3 el tratamiento superfi-

1).

y se a plica en calienefecto de este riego de se liga con el asfalto, Jarabrisas de vehiculos

12,

FIG. 4.4.

Riego de sella con mortero asfa.ltico usando una miquina tipo Young

50 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMI'EORADO ...

4.8. DISERO SIMPJ

El disefi.o completo complejo en ingenieria desde unos empiricos, Y nomogramas, basta 1 soluciOn a un problema que TECNICA. Par lo J tenninante. Para un caso dado dan espesores muy dift tabla~. son promedio en La equivalencia est: granular, base suelo-ce. nual, con mucho marg asfalto, en la capa bast FIG. 4.5.

1 em de carpeta as. 1 em de capa base 1 ~m de cap a bases

Diferencia de textura de una carpeta asfiltica sellada con mortero asfa.Itico (Slurry Seal) TABLA 4.6.

M.Ua

ESPECIFICACIONES

Los pavimentos flex

SELLO DE MORTERO ASFALTICO

y se prestan mucho a ·

% pasando

% pasando

superficie fina

superficie general

100

3/Su

100

NUm. 4

100

85-100

NUm. 8

100

65--100

NUm. 16

65-90

45-70

NU:m. 30

40-60

30-50

NUm. 50

25-42

11>-'30

NUm. 100

15-30

10-21

NUm. 200"

10-20

5-15

Espesor de la capa

3 mm ±

%- Contracci6n lineal

2

- ·E;quivalente de arena

rial y grado de calidad de vista estructural TABLA CALLES RESIDENCIA

Cap a Riego de sello Carpeta asfiltica

7 mm ±

max

40 min

El sella de mortero asf8ltico "superficie general", es el mas usado para aplicarlo a carpetas riti€vaS: El oho, "superficie fina", es adecuado para carpetas agrietadas, en las cuales penetra mejor.

''',

Riego impregnaci6n

Si

Base granular

12

Base suelo-cemento

-

Base asfiltica

-

Subbase granular

-

Espesor total em

16

PAVIMENTOS DE ASFALTO

YEDRADO ...

4.8.

DIS~O

51

SIMPLIFICADO DE PAVIMENTOS DE ASFALTO

El diseiio completo de un pavimento flexible de asfalto, es de lo mas complejo en ingenieria de carreteras. Existen mas de veinte metodos, desde unos empiricos, otros te6rico·empiricos, usando muchas fOrmulas y nomogramas, basta los modernos metodos usando computadoras. La soluci6n a un problema de d.iseiio de pavimentos flexibles, es mas ARTE que TECNICA. Por lo tanto, Ia experiencia y juicio del ingeniero es determinante. Para un caso dado de tdnsito y subrasante, los d.iversos metodos dan espesores muy diferentes. Los valores propuestos en las siguientes tablas, son promedio entre los proporcionados par varios de esos metodos. La equivalencia estructural de espesores de carpeta asfaltica, base granular, base suelo-cemento y base asfa.Itica, propuestos en este manual, con mucho margen de seguridad al usar suelo-cemento y sueloasfalto, en la capa base, son:

Jtica sellada con mortero

1 em de carpeta asf
ES

y se prestan mucho a varias combinaciones en cuanto a tipo de mate·

teo % pasando

rial y grado de calidad en varios espesores, equivalentes desde el punta de vista estructural.

superficie general TABLA 4.7.

100

PAVIMENTOS DE ASFALTO

85--100

CALLES RESIDENCIALES, ESTACIONAMIENTOS PARA AUTOMOVILES

65--100

TRANSITO: CATEGORJA 1

45--70

S U B R A S A N T E

30---50

Cap a

18--30

Riego de sello

10-21

Carpeta asf:iltica

Buena

Pobre

Regular

Si 4

5-15

Riego impregnaci6n

Si

Si

No

Si

5i

No

Si

7 mm ±

Base granular

12

-

-

15

-

-

15

-

-

Base suelo.cemento

-

-

-

10

-

-

1S

-

Base asf:iltica

-

-

-

-

-

-

12

tl", es el mas usado para

Subbase granular

-

-

-

-

-

-

10

-

-

fina", es adecuado pa·

Espesor total em

16

12

10

19

14

12

29

19

16

"·

8

6

8

Si

No

52

MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO.

TABLA 4.8.

PAVIMENTOS DE ASFALTO

TABLA 4 CALZADAS Y CALU

CALLES RESIDENCIALES ALIMENTADORAS, POCOS AUTOBUSES TRANSITO: CATEGORIA 2

'

SU:S.RASANTE

Pobre

Regular

Buena

Cap a

Capa

Si

Riego de sella

Riego de sella

6

Carpeta asf.aJtica Riego impregnaci6n

No

Si

Si

No

Si

Si

No

Carpeta asf.aJtica

-

15

-

-

Riego impregnaci6n

Si

-

16

-

Base granular

15

·~' Base sue.Io-cemento

15

-

-

15

-

10

-

-

14

-

Base asf.aJtica

-

-

-

-

12

-

-

14

Base suelo-cemento

-

Subbase granular

-

-

10

-

-

15

-

-

Base asf:iltica

-

20

Subbase granular

15

Espesor total em

38

granular

Espesor total em

21

8

-

16

TABLA 4.9.

14

31

20

18

36

22

Ejemplo 1. Diseiiar cionamiento turistico en El tr;lnsito probable Estacionamientos de Au1 rias es una arcilla negra En este caso convien dancia arena fina de pl de plasticidad mayor y pavimentos flexibles. En 40 em de profundidad ) arena. Con esto la capa s1

PAVIMENTOS DE ASFALTO

AVENIDAS, CALLES INDUSTRIALES, MERCADO DE ABASTOS REGULAR CANTIDAD DE AUTOBUSES TRANSITO: CATEGORIA 3

S U B R A S A N T E Capa

Regular

Buena

La Tabla 4.6 indica

Si

Riego de sella Carpet a

Pobre

Soluci6n A

8

asfiltica~

Si

-

No

Si

-

No

Si

-

No

Base granular

15

-

-

15

-

-

15

-

-

Base suelo-cemento

-

10

-

-

10

-

-

10

Base asf.:iltica

-

-

12

-

-

10

-

-

-

Subbase granular

10

10

-

15

10

10

20

Espesor total em

33

28

20

38

28

28

43

Riego impregnaci6n

'

• Este espesor puede sepaT
Carpeta asf:iltica Base granular Nlimero estruc

12

Soluci6n B

15

10

33

30

Carpeta asfiltica Base suelo-cemen Nlimero estruc

PAVIMENTOS DE ASFALTO

t>EDRADO.

TABLA 4.10.

,LTD

53

PAVIMENTOS DE ASFALTO

CALZADAS Y CALLES COMERCIALES CON MUCROS AUTOBUSES

:::os AUTOBUSES

TRANSITO: CATEGORIA 4

S U B R A S A N T E Pobre

Cap a

I

Buena

Regular

Si

Riego de sello

No

Si

Si

15

-

12

16

-

15

18

36

22

Pobre

No

Carpeta asfaJ.tica

-

Riego impregnaci6n

Si

Si

No

Si

Si

No

Si

-

Base granular

15

-

-

15

-

-

15

14

Base suelo-cemento

-

10

-

-

10

-

-

-

Base asfiltica

-

-

10

-

-

10

20

Subbase granular

15

15

10

20

20

13

Espesor total em

8

38

33

28

43

38

31

Si 10

-

-

-

10

25

25

15

43

33-

48

-

Ejemplo 1. Diseiiar un pavimento flexible de asfalto para un fraccionamiento turistico en una poblaci6n de la Costa del Pacifico. El trrutsito probable para sus calles sera de "Calles Residenciales y Estacionamientos de Autom6viles", categoria 1. El suelo de las terracerias es una arcilla negra muy expansiva. En este caso conviene mejorar la subrasante, ya que existe en abundancia arena £ina de playa y un banco de grava-arena, mal graduado, de plasticidad mayor y VRS fuera de especificaciones para subbase de pavimentos flexibles. En las terracerias de las calles se abriri caja en 40 em de profundidad y se colocari arena fina, cubierta con la gravaarena. Con esto Ia capa subrasante se convirti6 a una categoria de ..Buena".

~LTO

0 DE ABASTOS DB USES

Pobre

La Tabla 4.6 indica un pavimento de: Soluci6n A

No

Si

-

-

15

-

-

-

10

10

-

-

12

Soluci6n B

Carpeta asf
No·

-

10

20

15

10

28

43

33

30

om.

No

Carpeta asfaltica 4 em Base granular 12 em NU.mero estructural

4 X 0.40 - 1.60 12 X 0.07- 0.84 2.44

''

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n .:!

Al construir ese pavi muy cercana, usando 60 I to, o sea la soluci6n B.

' ~ .:~.:.~~L~ ',hJ~···J.s~ • '5.

f

4.9. NUMERO

;;~g-t~'!'il·

2-d~&!~~.t~i,.: ~ ~"' "::: :l !l 0: g ..

Uno de tantos logros fue el relacionado con 1~ que es un nUmero indic{ ser convertido a espesore cientes de capa", A, en l carla capa.

Analiticamente el nUmer

i

+

N

Ij

en donde a~> a, y a. son ca, base y subbase ( si se pondientes.

'

'~

;

Algunos coeficientes de c

'' '

.'

Carpeta m' Carpeta m•

H .:i,

Base grava

''

r

i ' '

'

l ~j

' i

• '' ·'" 'l "

+ I

I

<

"•• < 0

~

I ! !' 1' I , .. ~ ~] ' '

i 'I

Base Base Base Base

I

Subbase gt

Subbase

Carpeta me•

I

Base grava 1 Base Colli E Base suelo-c• Subbase 50'1

zi o•

u.:l

,o., .. - ~ t

a1

Para Guadalajara se proJ

~

'

grava suelosuelosuelo

Ejemplo 2. Se nece! Ia cual pasan regular ca es un limo arenoso con mento sea asfaJ.tico,

Soluci6n: Categoria Categoria

PAVIMENTOS DE ASFALTO

55

Al construir ese pavimento, se opt6 par estabilizar la grava-arena, muy cercana, usando 60 kg de cementa Portland, por m 3 de suelo compacta, o sea la soluci6n B. 4.9. NUMERO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

Uno de tantos logros obtenidos en la carretera de prueba AASHO, fue el relacionado con la obtenci6n del concepto "NU.mero Estructural", que es un nU.mero indice, de un espesor total de pavimento, que puede ser convertido a espesores de varias capas de pavimento, usando "coeficientes de capa", A1, en funci6n del tipo y calidad del material usado en cada capa.

~

1

Analfticamente el nUmero estructural puede expresarse:

+

N.E.

=

a,D, + a"D2 + aaDa

en donde a,, a2 y a0 son los coeficientes de capa para la carpeta asf
''l£ ~~

''

j '

'

I

0.20 0.44 0.07 0.14 0.15 0.32 0.15 0.06 0.05

Para Guadalajara se proponen los siguientes factores de capa: Carpeta mezcla en planta . . . . . . . . Base grava trit. 50% y suelo . . . . . . . . . . . . Base Colli 60% y suelo . . . . . . . . . . . . . . . . Base suelo-cemento (20 kg/em" a 7 dias) . . . Subbase 50% Colli y suelo . . . . . . . . . . . . . . .

0.30 0.10 0.07 0.15 0.05

Ejemplo 2. Se necesita pavimentar una avenida de una ciudad por la cual pasan regular cantidad de autobuses. El suelo de la subrasante es un limo arenoso con un VRS de 10%. Se ha solicitado que el pavi menta sea asfaJ.tico.

Soluci6n:

Categoria de tr{msito . . . . . . . . . . 3 Categoria de subrasante . . . . . . . . Regular

56 I\1ANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, E."\fi'EDRADO ...

De la Tabla 9, las altemativas de estructuras de pavimentos son: Bases y subbases granulares Altemativa

1

Capa Carpeta asf. Subbase ·~·

CAPITULO 5

Esp. em

Coef. capa

Diai

8

0.40

15 15

0.08 0.05

3.20 1.20 0.75

Pavime11

5.15 Base suelo-cemento y subbase granular Altemativa

Capa

Esp. em

Coef. capa

Diai

2

Carpeta asf. Base S--C Subbase granular

8 10 10

0.40

3.20 1.50 0.50

0.15 0.05

5.20 Base asfilttca Altemativa 3

Capa Carpeta asf. Base asfiltica

Esp. em

Coef. capa

Diai

8 10

0.40 0.30

3.00

3.20 6.20

Los pavimentos de ad Ia avanzada tecnologia d, pavimento, tienen alta re miten hacer el mas berm Hist6ricamente los ad de pavimentos usados pc tir del Imperio Romano, pavimentan carreteras y puzolana, cubiertas con I quin o loseta de pavimen En el siglo pasado, er natural, cortado toscame: de desgaste de 12 x 12 , A principios de este s: ll6 una tecnologia para ( campo de los pavimentos Pero, de una decada par piezas fabricadas de cone vimento, han hecho que : y€-ndose hoy millones de 1 calles de ciudades, princi En especial estos pa' de ciudades, de valor hist

Los pavimentos de ad • • • •

Altamente esteticos F
:\lPEDRADO ...

pavimentos son:

CAPITULO 5 oef. capa

Diai

0.40 0.08 0.05

3.20 1.20 0.75

Pavimentos Adoquinados

5.15

aular Qef. capa

Diai

0.40 0.15 0.05

3.20 1.50 0.50 5.20

oef. capa

Diai

0.40 0.30

3.20 3.00

6.20

5.1. INTRODUCCION

Los pavimentos de adoquin han regresaqo triunfalmente. AhQra, con la avanzada tecnologia del concreto, las nuevas piezas que forman ese pavimento, tienen alta resistencia, formas y colores agradables, qm~ permiten hacer el mas hermosa pavimento de estos tiempos. Hist6ricamente los adoquines de concreto descienden de las piezas· de pavimentos usados por las primeras civili?:af:iOnes humanas. A partir del Imperio Romano, es cuando con tecnica realmente modern
Altamente estc§ticos F:iciles de construir F:iciles de reparar Refrescan m:is el ambiente

58

MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ..

• • • • •

Se abren al tr
Estas piezas de pavimento prefabricadas, deben cumplir con varios requisitos geometricos y de resistencia, como: muestreo, forma, dimensiones, color, textura y resistencia a varios esfuerzos. A continuaci6n se daran algunos valores de lo anterior. Muestreo. Una "muestra normal", consistir
Espesor de Ancho Largo m:iximo

60 a 100 mm (±3 mm) 60 a 125 mm ( ± 2 mm) tolerancias 220 mm ( ±2 mm)

Color. El color de los adoquines puede ser el de todo el area iris, siempre y cuando el aditivo colorante no altere las propiedades del concreto. Vale Ia pena seiialar que, en calles con mucho trinsito, el adoquin termina de color negruzco par el frotamiento de los neum3.ticos. Algunos urbanistas sostienen que el color del adoquin debe ser neutro, es decir. un color gris oscuro. Textura. La textura de los adoquines debe ser fina, para ser impermeables. El agregado usado, por tal motivo, debe ser fino, con algo de material retenido en una malla Ntim. 4. Generalmente las arenas, con alga de granzOn, son el agregado adecuado. Est a arena debe cumplir con las nonnas de agregado fino para concreto, sabre todo su resistencia al desgaste.

Resistencia al desgaste. Los adoquines deber
FIG. 5.1.

Adoquinando una

Resistencia a la flexi concreto de pavimentos, lo mas conveniente es e~ de ruptura. El valor de mOdulo < entero, rectangular o co~ Este MR es aproximada si6n detenninada como ~ ReslstencUz a la com adoquines debe ser de 3{ tenidas cortando las mit entero. Las dimensiones ben ser de un espesor ig Ia carga de compresi6n, ese espesor. 5.3.

DIS~O

SIMPLII

En este manual se c tipo flexible. La capa dt

PAVIMENTOS ADOQUINADOS

, ElUPEDRADO ..

59

r1cillo y personal no espe-

:KETO

deben cumplir con varios muestreo, forma, dimen~uerzos. A continuaci6n se lr
FIG. 5.1.

mm) mm) tolerancias mm)

1er el de todo el arco iris, re las propiedades del conmucho tr
t

e ser fina, para ser imperdebe ser fino, con algo de 1eralmente las arenas, con Esta arena debe cumplir ~to, sabre todo su resisten~ben'in tener una adecuada lr un agregado adecuado y tena cantidad. El resultado confiable, no debe desgas-

Moquinando una calle del centro de Guadalajara, Jal. La base es de suelo-cemento

Resistencia ala flexiOn. En los adoquines, igual·que en las losas de concreto de pavimentos, el esfuerzo critico es el de flexiOn. Por lo tanto, lo mas conveniente es especificar· una resistencia a la flexi6n, o m6dulo de ruptura. El valor de mOdulo de rUptura minima, detenninado en un adoquin entero, rectangular o cortado con disco de diamante, es de 40 kg/em". Este MR es aproximadamente un 15% de la resistencia a la compresi6n detenninada como sigue: Resistencia a la compresi6n. La resistencia a Ia compresi6n de los adoquines debe ser de 300 kg/cm2, determinada en probetas cUbicas, obtenidas cortando las mitades de la prueba de flexi6n, o de un adoquin entero. Las dimensiones del cubo ( o probeta sensiblemente cU.bica) deben ser de un espesor igual al del adoquin, a traves del cual se aplicara la carga de compresi6n, y un ancho y largo que no difiera mucho de ese espesor. 5.3. DISMO SIMPLIFICADO DE PAVIMENTOS ADOQUINADOS

En este manual se conside:>":an los pavimentos adoquinados como de tipo flexible. La capa de adoquines y su capa de asiento, al recibir la

I

'~

60

MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ..

carga de los vehiculos, la transmiten pnl.cticamente igual a la capa siguiente, que es la base de pavimento. Se tendria que hacer una investigaci6n de campo y de laboratorio para determinar cu:inta carga absorben las capas adoquin-asiento. Cualquiera que fuera el resultado, tendria que ser de poca magnitud. Por lo tanto, se considera que el "adoquin-asiento" funciona como una carpeta especial. Los valores siguientes de capas para este pavirnen'to, son muy semejantes a las de pavimentos de asfalto La Fig. (5.2) representa una secciOn transversal de un pavimento adoquinado.

TABLA

5.~

~

c

I

Capa

i

Adoquinada

'

Asiento Base granular

Capa adoquinada

Base suelo-eemento

Capa de asiento

Subbase granular Espesor total en em TABLA 5.:

FIG. 5.2

CALLES RESIDENCIALE

5.4. CAP A DE AS lENTO Cap a

Tanto los adoquines, como Ia capa base, tienen pequefias irregularidades. Ademas, para compactar Ia capa adoquinada, se requiere una capa no rigi.da que la sostenga. Para estos dos motivos, un Pavimento de adoqu.in, incluye una capa de asiento que est
Adoquinada Asiento 10

granular """ Base suelo-cemento Subbase granular

-

Espesor total en em

23

TABLA 5. CAlLES RESIDENCIJ!

PAVIMENTOS ADOQUINADOS

BANQUETAS, PLAZAS Y ANDADORES TRANSITO A Cap a

SUBRASANTE Capa

Buena

Regular

Adoquinada

Pobre

Asiento

Adoquinada

6

Asiento

2

Base granular

0

6

10

Subbase granular

0

0

0

Espesor total en em

8

14

18

Base granular

"

Base suelo-cemento

-

I

Subbase granular

i

-

Espesor total en em

2!

l

PAVIMENTOS ADOQUINADOS

EMPEDRADO.

TABLA 5.2.

nente igual a Ia capa si-

61

PAVIMENTOS ADOQUINADOS

CALLE PARA PEATONES

campo y de laboratorio 1as adoquin-asiento. Cualde poca magnitud. Por lo nciona como una carpeta este pavimento, son muy Fig. (5.2) representa una lo.

TRANSITO B

1

SUBRASANTE Capa Adoquinada

8

Asiento

3

~

.-.

~

, •

10

0

Base granular Capa adoquinada

Base suelo-cemento

Capa de asiento

Subbase granular

Capa base

Espesor total en em

Pobre

Regular

Buena

15

-

10

TABLA 5.3.

21

26

21

11

PAVIMENTOS ADOQUINADOS

CALLES RESIDENCIALES, ESTACIONAMIENTOS PARA AUTOMOVILES TRANSITO l SUBRASANTE

tienen pequefias irregulaquinada, se requiere una IS motivos, un Pavimento 1til abajo de los adoquines

Cap a

I

Buena

3

Asiento

limpia, sin nada de arcilo del espesor del adoquin. quizli sea necesario hacer L de mayor espesor porque 1, por Ia consolidaci6n de

Pobre

10

Adoquinada

1

I

Regular

BMo granular

10

Base suelo-cemento

-

Subbase granular

-

Espesor total en em

15

-

15

-

-

10

-

15

-

-

-

10

-

21

28

23

38

28

8

23

TABLA 5.4.

PAVIMENTOS ADOQUINADOS

CALLES RESIDENCIALES ALIMENTADORAS, POCOS AUTOBUSES

!UINADOS

TRANSITO 2

I.DORES

SUBRASANTE Cap a

iRASANTE 'gular

I

Buena

Adoquinada

Pobre

2 6

10

0

0

14

18

i

i

Pobre

10

3

Asiento

6

I

Regular

Base granular

15

-

15

-

BMo suelo-cemento

-

10

-

14

Subbase granular

-

-

10

-

15

10

Espesor total en em.

28

23

38

27

43

35

15

12

62

MANUAL DE PAVIJ\IENTOS; ASFALTO, ADOQUIN, EMPEORADO.

TABLA 5.5.

porte es de 20% minima trfulsito sera de: "Avenid. cantidad de autobuses". C

PAVIMENTOS ADOQUINADOS

AVENIDAS, ESTACIONAMIENTOS INDUSTRIALES, REGULAR CANTIDAD DE AUTOBUSES

La estructura del pavime1 TRANSITO 3 SUBRASANTE Buena

Capa

I

Regular

AdGQuinada

Pobre

10

3

Asiento

,.

15

-

-

12

15

15

20

20

43

40

48

45

Base granular

15

-

15

Base suelo-cemento

-

10

-

Subbase granular

10

10

Espesor total en em

38

33

TABLA 5.6.

-

PAVIMENTOS ADOQUINADOS

CALZADAS, CALLES COMERCIALES, MUCHOS AUTOBUSES TRANSITO 4

I

Buena

I

Regular

Adoquinada

Pobre

10

.

Asiento

Se decidi6 que se usara u Ia calle instalaciones pace ciudad, que las bases serr para pavimentos adoquin que el de 10 em de S-C y Para la mezcla de su Portland, obteniendose re usando el mismo suelo d Ejemplo 2. En un fr di6 usar un pavimento d drado en las calles secum

SUBRASANTE Cap a

Espesor del adO< Espesor de Ia ca1 Base granular Subbase granula Base de suelo-eo Espesor total

3

Base granular

15

-

15

-

15

-

Base suelo-cemento

-

10

-

12

-

12

Subbase granular

15

15

20

20

25

25

Espesor total en em

43

38

48

45

53

50

Ejemplo 1. Se desea remodelar el centro de la ciudad de Guadalajara, Jal., conservando la fisonomia colonial de las calles, cerrando al tnlnsito algunas de ellas, dej3.ndolas para peatones y otras se abririn al trfulsito nonnal, incluyendo algunas lineas de autobuses. Como es l6gico suponer, se defini6 que el nuevo pavimento seria adoquinado:

Soluci6n: AI retirar el actual pavimento se estudi6 el suelo de la subrasante y se encontr6 que es un suelo granular A-1-b y a-2-4, de la clasificaci6n AASHTO. Es decir, se encontraron suelos arenosos con algo de grava, de baja plasticidad, y arenas limosas. El valor relativo de so-

Soluci6n: Para form cana, con lo que la cap; Es decir, para un dis "Buena". Respecto al trfmsito, con seguridad que tendri (Calles Residenciales) er~

Espesor del Espesor ca Espesor ba Esp

Como capa base se 1 malla de 2" y agreg
1

L\lPEDRADO .

PAVIMENTOS ADOQUINADOS

'

I '

NADOS REGULAR CANTIDAD

63

porte es de 20% mm1mo. La subrasante es, par lo tanto, "Buena". El tr
ANTE ular

Pobre

-

15

-

12

-

12

15

20

20

40

48

45

:NADOS OS AUTOBUSES

I

10 3 15 10

em em em em

10 em 3 em

16 em 29 em

38 em

Se decidi6 que se usara una base de suelo-cemento de 16 em, por tener Ia ealle instalaciones poco profundas y porque se ha eomprobado en esta ciudad, que las bases semirrigidas de suela-cemento son muy adeeuadas para pavimentos adoquinados. El espesor de 16 em es mas resistente que el de 10 em de S-C y 10 em de subbase granular, de la Tabla 5. Para Ia mezcla de suelo-cemento se usaron 150 kg/m 3 de cementb Portland, obteni€ndose resistencias a los 7 dias a 40 kg/em~ minimos, usando el mismo suelo de la terraceria y bases anteriores. Ejemplo 2. En un fraccionamiento en la costa del Pacifico, se decidi6 usar un pavimento de adoquin en las calles pri.ncipales y de empedrado en las ealles secundarias.

ANTE ular

Espesor del adoquin Espesor de la eapa asiento Base granular Subbase granular Base de suelo-eemento Espesor total

B

Pobre

-

15

-

12

-

12

20

25

25

45

53

50

le la ciudad de Guadade las calles, cerrando 1es y otras se abriran al Itobuses. Como es 16gi~ria adoquinado:

tudi6 el suelo de la sub'--1-b y a-2-4, de la cia- . elos arenosos con alga El valor relative de so-

Soluci6n: Para formar las terracerias se us6 grava-arena, muy cereana, con lo que la capa subrasante qued6 formada de este material. Es decir, para un diseiio simplificado, la subrasante tiene categoria "Buena". Respecto al tr:llisito, siendo un fraccionamiento turistico, se esper6 con seguri.dad que tendria poco tdnsito. Se estim6 que una categoria 1 (Calles Residenciales) era Ia indicada para fijar el espesor del pavimento.

Espesor del adoquin .... _. _ ..... Espesor capa asiento ..... _ .. _ . . Espesor base granuha.r ...... _. . . Espesor total

10 3 10 23

em em em em

Como eapa base se us6 la misma grava-arena, erib
CAPITULO 6

Pavimentos Empedrados 6.1. INTRODUCCION

Una capa de piedras (canto rodado o fracturada) colocada como superficie de rodamiento, no cumple Ia funci6n primaria de un pavimento. El trfulsito de vehiculos no es c6modo. S6lo usando piedras de forma adecuada, se puede lograr cierta comodidad en su uso. Nuestros abuelos usaron estas superficies como "mata polvo", para sus brechas y calles transitadas por carretas y carruajes tirados por caballos. Actualmente, estos pavimentos se han dejado para obras de tipo turistico o calles de poblaciones pequefias de poco tr:insito. Sin embargo, se puede estructurar un pavimento de b>tos para resistir tr
La capa de piedras, bien colocadas a mano, se puede considerar como una carpeta que rccibe las cargas de los vehiculos y la transmite a Ia siguienre capa. J;'or lo tanto, una capa empedrada vale lo que la capa o capas abajo de ella valen. Las piedras tienen dimensiones muy variables, y su tamafio ma.ximo detennina el espesor del empedrado. Un empedrado de calle para peatones se puede hacer con pequefias piedras de 5 a 6 em.

66 MANUAL DE PAVI1\1ENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO.

Para empedrados de cal camiones, las piedras puede1 No hay una· regla ni t costumbre o pr3.ctica del lu: Para absorber las irregul; ficialmente esten niveladas, limosa, para asentarlas en E nosas y el agua de lluvia pu pedrado y se puede perder provocando una falla. Esto lechada de cementa constru: no erosionables. 6.3. DISERO SIMPLIFICJ

Frc. 6.1.

PavJmento de empedrado abogado en una capa de mortero de cemento Portland

Se considera que estos p Su diseiio simplificado se h capa base y de asiento se: Ia reducci6n de espesor con· Lo relativo a bases y st: mentos de asfalto o adoqu mismas de los materiales e1 las capas tambien es semej iguales. La Fig. 6.3 presenta un empedrado.

·· .. "&> ·' .. ,.., .• -~ . -··
.·: ...

"A,.~"..

• .•

/J4W$»'A

6.4. ESPESORES I:

FrG. 6.2.

Pavimento de empedrado recubrii~ndolo con una carpeta asf:iltica

En las Tablas 6.1 y 6.2 para dos intensidades de · trinsito, ya que se conside1 pavimento, a menos que l bastante, incluyendo grues~ de suelo-cemento o concret

PAVIMENTOS EMPEDRADOS

EMPEDRADO ..

&7

Para empedrados de calles para trinsito de autom6viles y algunos camiones, las piedras pueden ser de 6 a 10 em. No hay uni regia ni especificaciones al respecto. La regla es la costumbre o prRctica del Iugar. Para absorber las irregularidades de las piedras, de manera que superficialmente esten niveladas, se debe colocar una capa de asiento de arena limosa, para asentarlas en ella. Si el empedrado estR en terracerias arenosas y el agua de lluvia puede penetrar, erosionani el cimiento del empedrado y se puede perder la superficie adecuada de este pavimento, provocando una falla. Esto se puede evitar, sellando el empedrado con lechada de cementa construyendo una capa asiento y base de materiales no erosionables. 6.3. DISERO SIMPLIFICADO DE PAVIMENTOS DE EMPEDRADO

:apa de mortero de cemento

Se considera que estos pavimentos tienen un comportamiento flexible. Su disefio simplificado se had considerWdolos asi. En caso de que la capa base y de asiento sean rigidas o semirrigidas, el diseiiador bani ia reducci6n de espesor conveniente. Lo relativo a bases y subbases es identico a lo dicho para los pavimentos de asfalto o adoquin. Las especificaciones de calidad son las mismas de los materiales empleados en esos pavimentos. La funci6n de las capas tambien es semejante. Los valores de factor de capa "Ai" son iguales. La Fig. 6.3 presenta una secci6n transversal tipica de un pavimento empedrado. Capa empedrada

~c"'"'' .. . • .,.. . . . ... •... ... . . ..... : ... . .... . . :.:::. ·~;; :'c;l .", ... f, ; <"c?. .·Q, 'C~p;' -_b;se·,:.o· ,Y] :~: t:)._.... ~.. ..J.: ·:: ', ·. •

• •• ,

'

, ,•.·:•t' asiento

/J~~~#S'~ Subrasante

Ftc. 6.3

6.4. ESPESORES DE LAS CAPAS DEL EMPEDRADO

JU

una carpeta asfliltica

En las Tablas 6.1 y 6.2 se presentan dos pavimentos de empedrado para dos intensidades de tr3.nsito, las dos catalogadas como de poco tr3.nsito, ya que se considera que s6lo en estos casas se debe usar este pavimento, a menos que Ia capacidad de soportar cargas se aumente bastante, incluyendo gruesas bases de pavimento y una capa de asiento de suelo-cemento o concreto pobre.

68 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO.

TABLA 6.1. PAVIMENTO DE EMPEDRADO CALLES DE POBLACIONES PEQUEJMS, DESARROLLOS TURISTICOS CAMPESTRES SUBRASANTE apa

I

Buena

.t;mpedrado

15

-

piedras de canto rodado, marreadas, su forma deper Abundan en este easo, las para formar superficies e1 tipo de empedrado que se 1 Las piedras mas pequef de peatones. La ealidad, espesores rasante, es la misma que 1

-

10

La Capa de Asiento

31

26

Esta capa tiene la £unci de tamafi.o, de las piedras, Para pavimentos de pm limosa. Para paVimentos 1 longitudinal, como mucho veniente usar un suelo-cem pru·a ahoga~ ahi las piedra al desprendimiento de pied-

Regular

Pobre

-

9

12

13

tAsiento Base granular

10

12

~ase suelo-cemento

-

-

i£spesor total en em

26

28

8 24

TABLA 6.2. PAVIMENTO DE E.MPEDRADO CALLES RESIDENCIALES, ESTACIONAMIENTOS DE AUTOMOVILES SUBRASANTE Cap a

Buena

I

.t:;mpedrado.

Regular 9

siento

-

Pobre 12

'

13

Base granular

15

ase suelo-cemento spesor total en em

-

17

10 31

26

33

-

20

-

12

-

15

28

36

31.

Los dos pavimentos incluyen "piedra-bola", tipica de las costas y arroyos, que tienen este material. Como el tamaiio de las piedras puede variar, se presentan unas relaciones de tamaflo de piedra y espesor de capa de asiento y de pavimento, encontradas empiricamente. D"'"""' D~,:..x

=

a E

=

=

=

Espesor Espesor Espesor Espesor

promedio de las piedras de empedrar, em. mliximo de las piedras, em. de eapa de "'asiento" en em. del empedrado, en em. DP'""' + 3

a

=

E

_ + Di>
= Dma~

I

+1

4 Para piedras de tamaiio diferente al de las tablas, se puede ealcular el espesor de la capa de asiento y el espesor total. 6.5. ESPECIFICACIONES PARA EMPEDRADOS Las Piedras

Las piedras para la capa empedrada, deben tener adecuada resistencia a Ia compresi6n y al desgaste. Su forma no tiene especificaci6n. Las

I

Ejemplo 1. En un fraech pendientes longitudinales, drado, por su adecuada ap La rna yoria de las calle Soluci6n: El tninsito sera

1

al fraccionamiento para n Se estim6 que el tram Calles Residenciales. La subrasante se form mezclindole una arena lim de esta capa qued6 como · Para fonnar el empecb o columnar, que al din an 10 em de espesot maximo. Capa de empedrado .... Capa de asiento de suelo-• No se incluy6 eapa base Se consider6 que usar 12 em de espesor, se darla y al mismo tiempo, protec de lluvias.

EMPEDRADO.

PAVIMENTOS EMPEDRADOS

PEDRADO RROLWS TURISTICOS

15

-

piedras de canto rodado, generalmente son esferoides. En las piedras marreadas, su forma depende del tipo de fracturaci6n de la roca usada. Abundan en este caso, las piedras puntiagudas y lajeadas, inadecuadas para formar superficies empedradas. Las dimensiones dependenin del tipo de empedrado que se pretenda construir. Las piedras mas pequeflas son para empedrados de banquetas o zonas de peatones. La calidad, espesores y compactaci6n de la base, subbase y subrasante, es la misma que para los otros pavimentos flexibles.

8

-

10

La Capa de Asiento

24

31

26

Esta capa tiene la funci6n de absorber las irregularidades y diferencia de tamaiio, de las piedras, ayudando a mantenerlas juntas. Para pavimentos de poco tr:insito, puede usarse arena limpia o arena limosa. Para pavimentos con mucho tr:insito o con mucha pendiente longitudinal, como muchos fraccionamientos campestres, es muy conveniente usar un suelo-cemento, concreto pobre, o un mortero de cementa, para ahogar ahi las piedras. Estos pavimentos tienen mucha resistencia al desprendimiento de piedras y a Ia erosiOn del agua.

SUBRASANTE

I

Pobre

12

-

PEDRADO )S DE AUTOMOVILES SUBRASANTE

'"

69

Pobre 12

-

20

-

12

-

15

28

36

31

Ejemplo 1. En un fraccionamiento turistico, cuyas calles tienen fuertes pendientes longitudinales, se pens6 en colocar un pavimento de empedrado, por su adecuada apariencia n.'i:stica y su bajo costo. La mayoria de las calles tienen terracerias en roca, de corte en balc6n.

Soluci6n: El tr:insito sera s61o de autom6viles y algUn cami6n que entre al fraccionamiento para llevar materiales de construcci6n o alimentos. Se estim6 que el tdnsito era de categoria algo inferior a la 1, de Calles Residenciales. La subrasante se form6 usando el material grueso de la terraceria, mezcl:indole una arena limos a que se encuentra cerca de ahi. La categoria de esta capa qued6 como "Buena". Para formar el empedrado, se localiz6 un banco de basalto laminar o columnar, que al dinamitarlo, da piedras, sensiblemente cUbicas, de 10 em de espesot maximo. La estructura adoptada fue:

, tipica de las costas y afio de las piedras puede > de piedra y espesor de tpiricamente. empedrar, em.

Capa de empedrado ...................... 10 em espesor maximo Capa de asiento de suelo-cemento . . . . . . . . . . 12 em No se incluy6 capa base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .....

bs, se puede calcular el

Se consider6 que usando una capa de asiento de suelo-cemento de 12 em de espesor, se daria resistencia estructural suficiente al pavimento y al mismo tiempo, protecci6n al empedrado contra la erosi6n del agua de lluvias.

IPEDRADOS

ener adecuada resistencia tiene especificaci6n. Las

1

CAPITULO 7

I

Pavimentos Rigidos 7.1. INTRODUCCION

l

I I )

J

Los pavimentos tfpicamente rigidos, son los de concreto. Estos pavimentos difieren mucho de los de tipo flexible. Los pavimentos de concreto reciben la carga de los vehiculos y la reparten a una :irea muy amplia de la subrasante. La losa, Por su alta rigidez y alto m6dulo elftstico, tiene un comportamiento de elemento estructural de viga. Ella absorbe prflcticamente toda la carga. Estos pavimentos han tenido un desarrollo bastante dinWnico, de acuerdo al adelanto tecnol6gico y cientifico correspondiente a las estructuras de concreto. 7.2. DIFERENTES PAVIMENTOS DE CONCRETO

a) b) c) d) e)

Pavimentos de concreto simple, sin varillas pasajuntas. Pavimentos de concreto simple, con varillas pasajuntas. Pavimentos de concreto reforzado (refuerzo continuo). Pavimentos de concreto preesforzado. Pavimentos de concreto reforzado con fibras cortas de acero.

El caso mas comU.n y corriente, es el "a", de pavimentos de concreto simple sin varillas pasajuntas. Estos son las pavimentos que aqui se presentar:in y que se les llamar:i simplemente, pllvimentos de concreto. EI tal6n de Aquiles de los pavimentos de concreto, son las juntas que se tienen que diseiiar y construir para controlar los cambios de volumen, inevitables, que se producen en ellos por los cambios de temperatura. Los pavimentos de refuerzo continuo y los preesforzados, se disefian y construyen sin juntas transversales de contracci6n y expansiOn, excepto alllegar a un cruce o a una estructura fija. SOlo se construyen juntas de construcci6n. Estos pavimentos son muy caros Y' de tecnologia muy avanzada.

72

MANUAL DE PAVII\IENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ...

Los pavimentos de concreto son muy adecuados para calles de ciudades o plantas industriales. El disefto estructural de pavimentos de concreto es eminentemente racional, a diferencia de los de tipo flexible, que es empirico. En los de concreto, se aplica la teoria de la elasticidad. El Dr. Westergaard, fue el primero que desarrollO una teoria para el disefio de los pavimentos de concreto. Despues Pickett y otros ingenieros, trabajando en equipo, como los del Instituto del Cementa y del Concreto (E.U:A.), han modificado los trabajos de Westergaard, produciendo ecuaciones, gnlficas y nomogramas de mucha utilidad para el completo diseiio de los pavimentos de concreto. Tecnicamente, los pavimentos de concreto deben diseiiarse y controlarse para una resistencia a la fl,exiOn del concreto usado. Se han obtenido en nuestro pais algunas correlaciones entre la resistencia a la compresiOn y Ia resistencia a Ia flexiOn. En Guadalajara, se encontr6 para los agregados tipicos de esta zona, que son de mala calidad, una correlaciOn de: Resistencia a Ia flexiOn = MOdulo de ruptur3: Resistencia a Ia compresi6n = RC MR ~ 0.12 RC

=

a) Para contrarrestar I de la subrasante. b) ,Para evitar Ia falla la subrasante. c) Para evitar el conge d) Para drenaje. e) Como auxlliar en I~ muy arenosas. Par lo tanto, si el suelc pavimento no estar
CALLES RESIDENCIALl

MR Capa Losa·

En general, el MR del concreto puede variar entre 0.9 a 0.19 de la RC. Muchas instituciolles dedicadas al pavimento de concreto, controlan Ia calidad del concreto con Ia resistencia a la compresiOn en cilindros est:indar de 15 X 30 em, incluyendo a los Estados Unidos.

Subbase granular Espesor total en em • Concreto de 300 kg{cm' a Ia • Para concreto de 250 kg/em',

7.3.

DIS~O

SIMPLIFICADO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO TABLA 7.2.

El factor m:is importante en d.isefto de pavimentos de concreto, es la resistencia del concreto utilizado. El concreto que aqui se considera deber
CALLES RESIDENCIAL

. Capa Losa· ubbase granular Subbase suelo-cemento

I

. .__1

Espesor total en em * Concreto de 300 kg/em•, a la < • Para COilercto d., 250 kg/em•,

, EMPEDRADO ...

PAVIMENTOS RIGIDOS

lados para calles de ciuncreto es eminentemente 1e es empirico. En los de

l Dr. Westergaard, fue el isefto de los pavimentos 1s, trabajando en equipo, reto (E. U.A.), han modilo ecuaciones, gr3.ficas y .o diseiio de los pavimen:leben diseiiarse y contrato usado. Se han obtenido ~sistencia a Ia compresi6n

(

'

a) Para contrarrestar la expansiOn y contracci6n excesivas del suelo de la subrasante. b) ,Para evitar la falla por "bombeo" o eyecci6n de fines y agua en la subrasante. c) Para evitar el congelamiento de suelos finos. d) Para drenaje. e) Como aux:iliar en la construcci6n, principalmente en subrasantes muy arenosas. Por lo tanto, si el suelo de Ia subrasante es de tipo granular, o si el pavimento no estara sujeto a tr
1dos tipicos de esta zona,

PAVIMENTOS DE. CONCRETO"

CALLES RESIDENCIALES, ESTACIONAMIENTO DE AUTOMOVILES TRANSITO

1

a= MR

·entre 0.9 a 0.19 de la RC.-1.to de concreto, controlan · a compresi6n en cilindros .tados Unidos.

SUBRASANTE Cap a

Buena

Regular

Pobre

""'.

13

13

15

0

10

10

13

23

25

Subbase granular Espesor total en em

• Concreto de 300 kg/em' a Ia comPt"esi6n. • Para concreto de 250 kg{cm', atlmentar el espeSQr de Ia losa 2 em.

NTOS DE CONCRETO TABLA 7.2.

imentos de concreto, es la tener una resistencia a la dias de edad, o antes si se le 250 kg/cm 2 , se deber
73

PAVIMENTOS DE CONCRETO"

CALLES RESIDENCIALES ALIMENTADORAS, POCOS AUTOBUSES TRANSITO

2 SUBRASANTE

-Capa

Buena

Regular

Pobre

Losa·

15

15

17

0

10

10

Subbase suelo...cemento

--'

-

-

Espesor total en em

15

25

27

ubbase granular

• Concreto de 300 kg/em', a Ia compresi6n. • l'ara concreto de 250 kg{cm•, auroentar el espesor de la losa 2 em.

j 74 MANUAL DE PAVII\IENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ... TABLA 7.3.

PAVIMENTOS DE CONCRETO*

A VENIDAS, EST ACIONAMIENTOS DE INDUSTRlAS, REGULAR CANTIDAD DE AUTOBUSES

3

TRANSITO

SUBRASANTE Capa Losa·

Buena

Regular

Pobre

16

18

20

.

10

Subbase granular

-

12

8

Subbase suelo-cemento Espesor total en em •

.

26

30

26

de 300 kg/em' a la compresi6n. concreto de 250 kgfem', aumentar el espesor de la losa

15

-

-

10

35

30

Conc~eto

• Para

TABLA 7.4.

!! em.

PAVIMENTOS DE CONCRETO"'

CALZADAS, CAU..ES COMERCIALES CON MUCROS AUTOBUSES

4

TRANSITO

SUBRASANTE Cap a

Buena

Regular

jr.rn;a·

20

22

Subbase granular

10

12

Subbase suelo-cemento

-

-

Espesor total en crn

30

15 8 30

34

FIG. 7.1.

Pobre

Planta de '

""

-

10

40

45

• Concreto de 300 kg/em" a la comp=si6n. • Pa~a concreto de 250 kg/em', aumentar el espesor de la losa 2 em.

TABLA 7.5.

PAVIMENTOS DE CONCRETO*

AUTOPISTAS

5

TRANSITO

SUBRASANTE Cap.a

Buena

Regular

Pobre

Losa'

2.2

24

26

Subbase granular

10

12

Subbase suelt><:eitlen to

-

-

s

-

10

Espesor total en em

32

36

32

41

36

15

• Concreto de 300 kg/em• a Ia eompresi6n. concreto de 250 kg/em', aumentar el espesor de Ia losa 2 em.

• Para

FIG. 7.2.

Transporte y desc

El\IPEDRADO ...

PAVIMENTOS RIGIDOS

75

NCRETO~

REGULAR CANTIDAD DE

SUBRASANTE .

Pobre 20 15

-

10

35

30

osa 2 em.

NCRETO'" LJCHOS AiJTOBUSES

RASANTE FIG. 7.1.

Pobre

Planta de concreto compacta y semim6vil marca "Elbil"

25

-

15

10

40

45

losa 2 em.

INCRETO"'

RASANTE

Pobre 26

15

.

41 losa 2 em.

10 36 FIG. 7.2.

Transporte y descarga de concreto usando cami6n de volteo pa-ra un pavimento de una: calle

16 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ...

7.4 Calidad del Concreto

Resistencia a la compresiC.

Fie. 7.3.

Cuadrilla de pavimento de concreto mostrando el vibrador, la escoba, la flota, los dobladores y ranuradores

El concreto tendra un a los 28 dias de edad o ant· resistencia del concreto se ciente para hacer cuatro c: Dos cilindros como minim· o antes si se especifica otr nidas constituye "una prm: de los cilindros acusa una manejo, curado o ensayo, La resistencia del con• de la norma DGN-C155-H Por lo tanto, no mas d1 tendran menos de 300 kg. consecutivas debe ser igm resistencia en cien, puede Si el nfunero de prueb~ dio de siete pruebas conse( de las pruebas de resisten continuaci6n. Nllm. de Pruebas 1 2

3 4

5

6

Tamaiio mUximo nominal

La grava usada para t maximo nominal" no may• concreto elaborado debera Tamaiio n nominal e 50 40 25 2.0

15 13

FIG. 7.4.

Equipo modemo de compactaci6n de suelos para pavimentos

10

EntPEDRADO ...

PAVIMENTOS RIGIDOS

77

7.4. ESPECIFICACIONES CaUdad del Concreto

Resistencia a la compre,si6n El concreto tendr
tdo el vibrador, la escoba, la I) res

NU.m. de Pruebas

Valor de resistencia kg(cm 2

1

250

2

272

3

283 289 293 296

4 5

6

Tamaiio mtiximo nominal La grava usada para elaborar el concreto deber.a tener un "tamaiio m:ixim.o nominal" no mayor de % del espesor de Ia losa. Por lo tanto, el concreto elaborado debeni pasar por las mallas cuadr~das siguientes:

suelos para· pavhnentos

J

Tamaiio mdximo nominal ~ mm

Abertura de la malla en mm

50 40 25 20 15 13 10

75 50 40 25 20 20 15

78 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ...

Revenimiento

d) Las impurezas orga la arena o una sollll ci6n del liquido a }; vidrio amarillo
El revenimiento del concreto sera de 6 em con una tolerancia de mas o menos 2.5 em ( 1:2.5 em). Durante 15 min despues de la descarga, el concreto conservara el revenimiento anterior, de 6 ± 2.5 em. El revenimiento se detenninara en una muestra tomada despues del primer cuarto·de m 1 y antes del Ultimo cuarto de rna de volumen descargado. Si el revenimiento cae fuera de los llmites especificados, debe hacerse otra prueba con .otra porci6n de Ia muestra o de otra muestra de Ia misma entrega. En el caso de una segunda falla, debe considerarse que el concreto no ha cumplido con los requisitos de esta e~tH~:;~ci6n.

PCrd.ida en 5 ciclos La perdida debera cal granulometria del subp:lln

Materiales

Agregitdo Grueso

Cementa

El agregado grueso, p1 otro tipo. Ademas, debera

El cementa debe cumplir con las especificaciones de la DGN, C-1-1975 y C-2-1970. Se empleanin los cementos tipo 1, tipo 1/P y tipo III, para casos especiales.

a) De granulometria, % pasando

malla

Agua

2"

El agua de mezclado debe ser enteramente limpla y clara, sin olor ni sabor fuera de lo comU.n, ni tener aceite, sales, azUcar, acidos o materia vegetal. El agua potable se considera adecuada para elaborar concreto.

%" NU.m. 4

"

lirnites: 1. 2. 3. 4.

80- 100 50-85

c) De contenido de sustancias perjudiciales.

max

en peso max 0.5% en Jl€SO max 5% en peso m:ix 3%

-

------- --

---

------

Fragrnentos sua· Grumos de arcil Material pas an de Particulas ala:rg: tud es mayor 5 promedio) ... , .

c) El porcentaje de do maximo. d) De sanidad, por Ia 12% de pfu"dida en

3.10.

1.0% en peso

5--0

b) La cantidad de su:

25-60 50 5-30 100 0-10 b) El mOdulo de finura (MF) no sera menor de 2.30 ni mayor de

Particulas deleznables .............. . Material que pasa Ia malla NUm. 200 (por lavado) ..................... . Carb6n y lignito .................. . Polvo de trituraci6n ............... .

20--8

NUm. 4

Porcentaje pasando 100 95-100

8 16 30

%"

1"

%."

El agregado fino debed cumplir los siguientes requisitos. a) La granulometria estad comprendida entre los siguientes limites:

Malla

¥~!"

100--95 85--65 70-35 50-25 3G--10

1¥2"

Agregado Fino

T. mdx 2'

'

I

-~J

El uso de los aditivos concreto, se bara con Ia a

PAVIMENTOS RIGIDOS

EMPEDRADO ...

79

d) Las impurezas orgiinicas no seriin en cantidad tal, que al someter la arena o una soluci6n de sosa ciiustica al 3% en peso, la coloraciOn del liquido a las 24 hr no sea mas oscura que el color de un vidrio amarillo amhar. e) De intemperismo acelerado:

n con una tolerancia de

i min desput':s de la des· anterior, de 6 ± 2.5 em. a tomada despues del pri· 13 de volumen descargado. :pecificados, debe hacerse o de otra muestra de la lla, debe considerarse que de esta especm«~ci6n.

Perdida en 5 ciclos .... 10% en peso, con sulfato de sodio. 15% en peso, con sulfato de magnesia. La pt':rdida debera calcularse en una muestra -que cumpla con la granulometria del subpoirrafo "a"'. A.gregado Grueso El agregado grueso, puede ser grava natural, grava triturada o de otto tipo. Ademiis, deberii cumplir con los siguientes requisitos:

iones de la DGN, C·1·1975 , tipo 1/P y tipo III, para

a) De granulometrfa, seg(m los val ores siguientes: % pasando malla

2"

;:: limpia y clara, sin olor s, azUcar, iicidos o materia para elaborar concreto.

Ph" 1"

%" "¥:!"

%"

T. mcix 2"

10!h95 85--£5 70...35 50-25 3()....10 20--S 5--0

T. mdx 1¥.!"

100-95 85-65 70...35 50--21 3()....10 5--D

T. md.x 1"

100--95 80-60 60...30 43-18 10--0

T. nuix %"

100-90 75--50 55--20 10--0

1tes requisitos.

NU.m. 4

1tre los siguientes limites:

b) La cantidad de sustancias deletereas no excedera los siguientes limites:

1rcentaje pasando

100 95-100 80-100 50-85 25-60 5-30 0-10

1. 2. 3. 4.

!S.

1.0% en peso

max

en peso mix 0.5% en peso max 5% en peso max 3%

5% en peso como

0.25 1.0

"

"

max "

15.0 ··

c) El porcentaje de desgaste, segU:n Ia prueba "Los Angeles", 40% maximo. d) De sanidad, por Ia prueba de intemperismo acelerado, no mas de 12% de petdida en peso.

mor de 2.30 ni mayor de

0

Fragmentos suaves . . . . . . . . . . . Grumos de arcilla . . . . . . . . . . . . Material pasando malla NU.m. 200 Particulas alargadas ( cuya longitud es mayor 5 veces su espesor promedio) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

i

I

J

7.5. ADITIVOS El uso de los aditivos para mejorar o variar las caracteristicas del concreto, se hara con Ja autorizaci6n correspondiente.

80 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMP'EDRADO ...

Muestreo Tanto el productor como el comprador, deberan dar facilidades para la toma de muestras necesarias para detenninar si el concreto cumple las especificaciones seftaladas.

Transporle El transporte del conc1 1976, la cual incluye tod! volteo, los cuales deber:in '

7.6. JUNTAS

7.8 COMP.

Juntas longitudinales

AI colocar el concreto cantidad de aire perjudicial adecuada de este aire el c a base de bateria de :nbra' vibradores de inmersi6n pa En ninglln caso el vibrado gUn lugar.

Las juntas longitudinales son construidas para controlar las grietas longitudinales. Ellas deberan ser espaciadas para coincidir con las lineas de los carriles, teniendo de 2.40 m a 3.60 m de espaciamiento. Esta junta se construini usando cimbra metilica rnacbihembrada, con la cimbra en bernbra.

Junta transversal de cantracci6n Las juntas de contracci6n son usadas para controlar las grietas trans-

7.9.

versales. Su espaciamiento sera de 4.5 m a 5.0 m seglln el espesor de Ia Iosa. Para losas basta de 15 em de espesor, espaciamiento moiximo 4.5 m. Para losas de mas de 15 em de espesor, espaciamiento m:iximo 5.0 m. La junta de contrf)..Cci6n podr
El curado del concreto resistencia. Un descuido de basta un 50% de su resh de tenninar el acabado de J neras de curar el concreto a) Con una lfun:ina de

b) c) d) e)

Estas juntas se colocaran alllegar a las intersecciones de calles, o al llegar a un cuerpo fijo, como una alcantarilla. Estas juntas son semejantes a las de construcci6n, con una separaci6n entre losas de 2.5 em. Al momenta de bacer Ia junta, se colocara entre el concreto una tira de material compresible de una altura que deje un espacio vacio arriba de ella de 2.5 em para sellarse. 7.7. MEZCLADO Y TRANSPORTE DEL CONCRETO

arena o paja h costales o rna: papel impenne membranas de

7.10.

Mezclo.do

Las juntas y grietas d1 pronto como sea posible, < junta debe limpiarse perfe< _incompresibles.

El mezclado del concreto podra ser hecbo en mezcladores estacionarios, en camiones mezcladores o agitadores y de acuerdo a Ia Norma DGN-C-155-1976. ---------------------

Con Con Con Con

Excepto el curado con mantenerse cuando menos El curado con membi Ia superfjcie del concreto, ~ adecuada humedad. En c~ se debera bumedecer adec rados a base de aceite que

Junta de ExpansiOn

-

cu

---------"~"""-

PAVlMENTOS RIGIDOS

'EMPEDRADO ...

81

Transporte

eran dar facilidades para si el concreto cumple las

El transporte del concreto sera de acuerdo a la Norma DGN-C-1551976, la cual incluye todo tipo de vehiculos, incluyendo camiones de volteo, los cuales deberin tener caja metalica, estanca y facil de vaciar. 7.8 COMPACTACION DEL CONCRETO

AI colocar el concreto sabre la subbase o subrasante, atrapani una

para controlar las grietas ra coincidir con las lineas espaciamiento. Esta junta 1embrada, con la cimbra

:ontrolar las grtetas transm segU:n el espesor de Ia lciamiento maximo 4.5 m. ipaciamiento m
:ersecciones de calles, o al 1trucci6n, con una separaacer Ia junta, se colocara Die de una altura que deje sellarse. •EL CONCRETO

en mezcladores estaciona' de acuerdo a Ia Norma

cantidad de aire perjudicial para su resistencia. Para expulsar la cantidad adecuada de este aire, e1 concreto se sujetara a una vibraci6n mecolnica a base de bateria de vibraciones de inmersi6n, o una regia vibratoria y vibradores de inmersi6n para compactar el concreto junto a las cimbras. En ningUn caso el vibrador debera operarse por mas de 15 seg en ningU:n Iugar. 7.9. CURADO DEL CONCRETO

El curado del concreto es de Ia mayor importancia para asegurar su resistencia. Un descuido de esta etapa, puede hacer que el concreto pierda basta un 50% de su resistencia. El curado debe iniciarse al momenta de terminar el acabado de la superficie del pavimento. Las diferentes maneras de curar el concreto son:

a) Con b) Con c) Con d) Con e) Con

una I
Excepto el curado con membranas, los otros tipos de curado deber:in mantenerse cuando menos durante siete dias. El curado con membranas, forrnadas aplicando un liquido sabre Ia superficie del concreto, se debera efectuar cuando el concreto tenga Ia adecuada humedad. En caso contrario, antes de fonnar Ia membrana, se debera humedecer adecuadamente el concreto. No se pennitinln curados a base de aceite quemado o dieseL 7.10. SELLADO DE JUNTAS

Las juntas y grietas del pavimento de concreto se deben sellar tan pronto como sea posible, antes de abrirse el pavimento al trimsito. La junta debe limpiarse perfectamente, sin dejar nada de polvo o particulas !ncompresibles.

82

MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, El\lPEDRADO ...

El material para sellar la junta debera ser previamente aprobado. Se podni colocar en fonna liquida sabre la junta, volviEmdose pl:istico posterionnente. Se puede usar un cemento asf
Conviene que el pavimento de concreto se apoye sabre una capa de rigidez menor que el concreto, pero mayor que la correspondiente a la sutirasante. Cuando se necesite subbase en estos pavimentos, es muy ventajoso usar las de suelo-cemento. La capa subbase de suelo-cemento, se forma mezclando un suelo con el cementa Portland, teniendo las siguientes resistencias a la compresi6n: A los 7 dias ........ 15, 25, 30 kgjcm 2 , seglln el tnl.nsito previsto. Esta resistencia se obtendni ensayando ala compresi6n probetas guardadas en cuarto de curado, elaboradas en el molde AASHO, con una compactaci6n est:indar. La mezcla de suelo-cemento se compactar:l con su humedad Optima, antes de que pasen 4 br de baber iniciado la mezcla del suelo y el cementa y la bumedad necesaria. El grado de compactaci6n obtenido sera de 95% min del PVS max obtenido con la prueba AASHO estfuldar. Una vez aprobada la subbase de compactaci6n, se curara la superficie con riesgos de agua durante 4 dias como minima. Al terminar un tramo, se debera construir una junta transversal de construcci6n, cortando verticalmente toda Ia capa. Si se prefiere usar una subbase de suelo granular, la especificaci6n de la calidad es la misma que la presentada en pavimentos flexibles para base. 7.12. CAPA SUBRASANTE

Se entiende por capa subrasante a los Ultimos 30 em de la terraceria, de corte o terraph~n. Si la terraceria es de corte en roca, la subrasante se formara con suelos adecuados transportados a ese Iugar. La subrasante deber:i construirse de acuerdo con el alineamiento, pendientes y secciones transversales de los pianos aprobados. El grado de compactaci6n de la subrasante sera de 95 min del PVS max determinado con la prueba AASHO Est8.ndar, segUn sus variantes A, B, C yD.

SOlo un resultado de y ninguno sera inferior a Estas especificacione! y del Concreto de Occidt Problema 1. En un fr< truir pavimento de concr

Soluci6n: Trdnsito La poblaci6n de Tala Esta a so km de Guadal Vanarta, pasa a unos 3 1 poblaci6n miles de autobu a Ia entrada de Tala y categoria 1, para Calles F Subrasante El suelo de la subrasa AASHO-A-2-6. De la Tabl corresponde una de "Bue1 Espesor del Pavimento De la Tabla 1, para pa el pavimento es: Losa de concreto de 1~ Subbase granular de ( El concreto considerac a la compresi6n de 300 k1 Como al propietario I de 250 l<-gf em" de resiste basta 15- em, en Iugar de Problema 2. En Guadah utili- las carreteras proveni via Atotonilco y el Merca calles, se proyect6 la Cal:; por, un gran camell6n cen es el de concreto.

SolucWn: Trdnsito Esta calzada tendr
EMPEDRADO ...

PAVIMENTOS RIGIDOS

;>reviamente aprobado. Se rolviendose plistico poste> NU.m. 6, una emulsiOn

83

SOlo un resultado de cada diez (1 en 10) podra ser inferior al 95% y ninguno· sera inferior al 90% . Estas especificaciones fueron tomadas de la Asociaci6n del Cemento y del Concreto de Occidente, A. C., en Guadalajara, Jalisco. Problema 1. En un fraccionamiento de Tala, Jalisco, se desea construir pavimento de concreto para· sus calles.

:Cnnico y curado quimico, >liuretanos. E1 espesor del estar 5 mm debajo de la

Soluci6n: Trdnsito La poblaciOn de Tala es pequeiia y su ritmo de crecimiento es bajo. Esta a 50 km de Guadalajara y la carretera Guadalajara-Ameca-Puerto Vallarta, pasa a unos 3 km de ella. No hay posibilidad que entren a esa poblaciOn miles de autobuses, camiones y trailers. El fraccionamiento esta a la entrada de Tala y se considera que su tr9.nsito de diseiio es de categoria I, para Calles Residenciales.

poye sobre una capa de ricorrespondiente a Ia sublav:imentos, es muy ventamezclando un suelo con el ~tencias a la compresiOn:

Subrasante

gUn el transito previsto.

compresiOn probetas guarlde AASHO, con una com-

El suelo de la subrasante es una arena limosa con una clasificaci6n AASHO-A-2-6. De la Tabla 7 (Cap. 2), de categorias de subrasantes, le corresponde una de "Buena".

con su humedad Optima, ezcla del suelo y el cemen-

Espesar del Pavimento

~

De la Tabla 1, para pavimentos de concreto, para Calles Residenciales, el pavimento es:

95% min del PVS mftx

1ci6n, se curara la super~ minimo. una junta transversal de :apa. p-anular, la especificaciOn L en pavimentos flexibles

TE lOS 30 em de la terraceria, , en roca, Ia subrasante se ese Iugar. ~rdo con el alineamiento, anos aprobados. ~ sera de 95 min del PVS ndar, segU.n sus variantes

'

Losa de concreto de 13 em de espesor. Subbase granular de 0 em de espesor. El concreto considerado para estos pavimentos es de una resistencia a la compresi6n de 300 kg/cm2 a los 28 dias de edad. Como al propiet.ario le pareciO mas conveniente usar un concreto de 250 ~g/cm'~ de resistencias, decidiO aumentar el espesor de Ia losa basta lfi' em, en Iugar de 13 em. Problema 2. En Guadalajara, jalisco, se proyectO un acceso vial para llri'i:i- las carreteras provenientes de la ciudad de Mexico, via Tepatitl9.n y via Atotonilco y el Mercado de Abastos Tapatio. Para eso, entre otras calles, se proyectO la Calzada Lazaro Cardenas·, de 6 carriles separados po~ un gran camell6n central. El pavimento adecuado para esta calzada es el de concreto.

Soluci6n: Trcinsito Esta calzada tendr
84 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ..

Subrasante El suelo predonrinante en las terracerias de la calzada es una grava

pumitica (llamada Jal) con arena limosa. Su clasificaci6n AASHO es A·2A, correspondiendo a una subrasante "Buena".

PAVIMENTO (segiln Ia Tabla 5). Losa de concreto de 22 em de espesor. Subbase granular de 10 em de espesor. El ayuntamiento de la ciudad decidi6 construir un pavimento de: Los a de concreto . . . . . . . . . . . . 23 em de espesor. Subbase granular ............ 15 em de espesor.

PARTE 2

[0"

EMPEDRADO ...

la calzada es una grava clasificaci6n AASHO es a".

Ia 5).

ruir un pavimento de: espesor. : espesor.

PARTE 2 CDNSTRUCCION

Los pavimentos que faHan por mala construeciOn representan el 60%

CAPITULO 8

Espedfi[adones

8.1. INTRODUCCION

Hasta el capitulo anterior, lo expuesto comprende lo relativo a la etapa del ciclo de diseil.o de un pavimento. Eso representa la parte mas compleja y dificil de los pavimentos. Es la parte creadora de la te<:nologia de esas estructuras. Recordamos que el disefio de 'un pavimento o de cualquier cosa de Ia vida real, empieza cuando se reconoce la necesidad o se tiene el deseo de construir ese pavimento o esa cosa. Esa necesidad o deseo, generan un problema, el cual en muchos casas se resuelve mediante el "proceso de d.iseiio". AI final del proceso~ el problema esUi resuelto y ~e encuentra en etapa de diseiio o Ia descripci6n clara y concisa de lo que Se desea construir, que en ~scritos y dibujos se llaman Especificaciones. Las especificaciones, aparte de Ia descripci6n escrita, incluyen, cuando es necesario, dibujos (pianos), gr
Hay dos tipos de especificaciones: a) De obra tenninada o de resultado final.

Indica Ia forma, dimensiones y material y caracter del proyecto tenninado. Maxima responsabilidad del contratista para controlar la calidad.

88 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, El\iPEDRADO ...

b) De prescripci6n o mt?todo.

Requiere oficinas de supervisiOn y control de calidad propias y experimentadas. Minima responsabilidad del contratista en el control &~ calidad de la obra.

Sabre todo, trat8.ndose de de pavimento, conviene q1 Las capas subbase y b; tomarse de muchos bane material natural, se cribe que deben permanecer un mente un banco de base ! Los cerros, los cantiles res comunes para bancos to asfa.J.tico o hidr:iulico, sanas, <;arentes de arcilla rales adecuados en granu muy lisa (boleos). Pruebas indices mas c definir su comportamient4

AI especificar y contratar para una "obra terminada", existen algunos peligros, en caso de discrepancias. La ventaja de esta manera de especificar, es que se estimula el desarrollo de nueva'S ideas y procedimientos de construcci6n y equipo. Esta especificaci6n es adecuada para empresas privadas que carecen de un cuerpo de ingenieros y t€cnicos para la inspecci6n de calidad, en cuyo c·aso pueden contratar los servicios de un laboratorio comercial que los auxilie en eso, Las especificaciones de prescripci6n establecen exactamente c6mo hacer el trabajo y los materiales que se usaran. Es adecuada para oficinas de gobierno que cuentan con excelentes ingenieros supervisores y adecuados inspectores. Con la adecuada inspecci6n y control de calidad se llega f:icilmente a la obra terminada. Trat<'mdose de construir un pavimento, es necesario indicar que materiales se van a usar, de que calidad y de que banco se tomad.n.

D p, 0 p, In

p, p, Al Th

8.2. BANCOS DE MATERIALES

En Ingenieria Civil se llama banco de material, a todo depOsito

natural de suelo, roca o agua que pueda ser utilizado en la construcci6n de una estructura. La localizaci6n adecuada de estos depOsitos, influye determinantemen~e en el costo y calidad de una obra. No todos los lugares son privilegiados en contar con buenos bancos, y algunos ya se agotaron. Un aspecto econ6mico muy importante, es que el material no se tenga que acarrear de grandes distancias. Aqui es cuaildo conviene estudiar la posibilidad de mejorar o estabilizar un material fuera de especificaciones, pero cercano a la obra. Potencialmente toda la superficie terrestre es un banco de material de construcci6n. Para localizar el adecuado a una obra, se ·usan mt?todos exploratorios, que van, desde la observaciOn, el uso de herramientas de perforaci6n, basta el empleo de mt?todos geofisicos, la fotointerpretaci6n y basta el uso de satt?lites cientificos. En las obras de pavimentaci6n, importantes, la oficina que realiza el diseiio, localiza y estudia los bancos de materiales para la obra y anexa una lista cbmpleta de ellos. En las grandes ciudades, los bancos de materiales se encuentran bien definidos. Normalmente las terracerias de un pavimento son las mismas encontradas sabre la ruta. En la construcci6n de Ia sUbrasante es donde se puede presentar la necesidad de hacerla, acarreando un mejor suelo.

D Pruebas de laboratorio bancos, segUn su utilizaci I. Terracerias.

a) Clasificaci6n :. b) Calidad,

II. Capa subrasante. a) Clasificaci6n: b) Calidad:

__ j

ESPECIFICACIONES

El\IPEDRADO ..

Sobre todo, trat:lndose de esta capa que influye tanto en los espesores de pavimento, conviene que en tramos largos sea homogenea. Las capas subbase y base, de mejor calidad que Ia subrasante, pueden tomarse de muchos bancos, pero sabre todo la base requiere que el material natural, se cribe o triture y esto obliga a instalar trituradoras que deben permanecer un tiempo rentable, lo que implica, que nonnalmente un banco de base se encuentra a 50 km de otto igual. Los cerros, los cantiles, las matgenes de los rios o Iagunas, son Jugares comunes para bancos de subbase o base. Los agregados para concreto asfaltico o hidraulico, normalmente requieren trituraci6n de rocas sanas, t:arentes de ai'Cilla. En las costas abundan los agregados naturales adecuados en granulometria·, forma y dureza, pen) de superficie muy lisa (boleos). Pruebas indices mas comunes para materiales rocosos, con vistas a definir su comportamiento en irigenieria:

"icinas de supervisi6ri_ y ·alidad propias y experi· ponsabilidad del contracontrol de calidad de la .ninada", existen algunos .;: esta manera de especis ideas y procedimientos adecuada para empresas , teras y tecnicos para la -. :ratar los servicios de un . ecen exactamente c6mo . Es adecuada para oficingenieros supervisores j;, :i6n y control de calidad:.

Densidad de s6lidos Peso volwnetrico seco Contenido de agua Porosidad Indice de alteraci6n Permeabilidad al agua Permeabilidad al aire Alterabilidad Resistencia Defonnabilidad

; necesario indicar que u~ banco se tomaran.

1aterial, a todo depOsito lizado en la construcci{m ~ estos depOsitos, influye 1a obra. No todos los 1ubancos, y algunos ya :se te, es que el material !lO o\qui es cua:ndo convielle u- un material fuera de es un banco de material na obra, se usan metodos uso de herramientas ?e icos, Ia fotointerpretaciOn la oficina que realiza el tles para Ia obra y anexa ades, los bancos de mateento son las mismas enla silbrasante es donde se .rreando un mejor suelo.

89

Pruebas de laboratorio que se efectUan a los suelos que se extraen de bancos, seg(tn su utilizaci6n: I. Terracerias.

I I

J

a) Clasificaci6n :.

Limites de plasticidad. Granulometria.

b) Calidad,

Peso volumetrico maximo. A veces, valor relativo de soporte.

II. Capa subrasante. a) Clasificaci6n:

Limites de plasticidad. Granulometria.

b) Calidad,

Peso volumetrico m8.ximo. Valor relativo de soporte. ExpansiOn. Equivalente de arena .

90 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQlliN, 'EMPEDRADO ..

c) Diseii.o: o-bien:

% de valor relativo de soporte. (Metodo del cuerpo de Ingenieros E.U.A.)

TABLA 8.1.

p

Estabilidad y cohesiOn (Hveen). Triaxiales de Texas.·

Ill. Subbase y base. a)

Clasifit;:_~_ci6n:

Limites de plasticidad. Granulometria.

b) Calidad,

Peso volumetrico, maximo valor relativo de soporte. ExpansiQn. Equivalencia de arena.

c) Diseiia:

Si se desea hacer un diseii.o estructural ppr capas, deber
Suelos residuales

Sedimeiltos Limos

I

Agente transportador

Vumto y ag

Lugar de depOsito

Curso bajo '

IV. Carpeta a.sfaJ.tica. a) Clasific_aci6n:

Limite de plasticidad y granulometria.

b) (;;Uidad'

Pruebas de Desgaste, equivalente de arena.

Planicics cc Zonas lacu• DepOsitos co DepOsitos d

Afinidad con el asfalto y forma de partkulas. c) Diseilo:

Prueba Marshall, o Hveen.

Origen a partir del sedimento

V. Agregados para concreto. a) Calidad:

Granulometrias, peso volumetrico suelto y compacta, densidad y absorci6n, mOdulo de finura, materia org:inica, a veces, intemperismo acelerado, reactividad con a.Icalis y resistencia estructural.

ConsolidaciO Ej. Lutitas

l Suelos residuales

Arcillas

Sedimentos

Lejano

Tipo

Arcilla

Agente transportadm

Agua

VI. Concreto. : .).

Resistencia a la compresi6n y a la flexiOn, revenimiento, tama:fi.o maximo, contenido de cementa. l-o<)s puntc)s V y VI fueron aumentados en esta obra. Las tablas siguientes, tomadas del libro Ingenieria de Suelos en las Vias Terrestres, de Rico y Del Castillo, indican perfectamente los problemas, pruebas, caracteristicas y equipo para construcci6n, para tratar materiales rocosos o suelos para construcci6n de carreteras, aeropistas, ferrocarriles y desde luego, pavimentos de calles de ciudades o nuevos fraccionamientos.

Lugar de dep6sito

I

Mismos

,.

Temperaturas, los residuales limos o ar<:ill;

F.MPEDRADO ...

ESPECIFICACIONES

TABLA 8.1.

, de SOROite. D de Ingenieros E. U .A:) 1i6n (Hveen).

·91

PROCESO DE FORMACION DE SUELOS Rocas igneas

~

'~·-

Alte1-acWn

s. Quimic
/

Mecdnica (fmctu-mmimto)

I

,dad. Suelos residuales

I Fragmentos, gravas y

Limos, arclllas

~··

I

m;lximD valor relativo de

Transporte

Tr:!l.nsporte prOximo

/ ' Transporte ~ejano

un disefio estructural P9r alizarse las pruebas india subrasante.

I

Fragmentos, gravas y arenas o sus mezclas

Arcillai

I

I

I

Agente transportador

Viento y agua

A"''

Gravedad, agua

Lugar de dep6sito

Curso bajo de dos Planicies costeras Zonas lacustres Dep6sitos c61icos Dep6sitos de cenizas

Dep6sitos Iacustres Dep6sitos marinos Deltas de rios Cuno bajo los rios

Dep6sito d_e talud Cursos auo o medio de los rios (~regftli tamaiio) Playas Detritus volc3.nicos

dad y granulometria._

ste, equivalente de arena. falto y forma de

~

I

rena.

/

partic\l~as..

o Hveen.

Origen a partir del sedimento

Rocas Sedimentarias Cementaci6n Ej. Arenisca

Consolidaci6n Ej. Lutitas

I peso volumetrico suelto y id y absorci6n, m6du)o de rginica, a veces, inteill.pereactividad con a.Icalis y tural.

Suelos residuales

/

Arcillas

Alteraci6n qulm.ica

I

Arcillas

Cristall1.aci6n Ej. Calizas

I

\ Alteraci6n mec:inica

I

Gravas arenas

I

'

\

Alteraci6n qulm.ica Ardlla

Alteraci6n mec3nica

I

Gravas, arenasy limos

T>ansporte

/ y a la.:flexi6n, na:fio nuiximo, contenido

obra. 1genieria de Suelos en las an perfectamente los pro. construcci6-n, para tratar de carreteras, aeropistas, lies de ciudades o nuevas

PrOximo

Lejana

~ompresi6n

Tipo

I Arcilla Agua

Grava

I

y

arena

Gravedad y agua

1

Lugar de depOsito

Mismos que en el caso de los sedimentos de origen igri.eo. Rocas Metam6rficas Temperaturas, presi6n, etc., actuando sobre los sedimentos. An:i.logos Sue· los residuales y transportados que las otras roca 5. (Gravas, arenas. limos o arcillas.)

~

TABLA 8.2.

Aluviones

limos arcUlas

'

< 0.75

Escarlficaci-6n

0.075 < X

< 0.30

Ninguno

X < 0.075 Baja et N.A.F.

EscarHicadOn y mcneo

Draga

Escari£icaci6n

Escarlfleaci6n euando compacto, cementado o duro

,,

EscarHicaci6n cuando compacta, cemen.tado OJ duro

.

Escrepa halada can tractor motooscrepa_ ~ 0 tractor

0.30

<

X < 0.075Sobre N.A.F.

Tractor de orugas neumatico eon cuchilla frontal inclinable

'

A~:<ena_s,

X

Traetol!' de orugas o neum;itico con cuehllla frontal inclinable

Tractol!' de on~ga o neumatico
SUELOS

X < 0.005

X < 0.005

Draga alnieja Dt:aga

,,

arrastre

0

,, Nlnguno

Draga de a.tmeja o de arra•tre

mecoinica Motoelevadora Cargador frontal

·~·

Vo\qucte o cami6n

De 150 a2500

Cand6n o vagoneta

MRs de 2 500

Cami6n o remolque

Menos de ISO

Escrepa halada con tractor de oruga~ motoescrepa

'

Drag a

Tipo de material

Cami6n o v<>lqucte Cami6n o vaganeta Cami6n o remolque

.1

MenoB de 150

Escrepa halada con tractor de oruga o motoescrepa

0

De 150 a 250

Escrepa halada eOJn tractor ncumliti· COJ o motoescrepa

Menos de 150 DE 150 a 2500

Cami6n Cam\6n o vagoneta

EQUIPO PARA ATAQUE DE BANCOS Y TRANSPORTE DE MATERIAL

De.spalme y limpieza {Si se reqv.iere)

Preparaci6n. del banco

Excavac/.6n. Tama>i<> m.dximo (m)

'

Cal'(la

I

Equipo

·~·

mecanica

I

Tran.sportc Distan.cia (m)

Equipo

ROCAS Ro<.:a sana (Superficialmente alterada)

Traetol!' de orugas ·~ cuchilla frontal, inclinable

,,

Barrenaci6n toonadOJ a-cuel!'do tipo de roc a tamafta m:i-obtener

.... '

,, "''

·~·

0.75 <X <2.00

,,.,

<X <0.75

Pal a mecanlca 0 cargador frontal

< 0.30

Polo mec.:lnica 0 ear gad or frontal

0.075 < X

~

Menos de 150 De 150 a2500 Mas de 2 500

'

TABLA 8.3.

.~

Escrepa halada con tractor neumAt\co o motoescrepa

Conducci6n hidr:iullea de sedlmentaci6n

marina-

~:il

De 150 a 2 500

Esc rep a

0

X < 0.005 Bajo et N.A.F.

Menos de 150

Escrf}la

Draga de attastl'<' almeja

Ninguno ~rin•

Pala mecllllica 0 cargador frontal

Menos de 150

Volquete o cami6n

De 150 a 2500

Vagoneta o eami6n

De2500a100000 Cami6n o rcmolque Mol.s de IOO 000

=~C

.. 5•1 dlsponi!'lc), 1

~·

i

I~ 0

DTaga de almeja Draga

arrastre o

'"

Draga de arnstre o ahncja

Ninguno

X < 0.005 Bajo el N.A.F.

Ninguno

marina

' = ---

Escrepa halada con tractor neum!ti· co o motoescrcya

Mcnos de 150 DE 150 a 2 500

Canuon Cami6n o vagoneta

Conducci6n hldrtulica de sedimentacton

marina

I 0

-·····---·---

TABLA 8.3. Tipo de material

Dtaga

De 150 a 250

EQUIPO PARA ATAQUE DE BANCOS Y TRANSPORTE DE MATERIAL PreparacWn del banco

De•palme y !impieza (Si se requiere)

Excavaci.6n Tamafio mdximo (m)

carga ' Equipo

I

I

TransP"rle Diotancia (m)

Equipo

ROCAS R<>ca sana ~uperficialnte alterada)

Tractor de oruga• cuchilla frontal, incH. nable

"""

,,

,,'

,,

Barrenaci6n tronado tipo acuerdo o( tamaiio rna. roc a xim.o para obtener

'

0.75 <X <2.00

,,

Tractor orugas 0 neum
Barrenaci6n y tronado, escadficaci6n y monco 0 s6lo cscaxificaci6n

Escarificaci6n y moneo o s6lo escarificaci6n

Roca muy altcra· da ( Suelo y frag· mentos chicos superflciales)

Tractor orugas neumlltico, con cuchilla frontal Inclinable o cs· crepa con trac· ~' de orugas

"

"

Escarificaci6n

mec
0.30 <X <0.75

Pal a mednica 0 cargador frontal

< 0.30

Pal a med.nica 0 cargador frontal

0.30 <X <0.75

Pal a mecinica 0 cargador frontal

Menos de 150

Volquete o caml6n

De 150 a 2500

Vagoneta o cami6n

De 2500 a 100000 Cami6n o remolque 0.075 < X

Roca alterada ( Supe"rficialmen· te muy alterada)

'"'

0.075 < X

< 0.30

0.075 < X < 0.75

X

< 0.075

Pal a mec:inica 0 cargador frontal Pal a med.nica 0 cargador frontal

M
F.C. (si dlsponiblc). carni6n o re-molque

Mcnos de 150

Volquete o cami6n

Do 150 a 2 500

Vagoneta o cami6n

M:i5 de 2 500

Caml6n o ren10lque

Menos de 150

Volquete o cami6n

De150a2500

c~mi6n 0

Mils de 2 500

Cami6n o remolque

Mcnos de 150

Escrepa halada tra;;tor de orugas o motocscrepa

De 150 a2500

Escrcpa haiada con tractor neumlltico o motocscrepa

Esc~cpa

vagoneta

""

I ~

@

\

~ 0 ~

94

MANUAL DE PAVII\IENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ..

8.3. COEFICIENTES DE VARIA CION VOLUIUETRICA 8.4. CONSTRUCCU

Los materiales de bancos, almacen, etc., al extraerlos o reriloverlos y transportarlos a Ia obra, sufren una alteraci6n en su volumen inicial, la cual es necesario determinar cuantitativamente, relacionando el volumen de un estado a otro estado de acomodo de particulas. Esto da Iugar a unos coeficientes de variaciOn volumCtrica ( abundamiento o reducciOn ), expresados en forma decimal y sin unidades.

Coeficientes de variaci6n wlumitrica, de estado natural o inicial, a estado suelto. Generalmente el estado natural es en el banco y el estado suelto, es en el equipo de acarreo. Los pasos necesarios son:

Lo que caracteriza a to rodamiento. Todas estas C<J drado o losa) est;in apoyad subbase y base. Se consider La construcciOn de la subba solos o tratados con algUn de los pavimentos, ampliar deseo de simplificar lo re: referente a la constructiOn cluyendo lo relativo a subbf creta, que esta demasiado t

1. Determinar el peso volumCtrico seco del material (roca, suelo o

mezcla de ellos) en el banco. 2. Determinar el peso volumCtrico suelto seco del mismo material. PVS suelto en kg/m 3 • 3. Determinar el coeficiente de variaciOn volumCtrica Cn, aplicando la fOrmula:

Cn,

=

PVS Natural (normalmente mayor de 1) PVS Suelto

Coeficiente de variaci6n volumitrica de estado natural a estado compacta. 0 de banco a terraplen o capa compactada, que. es la relaciOn del volumen del material en estado compactado respecto al que presentaba en estado natural. Los pasos son los siguientes: 1. Determinar el peso volumCtrico seco en el banco o PVS natural,

en kg/em:>, 2. Detenninar el peso volumCtrico seco en terraplCn o capa, PVS compacta, en kg/cm 3 • 3. Determinar el coeficiente de variaciOn volun'J.Ctrica o Cn~, empleando Ia relaciOn:

Cn;; =

PVS"

Pvsc

Coeficiente de variaci6n wlumitrica de estado suelto a estado compacta o de equipo de acarreo, almacen, camell6n o cualquier estado suelto, respect a al estado compacta. La fOrmula es: C,c

=

PVS suelto (Menor de 1) / PVS compacta ___..-----

8.5. CONSTRUCCIOl

La construcciOn de la s1 tos de adoquin, no difiere asfalto. El tipo de capa, su cali· mismos. La capa adoquinada y l de construcciOn. Son esenc capa de asiento, tiene Ia fur las irregularidades de la h< colchOn para compactar la arena bien graduada y lim!= sabre la base, con su hum• menta ni cal. No debe ser rl: se tengan que levantar algu. Colocaci6n de los Adoquines

La colocaciOn de los adc y nivelar perfectamente las AI colocar los adoquine adoquines ya coloc~ No nes se alinean perfectamer d
Cuando se tenga una :in pactarlos, usando una aplan Esta compactaci6n se bace

El'olPEDRADO .

'/OLUI\'IETRICA

extraerlos o reriwverlos n en su volumen inicial, tte, relacionando el voluparticulas. Esto da Iugar mdamiento o reducci6n),

estado natural o inicial, lCO y el estado suelto, es son:

material (roca, suelo o eco del mismo material. )}umetrica en. aplicando

lr de 1) do natural a estado com-

tada, que es la relaci6n ' respecto al que presen~ntes:

el banco o PVS natural, rraplen o capa, PVS comvolurrietrica o Cnc, em-

1do suelto a estado com~ll6n o cualquier estado 1

es:

de 1)

ESPECIFICACIONES

95

8.4. CONSTRUCCION DE DIFEREN'IlES PAVIMENTOS

Lo que caracteriza a todos los pavimentos, es la capa que sirve de rodamiento. Todas estas capas ( carpetas asfilticas, adoquinado, empedrado o losa) est
La construcci6n de la subrasante, la subbase y la base, en pavimentos de adoquin, no difiere en nada de Ia empleada en pavimentos de asfalto. El tipo de capa, su calidad, inspecci6n y control de caUdad, son los mismos. La capa adoquinada y Ia capa asiento, si tienen su tecnica especial de construcci6n. Son esencialmente artesanales, manuales. La delgada capa de asiento, tiene la funci6n de proporcionar un medio para corregir las irregularidades de Ia base y de los adoquines, asi como servir de colch6n para compactar Ia capa adoquinada. El material debe ser una arena bien graduada y limpia, sin nada de arcilla. Esta arena se coloca sobre Ia base, con su humedad de absorci6n. No debe mezcl
La colocaci6n de los adoquines requiere mucho cuidado, para alinea:r y nivelar perfectamente las hileras de adoquines. AI colocar los adoquines, el obrero tiene que ir pisando sobre los adoquines ya colocados. No debe pisarse Ia capa de asiento. Los adoquines se alinean perfectamente mediante hilos a revent6n y se nivelan d
Cuando se tenga una
96 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO.

Sellado de Juntas

CAPITULO 9

Cuando la capa adoquinada este compactada en forma adecuada, se procede a sellar las juntas de los adoquines, usando arena limpia cribada en una malla NU.m. UO, depositando este material y simultfuleamente compactando los adoquines, para llenar por completo las juntas. Apertura al Tr8nsito

Estando el pavimento de adoquines compactado y sellado, se barre perfectamente la arena sobrante y se abre el pavimento al trfulsito.

lnspe[[ion

~

8.6. CONSTRUCCION DE PAVIMENTOS EMPEDRAl>OS

En estos pavimentos, igual que en los de adoquin, se construyen en forma simultfulea las capas de asiento y el empedrado. Su construcci6n es totalmente manual, y en estos pavimentos, si se necesitan hombres entrenados como empedradores. El sellado del empedrado se puede hacer despues, s6lo algunos dias. Del perfecto acuiiamiento y sellado, depende mucho Ia estabilidad del empedrado. Se acostumbra dividir la superficie por empedrar, longi.tudinalmente, en cajones o fajas de un metro de ancho mis o menos. Los cajones se limitan con las piedras del mayor tamaiio llamadas scleras o venas. Los cajones se bombean o arquean ligeramente. Esto, que puede tener una raz6n constructiva y estructural, le da una agradable apariencia a estos pavimentos. En estos pavimentos, el control de calidad es a base de ''buena inspecci6n". No exi.sten pruebas para deterrninar si esti bien hecho un emp€drado. Quizi Ia compactaci6n que se da al empedrado, humedecil§ndolo adecuadamente, aparte de servir para acomodar bien las piedras, sea tambien una oportunidad de observar la buena calidad del empedrado.

En la construcci6n de toe iias, no hay fase mas imp( tructivo. En una obra de i: vigi.lar el bien hacer, que el J

9.

La inspecci6n es la activ obra se realice de acuerdo a critos por el disefiador (Es1 el pavimento de una autopi fonnada por un grupo nun como el pavimento de un e: la inspecci6n queda en mana Desde antes de escribir inspecci6n de Ia construcciC tipo de inspecci6n que se 1 de inspectores adecuados ( c• grandes oficinas de g9biem tratar los servicios d,{ inspe· de inspecci6n. / El Inspector

Debe ser un hombre con para interpretar y conocer p en una obra, y vigilar al cor que emplee procedimientos persona esti capacitada par

UIN, EMPEDRADO ...

CAPITULO 9 :tada en forma adecuada, se usando arena limpia cribada material y simult
npactado y sellado, se barre I pavimento al tdnsito.

lnspe[[ion y Control de Calidad

ITOS EMPEDRADOS le adoquin, se construyen en empedrado. Su construcci6n tos, si se necesitan hombres

r despues, s6lo algunos dias. de mucho la estabilidad del rficie por empedrar, longitutro de ancho mas o menos. mayor tamafio llamadas sole~uean ligeramente. Esto, que uctural, le da una agradable imentos, el control de calidad :en pruebas para detenninar l compactaci6n que se da al e, aparte de servir para acooportunidad de observar la

INTRODUCCION En Ia construcci6n de todas las obras de ingenieria, grandes o pequeii.as, no hay fase mis importante que la inspecci6n del proceso constructivo. En una obra de ingenieria es mas critica esta actividad de vigilar el bien hacer, que el mismo disefio. 9.1. INSPECCION

La inspecci6n es la actividad por media de Ia cual se logra que una obra se realice de acuerdo a los pianos, materiales y procedimientos prescritos por el dise:iiador (Especificaciones). Si la obra es grande, como el pavimento de una autopista o aeropista, se requiere una inspecci6n formada por un grupo numeroso de hombres. Si la obra es pequefia, como el pavimento de un estacionamiento de una residencia o fibrica, Ia inspecci6n queda en manos del mismo arquitecto o ingeniero residente. Desde antes de escribir las especificaciones, se debe pensar en la inspecci6n de la construcci6n de un pavimento, indicando en ellas, el tipo de inspecci6n que se necesitari. Si no se cuenta con un cuerpo de inspectores adecuados (como es el caso de las Secretarias de Estado, grandes oficinas de gobiemo o de empresas privadas) se pueden con-j tratar los servicios de inspecci6n de un laboratorio comercial u oficin~ de inspecci6n. El Inspector Debe ser un hombre con los conocimientos y experiencia suficientes para interpretar y conocer perfectamente los pianos y materiales por usar en una obra, y vigilar al constructor (por lo general bajo contrato) para que emplee procedimientos adecuados de construcci6n. No cualquier persona esti capacitada para esta importante labor. Ademas del entre-

98 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO.

namiento y conocimiento, auxiliados por una inteligente actHud para los problemas que se presenten en una obra, ese hombre necesita tener una alta calidad moral para no aceptar ninglin favor u obsequio de parte del contratista, que lo obligue a pennitir el uso de materiales inadecuados o de incorrectos metodos constructivos. En esta modesta obra se quiere seftalar, que actualmente existe una corrupci6n grave en la inspecci6n y control de calidad de los pavimentos hechos en nuestro pais, en las grandes obras de pavimentaci6n, provocarla por Ia inmoralidad y afa.n de lucro de algunas compafiias constructoras de pavimentos. Se ve con tristeza como el pavimento de una obra que deberia durar 20 aiios, al aiio empieza a fallar, a pesar de que en nuestro pais se conocen a la perfecci6n las tecnologias para diseftar y construir correctamente cualquier pavimento. Quizi en estas pavimentaciones convendria el uso de un laboratorio comercial, aJtamente calificado, que hiciera una inspecci6n y control de calidad, en fonna repentina, en tramos escogidos al azar.

l

l

l

l

9.2. CONTROL DE CALIDAD

En construcci6n de pavimentos, se reconoce actualmente (1970) que al usar materiales locales, lo comUn es la gran variabilidad de resultados.

AI reconocer lo anterior, se ha buscado la manera de construir los pavimentos con mayor precisiOn y se ha recurrido a las teorias matem
E1 control de calidad de un pavimento es b:isicamente un problema de muestreo y ensayo. Aunque Ia inspecci6n se hace, desde el inicio abarc-ando visualmente toda Ia obra, es necesario tomar una pequefta cantidad de todos los materiales y ensayarla para detenninarle sus caracteristtcas importantes. Muestra. Es una parte pequeiia tomada de un volumen grande de material, y que tiene las mismas caracterlsticas de Cste al momenta de tomarse. Hasta 1960, las muestras tomadas en Ia construcci6n de un pavimento, se decia que eran "representativas" del late correspondiente. El muestreo lo bacia, en el mejor de los casas, un inspector o laboratorista, el cual, mediante su experiencia y criteria, tomaba la muestra, que generalmente representaba Ia calidad promedio del todo. Estas muestras

!

j

"representativas" tienen el malo ni lo mas buena del lidad, inevitable, del todo. de calidad las ttknicas est~ son Ia base en la produce industrias. Para un control de cali toria. Una muestra toma persona experta y juicim factor personal. La muest buena, asi como lo intenn1 determinar la condici6n I de variabilidad de Ia cali control estadistico de Ia c ( o mediciones) y en las < exceso de muestreo, Para pequeiias obras, , namiento o un estacionar las tecnicas modernas de muestras siguiendo un plru tra de concreto o de mezd Sabre todo, Ia detern en toda pavimentaci6n, ' posible. Para ubicar asi e ci6n, se usan tablas de r tramo, tanto la ubicaci6n derecha del centro del I aleatorios adecuados, deb! no seleccionar lugares us< en el tiempo como en la s proceso continuo de cons1 raci6n de mezclas, lavado Respecto al ensayo de chas pruebas q4e son de 1 instituciones. · Para las pruebas de < rias, subbases y bases, e~ cillas, baratas y muy con contrato de pavimentaci6 sin indicar ·cu:il es la pn ver especificaciones sobti: un 85%. Ninguna camp< de una modesta banquet< siguiente indica Ia prueb de compactaci6n.

81\1PEDRADO.

INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD

eligente actitud para los mbre necesita tener una u obsequio de parte del nateriales inadecuados o actualmente existe una ilidad de los pavimentos e pavimentaci6n, provolgunas compafiias cons10 el pavimento de una a fallar, a pesar de que tecnologias para diseiiar Quiz:i en estas pavimen)mercial, a}tamente cali~alidad, en forma repen-

i

a.ctualmente ( 1970) que uiabilidad de resultados. ra de construir los pavilas teorlas matem:iticas su calidad. De esta ma:i6n de carreteras (prini especificaciones de ti.po tre las antiguas especifinuevas especificaciones

i

asicamente un problema 1e hace, desde el inicio uio tomar una peque:fi.a. para determinarle sus un volumen grande de as de este al momenta ~mstrucci6n

de un pavilote correspond.iente. El inspector o laboratorista, omaha la muestra, que del todo. Estas muestras

j

I

99

"representativas'" tienen el inconveniente de no representar ni lo mas malo ni lo mas buena del material, no pennitiend.o apreciar la variabilidad, inevitable, del todo. De esa manera no podrian aplicarse al control de calidad las ttknicas estadisticas y probabilisticas, que en la actualidad son Ia base en la producci6n y construcci6n de todo lo que sale de las industrias. Para un control de calidad ''estadistico", se requiere un muestreo aleatorio. Una muestra tomada al azar, no requiere ser tomada por una persona experta y juiciosa. En este muestreo modemo se elimina el factor personal. La muestra al azar, representa lo m:is malo y lo mas bueno, asi como lo intermed.io, permitiend.o, igual que Ia "representativa'', detenninar la cond.ici6n promed.io, pero tambiCn pennite fijar el grado de variabilidad de la calidad del material. Una de las limitaciones del control estadistico de Ia calidad es que se necesitan muchos muestreos ( o mediciones) y en las obras pequeiias no es pr:ictico ni necesario ese exceso de muestreo. Para pequeiias obras, como el pavimento de las calles de un fraccionamiento o un estacionamiento, no pueden aplicarse satisfactoriamente las tecnicas modemas de control de calidad, pero si pueden tomarse las muestras siguiendo "l1n plan que fije ai azar el tiempo de tomar una muestra de concreto o de mezcla asfaJ.tica. Sabre todo, la determinaciOn de la compactaci6n, tan importante en toda pavimentaci6n, debe hacerse lo mas impersonal 0 aleatorio posible. Para ubicar asi el Iugar d6nde hacer una prueba de compactaciOn, se usan tablas de nU.meros aleatorios, que penniten fijar, en un \ tramo, tanto la ubicaci6n exacta, como Ia distancia a la izquierda o a Ia derecha del centro del pavimento. Si no se cuenta con los nU.meros aleatorios adecuados, debe el ingeniero o el inspector ingeni:irselas para no seleccionar lugares usando su criteria como base de ubicaci6n, tanto en el tiempo como en la superficie, en donde se tomar:in muestras de uil proceso continuo de construcci6n, como trituraci6n de agregados, elaboraci6n de mezclas, lavado de materiales, etc. Respecto al ensayo de las muestras, no hay problema, existiendo muchas pruebas que son de uso mund.ial y estan estandarizadas en muchas instituciones. Para las pruebas de compactaci6n de capas de sueilos para terracelias, subbases y bases, existen las pruebas AASHTO. que son muy sencillas, baratas y muy confiables. Es muy frecuente que al formular un contrato de pavimentaci6n, s6lo se fije el porcentaje de compactaci6n, sin ind.icar emil es la prueba de referenda. Tambi.Cn es muy frecuente ver especificaciones sobte compactaci6n de terracerias, tan bajas como un 85%. Ninguna compactaci6n debe ser inferior al 90% , ya se trate de una modesta banqueta o de la capa para un pavimento. El cuadro siguiente indica Ia prueba AASHTO conveniente, asi como el minima de compactaci6n.

100 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, El\1PEDRADO ...

Cap a Cuerpo de terraplt'm Subrasante Subbase y base A Subbase y base B Las subbases y bases A y pesado trfulsito.

FIG. 9.1.

Probando la compactaci6n de una capa subbase de pavimento rigido

Frc. 9.2. Tomando cilindros para comprobar Ia resistencia de concreto de pavimento

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1':1\tPEDRADO .

INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD 101

Cap a

AASHTO

% de compactaci6n

minima Cuerpo de terraplen

Est:indar

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Subrasante

Est:indar

95

Subbase y base A

Est
Subbase y base B

Modificada

95 o 100 100

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Las subbases y bases A y B se usan en aeropistas y caneteras de intenso y pesado trfulsito.

1hbase de pavimento rigido

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I

~ia

de concreto de pavimento

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PARTE 3 CONSEAVACION

La adecuada y oportuna conservacton de los pavimentos pennite que alcancen su vida de disefio satisfactoria-

mente. Los pavimentos que fallan por in-

adecuada conservaci6n, representan el 20%.

I

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CAPITULO 10

(onserva[ PROPIEDADES Densidad

Durabilidad

Hay dos tipos de con a) Conservaci6n pre• b) Conservaci6n con

La conservaci6n prev La conservaci6n corn en un pavimento, y se d falla y lo que la caus6,

LEYENDA

Cadena de propiedades de los pavirnentos, que deben resistir las fuerzas de Ia naturale:
cadena se rompe cuando

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eslabOn debilita" -KUN<:; FU YEE-

Uno de los aspectos existente en ellos. Una pavimento? Lo primero q tituye realmente una fal Esto es muy importa ingeilieros de pavimento diseiio, se le de tanta imj en el dls€no. Se reconocen dos tip a) Fallas funcionale b) Fallas estructural

Ilustraci6n Pictognifica no relacionados entre si,

que existen muchas propiedades y variantes afectan el comportanUento de un pavimento

Las fallas funcionale~ ha perdido su funci6n ini falla funcional. Generalmente est
CAPITULO 10

(onservadon de Pavimentos PROPIEDADES Densi,dad

"

~~=D~"=''='=ilid=·;"'=~ ~.,_o'l'

Rigidez del pavimento

j Ceme.ntante ~L----C"o''cMo'c'"'o____J Fri.od6n entre los agregados Valor·R

,.

Resistencia a la fatiga

10.1. INTRODUCCION

Hay dos tipos de conservaci6n de pavimentos: a) Conservaci6n preventiva. b) Conservaci6n correctiva. La conservaci6n preventiva tiende a prevenir o retardar las fallas. La conservaci6n correctiva se aplica cuando han ocurrido las fallas en un pavimento, y se dan los pasos para localizar y definir el tipo de falla y lo que Ia caus6, hacienda la reparaci6n necesaria.

10.2. FALLAS

•·La el

cadena se rompe cuando eslab6n ~ debilita•· -KUN'-' FU

Uno de los aspectos mas importantes de los pavimentos es Ia falla existente en ellos. Una pregunta muy discutida es, testa fallando un pavimento? Lo primero que tenemos que acordar o definir es lo que constituye realmente una falla en esas estructuras. Esto es muy importante, tanto que su franco reconocimiento por los ingertieros de pavimentos, ha causado que a la falla, como factor de diseiio, se le de tanta importancia, como a los otros factores que influyen en el wseno. Se reconocen dos tipos o familias de fallas:

YEE-

a) Fallas funcionales. b) Fallas estructurales.

propiedades y variantes mto de un pavimento

lS

Las fallas funcionales son leves, relativ"amente. Cuando un pavimento ha perdido su funci6n inicial o asignada de antemano, se acepta que tiene falla funcional. Generalmente est:i localizada en la capa superficial, ya sea carpeta asfciltica, losa de concreto, capa adoquinada o empedrada. Si una carpe-

106 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ..

ta asfaltica se coloca en un pavimento para que proporcione un trinsito c6modo y seguro, y resulta que esa carpeta despues de un tiempo de uso, est:i arrugada, boluda o resbalad:iza, entonces tiene falla funcional. Estas fallas pueden ser progresivas o no. Adem:is, no imposibilitan a los pavimentos para usarse. Simplemente perdieron su "c6moda tersura", que es muy importante, sabre todo en calles o carreteras de mucho tr:insito. Las fallas estructurales, que pueden originarse o localizarse en una o varias capas, si son graves. Consisten en el rompimiento del pavimento por Ia falla estt:uctural de Ia subrasante, la subbase, base o superficie. tambitm puede fallar estructuralmente el cuerpo de un terraplfu o el suelo que lo soporta. Estas fallas si imposibilitan al pavimento, cuando estlin muy avanzadas. Para juzgar el tipo y Iugar de una falla, tiene que hacerse un estudio de campo y laboratorio, dirigido por una persona con muchos conoci~ mientos de pavimentos y de laboratorio. Como un cirujano que abre el cuerpo humano, observa y toma muestras y las manda analizar, asi un ingeniero tiene que abrir la parte daiiada de un pavimento y visualmente analizar el caso y ahi mismo hacer algunas mediciones y pruebas y ordenar un cuidadoso muestreo y su envio a un laboratorio de pavimen~ tos para su ensayo. Despues de reunir esa informaciOn, puede decir en d6nde esta Ia falla, si sera progresiva y que tipo de falla es. Un estudio de fallas en pavimentos flexibles de asfalto, hecho en Mexico, revelO que la causa de las fallas correspondia a las siguientes etapas del "ciclo de disefi.o" del pavimento: Fallas por disefto inadecuado . . . . . . . . . . . . . . . . . 25% Fallas por construcci6n inadecuada . . . . . . . . . . . . 60% Fallas por deficiente conservaci6n . . . . . . . . . . . . . 15% Por lo tanto es mas importante asegurar una adecuada construcci6n de los pavimentos, a base de una experimentada "inspecci6n y control de calidad", que preocuparse muCho por un "disefto cientifico y tecnico" Tambi€m se demostr6 que una conservaci6n inadecuada es causa de falla en muchos pavimentos. 10.3. FALLAS EN CARPETAS ASFALTlCAS, BASES Y SUBBASES Siendo la carpeta la capa que est:i en contacto directo con las cargas y los efectos ambientales, de temperatura, lluvias, etc., su falla se observa con facilidad. Junto con la carpeta esta el riego de sella, el cual tambien puede fallar, funcional o estructuralmente. La falla funcional de un sella se presenta, por ejemplo, cuando la cantidad de asfalto es mayor de Ia necesaria, o cuando la granulometria del agregado es muy fina y la superficie pronto se vuelve lisa, se arruga o se canaliza. El agregado tam-

/

bien puede tener mas aJ no tener la adecuada afi Las fallas en las car] o estructurales. Las prim• arcilla o humedad, o algt Esto no Ia vuelve intran: marse la carpeta por C( Ia cantidad de asfalto e: pronto y la carpeta se "c capa no sea el indicado fatiga de la mezcla. Est aisladas o en forma de ' se producen muchos ba< las carpetas debiles. Fallas en Ia Capa Base

Esta capa es muy im son de tipo estructural. rarse se expansionan y 1 junto con Ia carpeta. Si E el bache en ella y Ia caq que el correspondiente :cortante, Si la compactaci6n y Ia defonnaci6n, penn~ peta. ~1 material de Ia ba cuando se seca, provocru En aquellos lugares < el suelo de Ia base, si e! gelarse se dana mucho s Fallas en la Capa Subba:

Las fallas en esta ca: base, En la base debe h~ riego de impregnaci6n s subbase esto no es imp Ia subrasante, cuando se si la subrasante es muy Si Ia falla es en Ia su y la carpeta es exagerac fundas o baches. Si la f< es men or, sabre todo par son poco profundas. De : d6nde est:i localizada la

EMPEDRADO ...

proporcione un tr<'msito .es de un tiempo de uso, me falla funcional. !mis, no imposibilitan a ·on su ""c6moda tersura", o carreteras de mucho rse o localizarse en una npimiento del pavimento 1base, base o superficie. 10 de un terraplen o el n al pavimento, cuando que hacerse un estudio ma con muchos conociun cirujano que abre el manda analizar, asi un pavimento y visualmente mediciones y pruebas y laboratorio de pavimen:maci6n, puede decir en , de falla es. es de asfalto, hecho en spondia a las siguientes

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25% 60%

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BASES Y SUBBASES rel="nofollow"> directo. con las cargas y etc., su fall a se observa de sella, el cual tambifm ilia funcional de un sella ! asfalto es mayor de la tdo es muy fina y la su· naliza. El agregado tam-

CONSERVACION DE P AVJMENTOS

107

bien puede tener m;is arcilla que la pennitida (en mortero asfftltico) o no tener Ia adecuada afinidad con el asfalto y desprenderse mucho de ei. Las fallas en las carpetas asfaJ.ticas, pueden ser tambien funcionales o estructurales. Las primeras se presentan cuando por exceso de asfalto, de arcilla o humedad, o algunas de ellas juntas, la carpeta pierde su tersura. Esto no la vuelve intransitable, pero si inc6moda. Tambien puede deformarse Ia carpeta por conso1idaci6n debida a falta de compactaci6n. Si Ia cantidad de asfalto es menor a la Optima, el agregado se desprende pronto y Ia carpeta se "'desgranarcl" 0 puede ser que el espesor de esta capa no sea el indicado para el tr<'msito que la usa y la falla sera por fatiga de la mezcla. Estas fallas pueden provocar ondulaciones, grietas aisladas o en fonna de "piel de cocodrilo", y en la temporada de lluvias se producen muchos baches en ella. El frio intenso provoca grietas en las carpetas debiles. Fallas en Ia Capa Base

Esta capa es muy importante en los pavimentos asfalticos. Sus fallas son de tipo estructural Pueden deberse a exceso de arcilla, que al saturarse se expansionan y pierden resistencia, provocando una defonnaci6n junto con la carpeta. Si el tr
Las fallas en esta capa, son las mismas que las mencionadas para la base. En la base debe haber, adem
108 MANUAL DE PAVII\olENTOS: ASFALTQ, ADOQUIN, EMPEDRADO ...

10.4. FALLAS EN PAVIMENTOS DE ADOQUIN

Los pavimentos adoquinados son un sistema mUltiple de capas, igual que los pavimenios de asfalto. En ambos pavimentos la falla puede producirse en cualquier capa del s-istema o en varias capas a Ia vez. Fallas en la Capa Adoquinada

Se presentan cuando el adoquin no es de buena calidad. Es dificil que un adoquin se fracture. Cuando esto sucede la calidad del adoquin es muy por abajo de la minima especificada. La falla puede ser por desgaste si el agregado usado en Ia fabricaci6n de esas piezas no tiene la suficiente resistencia. Cuando un adoquin falla estructuralmente, por lo general es a Ia flexiOn. Por esa raz6n, la resistencia a la flexiOn debe ser la base de disefio de esas piezas.

II

Fallas en la Capa de Asiento

Esta sencilla capa, generalmente de unos cuantos centimetros, es la fuente de muchos pavimentos adoquinados daftados. Las causas son dos:

1 •

a) Demasiado espesor de la capa. b) Demasiada rigidez. La primera causa se debe a descuido en el nivel de la base y para corregirlo, se coloca una capa de asiento muy gruesa, que se comprime o consolida con el peso de los vehiculos, provocando irregularidades en J.a~, superficie adoquinada. La segunda causa, exceso de rigi.dez, se debe a una err6nea concepciOn del tipo de pavimentos que forman los adoquines, que nonnalmente son flexibles, con lo cual la capa rigida (arena con cemento o cal) se fractura y desintegra, con un ''bombeo'' de las lineas en tiempo de lluvias, provocando serias deformaciones de Ia capa adoquinada. El caso de la mayoria de los pavimentos adoquinados del centro de la ciudad de Mexico, es tipico de esta falla por rigidez de esta capa. Las fallas en la base, subbase y subrasante, son las mismas que las de los pavimentos· de asfalto. La gran ventaja del pavimento adoquinado, es la facilidad para retirar Ia capa de adoquines dafi.ados y colocar los adoquines nuevas. 10.5. FALLAS EN PAVIMENTOS DE EMPEDRADO

Las fallas en los pavimentos de empedrado, igual que en los otros pavimentos flexibles, pueden localizarse en alguna o en varias capas. Estos pavimentos estan limitados a trWsito ligero y de poco volumen. Silas cargas impuestas rebasan la capacidad soportante de la subrasante,

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EMPEDRADO .. ~

CONSERVACJON DE PAVIMENTOS

109

ADOQUIN

mUltiple de capas, igual ntos Ia falla puede pro' capas a la vez.

1uena calidad. Es dificil ~ la caUdad del adoquin La falla puede ser por de esas piezas no tiene falla estructurahnente, ~n, la resistencia a Ia

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110

MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO.

o si esta capa no esti bien compactada, fall:ui al corte o se deformari por consolidaci6n, provocando un movimiento de la base y del empedrado. 0 la fall a puede estar en la base, por £alta de espesor, de calidad o de compactaci6n. Tambien puede fallar la capa de asiento, por £alta de espesor o ser de calidad inad.ecuada. Las piedras por si solas, tienen generalmente una adecuada resistencia. Resumen Los pavimentos empedrados tienen comportamiento flexible y mucbo en comlln con los pavimentos adoquinados. La forma irregular de las piedras, es bi.sicamente la diferencia entre esos dos pavimentos. Esto origina espesores variables en la capa de asiento del empedrado, mis acentuados que en los adoquines. Se pueden bacer pavimentos empedrados resistentes, usando capas de asiento de concreto de 200 kg/cmz y grava de llh" o tambil~n se pueden combinar ..empedrados" con '"'adoquinados" y losas de concreto para pavimentos muy artisticos, para banquetas o carriles de circulaci6n. 10.6. FALLAS EN PAVIMENTOS DE CONCRETO

Si los pavimentos de concreto estin formados exclusivamente por Ia losa de concreto, la mayoria de las fallas y deterioros de esos pavimentos se localizarin en la losa que los forman. Mucbas de las fallas o defecto se originan desde la elaboraci6n del concreto, otras al momenta de acabarlo, en Ia superficie, otras al curarlo o al hacer las juntas y otras basta el momenta de retirar la cimbra. A continuaci6n se describirin en el arden de recibir eJ concreto en el lugro-: basta su servicio nonnal, algunos aiios despues. G.rietas por AdiciOn de Agua Los integrantes de las cuadrillas de tendido y acabado, acostumbran adicionar agua a la superficie del concreto, para facilitar su acabado. Esto provoca, al secarse Ia superficie, unas grietas molestas a la vista. No debe permitirse esa adici6n de agua. Si el concreto no permite buen acabado, debe modificarse su dosificaci6n. Abultamientos por Mal Acabado

Para el perfecto acabado del pavimento, de manera que su superficie quede perfectamente plana, sin abultamientos, debe contarse con Ia "flota" o berramienta adecuada para bacer la superficie completamente plana. Este defecto puede apreciarse colocando una regia sabre la superfide y mid.iendo las irregularidades, o en la nocbe, con la luz de un vebiculo, proyectar las sombras de esos abultamientos.

En el Estado de Calif< de perfil" esta dentro de h Supedicie Antidettapante

El pavimento de conc1 AI "tenninar"'' su superficil para provocar esos pequei Sangrado

Cuando el concreto e agregados-lechada, o mal grueso, al acabar la super£ o lecbada muy pobre, Ia ~ vebiculos, dejando areas vista, tiene consecuencias al presentarse, de inmedi el cementa. Deficiente Curado

El concreto alcanza el mana de edad. Este es el p no debe secarse o perder e] En esta semana el concre una cubierta bllmeda, o aJ raci6n del agua. Nunca se el concreto cuando menos que la omisiOn de este cur resistencia potencial del c~ haran que el concreto no el, disminuye Ia resistenci CompactaciOn Inadecuada

~

El concreto a·trapa m1 Iugar, debe eliminarse ese vernas, fuente de inicio d "vibr:u" el concreto para el dirse con el "aire incluido" dido el concreto, se pasa 18 em de espesor miximc ~pes or. Las orillas de las doi--de chicote. El defecto d sacando corazones del con• ci6n de Ia resistfincia del

, EMPEDRADO ...

CONSERVACION DE PAVIMENTOS

111

a1 corte o se defonnara la base y del empedrado.

En el Estado de California, los pavimentos se reciben si su "indice de perfil" esta dentro de las tolerancias.

es}Jesor, de caUdad o de lSiento, por falta de espe· r si solas, tienen general·

Superficie Antiderrapante

El pavimento de concreto debe tener una superficie antiderrapante. Al "tenninar" su superficie debe escobillarse adecuada y oportunamente para provocar esos pequeftitos surcos antiderrapantes.

mliento flexible y mucho a forma irregular de las oos dos pavimentos. Esto nto del empedrado, mas hacer pavimentos empeconcreto de 200 kg/ cm2 ~ "'empedrados" con "adomuy artfsticos, para ban·

Sangrado

t CONCRETO

Deficiente Curado

los exclusivamente por la rioros de esos pavimentos ; de las fallas o defecto se :ras al momenta de acahacer las juntas y otras ntinuaci6n se describir{m basta su servicio normal,

1 y acabado, acostumbran 1ara facilitar su acabado. ietas molestas a Ia vista. ~oncreto no pennite buen

manera que su superficie ts, debe contarse con la superficie completamente una regia sobre la super· noche, con la luz de un tmientos.

Cuando el concreto esta mal dosificado, por inadec;uada relaci6n agregados·lechada, o mala relaci6n grava·arena, o por cementa muy grueso, al acabar la superficie· del pavimento, se acumula exceso de agua o lechada muy pobre, la cual se desprende del pavimento al usarlo los vehiculos, dejando areas de grava expuesta. Esto que es molesto a la vista, tiene consecuencias de poca resistencia del pavimento, par lo que al presentarse, de inmediato debe corregirse Ia dosificaci6n o cambiar el cementa.

El concreto alcanza el 80% de su resistencia durante la primera se· mana de edad. Este es el periodo altamente critico, en el cual el concreto no debe secarse o perder el agua que necesita el cementa para hidratarse. En esta semana el concreto debe protegerse con riegos de agua, o con una cubierta hlimeda, o aplic
El concreto a·trapa mucho aire macrosc6pico y al colocarlo en su Iugar, debe eliminarse ese aire, que provocaria huecos o pequeftas ca· vernas, fuente de inicio de fallas estructurales. Por eso se acostumbra "'vibrar" el concreto para eliminar ese aire atrapado, que no debe confun. dirse con el "aire incluido'', que si beneficia al concreto. Una vez ex ten· dido el concreto, se pasa una regia vibratoria, que en losas delgadas, 18 em de espesor maximo, compacta y expulsa el aire atrapado en ese espesor. Las orillas de las losas se deben vibrar aparte usando un vibrador de chicote. El defecto de falta de compactaci6n s6lo se puede observar sacando corazones del concreto endurecido. Este defecto qmsa disminu· ci6n de la resistencia del pavimento.

112 MANUAL DE PAVIMENTOS; ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO.

Desportillamiento de Lusas Los integrantes de las cuadrillas de pav:imentaci6n, par descuido e

irresponsabilidad, al quitar las cimbras de las losas, desprenden concreto de las millas, que no vuelve a adherirse al resto de Ia losa, provocando un defecto que puede iniciar Ia fractura de Ia misma, por el agua o materiales que Ie penetran. Grietas Pllisticas

Son las que aparecen en Ia superficie del concreto, a unas horas de tenninado el pavimento, cuando el cementa esta en la etapa de fraguado final, y el concreto esta rela1:ivamente plastico. Son grietas de poca Ion~ gitud, poe a profundidad y angostas ( capilares). Se producen porque Ia superficie del concreto se seca par falta de protecci6n a Ia evaporaci6n. E1 curado oportuno evita la formaci6n de estas grietas, aunque en tiempo de vientos fuertes (febrero), se necesita mayor cuidado que el simple curado. Estas grietas no tienen importancia para el comportamiento estructural del pavimento. Generalmente se sellan y cierran con el efecto del tr:insito, quedando s6lo la apariencia desagradable de su huella. Son grietas de (alias funcionales leves. Grietas Duras o Estructurales

Frc. 10.2.

Falla de un pavim I

De estas grietas que se producen cuando el concreto est:i duro o resistente, se pueden diStinguir las siguientes: a) b) c) d)

Grietas Grietas Grietas Grietas

duras duras duras duras

par contracci6n del concreto. par deficiencia estructural de Ia losa. par bombeo de la subrasante. par deficiente compactaci6n de la terraceria.

' Esta5 Grietas Daiian Mucho al Pavimento Todas a) Grietas duras por contracci6n del concreto. Se producen cuando al enfriarse y secarse el concreto, se contrae y no tiene suficiente resis-

tencia para sostener estos esfuerzos de tensiOn, agriet3.ndose Ia losa, tanto longitudinal como transversalmente. Como por lo general se construye una junta longitudinal al tiempo del colada, queda en sentido transversal, que si no se ha inducido a tiempo una junta o provocado un debilitamiento de la secci6n transversal, la losa se corta totalmente, a unos 4 m de distancia de una junta previa o de otra grieta. En esta grieta, como se explic6, no interviene el efecto de las cargas de los vehiculos, y el daflo pos-terior del pavimento, no es f:icil de predecir. b) Grietas par deficiencia estructural de la losa. Corresponden a un mal diseilo, con un espesor menor del conveniente, una resistenda baja, ya sea por suponer una resistencia inferior a la adecuada, o por elaborar

FIG. 10.3.

Dram:itica falla del

I, EMPEDRADO ...

CONSERVACION DE PAVIMENTOS

113

entaci6n, por descuido e )Sas, desprenden concreto .to de la losa, provocando la misma, por el agua o

:oncreto, a unas horas de a. en la etapa de fraguado Son grietas de poca Ion). Se producen porque la 1tecci6n a la evaporaci6n. ; grietas, aunque en tiemyor cuidado que el simple rra el comportamiento esn y cierran con el efecto radable de su huella. Son Frc. 10.2.

Falla de un pavimento de concreto por no compa.ctar adecuadamente las Cepas del drenaje

FIG.l0.3.

Dramitica falla del pavimento de concreto de una poblaci6n con exceso de vebiculos pesados

el concreto est
reto. Se prod.ucen cuando no tiene suficiente resis.6n, agriet de las cargas de los ve~s f
114 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO.

un concreto con menor resistencia de Ia necesaria. Estas grietas son provocadas por el efecto del trfmsito sobre un pavimento subdisefi.ado. La tmica manera de salvar un pavimento asi, es reforzarlo cohindole otra losa encima o coloc:indole una gruesa carpeta asfa.J.tica de 7 em de espesor minima. c) Grietas por bombeo del suelo de la subrasante. En tiempo de llu· vias, en suelos finos muy saturados, el intenso tr3.nsito de vehiculos pesados, hace un efecto de bombeo con la losa y el suelo saturado, eyectando ese liquido con suelo fino a traves de grietas y juntas mal selladas, socavando el apoyo de Ia losa y provocando Ia grieta por frac· tura de ella. Para evitar esta falla, se ha recurrido al empleo de una capa subbase de suelo granular, que no se bombea con el tr:insito. El uso de subbases de suelo-cemento se ha generalizado tanto que, en algunas partes, ya es obligatorio, no s6lo para evitar el bombeo, sino que para proporcionar mayor resisteJlcia a Ia subrasante, y el mOdulo de reac· ciOn detenninado sobre esta subbase de suelo-cemento, es mucho mas elevado que el de la subrasante. Para corregir este defecto, se han hecho intentos de inyectar mortero adecuado a Ia socavaci6n provocada, desde luego a un alto costo. d) Grietas por falta de compactaci6n de la terraceria, incluyendo la subrasante. Esta falla, increible que se pueda presentar, es provocada por la irresponsabilidad de los ingenizros y sobrestantes encargados de Ja construcci6n de las terracerias, en terraplenes y sabre todo en aquellos lugares en donde se excava la terraceria para constru.ir un colector y en seguida, sin la debida compactaci6n, se inicia Ia pavimentaci6n de alguna calle o avenida en las ciudades. 10.7. BACHEO Y SELLADO

Se entiende por "'bache" Ia pequefi.a falla de un pavimento, carac· terizada por una depresi6n, agujero o rotura de su superficie. Puede ser bache en carpeta asfaJ.tica, en adoquin, empedrado o losa de concreto. Bacheo es Ia acci6n de corregi.r esas fallas. Los baches en carpetas asfilticas son tipicos en el campo de los pavimentos. Al pretender corregir un bache en un pavimento flexible con carpeta asfaJ.tica, debe empezarse por abrir la zona afectada de pavimento llegando basta donde se encuentra una capa sana. Normalmente el ancho del surco en la superficie es proporcional a la profundidad de Ia capa dafi.ada. Asi, una pequefia deformaci6n en la superficie o una leve ondulaci6n en la misma, indica que la falla se encuentra en el riego de sello o en Ia carpeta asfiltica. Una defonnaci6n mayor, indicar
Tambifin en los terrapl abajo de la subrasante, y del terraplfin, puede fallar. Extraida la porci6n dai lados, sin importar la fonn adecuado, de subrasante todas las capas. Como el algunas poblaciones grande baches les g;:ma la carrera muy adecuado hacer una n el bache con estas mezclas pronta resistencia y se pu~ nosos, en proporci6n 1·10 puede aplicar sobre la suf impregnada con alg(m pro Para pequeilas depresio usando una buena mezcla Tanto el bacheo de Ia carp les aplique una capa de lig ti.dad de asfalto FR·3. Los baches en pavimen fonna semejante a los de mentos adoquinados es rr. adoquines de la zona afect: reponiendo los que se hal En pavimentos emped.I dras sobre una capa suel• ella las piedras, usando la las juntas, colocando y at: entre las piedras. El bacheo en paviment• El bacheo en estos pavim llover se vuelve a presentru lajara, se acostumbra usa de concreto. Como se dice, alllovex de rigi.dez entre los materi se vuelva a hacer. Si se calcula el costo dE tos de concreto, se vera q·1 si se usara una mezcla cm mortero, con un aditivo qt parte daiiada con Ia mezc rigida y bien unida de Ia lo

f, EMPEDRADO .

esaria. Estas grtetas son pavimento subdisefiado. i, es reforzarlo cohlndole l.l'peta asfaltica de 7 em asante. En tiempo de llulSO trinsito de vehiculos .osa y el suelo saturado, de grietas y juntas mal Kanda la grieta por fracllrrido al empleo de una tmbea con el trinsito. El lizado tanto que, en algu·itar el bombeo, sino que ante, y el mOdulo de reac--cemento, es mucho miis ~ste defecto, se han hecbo :avaci6n provocada, desde terraceria, incluyendo la pre sentar, es provocada )brestantes encargados de !S y sabre todo en aquellos construir un colector y en l la pavimentaci6n de al-

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CONSERVACION DE PAVIMENTOS

115

Tambien en los terraplenes pueden fallar las capas de la terraceria, abajo de Ia subrasante, y basta el suelo natural que soporta el cuerpo del terraplen, puede fallar. Extraida Ia porci6n dafi.ada del bache, se procede a cantear bien los lados, sin importar la forma que tome la superficie, y ~e coloca material adecuado, de subrasante, subbase, base o carpeta, bien compactadas todas las capas. Como el agua es el factor que provoca los baches, en algunas poblaciones grandes, en la temporada de lluvias, la cantidad de baches les g11na la carrera a las cuadrillas de bacheo. En estos casas, es muy adecuado hacer una mezcla suelo-cemento o quiz:i suelo-cal, y tapar el bache con estas mezclas, de preferencia el suelo-cemento que adquiere pronta resistencia y se puede ligar con materiales arenosos o limo-arenoses, en proporci6n 1-10 en volumen. Cuando el agua Io permita, se puede aplicar sabre la superficie del bache suelo-cemento, una mezcla impregnada con alg(ln producto asf:iltico y cubrirla con arena. Para pequeii.as depresiones en las carpetas, se puede nivelar la zona, usando una buena mezcla asf:iltica, picando si se puede la vieja carpeta. Tanto el bacheo de Ia carpeta como de las depresiones, necesitan que se les aplique una capa de liga, a los hordes y al fondo, sin exceder la cantidad de asfalto FR-3. Los baches en pavimentos adoquinados o empedrados, se corrigen en fonna semejante a los de pavimentos de carpeta asfiltica. En los pavimentos adoquinados es mas f:icil el bacheo, y consiste en retirar los adoqutnes de Ia zona afectada, colocarlos a un lado y volverlos a colocar, reponiendo los que se hallan daiiados. En pavimentos empedrados, da muy buen resultado colocar las piedras sabre una capa suelo-cemento, ligeramente hllmeda y ahogar en ella las piedras, usando la misma mezcla suelo-cemento para sellar bien las juntas, colocando y apisonando con los dedos de la mano la parte entre las piedras. El bacheo en pavimentos con losa de concreto, es m:is problem:itico. El bacheo en estos pavimentos, es un calmante, que a mas tardar al llover se vuelve a presentar el bache. En algunas ciudades, como Guadalajara, se acostumbra usar mezcla asfiltica para bachear pavimentos de· concreto. Como se dice, al llover, el efecto de bombeo o Ia diferencia enonne de rigidez entre los materiales hace que el bacheo con mezcla asfaltica, se vuelva a hacer. Si se calcula el costa de esta reparaci6n anual de bacheo en pavimen-

tos de concreto, se vera que el procedirniento no es el adecuado. Quiz:i si se usara una mezcla con cementa Portland, ya sea un concreto o un mortero, con un ad.itivo que acelere I:l resistencia, y otro que adhiera la parte daftada con Ia mezcla fresca, quedando el bache como una parte rigida y bien unida de la losa, el exito ser:ia mayor y el costa seria de una

116 l\1ANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ...

sola vez. Algunas veces las losas de concreto se rompen porque pierden apoyo con la subbase o subrasante. En este caso, cuando el revenido es por "bombeo'' de los finos de las capas mencionadas, conviene estudiar Ia posibilidad de inyectar alguna lechada a-la parte inferior a la losa, para reponerle su apoyo y despues reponer Ia parte de losa daiiada. Sellado

Esta operaci6n puede practicarse a todos los tipos de pavimento. En los pavimentos de alfalto consiste en aplicar un riego de sello a una parte ligeramente agrietada, reseca o descubierta, o a una superficie mayor, para corregir las mismas fallas. En los pavimentos adoquinados o empedrados, consiste en sellar bien las juntas de los adoquines o piedras, usando un material fino arenoso, que persista entre las julltas. En los pavimentos rigidos o de losa de concreto, el sellado o calafateado, consiste en limpiar las juntas o grietas del pavimento, y aplicar un sellado que, en el Ultimo de los casas, puede ser un asfalto rebajado (FR-3 ), calentado y colocado en las juntas o grietas y cubierto con alguna arena.

PARTE 4 EVALUACIO DE P

, EMPEDRADO ...

rompen porque pierden nbeo" de los finos de las

lidad de inyectar alguna 1erle su apoyo y despues

tipos de pavimento. En un rtego de sello a una ~rta, o a una superficie

J

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PARTE 4 EVALUACION V RENOVACION DE PA VIMENTOS

CAPITULO 11

Evaluado n de Pavimentos 11.1. CALIFICACION E INDICE DE SERVICIO ACTUAL

DE PAVIMENTOS .

En los capitulos anteriores se ha tratado lo relacionado con el disefio, construcci6n y conservaci6n de pavimentos. Estas tres etapas forman los pasos iniciales del ciclo de disefio de un pavimento, que como cualquier estructura, objeto o sustancia producidas por la ingenieria, tienen una vida detenninada, despues de la cual hay que sustituirlas par otra estructura, objeto o sustancia, mejo.rando la nueva, en base a las observaciones, datos y experiencias obtenidas durante la vida Util de la anterior. El ciclo de diseiio, en ingenieria, se cierra con la etapa de evaluaci6n. En los pavimentos, fonnando la parte mas importante de una carretera, aeropista o calle, se hace un estud.io de esa estructura, para determinar su estado de servicio y aprovechar basta donde sea posible, el pavimento viejo. Hasta 1960, para evaluar un pavimento en servicio, se recurria a la experiencia de los ingenieros de maritenimiento, quienes en fonna "subjetiva", inspeccionaban Ia condici6n del pavtmento, por tramos, y deterrrrinaban, a ojo, cu
ha hecho hasta hoy. Aunque los resultados que se han obtenido en esta carretera, corresponden a los tipos de materiales de esa zona, afectados por el media ambiente, metodos de construcci6n y control, etc., los conceptos obtenidos

120 MANUAL DE PAVU\IENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ...

en ella, proporcionan una buena base para otras instituciones, de los Estados Unidos, o de otras partes, como nuestro pais. Respecto al problema de evaluar Ia condici6n que guarda un pavimento, en un momento dado, la carretera de prueba AASHO, proporcion6 un nuevo concepto que pennite valorar objetivamente el estado del pavi~ menta, empleando un grupo o equipo de personas, potencial o realmente usuarios del pavimento, quienes recorren la obra y por tramos la cali~ fican, individualmente, en cuanto al servicio que cada uno cree iJue puede proporcionar el pavimento en ese momenta dado. Se les propor~ cion a a los "usuarios calificadores", una tabla de val ores como la siguiente: TABLA 11.1.

CALIFICACION ACTUAL DEL PAVIMENTO

Calificaci6n

Pavimento

5-4

Excelente

4-3

Bueno

3-2

Regular

2-1

Malo

1-0

Muy malo

En nuestro pais, en el a cabo el Instituto de Ing disefio de pavimentos flexft AASHO para definir Ia fall del Indice de Servicio Acl longitudinal del pavimento pista de prueba de la UN mostr6 una correlaci6n mu maci6n pennanente, que de 2.5 em es el maxbno to Tomando en cuenta qu el Inclice o Calificaci6n de desarrollado, preliminarme1 maciones pennanentes a c: p = 5.0-4.6 log~

en donde p .1 20%

.:1

Se ha demostrado que la calificaci6n as.i obtenida, aunque varia de una persona a otra, el promedio es un valor pr:ictico y valioso. El nU.mero adecuado de personas del equipo calificador, es de 5 a 10, y no lmporta la actividad a que se dediquen sus miembros. Ver Tabla 11.1. Tambi€n se ha demostrado que una calificaci6n promedio de 2.5 o mayor, es adecuada para una carretera principal en los Estados Unidos y en Mexico. Valores de 2.0 son adecuados para carreteras secundarias. Naturalmente que valores inferiores a los mencionados, son: inaceptables para un pavimento, de acuerdo a la opini6n de los usuarios. En la actualidad, en todo el mundo se est:i usand~ el Indice de Servicio Actual, para evaluar Ia condici6n de un pavi'ihento, correlacio· nando la "Calificaci6n de Servicio Actual" con medidas directas, objetivas, del pavimento, mediante una ecuaci6n de regresi6n. La forma general de la ecuaci6n es: A,(R) + A,(F,) + A,(F,) Indice de Servicio ACtual Constantes de ana.Iisis de regresi6n Medidas fisicas de grietas, baches y rodadas

~A.+

ISA en donde ISA A

=

F

=

=

El lndice de Servicio Actual es el equivalente de la Calificaci6n de Servicio Actual y en pruebas hechas en los Estados Unidos se demostr6 que ambos valores no varian mas de 0.3.

=

=

Indice de St Defonnaci6r mas dafiada

20% en em

1

0 1.0 2.0 2.5 3.0 4.0 El concepto del Indice se enumeran a continuaci61 1. Los pavimentos se c:: 2. Pennite establecer p: y jerarquizada. 3. Pennite relacionar l:1 caciones subjetivas d 4. Se puede escribir Ia 1 cambios del ISA a tr

11.2. DISPOSITIV( Las grandes institucione y evaluar los pavimentos, h:: electr6nicos que miden vru

EVALUAClON DE PAVIMENTOS

ll', EMPEDRADO ...

tras instituciones, de los :o pais. :i6n que guarda un paviueba AASHO, proporcion6 amente el estado del paviIas, potencial o realmente •bra y por tramos la calique cada uno cree que ento dado. Se les proporbla de valores como la

DEL PAVIMENTO Paviroento Excelente Bueno

i'

En nuestro pais, en el programa de investigaci6n que esta llevando a cabo el Instituto de Ingenieria de la UNAM y la SOP, respecto al disefto de pavimentos flexibles, se ha adoptado el concepto de calificaci6n AASHO para definir la falla funcional del pavimento, mediante el valor del Iodice de Servicio Actual, en donde la variancia de la pendiente longitudinal del pavimento, es el factor mas importante. Excepto en Ia pista de prueba de la UNAM, en donde la variancia de la pendiente mostr6 una correlaci6n muy baja y se adopt6 el criteria ingles de deformaci6n permanente, que establece que una deformaci6n pennanente de 2.5 em es el maximo tolerable para un buen pavimento. Tomando en cuenta que el criterlo de falla de las carrete:r~~ es con el Iodice o Calificaci6n de Servicio Actual, el Instituto de Ingenieria ha desarrollado, preliminarmente, una f6nnula de transformaci6n de defo·~­ maciones pennanentes a calificaciones: p en don de p 1::. 20%

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Regular

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Muy malo

-btenida, aunque varia de ctico y valioso. El nfunero , de 5 a 10, y no importa Ver Tabla 11.1. caci6n promedio de 2.5 o lal en los Estados Unidos ra carreteras secundarias. ~ionados, son _inaceptables :: los usuarios. ~sta usandO el Iodice de un pavirhento, correlaciomedidas directas, objetide regresi6n. La forma

tresi6n :ches y rodadas :nte de la Calificaci6n de tados Unidos se demostr6

121

5,(l--4,6 log-(! + A 20% ) Indice de Servicio Actual ( 0 a 5) Deformaci6n permanente minima en 20% de la longitud mas daiiada del modelo.

20% en em

0

LO 2,0 2,5 3,0 4,0

pen la pista

Condici6n del pavimento

5,0 3,6 2,8 2,5

Excelente Adecuado Aceptable Rechazable Daflado Parcialmente destruido

2,2 1,9

El concepto del Iodice de Servicio Actual tiene muchos usos, como se enumeran a continuaci6n: 1. Los pavimentos se califican sabre una base comUn. 2. Pennite establecer programas de mantenimiento en forma 16gica y jerarquizada. 3. Pennite relacionar las medidas directas del pavimento, con calificaciones subjetivas del usario. 4, Se puede escribir la historia de un pavimento, relacionada con los cambios del ISA a traves del tiempo. Ver Fig. 5.

11.2. DISPOSlTlVOS PARA EVALUAR PAVIMENTOS Las gran des instituciones encargadas de diseflar, construir, conservar y evaluar los pavimentos, han construido varios dispositivos, mecarucos, y

electr6nicos que miden varias caracteristicas del pavimento. Hay doS

122 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO-

clases de evaluaci6n de pa' estructural. Los equipos par

a) Perfil6grafo de Calif b) Rugosimetro del B.f nuevos, asi como p~ c) Perfil6metro CHLOE medir la variancia : velocidad de operaci luar grandes tramos d) Rugosimetro de la p los pavimentos a un mas usado por lo barato y facil de usa

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Los equipos para hacer

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I

a) Prueba de Soporte d la deflexi6n de la c: base o carpeta asfalt prueba consiste en : lares que varian des --sabre otra. Con los de reacci6n", se pw pavimento de calle, , ci6n K", puede de tel VRS, pero si se trata que detenninarse dh b) Viga Benkelman. E prueba WASHO, en frecuencia para med ruedas m6viles. Es t chos paises se usa es estructural de sus pt c) Dynaflect. Este es ' de la superficie de 1. pida, sus valores se 1 medida con la viga : que jalado por un V{ d) Vibrador Shell. Est1 vimentos, induciendc pavimento. e) Calificador de Camir: la condici6n estructt para soportar futura

:N, EMPEDRADO ...

EVALUACION DE PAVIMENTOS

123

clases de evaluaci6n de pavimentos: evaluaci6n superficial y evaluaci6n estructural. Los equipos para hacer la evaluaci6n superficial son: a) Perfil6grafo de California para pavimentos de concreto nuevas. b) Rugosirnetro del BPR. Este dispositivo se usa para pavimentos nuevas, asi como para pavimentos usados. c) Perfil6metro CHLOE. Este equipo, aunque es ll)UY valioso para medir la variancia de las pendientes, electr6nicamente, su baja velocidad de operaci6n (8 km/hr) lo hace inadecuado para evaluar grandes tramos de carreteras. d) Rugosirnetro de la PCA. Como este aparato mide la rugosidad de los pavimentos a una velocidad nonnal de carretera, cada vez es mas usado por lo ingenieros de carreteras. Es un dispositive barato y f
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Los equipos para bacer la evaluaci6n estructural son:

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a) Prueba de Soporte de Placa. Esta prueba tiene par objeto medir Ia deflexi6n de Ia capa o capas ensayadas ( subrasante, subbase, base o carpeta asfaJ.tica, junto con las capas base y subbase). La prueba consiste en aplicar cargas especificas sabre placas circulares que varian desde 15 em basta 76 em, colocadas todas una sabre otra. Con los resultados de esta prueba, Hamada «m6dulo de reacci6n", se puede evaluar estructuralmente o diseflar, un pavimento de calle, carretera o aeropuerto. Este "m6dulo de reacci6n K"", puede detenninarse, en el caso de subrasantes, con el VRS, pero si se trata de una estn;lctura de carpeta y base, tendria que detenninarse directamente. 1 b) Viga Benkelman. Este dispositive, inventado en la carretera de prueba WASHO, en 1950, actualmente es utilizado con mucha frecuencia para medir Ia deflexi6n de pavimentos bajo cargas con ruedas m6viles. Es una prueba r
CAPITULO 12

Renovadon de Pavimentos 12.1. RENOVACION SUPERFICIAL

1

En algunas ocasiones el dafio que tiene un pavimento es leve (fall a funcional) y con una renovaci6n superficial se puede alargar muchos aiios su vida Util. En pavimentos con carpeta asf
!

t

Los pavimentos flexibles y rlgidos se pueden reforzar para alargar varios afios su vida (itil, colod.ndoles en la superficie una capa flexible, que consiste de capa base y carpeta asf:iltica, o de simple carpeta asfaltica, o una capa consistente en una losa de concreto. Existen metodos muy elaborados para calcular el espesor de la "sobrecapa", necesitando todos elias un estudio previa de las condiciones del pavimento existente, tanto en Ia calidad y estado de daiio de cada capa, incluyendo la subrasante, basta una medida del comportamiento del sistema de capas, que puede ser la medida del rebate par deflexi6n en la prueba de Ia viga Benkelman. El Instituto Americana del Asfalto ha

126 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFAL'.fO, ADOQUIN, EMPEDRADO ...

elaborado dos metodos completos para calcular el espesor de la sobrecarpeta o sobrecapa, elaborada de concreto asfaltico. Los dos metodos, brevemente descritos son:

Estos valores s6lo se a1= pavimentos nuevas. Los 1:: de cada capa por su factor concreto asfaJ.tico. Ejemplo: Un pavime se quiere reforzar para m

1. Metoda de AnaJ.isis de Componentes. Requiere una evaluaci6n del pavimento existente, el cual se compara con el disefi.o de un nuevo pavimento de espesor total de asfalto (Full depth Asphalt Pavement). 2. Metodo de Deflexi6n de Pavimento. Necesita un ana.Iisis de la defleXiOn del pavimento y usar parcialmente la teoria de Capas Elasticas.

Carpeta asf Base de reg~ Subbase en El disefio de un nuev4 necesidad de un espesor df asfaltica?

Los dos metodos, con base en Ia experiencia y juicio del ingeniero, proporcionan directamente el espesor de sobrecapa del concreto asfaJ.tico. En nuestro pais, el caso general consiste en colocar una sobrecapa asfaJ.tica sobre un pavimento flexible o rigido. La sobrecapa se conoce como "Sobre~arpeta" cuando se coloca sobre otra carpeta existente y, aunque impropio, tambien se conoce como sobrecarpeta cuando se coloca sobre un pavimento de concreto o empedrado. Tambi&t se puede calcular el espesor de una sobrecarpeta asfaJ.tica, usando la ecuaci6n del nU:mero estructural:

N.E.

=

a,D,

Soluci6n: Carpet a existeJ Base Subbase Tot

+ a 2D2 + a~Ds

Espesor faltante 19.0

En donde D1 , D 2 y D, son respectivamente los espesores de las capas superficiales (carpeta o losa), base y subbase. Los coeficientes a~, £!.:! y ax, son los factores de capa, que son variables, dependiendo del estado o calidad que tenga el material, sobre todo su dafi.o estructural. Una tabla con valores de capa mencionados es;

' '

TABLA 12.1

Clasificaci6n

Descripd6n del Material

I.

Subrasante natural, todos los casos.

0.0

2.

Subrasante mejorada o de buena calidad.

0.0--0.2

3.

Subbases y bases de regular caUdad.

0.2-0.3

4.

Bases de buena calidad, carpetas asfalticas con grietas, defonnaciones y partes desgranadas, losas de concreto rotas.

5.

6.

Carpet as asfalticas {de concreto asfaltico) con pequefias grietas y leves defonnaciones, losas de con· c:reto ligeramente agrietadas. Carpetas asfalticas en magnifico estadc, losas de concreto sin grietas.

1

Factor ConversiOn

3

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0.3--0.5

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0.7--0.9

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RENOVACION DE PAVIMENTOS

EMPEDRADO ...

127

Estos valores s6lo se aplican para diseiiar sabre carpetas asf:ilticas, no pavimentos nuevas. Los espesores resultantes de multiplicar el espesor de cada capa por su factor correspondiente, son espesores equivalentes de concreto asfaJ.tico, Ejemplo: Un pavimento existente, en buenas condiciones, pero que se quiere reforzar para mayor vida, eonsiste de:

r el espesor de Ia sobrefaltico. Los dos metodos, 1uiere una evaluaci6n del con el disefio de un nuealto (Full depth Asphalt

Espesores

$ita un anaJisis de la dee Ia teoria de Capas El:is-

Carpeta asf:iltica . . . . . . . . . . . . . . . 5 em Base de regular ealidad . . . . . . . . . . 15 em Subbase en mal estado . . . . . . . . . . 18 em

:ia y juicio del ingeniero, apa del concreto asfa.Itico. ~ eolocar una sobrecapa La sobrecapa se conoce otra carpeta existente y, ecarpeta cuando se coloca

EJ disefio de un nuevo pavimento (full-depth) de asfalto indica la necesidad de un espesor de 19 em. (.Cuat es el espesor de la sobrecarpeta asfa.ltiea?

Soluci6n: Carpeta existente 5 X 0.80 Base 15 X 0.40 Subbase 18 X 0.25 Total:

na sobrecarpeta asfiltica,

Espesor faltante 19.0 - 14.5

D, os espesores de las capas Los coeficientes a,, a2 y , dependiendo del estado ulo estructural. Una tabla

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76 77

128 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ...

Los factores 0.80, 0,40 x 0.25, fueron tornados de la tabla anterior, estimando su valor de acuerdo al estado que tiene cada material al estudiarlo. 12.3. REPAVIMENTACION

Como se ha exphcado, tanto las labores de mantenimiento como las de pavimentaci6n, requieren Ia atenci6n de personal experimentado, sabre todo de ingenieros con s6lidos conocimientos en disefio y construcci6n de pavimentos. Existen metodos para evaluar la condici6n del pavimento, como el explicado Indice de Servicio Actual, y ex:i.sten muchos metodos para diseflar un pavimento nuevo o redisefiar uno existente. Se cuenta con factores de capa, deducidos de la carretera de prueba AASHO, o proporcionados por otras instituciones de carreteras. SOlo falta que antes de emprender una repavimentaci6n, se haga un plan tecnico para realizarla. Debera intervenir un buen laboratorio para detenninar, tramo por tramo, Ia calidad y espesor de carla capa del paviment~ existente. Con todo lo anterior, se puede elaborar un programa de repavimentaci6n, jerarquizado de acuerdo al resultado de los estudios hechos. Las variantes de repavimentaci6n son muchas: a) Repavimentaci6n con otro pavimenlto flexible sabre el existente (flexible con superlicie asfa.J.tica, adoquines o empedrado, o de concreto hidraulico ). Este pavimento flexible construido sabre otro existente, debe constar, cuando menos de una capa base y carpeta asfa.ltica. b) Repavimentaci6n con sobr~arpeta asfa.J.tica. Consiste en colocar sabre un pavimento con carpeta asfa.J.tica, adoquines, empedrado o losa de concreto, una carpeta de concreto asf:iltico o de mezcla en el Iugar, o carpeta de riegos. c) Repavimentaci6n con losa de concreto, que consiste en construir sabre un pavimento existente, una losa de concreto. El pavimento existente puede ser uno flexible con carpeta asfa.Itica, con superficie adoquinada o empedrada o una losa de concreto. En este Ultimo caso, se debe asegurar la uniOn de las dos losas, trabajando como una sola. En muchos casas de repavimentaci6n se pneden aprovechar los materiales existenrtes, removiendo alguna capa y mejorando el material con cementa Portland, cal o asfalto.

j

N, EMPEDRADO ..

tados de la tabla anterior, tiene cada material al es-

:oN e mantenimiento como las sonal experimentado, sabre n diseflo y construcci6n de t condici6n del pavimento, y existen muchos metodas r uno existente. Se cuenta t de prueba AASHO, o proras. S6lo falta que antes de 1lan tlknico para realizarla. :terminar, tramo por trama, nto existente. 1 programa de repavimentalos estudios hechos. chas: flexible sobre el existente >quines o empedrado, o de lexible construido sabre otro de una capa base y carpeta faltica. Consiste en colocar ltica, adoquines, empedrado :reto asfaltico a de mezcla en o, que consiste en construir a de concreto. El pavimento :arpeta asfaltica, con supert losa de concreto. En este t de las dos losas, trabajando pneden aprovechar los may rnejarando el material con

APENDICE

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S. A.

Calle Galeana NUm. 264 - 2 CIUD.I.D.

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a usted los resultados de loa ensayes ejecutados por estelaboratorio, sobre una muestra de basal to triturado y otra de cemento aa!iiltieo NUm. 6 para detenninar sus

caracterl~

tieas fisicas y, el porcentaje Optimo de asfalto en un co~

creto asfiiltico fabric;>dO en el laboratorio, por el M.Otodo Marshall. 0

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cantidad de

Director de Obras P6blicae

en aquellaa

H. Ayuntamiento de Zapopan, Jal,

12 em eompao

Me permito reportar a usted el resultado de un estudio de sueloe, tomedo

"

u,...., ...,

de le eapa subrasanta de las ea---

llea JuArez, E, Bricefto, Moreloa y E, Zapata, de la Ciudad de Zapopan, Jal., en donde se pretende cambiar el actual pavilileE_ to de empedrado, por otro de adoqu!n, De los result<>dos que se anexan, se

cmoprende

que todos loa sueloa estudiado" son de care.cteristicas arenoeas, de granulometria fina comprendida en la zona ), que

por

"

........,

ei

solos no son adecuados para funcionar como caps baee de p~

0


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vimento de adoquin. Estos euelos, sin embargo, son aptos para

0

AC[O(IS

0

SU
0

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" '"'"" " """'"""

mejorarse

'"·

me~cl!ndolos

con otroa materiales

qu~

los

eompleme~

De las caracteri5ticas areno5as de esos suelos,

partimos para recornendar au eetabilizaci6n eon ce01ento Portland, para former una cepa baee de suelo-cernento de excelente calidad eetructural. En base a lee pruebas que hiciotos en el suelo de la ealle Juirez, obtuvirnoe edecuadoe

re~ultadoe

ueando 3.3% -

de ce-ento por metro cUbicc cornpacto del euelo, los 7 diaa de edad

"~

A

logr6 u,-;a resistencia a le co!llprensi6n

de 24 kg/cm 2 , la cual ee adecuada para una base de euelo-ce-men to.

Por lo tanto, aconsejamos que para el pavimento de adoquin mencionado se use una base de suelo-cemento eon

la

.........

1PEDRADO.

APENDICE

TELS. U->7-·0 ..... o.18 Y 1... 71-3\

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EJII!U.i. 1..

Cl!.ntidad

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espeaor de 15

Cll

collpactoa,

en I!.QU
re,.ul.tado de un te de las ea--de la Ciudad de

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actual pavillle.!,!;

0

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son aptos pera

0

.......

eomplerne~

o

suaos

, se

comprende

risticaa ona

Atentamente

3,

er~no­

que

per

capa baee de

e l.os

p~

de esos suelos, :emento Portland, xcelente calidad en el euelo de a uaando

3.3% -

520 kg/m3, re--

to del suelo.

A

la comprensi6n .e de ,;uel.o-ce--

.are el pavimento ·-cementa con

la

Guadalajara, Jel., 25 de julio de 1977.

149

150 MANUAL DE PAVIJ\lEN'rOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO.

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INFORME DE

INFORME DE ENSAYE DE MATERIALES DE BASEY SUB-BASE NAIERIAl

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n.o.p Zanppan, Jal.

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PRUBAS SOBRE t.TAJERIAL TAMIZADO POR MAYA Ho. 40

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PRU[B~S

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AISliRCIO"

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PLJ.STII;O

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RECOME«DACIO~[S

REGOr&:NOACIOkES

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ASESORAHIKITOil SUPKRIISIO~ ''""'OS

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25 de J.,lio

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152 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ...

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INFORME DE ENSAYE DE MATERIALES DE BASEY SUB-BASE

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PRUBAS SOilRE MATERIAL TAMIZAOO POR MAYA Ho. ~0 \l~I!E lH!UIOO

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Gua~!l•jara, Jal.,

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CMIUCCIDN UK£At

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de

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MANUAL DE PAVII\IENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO.

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INFORME DE

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GR.lFICA tiE COMPOSICIOM GRAHULOt.IETRICA

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PRUBAS SOBRE MAT£RIAl llliiiE ltQUIOO

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Guadalajora, Jal,

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APENDICE

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INFORME DE ENSAYE DE MATERIALES DE BASEY SUB-BASE

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MUESTRA Ho.

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EMSAlE ""· UIVlAOA 1'01!

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UIIIITE UQI!iDO

EQUIV. HUMEOAO CAMPO

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COHTRAGQOH LIIILAL

I«OICE

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RECOMENfiActoNES

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lSISOR!UIINTllS SUPER~ENSlYOS

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156 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO.

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INFORME DE ENSA.YE DE MA.TERIALES DE BASEY SUB BASE

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Coni•mto Habil

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lug~r no ~~ adecr e:xceso de finoe y bajo VRS- t.dicioniindole 2.75% peso soporte de olvada a 125::' y el mismo Cemento Portland. "'" valor Rel. qnelo se c~nvierte buen material p~ra ba~e de pavimonto.

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19 76.

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Cia. Industrial Interaaerieana, S. A.

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Calle Galeana 264 - 2 3.A.

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Royi;);mbre

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CIUDAD.

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Con el presente fle permito enviar

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ustedes los resultados de loS ensayoa practieados-

por este laboratorio sobre una "bacha en seeo", como sohre una mucstra del concreto asfaltico

asi, de

au

produce iOn. -

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Tanto el material petreo integra0

ASfALT(lS

do en la Planta Oosifieadora como el Concreto Asfiilti-

/

co elaborado en la misma, cumplen con las especifica0

SUElOS

ciones de la Secretaria de Asentarnientos Humanos

y -

Obras PUblicae •

...... ...... ,.. ,_,... ,..

Asindsmo, se muestreO y enaayO el Cementa Asfiltico NUm. 6 que se viene empleando,

l MAYA Ho. 40

el-

que tambien cumple Con las eapecificaciones citadas.

m~ECAD CA~f'O CIO~ LI~EAL

Atentamente. ""'"" base

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10 de abril de 1978.

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MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, El\lPEDRADO ..

158

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F'liistioo Iodice Pliistioo Lineal Cont.

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nee del Proyeeto y eon 10anoe :t Obras Pl1blicae.

N. P,

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APENDICE

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Material

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[nsaye No.

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Procedencia .

INFORME DE ENSAYE DE CONCRETO ASfALTICO oau.

Palfi.,ertoe

LOCAI>UCIOO<

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UO!UCODO

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GRAFICA. DE COMPOSIC!ON GRA.NULOMfTRICA

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CAU.CTOUST
CAUCTEO!>r!CAS CH. ASfA!TO

C!ltsi>K<ME><

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El concreto aef.Oltico eneayado cumpl.e con _las nee del Proyecto y con ].as especificacionee de la Secretaria de manoe y Obrae PLlblicas.

una muestra integra ra, eon 1,24% de Ceen peso. Todae sus A~~~plen con lae es-

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160 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO .

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NUEZ 107.COL OEL SUR

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I~·Z7-~0, U-U~8

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GU ... OAI.AJAIIA.

A II L-.J. 111.\!ll,l.l. t

c!... lndustri•l

Cia. Industrial lnteramericana 1 S. A,

C•lle Galeana No

Calle Galeana NUm. 264 - 2

CIUDAD,

C I U DA D •

Resultados de ensayes hechos sobre 0

UTIUCTUR. .

una muestra de Cemento Aaf!ltico NUm. 6,

• • •

80

PenetraciOn:

tAVIIIIIIiOS

triturado (frac·

•••

0

ASf~lTOS

Punto Reblandecimiento:

0

......

Ductilidad:

aliD.IlCellolllllie

PJ.anta Dosifica

80-100 grados

NW... de Ensayes

Punto InflamaciOn: Mas de 2so•c 232•C minimo

' • •

4s•c 45-s2•c 100-52"C Negativa Negativa

Oliensia:

des de los resu

85 seg . . . inimo

Viscosidad a 135"C:

SUHOS

ISTIIUCTUUS

Especificaciones SHAOP.

Ensa es:

0

CI . . IT-11

•

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lo$F.\llUI

Contrac, Lineal EquiT. do arena

IUlLOS

0111101100

NOTA: NOTA:

El cemento asfiltico NUm. 6 ensayado, cumpie con las especificaciones de la Secretaria de Asentamientoa Uumanos y Obraa Pliblicas, para esta clase de productos.

Loo

....... oH

Atentamente.

Guadalajara, Jal., 10 de abril de 1978. Asesoramientos,

/

Supervisiones

y

Ensayoa,

Aaeaoralllientos,

A.

APENDICE

•QUIN, EMPEDRADO

TELS. 11-1.740.

NUI!:z IIHCOL DI!L SUR A RA,

GUAOALAJAR ....

J A L.

1~1-21

J A L •

Cia. Industrial Intar-.ericana, s. A. Calle Galeaoa NUm. 264 - 2

S. A.

CIUDAD.

de ensayes hechos sobre 1 N\an. 6.

0

CI&IIUCIOIIfl

0

!m~CTVW

0

h.YIIIUITlll

Especificaciones SHAOP. 85 seg. 11.inimo

232°C minimo 0

1oo-s2•c

Negativa ~o

NUm. 6 ensayado, cumicaciones de la Secretas llumanos y Obras PUbli~e

de proUuctos.

triturado (CraeciOn que pasa la malla NUm. 4),

UF.UTOS

0

-·

D

lUU.OS

NWa. de Enaayes:

304

305

Especificacioncs

Contrac. Lineal

1.5

1.3

EquiT. de areDa

62.8

65.4

2% mbimo 5~ m!nimo

NOTA:

de la-

Los materiales ensayados cumplen con las especi ficacioncs. Pueden emplearse en la elaboraciOn de concreto ast!ltico.

te.

Atentamente.

de abril de 1978. y

to~das

sus allll&eenamientos de p&treos ea el local que oeupa P~anta Dosificadora.

80-100 grados

45-s2~c

Me estoy permitiendo intormar a uste-

des de los resQltados del ensaye de 2 muestras del basal to

Ensayos,

5.

Asesoraadentos, A.

s.

A.

161

Y

15o71~

162. MANUAL DE PAVIMENTOS; ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO.

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SECRHAF ~.la-1:7-. U~Y\5-71-SI

NUEZ 1!70COL.. DEL SUR

·~ AS! ~ • IIIIJii,l.. I.

GUADALAJARA.

DEPI:NDENCIA _ _

J A L.

CENTRO SOP _ _

Cia. Industrial Interamericana, S, A,

'"'

Calle Galeana NOm, 264 - 2

oeu. Pavimentoa a•lle C LQCAUZA~tOH R{o Refora~, l

CIUDAD,

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0

UfALTO.

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"""OR£TO

DUCIII"CIOH DD. ...._1!10.0.1 - - TtAToU... NTO PUVOQ AI MU!St<EO _

C"'l-f Ol DE'01110 _..OEmo ... DO _ OtlC.O.tloN t>E1. ... NCO DE DOHDO PI

Con el presente me permito enviar a ustedea los resultados de los ensayes praeticadoa por eate laboratorio al concreto asf<ieo de au produeciOn.

Atenta111ente,

Guadalajara, Jal,, .\seaoramient(ls,

20 de mayo de

Supervisiones

y

1978.

Ensayos,

S.

A.

especioutne8 l"abrie• eontenido de asfalt

APENDICE

MPEDRADO.

163

SECRETARIA DE ASENTAMIENTOS HUMANOS Y OBRAS PUBLICAS ~A

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OEP£NOENCtA ctNTJ.O SOP _

UNIDAO Dl I..UOoJ.TOIIOS

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INFORM!: OE ENSAYE OE CONCRETO ASFALTICO

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pcrmito enviar a 1cticados por essu produeci6n.

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1978.

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C.U.O.CtaUSTOCAS DE LA MEICtJio

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tanto de 1a me"cla como de lee eapeoi111eoee fabricadoe con ella ee encuentran dentro de especificacionee. contenido de asfalto en la mezcle se eocuentra ligeramente ezcedido.

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164 MANUAL DE PAVI?f1ENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO. SECRET ARIA DE ASENTAMIENTDS HUMANDS Y OBRAS PUBLICAS SECRETARl•

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CEKI1tO SOf' DfPfNDENCIA

UNlPAO [>f

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L.o.IOI~t
CENT!!O SOP - - -

OISlDONC!.l - - - - - - - - - -

INFORME DE ENSAYE DE CONCRETO ASFALT!CO

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GIIAI'!CA Of COMl'OSICION GRANUlOMETRICA

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la compoaici6ft granu habilindoae reportado 1.28% en peso, de ce

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APENDICE

MPEDRADQ .••

BUCAS

165

SECRETARIA DE ASENTAMIENTDS HUMANOS Y DBRAS PUBLICAS

DE~~CIA--.-----------------------------:::---------------­ CENTRO SOP'----------------------------------

0

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UHID"ff DE LUOUIDIIOS IU!DIHC!A ----------------------

INFORM£ DE ENSAYf DE CONCRETO ASFALTICO

:::: " ON GRANUlOMB'RICA

GRAFLCA. OE CCMPOSICION GRANUlOMETli:ICA

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El material eaaqado ee uQa 11 baeha" e.11 eeeo p~~.ra comprobar la composici6o gr-anulom6trica. el equiYa.lente de arena )' la contraeci6D liDeal habiendoee reportado reeultadee eatiefactorioe. A eete -terial. ee l.e adicion6 1.2~ en peso, 4e eemento Portland..

.T.
166 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO.

TEL$. U-t7-lO, lZ-OMt Y \5•11-31

NUE:Z 1879 COL. DEL SUR GUADALAJAIIA.

~A

l n·li!WIIJIIIII!

A S E• 11111mllllllu

L.

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Pavimentos de Oeeidente, S. A.

No.

Rio JuArez NUm. 1678 Col. del Rosario

INR

CIUDAD.

0

CI¥(OfAt100ts

0

UTIUCTUII.U

Con el presente me estoy permitiendo enviar a ustedes, los resultados de los ensayes

practic~

dos por este laboratorio al concreto asraltico de su

pr~

dueciOn, asi, como el. material petreo y cementa asfaltieo NUm. 6 empleados para su elaboraciOn, durante la segunda quincena de septiembre prOximo pasado.

0

A tentamente-

ACUO$

0

$UU.O$

a

c0110ono

Guadalajara, Jal., 4 de octubre de 1977.

Asesoramientos,

Supervisiones

y

Ensayos,

s.

A.

para comprobar Valente de arena de l.o1

~lanta

""'

APENDICE 167

MPEDRADO.

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T£L9. til-1.7•20. tMMI Y \0.71-.31 J

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Obra

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EnsiJ" No.

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fed!a de Muestreo

l'nlceilell£ia

INFORM!; DE ENSAYE oE CONCRETO ASfAtTICO

estoy permitiondo • ensayea

practi~

...

olilltico de au pr.2_ • cemonto as£1\.lti-

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GRAFICA DE COMPOSICION GRANUlOMETRICA

'• durante la

'•,----,--,---,----,-----,-----,-,,,-,-,.,

se-

•sado.

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•re de 1977.

:rtsayos.

s.

A.

168 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ...

... .........""·..... ........ '"' _,.,. ..... ...... "

rr~m·

k Obra Material Eouye No. l'rocedencil

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A S(

A1111Mt1

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FK!Ja de Muesben

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INR

INFORME DE ENSAvt!: DE CONCRETO A.SfAlTICO

11

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" GRAFICA D£ COMI'OSICION GRANULOM£TRICA

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WOC:IF~

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APENDICE 169

m>EDRADO ...

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Proceclencil. fnsaye

INFORME DE ENSAYE DE CONCRETO ASFAlnCO 0

GRAFICA DE COMI'OSICION GRANULON.flli:ICA ON GRANU10METIJCA

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Rl oont~Dido d~ aatalto ea liaera.an\• superior al del PI'01•cto7 111 oompoaici6n gran11l001at:rioa adol8ce de d<~f'ecto 1~~ en taaaioa intar.a.,_ ctoao Laa o~:raot~rratioaa d~ lo~ ~apeo{a~o<~a f'ab:rio~doa ooo la maaola elaborada eon acapUbleao

110 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO .. SECRET ARIA DE ASENTAMIENTDS HUMANDS Y DBRAS PUBLICAS NUEZ "

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Impern

tNFORME DE ENSAYe DE CONCRETO ASFAlTlCO ;

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Acab a<

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cv.a

Do O~ITO

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OlSOVACICNOS ~ IKOMONDACIONES

contenido de a.efal.to ea ligaramente euperior al del proyecto. Lae caracteristicaa de loa eapecimenee fabricadoa con el eoncreto . .tAltico elaboradc pueden coneideraree aceptablee.

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IP'EDRADO,

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171

ILICAS NUEZ 1079 COL. OEL SUR

TE~S GUADALA~A

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ll-27-10, 1>-90-ZO V 10-71

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Dl I,AIOU.taiiDS

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lmpermeabilizantes, Materiales y

0

Acabados,

S. A.

8 de julio NOm. 901

CIUDAO.

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Enseguida reportamos a ustedes los resul

I

"

tados de ensaye obtenidos en una muestra "Pop_ Corn" tomada· el dia 6 de abril en la calle Valentin GOmez Farias, frente o

unutlu ...

0

P•YIY>NTD$

ON GltANUlOMfTIICA

al Cuartel (CamiOn Dlancol.

ENSAY€ GRANULQN&TRICO de:

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NUm.

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Contenido humedad:

Cont. ce~ento asf<ico en%: 5.7 Equvalente de arena en %: 75,2 Atentamente. Guadalaj ..._ra, Jal., 10 de abril de 1978.

ote euperior al del prO. a con al coacr.to -fU•

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Asesoramiento-s,

Supervisiones

y

Ensa.yos,

s.

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172 MANUAL DE PAVIMENTOS: ASFALTO, ADOQUIN, EMPEDRADO ... l

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EQUIV. I!UMEOlO eAMI'tl CONTHACCION liNEAl

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m1a arcillosa de la.a terraceriaa, oo ea adeeuado para uaaJ"se eomo subbase de pavimcn to rigido. Este suelo adquiere adecuadas earacteristicas : mezcl3ndolo eon 2% en peso de cementa Portland, 0 30 Kg eemento por m3 de suelo compactado. Guad~lajarJ, Jal., 2 de; aso:allt d!! 19_17.

El suelo muestreado de la zona

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ASISOUIIBNTIIS

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J. Yoder y M. \ John Wiley and Sons, 2. Robert F. Baker. Ha1 Company. 3. M. Sargious. Pavemem Publishers, L'ID., Lon 4. Nai C. Yang. Design 5. Robert D. Krebs, Ric Company. 6. Santiago Corro C. Di1 7. S. Corro C. y G. Pradc Unam-SOP-325. 8. The Asphalt InstitutE mation Series Numbe 9. Road Note 29 ( 3a. } New Roads. Road RE 10. Design Manual for C 11. Secretaria de Jndusn mezclado. D.G.N., C-l 12. Ing. Max Sittenteld R 13. (Traducci6n del Ing. titute, Madrid, 1962. 14. Handbook of In-place 15. Handbook of Compac1 16. Soil Stabilization Met, 17. Especificaciones Gene Parte Novena, Libro l 18. Ing. Carlos Crespo Vi 19. lng. Rodolfo C. Aviti del Concreto, A.C . 20. Manual para Proyectc de Obras PUblicas, D 1. L. E.

de ogosto de 1977

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arcillosa de las terrac0n1o subbase de pnvimen cuadaa caracteriaticaa : llto Portland. o 30 Kg de

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1. L. E. J, Yoder y M. W. Witczak. -Principles of Pavement Design (2a. Edici6n). John Wiley and Sons, Inc. 2. Robert F. Baker. Handbook of Highway Engineering. Van Nos-trand Reinhold Company. 3. M. Sargious. Pavement and Surfacing for Highways and Airports. ApPlied Science Publishers, LID., London. 4. Nai C. Yang. Design of Functional Paviments. McGraw-Hill Book Company. 5. Robert D. Krebs, Richard D. Walker. Highway Materials. McGraw-Hill Book Company. 6. Santiago Corro C. Diseffo de Pavimentos Flexibles. Unam-Sop-240. 7. S. Corro C. y G. Prac;J.o. Diseiio EstTuctural de Carreteras con Pavfunento Flexible. Unam-Sop-325. 8. The Asphalt Institute. How to Design Asphalt Pavements for Streets. Infor· mation Series Number 96 ( 15-96). U.S.A. 9. Road Note 29 (3a. Ed.). A Guide to the Structural Design of Pavements for New Roads. Road Research Laboratory, England. 10. Design Manual for Continously Reinforced. United Stater Steed, U.S.A. 11. Secretaria de Industria y Comercio. Norma Oficial Mexicana, Concreto Premezclado. D.G.N., C-155-1976. 12. Ing. Max Sittenteld R. Pavimenta.ci6n con Adoqufn de Concreto. Nicaragua. 13. (Traducci6n del lng. Manuel Velbquez). Manual del Asfalto. The Asphalt Institute, Madrid, 1962, 14. Handbook of In-place Soil Stabilization. Bros Incorporated, U.S.A. 15. Handbook of Compactiology, Bros Incorporated, U.S.A. 16. Soil StabiUzation Methods. Seaman Motors. Inc., U.S.A. 17. Especificaciones Generales de Construcci6n, SOP. Parte Octava, Ubro Primero. Parte Novena, Libro Primero. 18. Ing. Carlos Crespo Villalaz. Vim Terrestres y Aeropistm. 19. Ing. Rodolfo C. Avitia G. Suelo-Cemento. Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C. 20. Manual para Proyecto y Constrncci6n de Pavimentos Rlgidos para CaUes. Sec . de Obras PUblicas. Depto. TCcnico.