Curso-Basico-de-Diseno-de-Pavimentos-Fernando-Sanchez-Sabogal.pdf

Curso-Basico-de-Diseno-de-Pavimentos-Fernando-Sanchez-Sabogal

1. CURSO BÁSICO DE
DISEÑO DE PAVIMENTOS
FERNANDO SANCHEZ SABOGAL
Ingeniero Civil

2. PRIMERA PARTE -PRINCIPIOS FUNDAMENTALES
MÓDULO 1-INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DE PAVIMENTOS
MÓDULO 2-ESFUERZOS Y DEFORMACIONES EN PAVIMENTOS
ASFÁLTICOS
MÓDULO 3-ESFUERZOS EN PAVIMENTOS RÍGIDOS
MÓDULO 4-CARACTERIZACIÓN DEL TRÁNSITO
MÓDULO 5-CONSIDERACIONES SOBRE EL DRENAJE EN LOS
PAVIMENTOS
CONTENIDO

3. SEGUNDA PARTE -MATERIALES PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS
MÓDULO 6-EVALUACIÓN DE LA SUBRASANTE
MÓDULO 7-MATERIALES PARA BASE Y SUBBASE
MÓDULO 8-LIGANTES BITUMINOSOS
MÓDULO 9-REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS
MÓDULO 10-MATERIALES PARA PAVIMENTOS RÍGIDOS Y DE
ADOQUINES
MÓDULO 11-VARIABILIDAD EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
CONTENIDO

4. TERCERA PARTE -DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA
CALLES Y CARRETERAS
MÓDULO 12-DISEÑO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS PARA
CALLES Y CARRETERAS
MÓDULO 13-DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS PARA CALLES
Y CARRETERAS
MÓDULO 14-DISEÑO DE PAVIMENTOS DE ADOQUINES
CONTENIDO

5. CUARTA PARTE -CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS
MÓDULO 15-CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
MÓDULO 16-CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Y DE
ADOQUINES
CONTENIDO

6. QUINTA PARTE –EVALUACIÓN, MANTENIMIENTO Y
REHABILITACIÓN DE PAVIMENTOS
MÓDULO 17-MANTENIMIENTO RUTINARIO DE VÍAS
PAVIMENTADAS
MÓDULO 18-EVALUACIÓN DE PAVIMENTOS
MÓDULO 19-SELECCIÓN DE TRATAMIENTOS Y DE
ESTRATEGIAS DE REHABILITACIÓN
MÓDULO 20-DISEÑO DE OBRAS DE REHABILITACIÓN PARA LA
CORRECCIÓN DE DEFICIENCIAS ESTRUCTURALES
CONTENIDO

7. SEXTA PARTE –VÍAS EN AFIRMADO
MÓDULO 21-VÍAS EN AFIRMADO
SÉPTIMA PARTE –ANÁLISIS ECONÓMICO
MÓDULO 22-ADMINISTRACIÓN DE PAVIMENTOS
CONTENIDO
APÉNDICE
INTRODUCCIÓN A LA GUÍA AASHTO DE DISEÑO EMPÍRICO -
MECANÍSTICO DE PAVIMENTOS

8. INTRODUCCIÓN AL DISEÑO
DE PAVIMENTOS

9. CONTENIDO
Desarrollohistórico
Definiciones
Tiposdepavimentos
Factoresqueafectaneldiseñoyelcomportamientodelos
pavimentos
Pavimentosflexiblescontrapavimentosrígidos
Pavimentosdeaeropistascontrapavimentosdecarreteras
Marcogeneraldeldiseñodepavimentos

10. INTRODUCCIÓN AL
DISEÑO DE PAVIMENTOS
DESARROLLO
HISTÓRICO

11. EVENTO ÉPOCA LUGAR SIGNIFICADO
Invencióndela
rueda
3000 A.C. Asia Facilitóelintercam biocom ercialyeldesplazam iento
de las personas
Cam inosdegran
longitud
500 A.C. Asia Vía de enlace entre Susa (Persia) y el Mediterráneo
Legislaciónsobre
cam inos
1607 Francia Sesancionóelprim ercódigodecarreteras,
estableciendo m étodos de construcción y
m antenim iento de cam inos
Uso del alquitrán 1848 InglaterraPrim er cam ino con superficie pavim entada
Usom odernodel
asfalto
1852 Francia Prim er pavim ento de m acadam con asfalto natural
Cam inos de
horm igón
1879 Escocia Prim er pavim ento de concreto de cem ento
Autom óvildellanta
neum ática inflable
1895 Francia Aum ento de la com odidad de circulación
AutoestradaMilan-
Lagos Alpinos
1924 ItaliaPrim eravíadelm undoconcontroltotaldeaccesos,
para servir altos volúm enes de tránsito
Inauguracióndela
Pennsylvania
Turnpike
1940 U.S.A. Prim era supercarretera construida en Am érica DESARROLLO HISTÓRICO

12. INVENCIÓN DE LA RUEDA
DESARROLLO HISTÓRICO
Lasruedasmásantiguasqueseconocenfueron
construidasenlaantiguaMesopotamia,entrelosaños
3500A.C.y3000A.C.
Ensuformamássimple,laruedaeraundiscosólido
demadera,fijadoaunejeredondomedianteespigasde
madera
Coneltranscursodelosañosseeliminaronsecciones
deldiscoparareducirsupesoylosradiosempezarona
emplearseentornoalaño2000antesdeCristo

13. Estandarte de Ur
(2500 A.C.)
Rueda de Ur
¿3000 A.C.?
INVENCIÓN DE LA RUEDA
DESARROLLO HISTÓRICO

14. PRIMER CAMINO DE GRAN LONGITUD
DESARROLLO HISTÓRICO
EnelsigloVA.C.,DaríoIelGrandeexpandióel
imperioaqueménida,dividiósusdominiosenveinte
satrapíasencabezadaspormiembrosdelafamiliarealy
ordenólaconstruccióndeunacarreteradesdelacapital
deLidia,eneloestedelaactualTurquía,hastaSusa,
parallevarelcorreoimperialmediantepostasecuestres
Esteserviciosirviódeinspiraciónal―PonyExpress‖,
establecidoporlaadministraciónpostalnorteamericana
amediadosdelsigloXIX

15. PRIMER CAMINO DE GRAN LONGITUD
DESARROLLO HISTÓRICO

16. CALZADAS ROMANAS
DESARROLLO HISTÓRICO
Reddecarreterasmuyeficiente,sinigualhastalos
tiemposactuales,queabarcabatodoelImperioRomano
Enunprincipio,elsistemafuediseñadoconfines
militaresypolíticos:manteneruncontrolefectivodelas
zonasincorporadasalImperioeraelprincipalobjetivode
suconstrucción
Unavezconstruidas,lascalzadasadquirierongran
importanciaeconómica,puesalunirdistintasregiones,
facilitabanelcomercioylascomunicaciones

17. CALZADAS ROMANAS
DESARROLLO HISTÓRICO
Enlacumbredesupoder,elsistemadecarreterasdel
ImperioRomanoalcanzóunos80.000km,consistentes
en29calzadasquepartíandelaciudaddeRoma,yuna
redquecubríatodaslasprovinciasconquistadas
importantes,incluyendoGranBretaña
Lascalzadasromanasteníanunespesorde90a120
cmyestabancompuestasportrescapasdepiedras
argamasadascadavezmásfinas,conunacapade
bloquesdepiedrasencajadasenlapartesuperior

18. DESARROLLO HISTÓRICO
CALZADAS ROMANAS
(Sección transversal típica)

19. DESARROLLO HISTÓRICO
CALZADAS ROMANAS

20. DESARROLLO HISTÓRICO
CALZADAS ROMANAS
(Mapa general)

21. Calzada en Paestum
Italia
Vía Apia, construida en el 312 A.C. por
el censor romano Apio Claudio el Ciego
DESARROLLO HISTÓRICO
CALZADAS ROMANAS EN LA ACTUALIDAD

22. TABLA DE PEUTINGER
Mapadecarreterasmásantiguoqueexisteycontiene
algunoscaminosdelImperioRomano
Tiene11hojasycubre20.000kilómetrosdevías
FueelaboradoenlossiglosXIIoXIIIyesunacopia
deundocumentomásantiguo,quizásdelsigloIV
KonradPeutingerloheredóen1508delbibliotecario
delemperadorMaximilianodeAustria
SeencuentraenlaBibliotecaNacionaldeAustria
DESARROLLO HISTÓRICO

23. TABLA DE PEUTINGER
(fragmento de una edición del siglo XVI)
DESARROLLO HISTÓRICO

24. HubertGautier(1660-1737)
Escribióen1716el―TraitédesPonts‖,
yen1721el―TraitédelaConstruction
desChemins‖,consideradoslosprimeros
tratadosmodernossobreconstrucciónde
puentesydecaminos
Fuedurante28añosinspectorde
puentesycaminosdelaprovinciade
Languedoc(Francia)
PERSONAJES NOTABLES
DESARROLLO HISTÓRICO

25. Pierre-MarieJérômeTrésaguet(1716-1796)
Consideróqueelsuelodefundación,ynolascapasde
lacalzada,deberíasoportarlascargasydesarrollóun
sistemadeconstrucciónmejorandoelsoporteconuna
espesacapadepiedrasuniformes,cubiertaporotrasdos
capasdepartículasdemenortamañoydebajoespesor
PERSONAJES NOTABLES
DESARROLLO HISTÓRICO

26. ThomasTelford(1757–1834)
Aplicandoconceptossimilaresalosde
Trésaguet,mejoróelsoportemedianteel
empleodepiedrascuidadosamente
seleccionadasdegrantamaño(100mmde
anchoyhasta180mmdealtura),sobrelas
cualescolocabaotrascapasdepartículas
detamañomenor
PERSONAJES NOTABLES
DESARROLLO HISTÓRICO

27. PERSONAJES NOTABLES
JohnLoudonMcAdam(1756–1836)
Construyócaminosconunacapade
partículasdepiedrapartidadeigual
tamaño(segúnél,ningunapartículaqueno
quepaenlabocadeunhombrepuedeiren
elcamino),cubiertaporpartículasmás
pequeñas,lacualseconsolidababajo
tránsito,hastaformarunacapaderodadura
densaeimpermeable
DESARROLLO HISTÓRICO

28. PERSONAJES NOTABLES
EdmundJ.DeSmedt
Aunqueanteriormentese
construyeronalgunassuperficies
pavimentadasconalquitrán,fue
el29deJuliode1870cuando
estequímicobelgacolocóel
primerverdaderopavimento
asfáltico(SheetAsphalt)enlos
EstadosUnidosdeAmérica,en
BroadStreet,alfrentedelCity
HalldeNewark(NewJersey)
DESARROLLO HISTÓRICO

29. PERSONAJES NOTABLES
GeorgeBartholomew
Construyóelprimerpavimento
deconcretoenAmérica,en
Bellefontaine,Ohio,en1891
DESARROLLO HISTÓRICO

30. PERSONAJES NOTABLES
EdouardMichelin(1859-1940)
Inventóelneumáticoinflabley
desmontableparaautomóvily,en
1895,condujoelprimerautomóvil
conllantasdeestetipoenla
carreraParís-Burdeos-París
DESARROLLO HISTÓRICO
INSPIRACIÓN PARA BIBENDUM

31. Frederick J. Warren
Patentóen1900lasprimerasmezclasasfálticasencaliente
parapavimentación,denominadas―Warrenite-Bitulithic‖
PERSONAJES NOTABLES
DESARROLLO HISTÓRICO

32. LOS CAMINOS A COMIENZOS DEL SIGLO XX
DESARROLLO HISTÓRICO

33. LOS CAMINOS A COMIENZOS DEL SIGLO XX
DESARROLLO HISTÓRICO
En1910,seconstruyóelprimerpavimentodeconcretoen
unacarreteraenelcontinenteamericano(6pulgadasde
espesor),enuntramoaproximadodeunamillaenWayne
County(Michigan)

34. LA PRIMERA CARRETERA COLOMBIANA PARA
TRÁNSITO AUTOMOTOR
Bogotá –Santa Rosa de Viterbo
DESARROLLO HISTÓRICO
PrimeracarreteraconstruidaporelMinisteriodeObras
Públicas(1905–1908)enunalongitudde247kilómetros,
durantelapresidenciadeRafaelReyes

35. PRIMERA GRAN CARRETERA DEL MUNDO
Autostrada dei laghi
DESARROLLO HISTÓRICO
Obraconcebidaen1921porelingenieroPieroPuricelli
(1883-1951),cuyoprimertramo,entreMilányVarese,fue
inauguradoel21deseptiembrede1924
Aunqueensuetapainicialsólotuvo2carriles,fuelaprimera
carreteradelmundoconundiseñogeométricoapropiadopara
altavelocidadyconcontroltotaldeaccesos

36. PENNSYLVANIA TURNPIKE
(Primera supercarretera de América)
DESARROLLO HISTÓRICO
En1934,VictorLecoqempleadodelaOficinade
PlaneaciónEstatalyWilliamSutherlanddelaPennsylvania
MotorTruckAssociationpropusieronconstruirunagran
carretera,aprovechandolaexplanaciónylostúnelesdeun
proyectoferroviarioabandonadodesde1885
Laobraseinicióel27deoctubrede1938,elpavimento
rígidocomenzóacolocarseel31deagostode1939yla
autopista,de160millas,72túneles,11intercambiadoresa
desnively10plazasdepeaje,seabrióaltránsitopúblicoel1
deoctubrede1940

37. PENNSYLVANIA TURNPIKE
(Primera supercarretera de América)
DESARROLLO HISTÓRICO
Los primeros autos esperan la apertura
de la autopista el 1 de octubre de 1940
Corte Clear Ridge de 153 pies de
altura y media milla de longitud

38. CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
DESARROLLO HISTÓRICO
DesdeprincipiosdelsigloXXlosDepartamentosde
CarreterasdelosEstadosUnidosdeAméricahanconstruido
caminospavimentadosdeensayo,conelpropósitodeevaluar
demaneraaceleradayaescalareallosefectosdelclima,delos
materialesdeconstrucciónydelascargasdeltránsitosobreel
diseñoyelcomportamientodelospavimentos
Eldesarrollotecnológicorecientehapermitidola
construccióndepistasdepruebadetamañorealoaescala
reducidaendiferentespartesdelmundo,enlascualesse
simulan,enpocotiempo,losefectosdelasdiferentesvariables
sobreelcomportamientodelospavimentosalargoplazo

39. ARLINGTONROADTEST(1921-1922)
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
DESARROLLO HISTÓRICO
Ensayorealizadoconvehículosderuedasmacizasdecaucho
sobrediferentessuperficies,enpistascirculares
Secomprobóelefectodelasfuerzasdeimpactodediferentes
cargasporrueda,loquecondujoaestudiosposterioresmás
refinadosyalainclusióndellantasconneumáticosinflables

40. PITTSBURG(CA)ROADTEST(1921-1922)
Comparacióndelcomportamientodepavimentosde
concretosimpleyreforzado
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
DESARROLLO HISTÓRICO
1371pies,divididosen13seccionesdepavimentosde
concretosimpleyreforzado,entre5‖y8‖deespesor
Sedeterminóquelospavimentosreforzadospresentaban
unmejorcomportamientoquelosdeconcretosimple

41. En1922y1923seconstruyeronenIllinois78
seccionesdepruebaconsuperficiesdeladrillo,concreto
yasfalto,paradeterminarcuáleraelmaterialmás
adecuadoparapavimentarlascarreterasdelEstado
Comoresultadodelaspruebas,seeligióelconcreto
paralapavimentaciónysedesarrollóelprimer
procedimientodediseñodeespesores(Fórmulade
Older)
BATES ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO

42. BATES ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO

43. MARYLAND ROADTEST(1950-1951)
Sufinalidadfueestudiarelefectode2
configuracionesdeejes,cadaunacon2cargas
diferentes,sobreelcomportamientodepavimentosde
concretohidráulico
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA

44. Elagrietamientoaumentóconlamagnituddelacarga,
paralamayoríadelasseccionesdepavimentorígido
El―bombeo‖sepresentócuandolaslosasestaban
apoyadassobresuelosfinos,peronosobrebasesgranulares
El―bombeo‖produjomayoresdeflexionesenlasesquinas
delaslosas
Elalabeoseproducíaprincipalmenteenlasesquinasdelas
losas
Elaumentodevelocidadreducíalosdañosenelpavimento
PRINCIPALES HALLAZGOS DEL MARYLAND ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO

45. WASHOROADTEST(1952-1954)
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
ConstruidoenMalad(Idaho)paraevaluarel
comportamientodepavimentosasfálticosbajocuatro(4)
configuracionesdiferentesdeejes
Laspruebasserealizaronentre1952y1954
Seconstruyeronpavimentosconespesorestotales
entre150y550mm,concapasasfálticasde50mmy
100mm
Constódedoscircuitoscon46seccionesdeensayo

46. WASHO ROAD TEST (1952 -1954)
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA

47. Losdañosaumentanconlamagnituddelacarga
Seproducenmayoresdeteriorosenloscarrilesexteriores
cuandolabermasnoestánpavimentadas
Ejestándemconunacargaaproximadamenteiguala1,5
veceslacargadeunejesimple,causabanelmismodeterioro
Ejestándemconunacargaaproximadamenteiguala1,8
vecesladeunejesimple,producíanigualdeflexiónmáxima
Seestableciólautilidaddelasmedidasdedeflexiónenel
desarrollodemétodosdediseñoderefuerzosdepavimentos
asfálticos(vigaBenkelman)
PRINCIPALES HALLAZGOS DEL WASHO ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO

48. AASHOROADTEST(1958-1960)
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
Elensayotuvoporfinalidadestudiarelcomportamientode
estructurasdepavimentosdecarreteras,deespesores
conocidos,bajolaaccióndecargasenmovimiento,de
magnitudyfrecuenciaconocidas
Seconstruyeron6pistasdeensayo,5delascualesfueron
sometidasatránsitocontrolado
Lainformaciónobtenidaenestapruebaconstituyóun
avancecrucialenelconocimientodeldiseñoestructural,del
comportamientodelospavimentos,delasequivalenciasde
dañoentrecargasporeje,etc

49. AASHO ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO

50. AASHO ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO

51. AASHO ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO
Ottawa -Illinois

52. AASHO ROAD TEST
PAVIMENTOSASFÁLTICOS
Seconstruyeron468seccionesdeprueba,de30metroscada
una,contransicionesde5metros
PAVIMENTOSRÍGIDOS
Entotalseconstruyeron368secciones.Lasdeconcreto
simplefueronde36metros,conjuntastransversalesde
contraccióncada4.5metrosyvarillasdetransferenciade
carga.Lasseccionesdepavimentoreforzadotuvieronuna
longitudde72metros,conjuntastransversalesdecontracción
cada12metrosyvarillasdetransferenciadecarga.Elacero
derefuerzosecolocó5cmbajolasuperficie
DESARROLLO HISTÓRICO

53. AASHO ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO

54. Sepresentabamayoragrietamientoenlaestaciónfría
Lasmayoresdeflexionessepresentabanalcomienzo
delaprimavera
Lavelocidadreducíalamagnituddelasdeflexiones
Seestablecióla―LeydelaCuartaPotencia‖sobre
equivalenciasenelefectodelasdiferentescargasporeje
PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
PRINCIPALES HALLAZGOS DEL AASHO ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO

55. Elescalonamientoseprodujoenlasgrietasyenlas
juntassinvarillasdetransferenciadecarga
El―bombeo‖esunimportantefactordefallayse
presentóconmayorfrecuenciaalolargodelosbordesdel
pavimento
Lospavimentosdeconcretosimpleconjuntasse
deflectanmenosquelosdeconcretoreforzadoconjuntas
Elaumentodelavelocidadsetradujoendisminuciones
dedeformacionesydeflexiones
PAVIMENTOS RÍGIDOS
PRINCIPALES HALLAZGOS DEL AASHO ROAD TEST
DESARROLLO HISTÓRICO

56. FENÓMENO DE “BOMBEO” EN PAVIMENTOS RÍGIDOS
DESARROLLO HISTÓRICO

57. DESARROLLO HISTÓRICO
PRINCIPALES HALLAZGOS DEL AASHO ROAD TEST
Sedesarrollóelconceptodeserviciabilidadal
usuario,mediantemedidasderegularidadlongitudinal
delpavimento(SV),lacantidaddeáreasagrietadas(C)
yparchadas(P)enpavimentosasfálticosyrígidosyel
ahuellamientoenpavimentosasfálticos(RD)
Losvaloresdeestasmedidasfueronagrupadosbajo
untérminodenominado―índicedeserviciopresente‖
(ISPóPSI)queoscilaentre5(pavimentoperfecto)y0
(pavimentointransitable)

58. DESARROLLO HISTÓRICO
PRINCIPALES HALLAZGOS DEL AASHO ROAD TEST
ÍNDICE DE SERVICIO PRESENTE

59. MINNESOTAROADRESEARCHPROJECT(1990)
Efectodeltránsitopesadoydelosciclosclimáticossobre
losmaterialesysobreeldiseñodepavimentos
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
Estáconstituidopordoscaminosdeensayo:
—Untramorealdecarreterade3millasenlacarretera
Interestatal94
—Unapistacerradade2,5millassometidaatránsitode
bajaintensidad

60. MINNESOTA ROAD RESEARCH PROJECT (1990)
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA

61. —Evaluarlosefectosdelosvehículospesadossobre
lospavimentos
—Evaluarlosefectosdeloscambiosestacionales
sobrelosmaterialesdeconstrucción
—Mejorareldiseñodepavimentosparavíasdebajo
tránsito
MINNESOTA ROAD RESEARCH PROJECT
Entotal,elproyectocomprendía40seccionesde
ensayocon4.572sensoreselectrónicos.La
informaciónobtenidahapermitido:
DESARROLLO HISTÓRICO

62. WESTRACK (desde1996)
Construidaparaverificarlosmodelosdepredicciónde
comportamientoydelossistemasdediseñodemezclas
SUPERPAVE
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
Consistióendostramosentangentede910metroscada
unoconectadospor2curvasespiralesde141.5metrosde
radio
Lapistatenía3kilómetrosentotalylapruebaserealizó
en26seccionesentangente,de70metroscadauna

63. WESTRACK (desde1996)
DESARROLLO HISTÓRICO
Objetivoprimariodelapistadeensayo
ConstruidaenCarsonCity(Nevada),conelfinde
desarrollarunaespecificacióndemezclasasfálticasen
calienterelacionadaconelcomportamientoybrindaruna
verificaciónrápidadelmétododediseñovolumétrico
SUPERPAVE(Nivel1)
Cargasparalaprueba
Cadacamiónsecargódemaneraquerepresentara10.3
ejessimplesequivalentesde80kNporpasada
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA

64. WESTRACK
DESARROLLO HISTÓRICO
ESQUEMA DE LA PISTA

65. WESTRACK
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMIONES PARA LA PRUEBA

66. HALLAZGOS INICIALES DEL WESTRACK
DESARROLLO HISTÓRICO
Losresultadosfueronaleatorios,pueslasmezclasgruesas
presentaronmayoresahuellamientosquelasfinas,paralos
contenidosóptimosdeasfalto
Losagrietamientosfueronmásintensosenmezclascon
bajoscontenidosdeasfaltoyaltoscontenidosdevacíos
Losresultadospermitieronestablecerunosmodelos
preliminaresdeprediccióndecomportamiento
Secomprobóqueelconsumodecombustiblese
incrementaalaumentarlarugosidaddelpavimento

67. NCATPAVEMENTTESTTRACK(desde2000)
DESARROLLO HISTÓRICO
CAMINOS Y PISTAS DE PRUEBA
Suobjetivoprimariofuecompararelcomportamiento
dediferentesmezclasasfálticasamedidaqueson
sometidasatránsitorealduranteeltranscursodel
tiempo
Tieneunaextensiónde2.8kilómetrosycontiene46
seccionesdiferentesdepavimento,debidamente
instrumentadas,ensayadasen2ciclosde10millonesde
ejesequivalentescadauno

68. NCAT PAVEMENT TEST TRACK
DESARROLLO HISTÓRICO

69. HALLAZGOS DEL NCAT PAVEMENT TEST TRACK EN 5 AÑOS
DESARROLLO HISTÓRICO
LasmezclasfinastipoSUPERPAVEsecomportanmejorante
elahuellamientoyelagrietamientoquelasgruesas
Losahuellamientossereducenenmásde50%enclimacálido
cuandoelgradodealtatemperaturadelasfalto(SUPERPAVE)se
incrementa2gradossobrelonecesario
Nosehanestablecidocorrelacionesentreelahuellamientoyel
módulodelasmezclasasfálticas
Nosehanestablecidocorrelacionesentreelcomportamientode
lospavimentosylosresultadosdelosensayoscomunespara
valorarlacalidaddelosagregadospétreos

70. Programade150millonesdedólares,aprobadoporel
CongresodeUSAen1987,paramejorarlascarreterasy
hacerlasmásseguras
Lainvestigaciónsecondujoen4áreas:operaciones
viales,concretosyestructuras,asfaltosy
comportamientodepavimentosalargoplazo(LTPP)
PROGRAMA SHRP
Strategic Highway Research Program
DESARROLLO HISTÓRICO

71. Lainvestigaciónsobreasfaltossetradujoenel
desarrollodelmétodoSUPERPAVE parala
clasificacióndeasfaltosyeldiseñodemezclas
Lainvestigaciónsobreelcomportamientodelos
pavimentosalargoplazo–LTPP–(LongTerm
PavementPerformance)intentaestablecerunagran
basededatossobreelcomportamientodelos
pavimentosenlosEstadosUnidosyenlosdemás
paísesparticipantesenelprograma
PROGRAMA SHRP
Strategic Highway Research Program
DESARROLLO HISTÓRICO

72. INTRODUCCIÓN AL
DISEÑO DE PAVIMENTOS
DEFINICIONES

73. PAVIMENTO
Conjuntodecapassuperpuestas,relativamente
paralelas,devarioscentímetrosdeespesor,demateriales
dediversascaracterísticas,adecuadamentecompactados,
queseconstruyensobrelasubrasanteobtenidaporel
movimientodetierrasyquehandesoportarlascargasdel
tránsitodurantevariosañossinpresentardeteriorosque
afectenlaseguridadylacomodidaddelosusuariosola
propiaintegridaddelaestructura
Kraemer & Del Val
DEFINICIONES

74. DISEÑO DE PAVIMENTOS
Procesopormediodelcualsedeterminanlos
componentesestructuralesdeunsegmentovial,teniendo
encuentalanaturalezadelasubrasante,losmateriales
disponibles,lacomposicióndeltránsitoylascondiciones
delentorno
DEFINICIONES

75. INGENIERÍA DE PAVIMENTOS
―Eselartedeutilizarmaterialesquenoentendemos
completamente,enformasquenopodemosanalizarcon
precisión,paraquesoportencargasquenosabemos
predecir,detalformaquenadiesospechedenuestra
ignorancia‖
Matthew W. Witczak
DEFINICIONES

76. FUNCIONES DE LA ESTRUCTURA DE UN PAVIMENTO
Reducirydistribuirlosesfuerzosproducidosporlas
cargasdeltránsito,demaneraquenocausendañoenla
subrasante
Proporcionarcomunicaciónvehicularentredospuntos
entodotiempo
Proporcionarunasuperficiederodamientosegura,lisay
confortable,sinexcesivodesgaste
Satisfacerlosrequerimientosambientalesyestéticos
Limitarelruidoylapolucióndelaire
Brindarunarazonableeconomía

77. FASES DEL DISEÑO DE PAVIMENTOS
Eldiseñodelavíaabarcatresetapas:
Diseñogeométrico(selecciónderuta,alineamiento,
etc.)
Diseñodecapacidad(determinacióndelnúmerode
carrilesnecesariosparasatisfacerlademanda)
Diseñoestructuralparasoportarlaaccióndelascargas
ydelmedioambiente
Eldiseñoestructuralabarcatresetapas:
Seleccióndeltipodepavimento
Determinacióndelosespesoresdelascapas
Dosificacióndemateriales

78. REQUISITOS DE UNA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO
Suficienteespesorparadistribuirlosesfuerzosen
magnitudapropiadasobrelasubrasante
 Suficienteresistenciaencadaunadesuscapas
para soportarlascargasdeltránsitovehicular
Impermeabilidad,paraevitarlapenetraciónde
aguasuperficialquepuedadebilitaralpavimento
ylasubrasante
Adecuadalisurayresistenciaaldeslizamiento

79. INTRODUCCIÓN AL
DISEÑO DE PAVIMENTOS
TIPOS DE
PAVIMENTOS

80. TIPOS DE PAVIMENTOS
PAVIMENTOS
ASFÁLTICOS
PAVIMENTOS
RÍGIDOS
PAVIMENTOS
ARTICULADOS
FLEXIBLES
SEMI-RÍGIDOS
CONCRETO SIMPLE CON JUNTAS
CONCRETO REFORZADO CON JUNTAS
CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO
CONCRETO CON REFUERZO ESTRUCTURAL
ADOQUINES DE CONCRETO
ADOQUINES DE ARCILLA
OTROS

81. TIPOS DE PAVIMENTOS
PAVIMENTO ASFÁLTICO
Pavimentoconstituidoporunacapaderodadura
consistenteenuntratamientoomezclademateriales
granularesyasfálticos,queseconstruyesobreunacapa
debasegranularoestabilizadayunacapadesubbase
Silacapadebaseesdetipogranular,elpavimentose
llama“flexible”,entantoquesiestáconstituidapor
materialesestabilizados,elpavimentosedenomina
“semi–rígido”

82. TIPOS DE PAVIMENTOS
ESTRUCTURA TÍPICA DE UN PAVIMENTO ASFÁLTICO

83. TIPOS DE PAVIMENTOS
VISTA GENERAL DE UN PAVIMENTO ASFÁLTICO

84. TIPOS DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
MECANISMO DE FUNCIONAMIENTO DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE
1.Deformación por compresión Ahuellamiento de las capas asfálticas
2.Deformación por tensión Agrietamiento por fatiga en las capas asfálticas
3.Deformación por compresión Ahuellamiento en base y subbase granular
4.Deformación por compresión Ahuellamiento en la subrasante

85. MECANISMO DE FUNCIONAMIENTO DE UN PAVIMENTO SEMI -RÍGIDO
1.Deformación por compresión Ahuellamiento en las capas asfálticas
2.Deformación por tensión Agrietamiento por fatiga en la base estabilizada
3.Deformación por compresión Ahuellamiento en la subbase.
4.Deformación por compresión Ahuellamiento en la subrasante
TIPOS DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

86. TIPOS DE PAVIMENTOS
PAVIMENTO RÍGIDO
Pavimentoconstituidoporunconjuntodelosasde
concretodecementoportlandquesepuedenconstruir
directamentesobrelasubrasantepreparadaosobreuna
capaintermediadeapoyo(baseosubbase),elaborada
conmaterialesgranularesoestabilizadosoconun
concretopobre

87. TIPOS DE PAVIMENTOS
ESTRUCTURA TÍPICA DE UN PAVIMENTO RÍGIDO

88. TIPOS DE PAVIMENTOS
VISTA GENERAL DE UN PAVIMENTO RÍGIDO

89. TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO
PAVIMENTODECONCRETO SIMPLECONJUNTAS
Contienesuficientesjuntasparacontrolartodaslas
grietasprevisibles
Estetipodepavimentonocontieneaceroderefuerzo
Puedellevarvarillaslisasenlasjuntastransversalesy
varillascorrugadasenlasjuntaslongitudinales
Elespaciamientoentrejuntastransversalesoscila
entre4.5y7.5metros

90. TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO
PAVIMENTO DE CONCRETO SIMPLE CON JUNTAS

91. PAVIMENTODECONCRETO REFORZADO CONJUNTAS
Lalongituddelaslosasoscilaentre7.5y15metros,
motivoporelcualrequierenaceroderefuerzopara
mantenerunidaslasfisurastransversalesquese
desarrollan
Elaceroderefuerzonotieneporfuncióntomar
esfuerzosdetensiónproducidosporlascargasdel
tránsito
Lacantidadrequeridadeaceroespequeña,delorden
de0.1%a0.2%delaseccióntransversaldelpavimento
Sonpocoutilizadosenlaactualidad
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO

92. PAVIMENTO DE CONCRETO REFORZADO CON JUNTAS
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO

93. CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTO DE CONCRETO
REFORZADO CON JUNTAS
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO

94. No requieren juntas transversales de contracción a
intervalos regulares
Contienenmayorescuantíasdeaceroderefuerzo,
generalmentede0.5%a0.8%deláreatransversaldel
pavimento
Elacerointentaforzarelagrietamientoaintervalos
pequeños,de1a2metrosymantienefirmemente
unidaslasgrietasqueseforman
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO
PAVIMENTOS DE CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO

95. PAVIMENTOS DE CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO

96. PAVIMENTOS DE CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO

97. PAVIMENTOS DE CONCRETO CON REFUERZO
ESTRUCTURAL
Enestospavimentoselaceroasumetensionesde
tracciónycompresión,demaneraqueesposiblereducir
elespesordelaslosas
Seutilizanprincipalmenteenpisosindustriales,donde
laslosasdebenresistircargasdegranmagnitud
Lasdimensionesdelaslosassonsimilaresalasdelos
pavimentosdeconcretosimple,yelaceronodebe
atravesarlajuntatransversalparaevitarlaapariciónde
fisuras
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO

98. PAVIMENTOS DE CONCRETO CON REFUERZO
ESTRUCTURAL
TIPOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO

99. TIPOS DE PAVIMENTOS
PAVIMENTO ARTICULADO
Pavimentocuyacapaderodaduraestáconstituidapor
unconjuntodepequeñosbloquesprismáticosquese
ensamblandemaneraqueformenunasuperficie
continua,loscualesseapoyansobreunacapadearena
que,asuvez,seencuentrasobreunacapadebase
(granularoestabilizada)ysobreunacapadesubbase,
generalmentegranular

100. TIPOS DE PAVIMENTOS
ESTRUCTURA TÍPICA DE UN PAVIMENTO ARTICULADO

101. TIPOS DE PAVIMENTOS
VISTA GENERAL DE UN PAVIMENTO ARTICULADO

102. INTRODUCCIÓN AL
DISEÑO DE PAVIMENTOS
FACTORES QUE
AFECTAN EL DISEÑO Y
EL COMPORTAMIENTO
DE LOS PAVIMENTOS

103. FACTORES QUE AFECTAN EL DISEÑO DE PAVIMENTOS

104. FACTORES QUE AFECTAN EL COMPORTAMIENTO
DE LOS PAVIMENTOS

105. PAVIMENTOS ASFÁLTICOS VS PAVIMENTOS RÍGIDOS
PROS Y CONTRAS

106. PAVIMENTOS DE AEROPISTAS VS
PAVIMENTOS DE CARRETERASAEROPISTAS CARRETERAS
Menornúmeroderepeticionesde
carga
Mayornúmeroderepeticionesde
carga
Mayores presiones de infladoMenores presiones de inflado
Mayor magnitud de carga Menor magnitud de carga
Nosuelenpresentardeteriorosen
losbordesdelospavimentos
asfálticos
Presentan deterioros de
importanciaenlosbordesdelos
pavimentos asfálticos
Requieren mayores espesoresRequieren menores espesores

107. PAVIMENTOS DE AEROPISTAS VS
PAVIMENTOS DE CARRETERAS
PAVIMENTO RÍGIDO
DE AEROPISTA
PAVIMENTO RÍGIDO
DE CARRETERA

108. MARCO GENERAL DEL DISEÑO DE PAVIMENTOS

109. ESFUERZOS Y
DEFORMACIONES EN
PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

110. CONTENIDO
Introducción
Sistemasdecapasdecomportamientoelástico
Modeloselásticosnolineales
Modelosviscoelásticos
Métododeloselementosfinitos
Métododeloselementosdiscretos
Conceptosfundamentalesdediseño

111. INTRODUCCIÓN
ESFUERZOS Y DEFORMACIONES
EN PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

112. INTRODUCCIÓN
Desdelosaños60,elmétodoempírico–analíticohaido
ganandopopularidadentrelosingenierosdepavimentos
Estemétodoempleapropiedadesfísicasfundamentalesyun
modeloteóricoparapredecirlasrespuestasdelpavimento
(esfuerzos,deformacionesydeflexiones)antelascargasdel
tránsito
Aunquelasrespuestasdelosmaterialesdifierandelas
asuncionesdelateoría,elconocimientodeéstaesindispensable
parareconocerlosfactoresfundamentalesenloscualessebasan
losdiseñosdepavimentos
RESPUESTA DE UN PAVIMENTO ASFÁLTICO ANTE LAS
CARGAS DEL TRÁNSITO

113. RESPUESTA DE UN PAVIMENTO ASFÁLTICO ANTE LAS
CARGAS DEL TRÁNSITO
INTRODUCCIÓN

114. Lamaneramáselementaldecaracterizarel
comportamientodeunpavimentoasfálticobajocargas,es
considerandounsemiespaciohomogéneo
Unsemiespaciotieneunáreainfinitamentegrandeyuna
profundidadinfinitaconunasuperficieplanasobrelacual
seaplicanlascargas
Lateoríaelásticasepuedeusarparadeterminaresfuerzos,
deformacionesydeflexiones
INTRODUCCIÓN
CARACTERIZACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE UN
PAVIMENTO ASFÁLTICO

115. SISTEMAS DE CAPAS DE
COMPORTAMIENTO
ELÁSTICO
ESFUERZOS Y DEFORMACIONES
EN PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

116. SISTEMA DE UNA CAPA
Placa circular flexible
Cuandounacargaseaplicasobreunáreacircular,los
valorescríticosdeesfuerzo,deformaciónydeflexión
ocurrenenelejedesimetríabajoelcentrodelárea
circular
Lacargaaplicadaaunpavimentoporunneumáticoes
similaraunplacaflexibleconradio―a‖ypresiónde
contactouniforme―q‖.

117. SISTEMA DE UNA CAPA
Placa circular flexible
ESFUERZOS BAJO EL CENTRO DE LA PLACA
es independiente de E y , y es independiente de E

118. SISTEMA DE UNA CAPA
Placa circular flexible
DEFORMACIONES BAJO EL CENTRO DE LA PLACA

119. SISTEMA DE UNA CAPA
Placa circular flexible
DEFLEXIONES BAJO EL CENTRO DE LA PLACA

120. SISTEMA DE UNA CAPA
Placa circular flexible
Ejemplo
Determinarladeflexiónenlasuperficie(z=0)yel
esfuerzoverticala0.30metrosbajoelcentrodeuna
cargacircular,deacuerdoconlasiguiente
información:
—Magnituddelacarga=40,000N
—Radiodelaplaca=0.15m
—m=0.5
—E=4*10
7
N/m
2

121. SISTEMA DE UNA CAPA
Placa circular flexible

122. CONCEPTO DE LOS SISTEMAS MULTICAPAS
SISTEMA ELÁSTICO MULTICAPA GENERALIZADO

123. CONCEPTO DE LOS SISTEMAS MULTICAPAS
Elmaterialdecadacapaeshomogéneo,isotrópicoy
linealmenteelásticoyestácaracterizadoporsumódulo
elástico(E)ysurelacióndePoisson(μ)
Elpesodelmaterialesdespreciable
Conexcepcióndelainferior,todaslascapastienenespesor
finito
Lascapassoninfinitaslateralmenteynotienenjuntasni
grietas
Hayfriccióncompletaenlasinterfaces
Noexistenfuerzascortantesenlasuperficie
Seaplicaunapresiónuniformeatravésdeunáreacircular
SUPOSICIONES BÁSICAS PARA LA SOLUCIÓN ANALÍTICA DE
LOS ESTADOS DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES

124. CONCEPTO DE LOS SISTEMAS MULTICAPAS
Losmaterialesdelospavimentossóloresponden
linealmenteenlosbajosrangosdeesfuerzos
Larespuestadelosmaterialesnoesno–viscosa.Las
mezclasasfálticassonmaterialesvisco-elásticos
Notodaslasdeformacionessonrecuperables.Los
materialesdelospavimentosrequierentiempopara
recuperartotalmentelasdeformaciones
Algunasdeformacionesplásticassevanacumulando
traslaaplicaciónrepetidadecargas
LIMITACIONES

125. EVOLUCIÓN DE LAS SOLUCIONES MULTICAPA
DOSCAPAS(Cargacircular)
Cálculodeesfuerzos,deformacionesydesplazamientosenfunción
dez/ayr/a(Burmister,1943)
TRESCAPAS(Cargacircular)
Expresionesanalíticasparacálculodeesfuerzosydesplazamientos
(Burmister,1945)
Tablasparadeterminaresfuerzosnormalesyradialesenla
interseccióndelejedecargaconlasinterfaces(AcumyFox,1951)
Solucionesgráficasparaelcálculodelosesfuerzosverticales
(Peattie,1962)
nCAPAS(Cargacircular)
Huang,1967

126. SISTEMA DE DOS CAPAS
Pavimento de espesor pleno de concreto asfáltico
Losesfuerzosydeflexionesdependendelarelación
modulardelascapas(E
1
/E
2
)ydelarelacióndeespesor
(h
1
/a)
Elesfuerzoverticaldecrececonelincrementodela
relaciónmodular
Paraundeterminadapresióndecontacto,elesfuerzo
verticalaumentaconelradiodecontactoyconla
disminucióndelespesordelacapasuperior

127. SISTEMA DE DOS CAPAS
Pavimento de espesor pleno de concreto asfáltico
CURVAS DE INFLUENCIA DE ESFUERZOS EN SISTEMAS DE DOS CAPAS
(D. M. BURMISTER)

128. SISTEMA DE DOS CAPAS
Pavimento de espesor pleno de concreto asfáltico

129. SISTEMA DE DOS CAPAS
Pavimento de espesor pleno de concreto asfáltico
FACTORES DE DEFLEXIÓN SUPERFICIAL PARA SISTEMAS DE DOSCAPAS
(BURMISTER)

130. SISTEMA DE DOS CAPAS
Pavimento de espesor pleno de concreto asfáltico
FACTOR DE DEFLEXIÓN (F) DE LA INTERFAZ PARA SISTEMAS DE DOS CAPAS
(HUANG)

131. SISTEMA DE DOS CAPAS
Pavimento de espesor pleno de concreto asfáltico
Ejemplo
Calcularladeflexiónsuperficialyenlainterfazde
lasdoscapas,bajoelcentrodeunallantadeimpronta
circular,deacuerdoconlossiguientesdatos:
—Radiohuella=0.15metros
—Presióndecontacto=5.6*10
5
N/m
2
—Espesorcapasuperior(h
1)=0.30metros
—Módulocapasuperior(E
1)=3*10
8
N/m
2
—Módulocapainferior(E
2)=6*10
7
N/m
2

132. SISTEMA DE DOS CAPAS
Pavimento de espesor pleno de concreto asfáltico
Solución

133. SISTEMA DE TRES CAPAS

134. SISTEMA DE TRES CAPAS
Existensolucionestabularesparaelcálculodeesfuerzos
horizontales(Jones,1962)
Existensolucionesgráficasparaelcálculodelos
esfuerzosverticales,elaboradasapartirdelastablasde
Jones(Peattie,1962)
Lastablasyfigurassedesarrollaronparaunvalorμ=
0.5entodaslascapas

135. SISTEMA DE TRES CAPAS
TABLAS DE JONES
LastablasdeJonessuministranvaloresdefactoresde
esfuerzoscomodiferenciadeesfuerzos(ZZ1–RR1)(ZZ2–
RR2)(ZZ2–RR3),conloscualessepuedencalcularlos
esfuerzoshorizontales:
s
z1
-s
R1
= q*(ZZ1-RR1)
s
z2
-s
R2
= q*(ZZ2-RR2)
s
z2
-s
R3
= q*(ZZ2-RR3)
Conociendo y sepuededeterminarladeformación
horizontalenelfondodelacapa1
ε=( - )/2E1
paraμ=0.5

136. SISTEMA DE TRES CAPAS
EJEMPLO DE TABLA DE JONES PARA CÁLCULO DE ESFUERZOS HORIZONTALES

137. SISTEMA DE TRES CAPAS
GRAFICAS DE PEATTIE
LasgráficasdePeattiesuministranvaloresdefactores
deesfuerzos(ZZ1yZZ2),conloscualessecalculanlos
esfuerzosverticales:
s
z1
= q*(ZZ1)
s
z2
= q*(ZZ2)

138. SISTEMA DE TRES CAPAS
GRAFICASDEPEATTIE

139. SISTEMA DE TRES CAPAS
Ejemplo:
Calcularlosesfuerzosverticales(s
z1,
s
z2
)parauna
estructuradetrescapas,delassiguientes
características:
—h
1=0.075m
—h
2=0.30m
—E
1=4*10
9
N/m
2
—E
2=2*10
8
N/m
2
—E
3=1*10
8
N/m
2
—Presióndecontacto=540kPa
—Radioáreacargada=0.15metros

140. SISTEMA DE TRES CAPAS
Solución:
Cálculo de parámetros de entrada:
—K1 = E1 / E2 = 4*10
9
/ 2*10
8
=20
—K2 = E2 / E3 = 2*10
8
/ 1*10
8
= 2
—A1 = a / h
2= 0.15/ 0.30 =0.5
—H = h
1/ h
2 = 0.075/ 0.30 = 0.25
Determinación de parámetros ZZ1 y ZZ2 (GRÁFICA)
ZZ1 = 0.47 ZZ2 = 0.10
Cálculo de esfuerzos verticales
= 0.47*540 = 253.8 kPa
= 0.10 *540 = 54.0 kPa

141. SISTEMAS MULTICAPAS
Laextensiónlógicadelassolucionespara
lossistemasdecapasfueeldesarrollode
programasdecómputoparafacilitarlos
cálculosybrindarmayoresposibilidadesen
relaciónconlascaracterísticasdelos
materialesylaconfiguracióndelascargas

142. SISTEMAS MULTICAPAS
Ejemplosdeprogramasdecómputo:
BISAR(permiteespecificarparámetrosde
fricciónycargashorizontales)
ELSYM5(permitemodelarruedasmúltiplesy
puedeanalizarhasta5capas)
KENLAYER(permitemodelarcapaselásticas
lineales,elásticasnolinealesyviscosas.Aceptaruedas
múltiplesylafricciónentrecapaspuedesermodelada.
Permiteestructurashastade19capas)

143. SISTEMAS MULTICAPAS
DATOS DE ENTRADA USUALMENTE REQUERIDOS POR LOS
PROGRAMAS DE CÓMPUTO
Propiedadesdelosmaterialesdecadacapa:
·Módulodeelasticidad
·RelacióndePoisson
Espesoresdelasdiferentescapas
Condicionesdelascargas(2delas3citadas):
·Magnituddelacargaporneumático
·Radiodelaimpronta
·Presióndecontacto
Númerodecargas
Localizacióndelascargassobrelasuperficie(coordenadasx,y)
Localizacióndelospuntosdeanálisisdeesfuerzosydeformaciones
(coordenadasx,y,z)

144. SISTEMAS MULTICAPAS

145. TEORÍA ELÁSTICA vs REALIDAD
Lassuposicionesenlascualessebasalateoríaelásticanose
cumplenacabalidadenlosmaterialesyenlasestructurasdelos
pavimentos
TEORÍA ELÁSTICA REALIDAD
•Cargaestática
•Continuidadenlosmateriales
•Homogeneidad
•Isotropía
•Relaciónlinealesfuerzo-
deformación
•Deformacioneselásticas
•Cargadinámica
•Discontinuidadenlosmateriales
•Nohomogeneidad
•Anisotropía
•Relacióncomplejaesfuerzo-
deformación
•Deformacioneselásticas,plásticas,
viscosasyviscoelásticas.

146. OTROS MÉTODOS DE ANÁLISIS DE
ESFUERZOS Y DEFORMACIONES
MODELOS ELÁSTICOS NO LINEALES
MODELOS VISCOELÁSTICOS
ELEMENTOS FINITOS
ELEMENTOS DISCRETOS

147. MODELOS
ELÁSTICOS NO
LINEALES
ESFUERZOS Y DEFORMACIONES
EN PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

148. MODELOS ELÁSTICOS NO LINEALES
COMPORTAMIENTO ELÁSTICO NO LINEAL
Ladescargasiguela
mismatrayectoriaquela
carga,perolarelaciónentre
elesfuerzoverticalyla
deformaciónverticalnoes
constante,sinoquedepende
delamagnituddelesfuerzo
aplicado.

149. MODELOS ELÁSTICOS NO LINEALES
Losmóduloselásticosdelosmaterialesdelos
pavimentossonfuncióndelestadodeesfuerzosalcualse
encuentransometidos

150. Lasdeformacionesy
deflexionesenunsemi
espaciodecomportamiento
elásticonolinealsepueden
calcularconlafórmulade
Boussinesq,sustituyendoel
móduloconunafunciónno
linealdelesfuerzoprincipal
mayor(s
1
)
MODELOS ELÁSTICOS NO LINEALES

151. MODELOS
VISCOELÁSTICOS
ESFUERZOS Y DEFORMACIONES
EN PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

152. MODELOS VISCOELÁSTICOS
Lasdeformacionesdepavimentosbajocargararas
vecessontotalmenteelásticas.
Amenudocontienencomponentesviscosa,
viscoelásticaoplásticaenadiciónalaelástica.

153. MODELOS VISCOELÁSTICOS
ESFUERZO CÍCLICO Y CURVAS DE DEFORMACIÓN VS
TIEMPO PARA VARIOS MATERIALES
Paralosmaterialeselásticosnohayretrasoentrela
tensióndecorteaplicadaylarespuestadela
deformacióndecorte(δ=0)

154. MODELOS VISCOELÁSTICOS
ESFUERZO CÍCLICO Y CURVAS DE DEFORMACIÓN VS
TIEMPO PARA VARIOS MATERIALES
Paralosmaterialestotalmenteviscososlarespuesta
deladeformaciónestátotalmentedesfasadadela
tensiónaplicada(δ=90º)

155. MODELOS VISCOELÁSTICOS
ESFUERZO CÍCLICO Y CURVAS DE DEFORMACIÓN VS
TIEMPO PARA VARIOS MATERIALES
Losmaterialesvisco-elásticostienenδentre0y90
dependiendodelatemperaturadeensayo(amayor
temperatura,mayorδ)

156. Unmaterialelásticosecaracterizaconunresorte
queobedecelaleydeHooke,lacualafirmaqueel
esfuerzoesproporcionalaladeformación,siendola
constantedeproporcionalidadelmóduloelástico
MODELOS VISCOELÁSTICOS
MODELOS BÁSICOSsE

157. MODELOS VISCOELÁSTICOS
MODELOS BÁSICOS
Unmaterialviscososecaracterizapormediodeun
amortiguadorqueobedecelaleydeNewton,de
acuerdoconlacualelesfuerzoesproporcionalala
velocidaddefluir,siendolaconstantede
proporcionalidadlaviscosidaddt
d
s

158. MODELO DE MAXWELL
Siunelementopresentarasóloelasticidadinstantáneay
fluenciaviscosasimple,sucomportamientobajotensión
constantesepodríarepresentarpor:
MODELOS VISCOELÁSTICOS

159. MODELO DE MAXWELL
Elesfuerzoeselmismoenlosdoselementos,yla
deformación,queseincrementalinealmenteconel
tiempodecarga,eslasumadelasdeformacionesenlos
elementoselásticoyviscoso
Alliberarlacargaserecuperainmediatamentelaparte
elásticadeladeformación,peroseconservala
deformacióndependientedeltiempo,lacuales
irrecuperable
MODELOS VISCOELÁSTICOS

160. MODELO DE MAXWELL
MODELOS VISCOELÁSTICOS

161. MODELO DE KELVIN
Losmaterialespuedenpresentarefectoselásticos
dependientesdeltiempo
EnelmodelodeKelvinladeformacióndeloselementoses
lamisma,peroelesfuerzototaleslasumadelosesfuerzosen
elelementoelásticoyenelelementoviscoso
MODELOS VISCOELÁSTICOSdt
d
E

s 
Si se aplica un esfuerzo constante:


tdt
E
d
00 s


162. MODELO DE KELVIN
Entalcaso,elcomportamientodelmaterialbajo
tensiónconstantesepodríarepresentarpor:
MODELOS VISCOELÁSTICOS

163. MODELO DE KELVIN
Ladeformacióndeloselementoseslamisma,
aproximándoseasintóticamenteconeltiempoalvalor
ζ/E,ylafuerzaexternaeslasumadelasfuerzasenlos
elementos
Cuandolacargaselibera,elmodelovuelveasu
posiciónoriginal(luegodemuchotiempo);porellose
llamade“elasticidadretardada”
MODELOS VISCOELÁSTICOS

164. MODELO DE KELVIN
MODELOS VISCOELÁSTICOS

165. MODELO DE BURGERS
Muchosmaterialesdepavimentos,comolasmezclas
asfálticasaelevadastemperaturasylossuelosmuy
cohesivos,nosiguenloscasosidealesysehan
desarrolladocombinacionesdeellosparasimularsu
respuesta
En el modelo de Burgers, la deformación bajo tensión
constante es la suma de las deformaciones de la parte
Maxwell y la parte Kelvin
MODELOS VISCOELÁSTICOS

166. MODELO DE BURGERS
MODELOS VISCOELÁSTICOS

167. MODELO SHRP
(Strategic Highway Research Program)
Laspropiedadesvisco-elásticasdelasfaltose
caracterizanmedianteelreómetrodecortedinámico
Semideelmódulocomplejoencorte(G*)yelángulo
defase(δ)sometiendounamuestradeligantea
tensionesdecorteoscilante
Larespuestadeladeformaciónespecíficadecortede
lamuestraestádesfasadaunciertointervalodetiempo
(Δt)enrelaciónconlatensiónaplicada
MODELOS VISCOELÁSTICOS

168. MODELO SHRP
(Strategic Highway Research Program)
Elretrasodelafase(ángulodefase)seobtiene
multiplicandoelretrasoentiempoporlafrecuencia
angular[δ=w(Δt)]
Elmódulocomplejoseestablecemediantelarelación
entrelatensióndecortemáximaylamáxima
deformacióndecorteresultante(G*=η
Máx
/γ
Máx
)
MODELOS VISCOELÁSTICOS

169. MODELOS VISCOELÁSTICOS

170. MODELOSHRP
Paralosmaterialeselásticosnohayretrasoentrela
tensióndecorteaplicadaylarespuestadela
deformacióndecorte(δ=0)
Paralosmaterialestotalmenteviscososlarespuesta
deladeformaciónestátotalmentedesfasadadela
tensiónaplicada(δ=90º)
Losmaterialesvisco-elásticostienenδentre0y90
dependiendodelatemperaturadeensayo(amayor
temperatura,mayorδ)
MODELOS VISCOELÁSTICOS

171. MODELO SHRP
LaespecificaciónSHRPdeligantescontrolael
stiffnessdelasfaltomediantelasrelacionesG*/senδ
(altastemperaturasdeservicio)yG*senδ(temperaturas
medias)
Controlandoelstiffnessaaltastemperaturade
serviciosebuscaqueelliganteproveasumayoraporte
alaresistenciaglobalalcortedelamezclaentérminos
deelasticidad
Controlándoloatemperaturasmediasdeserviciose
buscaqueelligantenocontribuyaalafisuraciónpor
fatiga
MODELOS VISCOELÁSTICOS

172. MÉTODO DE LOS
ELEMENTOS
FINITOS
ESFUERZOS Y DEFORMACIONES
EN PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

173. MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS
Métododeanálisisnuméricoquepermiteobtener
solucionesaproximadasenunaampliavariedadde
problemasdeingeniería
Elmétodoseusaparadividirunmediocontinuo
(porejemploelvolumendeunpavimento)enungran
númerodepequeñosvolúmenesdiscretosconelfin
deobtenerunasoluciónnuméricaaproximadapara
cadavolumen,enlugardeunasoluciónexactapara
todoelvolumen

174. PASO1–DISCRETIZARELMEDIODEINTERÉS
Elmediopavimento-subrasantesedivideenunnúmerode
elementosdeformasgeométricassimples,denominados
elementosfinitos,conlascargasdelasruedasenlaparte
superior
ANÁLISIS DE ELEMENTOS FINITOS
PARA UN PROBLEMA DE PAVIMENTOS

175. ANÁLISIS DE ELEMENTOS FINITOS
PARA UN PROBLEMA DE PAVIMENTOS
PASO 2 – DETERMINAR LAS
CARACTERÍSTICAS DECADAELEMENTO
Seasignan―nodos‖acadaelementoyseescogeuna
funciónparainterpolarlavariacióndelavariablesobre
elelementodiscreto
Apartirdeloselementosydesusfuncionesde
interpolación,sedesarrollaunaexpresiónmatricial
(matrizelemental)pararelacionarlasfuerzasconlos
desplazamientosenlasesquinasdecadaelemento

176. PASO2–DETERMINAR LASCARACTERÍSTICAS
DECADAELEMENTO (cont.)
k
11eslafuerzahorizontalenelnodo―i‖causadaporun
desplazamiento(virtual)de1enelnodo―i‖,k
12esla
fuerzahorizontalcausadaporundesplazamiento
horizontalde1enelnodo―j‖,etc
ANÁLISIS DE ELEMENTOS FINITOS
PARA UN PROBLEMA DE PAVIMENTOS
i
k
j
i
k
j
i
k
j
i
k
j
i
vkfo
v
v
v
u
u
u
kkkkkk
kkkkkk
kkkkkk
kkkkkk
kkkkkk
kkkkkk
V
V
V
H
H
H



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

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













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

































*
666564632616
565554532515
464544432414
363534332313
262524232212
161514131211

177. PASO3–ENSAMBLAR LASECUACIONES
ELEMENTALES
Lasmatriceselementalesseensamblanparaformarun
conjuntodeecuacionesalgebraicasquedescribenel
problemaglobal(matrizglobal)
PASO 4 –INCORPORAR CONDICIONES DE
BORDE
Seincorporancondicionesdebordedentrodelamatriz
global(fondoyladosdelaregióndeanálisisescogida)
ANÁLISIS DE ELEMENTOS FINITOS
PARA UN PROBLEMA DE PAVIMENTOS VKF

178. PASO 5–RESOLVER SISTEMA DE
ECUACIONESALGEBRAICAS
Elconjuntodeecuacionesalgebraicasesresuelto
medianteunmétodomatricialadecuadoatravésdeun
programadecómputoqueproveelosdesplazamientosen
todoslosnodosydeterminando,apartirdeellos,los
esfuerzosydeformacionesenloselementos,asícomo
susdirecciones
ANÁLISIS DE ELEMENTOS FINITOS
PARA UN PROBLEMA DE PAVIMENTOS

179. SALIDAS DE UN ANÁLISIS POR EL MÉTODO DE
ELEMENTOS FINITOS
Lassalidassonlasmismasquelasdelanálisis
medianteunmodeloelásticomulticapa:
Esfuerzo–laintensidaddelasfuerzas
internamentedistribuidasendiferentespuntosdela
estructuradelpavimento
Deformación–eldesplazamientounitarioacausa
delesfuerzo
Deflexión–Cambiolinealenunadimensión
ANÁLISIS DE ELEMENTOS FINITOS
PARA UN PROBLEMA DE PAVIMENTOS

180. Elprogramabrindarepresentacionesvisualesdelos
diferentesvaloresdesalida
ANÁLISIS DE ELEMENTOS FINITOS
PARA UN PROBLEMA DE PAVIMENTOS
DIAGRAMA TRIDIMENSIONAL DE DEFORMACIONES CORTE DIAGRAMA DE DEFORMACIONES

181. MÉTODO DE LOS
ELEMENTOS
DISCRETOS
ESFUERZOS Y DEFORMACIONES
EN PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

182. MÉTODO DE LOS ELEMENTOS DISCRETOS
Elmétododeloselementosfinitosnoesmuy
satisfactorioenlasimulacióndelosprocesosenlos
cualesaparecefracturaofragmentación
Losmaterialesgranularesnoconstituyenuncampo
continuo,puesestánconformadosporunconjuntode
múltiplespartículasdetamañovariado
Elcomportamientodelmaterialgranularescomplejo.
Avecessecomportacomosólido(sedeformaante
cargas),avecescomolíquido(sederramaypuedefluir)
yavecescomogas(sepuedecomprimirhastacierto
límiteyestáformadoporpartículassinenlace)

183. MÉTODO DE LOS ELEMENTOS DISCRETOS
Haydesplazamientosdetraslaciónyrotacióndelos
granosantelosesfuerzos
Ladeformacióndelosmaterialesgranulareses
dominadaporeldesplazamientodelaspartículasypor
deslizamientosobrelasdemás
Paratratarconlamecánicadelosmateriales
conformadosporpartículasindependientes,sehan
desarrolladoprogramasdecómputodeelementos
discretos(Ejemplo:BALL,TRUBAL)

184. REGLA GENERAL
Siunmodelosimplepermitepredecirlarespuestade
unpavimentorazonablementebien,espreferibleaun
modelocomplejo
Elmodelocomplejosóloesrecomendablesi
produceunmejoramientosustancialenlas
prediccionesderespuesta
COROLARIO

185. CONCEPTOS
FUNDAMENTALES
DE DISEÑO
ESFUERZOS Y DEFORMACIONES
EN PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

186. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE DISEÑO
ESFUERZO VERTICAL DE COMPRESIÓN
SOBRE LA SUBRASANTE
Elvalordelesfuerzoverticalsobreelsuelodecrece
conelincrementode:
—Elespesordelascapasasfálticas
—Elmóduloelásticodelascapasasfálticas
—Elespesordelascapasgranulares
—Elmóduloelásticodelascapasgranulares.Su
incidenciaesmayorqueladelmódulodelas
capasasfálticas

187. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE DISEÑO
ESFUERZO HORIZONTAL EN EL FONDO DE LA
CAPA DE BASE (SISTEMA TRICAPA)
Elesfuerzodetensiónaumenta:
—Alaumentarelmódulodelabase
—Alreducirelespesordelascapasasfálticas
Nota
Detodasmaneras,enunacapadebaseligada
hidráulicamente,sisumóduloelásticoesmuybajo,el
esfuerzodetensiónpuedesuperarlaresistenciaala
flexióndelmaterial,produciendoelagrietamientodela
capa

188. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE DISEÑO
ESFUERZO VERTICAL DE COMPRESIÓN
SOBRE LA CAPA DE BASE
El valor del esfuerzo se incrementa:
—Al aumentar el espesor de la base, manteniendo
constante el espesor de las capas asfálticas
—Al aumentar el módulo de la capa de base
—Al disminuir el módulo elástico de la subrasante

189. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE DISEÑO
ESFUERZO HORIZONTAL EN LA PARTE
SUPERIOR DE LA CAPA DE BASE
El esfuerzo horizontal es compresivo cuando el espesor
de las capas asfálticas es delgado
Elesfuerzohorizontaldecompresiónseincrementaal
aumentarelmódulodelabase
Elesfuerzohorizontaldecompresiónaumentasiel
espesoroelmódulodelascapasasfálticasdisminuye
Lacombinacióndeesfuerzosdecompresión
horizontalesyverticalesnoconducealafalladelabase,
anoserquelacapaseainusualmentedébil

190. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE DISEÑO
ESFUERZO HORIZONTAL EN LA FIBRA
INFERIOR DE LAS CAPAS ASFÁLTICAS
Cuandoelmóduloelásticodelabaseesmayorqueelde
lascapasasfálticas,elesfuerzohorizontalenelfondode
éstasesdecompresión
Cuandoelmódulodelabaseesmenor,elesfuerzoesde
tensiónycreceamedidaqueelmódulodelabaseesmás
bajo
Elesfuerzodetensiónseincrementaaldisminuirel
espesordelascapasasfálticas

191. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE DISEÑO
ESFUERZO HORIZONTAL EN LA FIBRA
INFERIOR DE LAS CAPAS ASFÁLTICAS
(CONTINUACIÓN)
Elesfuerzohorizontalseincrementaalaumentarel
módulodelascapasasfálticas
Elesfuerzoesparticularmentealtosisecombinanuna
bajarelacióndeespesoresdelascapassuperiores(h
1/h
2<
2)yunaaltarelaciónmodularentreellas(E
1/E
2)

192. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE DISEÑO
EFECTO DE FACTORES EXTERNOS
Paraunacargatotalfija,unaumentoenlapresiónde
contactogeneramayoresesfuerzosverticalesenlas
capassuperiores,peroelefectoesdespreciablea
mayoresprofundidades
Silapresióndecontactoesconstante,unaumentoen
lacargatotalgeneramayoresesfuerzosverticalesa
cualquierprofundidad

193. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE DISEÑO
EFECTO DE FACTORES EXTERNOS
(CONTINUACIÓN)
Losesfuerzosverticalesacualquierprofundidadse
reducenalaumentarlavelocidaddeaplicacióndela
carga
Elesfuerzoverticalsobrelasubrasanteseincrementa
alaumentarlatemperatura,debidoaquedisminuyeel
módulodelascapasasfálticas

194. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE DISEÑO
DEFLEXIÓN
Lamayorpartedeladeflexiónescausadaporla
compresiónelásticadelasubrasante(70%-90%)
Elaumentoenelespesoroenelmódulodelascapas
superioresreduceladeflexióntotal
Lareducciónesmásimportanteconelaumentodel
móduloqueconelaumentoenelespesor
Laestabilizacióndelasubrasantereducelas
deflexiones,debidoalincrementomodular
Engeneral,losmismosfactoresquehacendecrecer
losesfuerzosverticalesdecompresiónsobrela
subrasante,hacendisminuirladeflexión

195. ESFUERZOS EN PAVIMENTOS
RÍGIDOS

196. CONTENIDO
Introducción
Esfuerzosproducidosporcambiosdetemperatura
Esfuerzosproducidosporcambiosdehumedad
Esfuerzosproducidosporlascargasdeltránsito
Presenciadeaceroenelpavimentorígido
Métododeloselementosfinitos

197. INTRODUCCIÓN
ESFUERZOS EN PAVIMENTOS RÍGIDOS

198. ESFUERZOS EN PAVIMENTOS RÍGIDOS
Cambiosdetemperatura
—Alabeoporgradientetérmico
—Contracciónduranteelfraguado
—Expansiónycontracciónporcambiosuniformesde
temperatura
Cambiosdehumedad
Cargasdeltránsito
Otros(bombeo,cambiosvolumétricosdelsoporte)
FACTORES QUE CONTRIBUYEN AL DESARROLLO
DE ESFUERZOS EN PAVIMENTOS RÍGIDOS

199. ESFUERZOS
PRODUCIDOS POR
CAMBIOS DE
TEMPERATURA
ESFUERZOS EN PAVIMENTOS RÍGIDOS

200. Alcambiarlatemperaturaambienteduranteeldía,
tambiéncambialatemperaturadelpavimento
Esteciclotérmicocreaungradientetérmicoenlalosa
Elgradienteproduceunalabeoenlalosa
Elpesopropiodelalosaysucontactoconlasuperficie
deapoyorestringenelmovimiento,generándose
esfuerzos
Dependiendodelahoradeldía,estosesfuerzosse
puedensumarorestardelosefectosproducidosporlas
cargasdeltránsito
ALABEO POR GRADIENTE TÉRMICO

201. ALABEO POR GRADIENTE TÉRMICO

202. FÓRMULAS DE BRADBURY2
*** tEC
t



  









2
1
21
2
**



CCtE
t 








l
atE
t
)1(3
**



Borde de la losa
Interior de la losa
Esquina de la losa
ALABEO POR GRADIENTE TÉRMICO

203. FÓRMULAS DE BRADBURY
Notas
1.DebidoaqueC
iesinversamenteproporcionalal
módulodereaccióndelsoporte(k),losesfuerzospor
alabeoseincrementancuandoelsoporteesmuy
rígido,yaqueéstenopuedeasumirelcontornodel
pavimento
2.ComoC
iesdirectamenteproporcionalalalongitud
delalosa,elaumentodeéstaincrementalosesfuerzos
poralabeotérmico
ALABEO POR GRADIENTE TÉRMICO

204. 
t
Esfuerzo en el sitio considerado
E Módulo elástico del concreto
 Coeficiente de dilatación térmica del concreto (0.000005/ºF)
tDiferencia de temperatura entre las dos caras de la losa (gradiente)
C Coeficiente que depende de la longitud de la losa y del radio de rigidez relativa
C
1
Coeficiente en la dirección en la cual se calcula el esfuerzo
C
2
Coeficiente en la dirección perpendicular a C1
 Relación de Poisson del concreto
a Radio del área cargada en el borde de la losa
l Radio de rigidez relativa
FÓRMULAS DE BRADBURY
SIGNIFICADO DE LOS TÉRMINOS DE LAS FÓRMULAS
ALABEO POR GRADIENTE TÉRMICO

205. CARTA DE BRADBURY PARA LA DETERMINACIÓN
DE C, C
1Y C
2
ALABEO POR GRADIENTE TÉRMICO

206. RADIO DE RIGIDEZ RELATIVA
(Westergaard)
Midelarigidezdelalosadeconcretorespectodel
suelodesoporte
ALABEO POR GRADIENTE TÉRMICO
h = espesor de la losa
k = módulo de reacción del soporte

207. EJEMPLO DE CÁLCULO DE ESFUERZOS POR ALABEO
Calcular los diferentes esfuerzos de alabeo para las
siguientes condiciones:
k 200 pci
t 3ºF/pulgadas
 0.000005/ºF
E 5,000,000 psi
 0.15
a 5.9 pulgadas
h 9.0 pulgadas
Long. losa (Bx)14 pies
Ancho losa (By)12 pies
ALABEO POR GRADIENTE TÉRMICO

208. EJEMPLO DE CÁLCULO DE ESFUERZOS POR ALABEO
Solución
ALABEO POR GRADIENTE TÉRMICO

209. Cálculo de los esfuerzos
EJEMPLO DE CÁLCULO DE ESFUERZOS POR ALABEO
ALABEO POR GRADIENTE TÉRMICO

210. Elejemplomuestraquelosesfuerzosporalabeo
puedensuperaralosproducidosporlascargasdel
tránsito
Sinembargo,dichosesfuerzosnoseconsideranenel
instantededeterminarelespesordelpavimento
Lafilosofíaquegobiernaeldiseñoesquelasjuntasy
elaceroseempleanparaaliviarocuidarlosesfuerzos
poralabeo,yelespesorsedeterminaconbaseenlas
cargasdeltránsito
CONSIDERACIONES SOBRE LOS ESFUERZOS POR ALABEO
EN EL DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO
ALABEO POR GRADIENTE TÉRMICO

211. CONTRACCIÓN DURANTE EL FRAGUADO
Lafricciónentrelalosaylafundación,debidoala
caídadetemperaturaduranteelfraguadodeconcreto,
produceesfuerzosenelconcretoyenlaarmaduraque
contenga
Eldiseñodelaarmaduraderefuerzodeun
pavimentorígidosebasaenlaconsideracióndelos
esfuerzosdefricción

212. CONTRACCIÓN DURANTE EL FRAGUADO

c= (γ
c)(L)(f
a)/2
L = longitud de la losa
γ
c= peso unitario del concreto
f
a= coeficiente de fricción entre la losa y la subrasante
(generalmente 1.5)

213. ESFUERZOS DEBIDOS A FRICCIÓNCONTRACCIÓN DURANTE EL FRAGUADO
Ejemplo
Determinarelesfuerzomáximodecontracciónenuna
losadepavimentorígidode30piesdelongitudypeso
unitariode150libras/pie
3
,sif
a=1.5
Solución
Nota:
Los esfuerzos friccionales sólo son importantes en losas
de gran longitud

214. EXPANSIÓN Y CONTRACCIÓN DE LAS LOSAS
Lasaberturasdelasjuntascambianacausadelos
cambiosdetemperatura,alterandolascondicionesde
transferenciadecarga
Lascaracterísticasdecontraccióncontrolanlaabertura
delasjuntastransversalesdelpavimento
Elmaterialquesecoloqueparasellarlasjuntasdeberá
sercapazdesoportar,sindespegarse,losmovimientos
delconcretocuandoocurralamáximacontracción

215. L=aberturadelajuntaocambioenlalongituddelalosa.
(SiL>1mm,serequierenvarillasdetransferencia
decarga)
C=factordeajustedebidoalafricciónentrelosaysoporte
(0.65parasubbaseestabilizaday0.80parasubbase
granular)
L=longituddelalosa(espacioentrejuntas)
= coeficiente de dilatación del concreto (aprox. 0.00001/°C)
T=rangomáximodediferenciadetemperatura
=coeficientedecontraccióndelconcreto(dependedela
resistenciaalatracciónindirecta)
EXPANSIÓN Y CONTRACCIÓN DE LAS LOSAS
L = CL ( T + )

216. EXPANSIÓN Y CONTRACCIÓN DE LAS LOSAS
VALORES DEL COEFICIENTE DE CONTRACCIÓN (δ)
(Experiencias de SIKA Colombia)

217. Ejemplo
Calcularelmovimientodelajuntatransversaldeuna
losade4.00mdelongitud,colocadasobreunasubbase
granular(C=0.8),siT=25ºCy=0.00025
Solución
L=(0.80)(4)(1,000)(0.00001*25+0.00025)
L=1.6mm
EXPANSIÓN Y CONTRACCIÓN DE LAS LOSAS
L = CL ( t + )

218. Sensibilidadalcoeficientedecontracción(δ)
Siéstefueseconstante,larelaciónesdirectaylineal
EXPANSIÓN Y CONTRACCIÓN DE LAS LOSAS
SENSIBILIDAD DE LA ABERTURA DE LA JUNTA ( ΔL) A
LAS DIVERSAS VARIABLES

219. Sensibilidadalcoeficientedecontracción(δ)
Siéstevaríaconlaedaddelconcretocomoindicanlos
resultadosdeSIKAColombia,larelacióntomaotraforma
EXPANSIÓN Y CONTRACCIÓN DE LAS LOSAS
SENSIBILIDAD DE LA ABERTURA DE LA JUNTA ( ΔL) A
LAS DIVERSAS VARIABLES

220. Sensibilidadalcambiodetemperatura(ΔT)
Larelacióneslinealydirecta
EXPANSIÓN Y CONTRACCIÓN DE LAS LOSAS
SENSIBILIDAD DE LA ABERTURA DE LA JUNTA ( ΔL) A
LAS DIVERSAS VARIABLES

221. Sensibilidadalalongituddelalosa
Aigualdaddelosdemásfactores,silalongitudaumenta,
laaberturadelajuntaporretraccióntambiénaumenta
EXPANSIÓN Y CONTRACCIÓN DE LAS LOSAS
SENSIBILIDAD DE LA ABERTURA DE LA JUNTA ( ΔL) A
LAS DIVERSAS VARIABLES

222. ESFUERZOS
PRODUCIDOS POR
CAMBIOS DE
HUMEDAD
ESFUERZOS EN PAVIMENTOS RÍGIDOS

223. ESFUERZOS PRODUCIDOS POR
CAMBIOS DE HUMEDAD
ALABEO POR CAMBIOS DE HUMEDAD
Elalabeotambiénseproduceporcambiosde
humedadenlalosa
Estosesfuerzossuelenseropuestosalosproducidos
porcambioscíclicosdetemperatura
Enclimashúmedos,lahumedaddelaslosases
relativamenteconstante
Enclimassecos,lasuperficieseencuentramásseca
queelfondo

224. ALABEO POR CAMBIOS DE HUMEDAD
ESFUERZOS PRODUCIDOS POR
CAMBIOS DE HUMEDAD

225. ESFUERZOS
PRODUCIDOS POR
LAS CARGAS DEL
TRÁNSITO
ESFUERZOS EN PAVIMENTOS RÍGIDOS

226. LOCALIZACIONES CRÍTICAS DE CARGA
Interior:Ocurrecuandolacargaesaplicadaenel
interiordelasuperficiedelalosa,lejanaalosbordes
Borde:Ocurrecuandolacargaesaplicadaenelborde
delasuperficiedelalosa,lejanaalasesquinas
Esquina:Ocurrecuandoelcentrodelacargaestáenla
bisectrizdelángulodelaesquina
ESFUERZOS PRODUCIDOS POR
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

227. ESFUERZOS PRODUCIDOS POR
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO
FÓRMULAS DE WESTERGAARD (=0.15)
*Lapresenciadeltérminoh
2
eneldenominadordelas3fórmulas,sugierequeel
espesordelalosaescríticoenlareduccióndeesfuerzosporcargaaniveles
aceptables

228. FÓRMULAS DE WESTERGAARD
ESFUERZOS PRODUCIDOS POR
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

229. SUPOSICIONES PARA LAS FÓRMULAS DE
WESTERGAARD
La losa actúa como un sólido homogéneo,
isotrópico y elástico en equilibrio
La losa tiene sección transversal uniforme
Todas las fuerzas son normales a la superficie
No hay fuerzas friccionales o de corte
ESFUERZOS PRODUCIDOS POR
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

230. SUPOSICIONES PARA LAS FÓRMULAS DE
WESTERGAARD
El eje neutro se encuentra en la mitad de la losa
La deformación por corte es despreciable
La losa se considera infinita para carga en el interior
y semi –infinita para carga en el borde
La carga se aplica sobre un área circular
ESFUERZOS PRODUCIDOS POR
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

231. Ejemplo
Determinar los esfuerzos críticos por carga para los
siguientes datos
ESFUERZOS PRODUCIDOS POR
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

232. Losresultadosmuestranqueelsitiocríticoeselborde
longitudinal(juntoalaberma),lejosdelasesquinasde
lalosa
Solución
ESFUERZOS PRODUCIDOS POR
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

233. CARTAS DE INFLUENCIA
PickettyRay(1951)desarrollaroncartasde
influenciaparaelcálculodemomentosydeflexiones
enelinterioryenelbordedepavimentosrígidos,
suponiendoquelasubrasanteactúacomounlíquido
densoocomounsólidoelástico
Lasoluciónimplicaeldibujodelashuellasdelos
neumáticosaunaescalaapropiadaycontarelnúmero
decuadroscubiertosporellasenlacarta(N)
ESFUERZOS PRODUCIDOS POR
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

234. Esfuerzo
CARTAS DE INFLUENCIA
Momento10000
2
Npl
M 2
6
h
M

ESFUERZOS PRODUCIDOS POR
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

235. CARTA DE INFLUENCIA PARA DETERMINACIÓN DE
MOMENTO
(Carga en el interior, subrasante líquido denso)
Ejemplo
Empleandolacartadeinfluenciaadecuada,determinar
elesfuerzomáximoproducidoporunacargaporeje
tándemenelinteriordeunalosadepavimento,de
acuerdoconlossiguientesdatos
—p=150psi
—h=14pulgadas
—k=100libras/pulgadacúbica
—l=55.31pulgadas
—Peneltándem=160,000libras
ESFUERZOS PRODUCIDOS POR
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

236. psi414
)14(
537,13*6
2
 (Carga en el interior, subrasante líquido denso)
Solución
Dibujandoelsistematándemaescalaapropiadasobre
lacartadeinfluencia,secuentanN=295cuadros
cubiertosporlasimprontaspielbM  537,13
000,10
295*)31.55(*150
2
CARTA DE INFLUENCIA PARA DETERMINACIÓN DE
MOMENTO
ESFUERZOS PRODUCIDOS POR
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

237. ¿Por qué no se usa la teoría elástica de capas en el
análisis de los pavimentos rígidos?
Porque las juntas y discontinuidades de estos
pavimentos hacen inaplicable esta teoría
ESFUERZOS PRODUCIDOS POR
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

238. ESFUERZOS COMBINADOS POR CAMBIOS DE
TEMPERATURA Y CARGAS DEL TRÁNSITO
Paralascondicionesdetemperaturaycargadelos
ejemplosprevios,determinarelesfuerzototalenla
losade9pulgadasdeespesor
Ejemplo

239. ANÁLISIS DE ELEMENTOS
COMPLEMENTARIOS
PRESENCIA DE
ACERO EN EL
PAVIMENTO RÍGIDO

240. PRESENCIA DE ACERO
EN LOS PAVIMENTOS RÍGIDOS

241. REFUERZO POR TEMPERATURA
Lacantidaddeaceronecesariaparamantener
intactaslasfisurasenlospavimentosdeconcreto
reforzadoconjuntas,secalculabalanceandolas
fuerzasalolargodeunplanohorizontal
Sisedesarrollaunafisura,laresistenciaal
movimientodebesersoportadaporlatensiónenel
acero
ARMADURA DE REFUERZO EN PAVIMENTOS DE
CONCRETO REFORZADO CON JUNTAS

242. Lacantidadnecesariadeacerodependedetresfactores:
Longituddelalosa:Amedidaqueaumenta,se
incrementaeláreadecontactoconelmaterialdebase,loque
aumentaelesfuerzototalresistente,generandomayores
esfuerzosamedidaquelalosasecontrae
Esfuerzodetrabajodelacero:Usualmentesetoma
como75%delesfuerzodefluencia
Factordefricción:Representalaresistenciaalafricción
entrelaparteinferiordelalosaylasuperiordelsoporte
REFUERZO POR TEMPERATURA
ARMADURA DE REFUERZO EN PAVIMENTOS DE
CONCRETO REFORZADO CON JUNTAS

243. As = (g
c*h*L*f
a)/2f
s
g
c= peso unitario del concreto
h = espesor de la losa
L = longitud de la losa
f
a= factor de fricción
f
s= esfuerzo admisible del acero
REFUERZO POR TEMPERATURA
Lacantidadrequeridaderefuerzoporunidadde
anchoolargodelalosa(As)será:
ARMADURA DE REFUERZO EN PAVIMENTOS DE
CONCRETO REFORZADO CON JUNTAS

244. REFUERZO POR TEMPERATURA
FACTORES DE FRICCIÓN
ARMADURA DE REFUERZO EN PAVIMENTOS DE
CONCRETO REFORZADO CON JUNTAS

245. Ejemplo
Determinarlaarmadurarequeridaporun
pavimentorígidode8pulgadas(0.67pies)de
espesor,60piesdelongitudy24piesdeanchocon
unajuntalongitudinalenelcentro
Elacerotienef
s=43,000psi(6,192,000lb/pie
2
)
REFUERZO POR TEMPERATURA
ARMADURA DE REFUERZO EN PAVIMENTOS DE
CONCRETO REFORZADO CON JUNTAS

246. Solución
Armadura requerida en sentido longitudinal
As = (150*0.67*60*1.5)/(2*6,192,000)
As = 0.00073 pie
2
/pie = 0.105 pg
2
/pie de ancho
Armadura requerida en sentido transversal
As = (150*0.67*12*1.5)/(2*6,192,000)
As = 0.00073 pie
2
/pie = 0.021 pg
2
/pie de largo
REFUERZO POR TEMPERATURA
ARMADURA DE REFUERZO EN PAVIMENTOS DE
CONCRETO REFORZADO CON JUNTAS

247. REFUERZO POR TEMPERATURA
ARMADURA DE REFUERZO EN PAVIMENTOS DE
CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO
Armaduralongitudinal
Lacantidadnecesariadeaceroensentidolongitudinaldebe
satisfacertrescriterios
—Espaciamientoentregrietas:paraminimizarel
descascaramientodegrietas,laseparaciónmáximadebeser
menorde2.5m,entantoqueparaminimizarelpotencial
depunzonamiento,lamínimaseparacióndebeser1.07m
—Anchodegrietas:paraminimizareldescascaramientoy
laentradadeagua,nodeberáexcederde1mm
—Esfuerzodetrabajodelacero:75%delesfuerzode
fluencia

248. REFUERZO POR TEMPERATURA
ARMADURA DE REFUERZO EN PAVIMENTOS DE
CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO
Laecuaciónseresuelveparax=2.5m,loquepermite
obtenerlacantidadmínimadeaceroparamantenerlasgrietas
amenosde2.5m;yconx=1.07mparadeterminarla
máximacuantíaparaquelasgrietasaparezcanseparadas
cuandomenosa1.07m
El diseño del refuerzo requiere la solución de 3 ecuaciones:

249. REFUERZO POR TEMPERATURA
ARMADURA DE REFUERZO EN PAVIMENTOS DE
CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO
Lasolucióndeestasdosecuacionesdaunacantidad
mínimarequeridadeacero

250. REFUERZO POR TEMPERATURA
ARMADURA DE REFUERZO EN PAVIMENTOS DE
CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO
SIGNIFICADO DE LOS TÉRMINOS DE LAS ECUACIONES

251. REFUERZO POR TEMPERATURA
ARMADURA DE REFUERZO EN PAVIMENTOS DE
CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO
Laprimeraecuaciónproporcionalosporcentajesrequeridos
deacero,mínimo(P
mín)ymáximo(P
máx)
SiP
máx>P
mín,secontinúaconlasotrasecuaciones,perosi
no,hayquemodificarlosdatosdeentradayrehacerlos
cálculos
Paraundeterminadodiámetrodevarilla(φ),espesorde
losas(D)yanchodelaseccióndepavimento(W),elnúmero
devarillasrequeridassecalculaconlasexpresiones:

252. REFUERZO POR TEMPERATURA
ARMADURA DE REFUERZO EN PAVIMENTOS DE
CONCRETO CON REFUERZO CONTINUO
Armaduratransversal
Eldiseñodelrefuerzorequeridoensentidotransversal
serealizaconlaexpresiónrecomendadaparalos
pavimentosdeconcretoreforzadoconjuntas

253. VARILLAS DE ANCLAJE
Sediseñanparasoportarúnicamenteesfuerzosde
tensión
Lamáximatensiónenlasvarillasdeanclajeen
unajuntaesigualalafuerzarequeridaparasoportar
lafricciónentreelpavimentoyelsoporte,enel
espaciocomprendidoentrelajuntayelbordedel
pavimento
FUNCIÓN DE LAS VARILLAS

254. ÁREAREQUERIDA
Eláreadeacerodeanclajerequeridaporpiede
longituddelajuntaseobtieneconlaexpresión:
As = (W*b*f
a)/f
s
VARILLAS DE ANCLAJE
W=pesodelpavimento(lb/pie
2
)(12.5*espesorde
lalosaenpulgadas)
b=distanciaentrelajuntaenestudioylasiguiente
juntalibreoelbordedelpavimento(pies)
f
a=coeficientedefricción(1.5)
f
s=esfuerzoadmisibleenelacero(psi)

255. ESPACIAMIENTO ENTREVARILLAS
Elespaciamientocentroacentroentrevarillasde
anclajesedeterminamediantelaexpresión:
S = A*12/As
A=áreadelaseccióntransversaldelavarilla
escogida(pg
2
).Generalmenteseusanvarillasde3/8‖y
½‖
As=áreadeacerorequeridaporpiedejunta
VARILLAS DE ANCLAJE

256. LONGITUDDELASVARILLASDEANCLAJE
Debeserporlomenoseldobledelarequeridapara
desarrollarunaresistenciaadherenteigualalesfuerzo
detrabajoenelacero(serecomiendaquelalongitud
asícalculadaseincrementeen2pulgadas)
L = (2*f
s*A/350 P) + 2
L=longituddelavarilla,enpulgadas
P=perímetrodelavarilla,enpulgadas
VARILLAS DE ANCLAJE

257. EJEMPLO DE DISEÑO DE VARILLAS DE ANCLAJE
VARILLAS DE ANCLAJE
Determinarlacantidaddeacerorequeridaen
varillasdeanclaje,enunpavimentorígidode8
pulgadasdeespesory24piesdeanchoconunajunta
longitudinalenelmedio,sielacerotienef
s=42,000
psi
Solución
As = (12.5*8*12*1.5)/42,000
As = 0.043 pg
2
/pie de junta

258. VARILLAS DE ANCLAJE
S=(0.20)(12)/0.043)
S=55.8pulgadas(140centímetros)
L=[(2)(42,000)(0.20)/(350)(1.571)]+2=32.5
L=32.5pulgadas(83centímetros)
EJEMPLO DE DISEÑO DE VARILLAS DE ANCLAJE
Paralacuantíadeterminadaenelproblema
anterior,establecerlaseparacióncentroacentro
entrevarillas(S)siellastienen½‖dediámetro(A
=0.20pg
2
yP=1.571pg).Asímismoindicarla
longitudnecesariadecadavarilla(L)
Solución

259. Loslibrosdediseñodepavimentosrígidosincluyen
tablasconrecomendacionesparaeldimensionamientode
lasvarillasdeanclaje,loqueevitalaejecucióndecálculos
TABLA DEL ICPC PARA DISEÑO DE VARILLAS DE
ANCLAJE DE ½”, f
y= 60,000 psi
VARILLAS DE ANCLAJE
RECETAS DE DISEÑO

260. VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
Sediseñanparatransferircargadeunalosaala
siguiente
Debenpermitirquelajuntaseabraosecierre,pero
sosteniendolosextremosdelalosaalamisma
elevación
Suempleoreducelosriesgosdeescalonamientoyde
bombeo
GENERALIDADES

261. VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
Sudiseñodebepermitirqueellastransmitande40%
a45%delacargaalalosasiguiente,cuandolacarga
seencuentreenlajuntatransversalylejosdelborde
delpavimento
Puestoqueelconcretoesmásdébilqueelacero,el
tamañoylaseparaciónentrelasvarillasestán
dominadosporelesfuerzodesoporteentrelavarillay
elconcreto
GENERALIDADES

262. PRESIÓN EJERCIDA SOBRE UNA VARILLA CARGADA
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA

263. VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
La deflexión de una varilla en la junta está dada por
DELEXIÓN DE LA VARILLA

264. VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
DELEXIÓN DE LA VARILLA
D=diámetrodelavarilla
K=módulodesoportedelavarilla,queesla
presiónnecesariaparaproducirunadeflexión
unitariadelavarilladentrodelamasaquelarodea

265. VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
Lapresióndesoportesobreelconcretoenlacaradela
juntaestádadapor
PRESIÓN DE SOPORTE Y ESFUERZO ADMISIBLE
Elesfuerzoadmisibledesoportehasidodeterminado
experimentalmente
Secomparanσyf
by,encasonecesario,seaumentael
diámetrodelasvarillasosereducelaseparaciónentreellas

266. VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS
Sucapacidaddecargaestáinfluenciadaporel
espaciamientoentrevarillas,suposiciónrespectodela
cargaporrueda,lacapacidaddetransferenciadecada
varilla,elespesordelpavimento,elmódulodereacción
delsoporteyelespaciamientocentroacentrodelas
ruedasdoblesdelejeconsiderado

267. VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS
Seconsideraquelavarillabajoelcentrodelacarga
eslamásefectiva(1.0)yquelaefectividaddecrece
linealmentehastaunadistanciaiguala―1.8*l‖(donde
ocurreelmomentomáximonegativo)
Lasumadelasefectividadesdelospasadoresque
intervienenparatransferircargasellamafactorde
capacidad(F)

268. VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS
Lacapacidaddetransferenciadecargadelsistema
devarillaseselproductodelfactordecapacidad(F)
porlacapacidadindividualdecadavarilla(P)
Pt = F*P
Lacargaenelbordelongitudinaldelpavimento
establecelacondicióncrítica,porcuantointervieneel
menornúmerodevarillas

269. ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS –CARGA EN EL BORDE
Factor de capacidad de carga sobre una
varilla de borde (Fb) considerando sólo la
carga P
1
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA

270. ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS –CARGA EN EL INTERIOR
Factor de capacidad de carga sobre una varilla
interior (Fc) considerando sólo la carga P
1
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA

271. ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
Lacargaubicadaenelotroextremodelejedel
vehículotambiénafectalacapacidaddecargadelas
varilla
Lamagnituddeeseefectodependedelaseparación
―R‖entrelasdosruedasdeleje
Enestecasoseelaborandosdiagramas(unopara
cadacarga)ysesumanlascorrespondientes
efectividadesdelasvarillas

272. ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
EncasodequeR<1.8*l,existiránvarillascon
efectividaddetransmisióndecargamayorde1.0
Enestecaso,lacapacidaddetransferenciasedebe
reducirproporcionalmenteenlamedidaenque
algunasvarillasdelsistemaestaríansobretensionando
alconcreto

273. ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS –CASO R < 1.8 l
Factor de capacidad (F’c) cuando R < 1.8 l
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA

274. VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
EjemploNo1
Determinarlacapacidaddetransferenciadecargade
unavarilla(P),deacuerdoconlossiguientesdatos:
K= 1,500,000 pci
d= ¾ pg =0.75 pulgadas
I = πd
4
/64 = 0.0155 pg
4
E = 29,000,000 psi
z = 0.25 pulgadas
Esfuerzo admisible del concreto (f
b) = 3,200 psi
CASO DE UNA VARILLA

275. VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
CASO DE UNA VARILLA
Solución al Ejemplo No 1
Despejando P:
P = 1,212 libras

276. VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS
EjemploNo2
ParalacargaporruedasimpledelEjemploNo1,
determinarlacapacidaddetransferenciadeungrupo
devarillasseparadasentrecentros12pulgadas,siel
radioderigidezrelativaes60pulgadas

277. VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS
Solución al Ejemplo No 2
1.8*l = 1.8*60 = 108 pulgadas
Número de varillas involucradas = 1.8*l/s = 108/ 12 = 9

278. EjemploNo3
Determinareldiámetrorequeridodevarillasde
transferencia,paraunacargaporejesimplede25,000
libras
ElmódulodeelasticidaddelasvarillasEes
29,000,000psiyelmódulodesoporte(K)es1,500,000
pci
Lasvarillasestánseparadascentroacentro12
pulgadasyelradioderigidezrelativa(l)es50pulgadas
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS

279. EjemploNo3(continuacióndelenunciado)
Laaberturadelajuntatransversales0.25pulgadas
Laruedaexteriorseaplicasobrelaprimeravarillay
estáalejadadelainterioraunadistanciamayorde
1.8*l
Laresistenciaacompresióndelconcretoes3,500psi
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS

280. Solución al Ejemplo No 3
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS

281. Solución al Ejemplo No 3(cont.)
Asumiendo45%detransferenciadecarga,lacarga
transferidaporelconjuntodevarillas(P
t)será:
25,000*0.5*0.45 = 5,625 libras
Número de varillas involucradas
n = 1.8*l/s = 90/12 = 72.4
2
)17(
*
90
12
17 





 

bF
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS

282. Solución al Ejemplo No 3(cont.)
Cargatransferidaporlavarillaexterior
5,625/4.2=1,339libras
Paracalcularlapresióndesoportedelconcretosobre
lacaradelajunta(),sedebenconocerelmomentode
inerciadelavarilla(I)ylarigidezrelativadelavarilla
(β),loqueimplicaasumirundiámetrodevarilla
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS

283. Solución al Ejemplo No 3(cont.)
Adoptando un diámetro de ¾‖ (0.75 pulgadas), se tienepsi3531)25.0*889.02(
0155.0*29000000*)889.0(*4
1339*1500000
3

VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS
I = πd4/64 = 0.0155 pg
4

284. Solución al Ejemplo No 3(cont.)
El esfuerzo admisible de soporte serápsif
d
f
cb
792,3500,3
3
75.04
3
4
'













Como σ< f
b, el diámetro adoptado de ¾‖ es correcto
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
ACCIÓN DEL GRUPO DE VARILLAS

285. Lacapacidaddetransferenciadelavarilladependede
sulongitudembebidaenelconcreto
Fribergdemostróqueuncorteenelsegundopuntode
contraflexióndelavarillanoafectaelesfuerzode
soportedelconcreto
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
LONGITUD REQUERIDA POR LAS VARILLAS

286. LaspruebasdelaACIdemostraronqueparavarillas
de¾‖,lalongitudembebidadeberíaserdeunos8
diámetros(6pulgadas),loqueequivaleaunalongitud
totaldevarilladelordende12pulgadas)
LaPCAyelACIrecomiendan,engeneral,longitudes
variablesentre12y18pulgadas(30–45cm)paralas
varillasdetransferenciadepavimentosrígidospara
callesycarreteras
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
LONGITUD REQUERIDA POR LAS VARILLAS

287. mm pg
160-180 22,2 7/8 350 300
190-200 25,4 1 350 300
210-230 28,6 1 1/8 400 300
240-250 31,8 1 1/4 450 300
260-280 34,9 1 3/8 450 300
290-300 38,1 1 1/2 500 300
diámetro de la varilla *Espesor del
pavimento (mm)
longitud
(mm)
separación entre
centros (mm) RECOMENDACIONES GENERALES SOBRE
DIMENSIONES MÍNIMAS (PCA 1975)
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA

288. *Notas:
Existeunareglasegúnlacualeldiámetrodelavarillano
puedesermenorde1/8delespesordelalosa(PCA,1975)
LaPCA(1991)recomiendaundiámetrode1y1/4‖para
espesoresdelosamenoresde250mmyde1y½‖para
espesoresigualesomayoresa250mm
Existenrecomendacionessegúnlascualeslaslosasde
menosde170mmnorequierenpasadores,debidoaque
correspondenavíasdetránsitoliviano
VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA
RECOMENDACIONES GENERALES SOBRE
DIMENSIONES MÍNIMAS

289. MÉTODO DE LOS
ELEMENTOS
FINITOS
ESFUERZOS EN PAVIMENTOS RÍGIDOS

290. MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS
Lospavimentosrígidossepuedenanalizarcon
programastridimensionalesdeelementosfinitos
(ejemplos:KENSLABS,everFE,ILLI-SLAB)
Medianteestosprogramasdecómputoesposible:(i)
Modelarsistemasdelosas(ii)Modelarlosesfuerzos
producidosporelalabeoyeltránsito(iii)Considerar
lapérdidadecontactodelalosaconelsoporte(iv)
Evaluarlatransferenciadecargaporvarillasypor
trabazóndeagregados(v)Considerarvariacionesenla
aberturayenlainclinacióndelasjuntas

291. MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS
MODELACIÓN DE LAS CONDICIONES DE TRABAJO MEDIANTE everFE

292. MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS
VISTA DE ESFUERZOS DE TENSIÓN BAJO LA ACCIÓN DE DOS CARGAS

293. CARACTERIZACIÓN DEL
TRÁNSITO

294. CONTENIDO
Definiciones
Períododediseñodelpavimento
Caracterizacióndelascargasdeltránsito
Equivalenciadecargasporeje
Equivalenciasdecargaporvehículo
Conversióndeltránsitomezcladoenaplicaciones
equivalentesdelejedereferencia
Tendenciahistóricayproyeccióndeltránsito

295. EL TRÁNSITO AUTOMOTOR

296. CARACTERIZACIÓN DEL TRÁNSITO
DEFINICIONES

297. DEFINICIONES
Tránsitopromediodiario
Númerodevehículosquecirculandurante
determinadoperiodo,divididoporelnúmerodedías
delperiodo
Vehículocomercial
Vehículoautomotor,decuandomenosdosejes,
quecomprendebuses,busetas,volquetasycamiones
conosinacoplado
Vehículoliviano
Vehículoautomotordedosejessimplesconsistema
deruedasimple

298. Carrilde diseño
Carrilporelcualseesperalacirculacióndemayor
númerodecargasdediseño
Período de diseño
Lapsoquetranscurredesdequeunpavimentosedaal
serviciohastaquealcanzasuíndicedeservicioterminal
DEFINICIONES

299. Índicedeserviciopresente
Valornumérico,entreceroycinco,quedauna
indicacióndelcomportamientodelpavimentodesde
elpuntodevistadelusuario
Índicedeservicioinicial
Índicedeserviciodeunpavimentoenelinstanteen
elcualseacabadeconstruiroderehabilitar
Índicedeservicioterminal
Menoríndicedeservicioqueestoleradoporel
usuarioantesdeexigirlarehabilitacióndelpavimento
DEFINICIONES

300. ÍNDICE DE SERVICIO PRESENTE
DEFINICIONES

301. CARACTERIZACIÓN DEL TRÁNSITO
PERÍODO DE DISEÑO
DEL PAVIMENTO

302. PERÍODOS DE DISEÑO
Losperíodosdediseñosuelenserdiferentessegún
setratedepavimentosasfálticosorígidos:
—Enlospavimentosasfálticosdependedela
importanciadelavíaysuelenvariarentre10y20
años
—Lospavimentosrígidosseacostumbrandiseñar
paraperíodosde20años,independientementede
laimportanciadelavía,porcuantolos
incrementosdeespesorydecostoalduplicarel
períododediseñonosuelenexcederde10%

303. PERÍODOS DE DISEÑOI II III IV
DESCRIPCIÓN
Autopistasinterurbanas,
Caminos interurbanos
principales
Colectorasinterurbanas,
Caminos ruralese
industriales principales
Caminos ruralescon
tránsito medio,
Caminos estratégicos
Pavimentosespecialese
innovaciones
Rango TPD inicial
5000 1000-10000 -1000 -10000
Periododediseño
recomendado (años) 20 15 10 10 - 15
CATEGORÍA DE LA CARRETERA
PERÍODOS DE DISEÑO RECOMENDADOS POR INVÍAS PARA LOS
PAVIMENTOS ASFÁLTICOS DE LAS CARRETERAS NACIONALES

304. CARACTERIZACIÓN DEL TRÁNSITO
CARACTERIZACIÓN
DE LAS CARGAS
DEL TRÁNSITO

305. —Diferentestiposdevehículos
—Diferentesmagnitudesdecargaporeje
—Diferentesconfiguracionesdeejes
—Diferentespresionesdecontactoneumático-
pavimento
—Diferentevelocidadvehicular
TRÁNSITO MEZCLADO
CARACTERIZACIÓN DE
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO
Elefectoqueproducenlosvehículossobreun
pavimentoesmuycomplejodeevaluar,debidoaque
eltránsitoesmuymezclado:

306. DIFERENTES TIPOS DE VEHÍCULOS
Vehículo pesado ¿Vehículo liviano?
CARACTERIZACIÓN DE
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

307. CARACTERIZACIÓN DE
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO
CLASIFICACIÓN DE LOS VEHÍCULOS EN COLOMBIA

308. DIFERENTES MAGNITUDES DE CARGA POR EJE
CARACTERIZACIÓN DE
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO
P
1 P
2
P
3P
4

309. CONFIGURACIONES USUALES DE LOS EJES Y DE LAS
RUEDAS DE LOS VEHÍCULOS AUTOMOTORES
CARACTERIZACIÓN DE
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

310. DIFERENTES CONFIGURACIONES DE EJES
Eje simple -
rueda doble
Eje tándem –
rueda doble
Eje triple –
rueda doble
CARACTERIZACIÓN DE
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO

311. CARACTERIZACIÓN DE
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO
DIFERENTES CONFIGURACIONES DE EJES
Eje simple -rueda simple Eje simple -rueda ¿….?

312. DIFERENTES PRESIONES DE CONTACTO
CARACTERIZACIÓN DE
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO
Enlospavimentosasfálticos,elefectodela
presióndecontactoesparticularmenteimportanteen
lapartesuperiordelaestructura,aunquenoafectael
espesortotalrequeridodepavimento.Cuandolas
presionesdeinfladoydecontactosonaltas,se
requierenmaterialesdemejorcalidadenlascapas
asfálticas
Enlospavimentosrígidos,mayorespresionesde
infladoydecontactogeneranmayoresesfuerzosy
exigenespesoresdepavimentosuperiores

313. DIFERENTES PRESIONES DE CONTACTO
CARACTERIZACIÓN DE
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO
EFECTO DE LA CARGA POR RUEDA Y DE LA PRESIÓN DE CONTACTO SOBRE
LOS ESFUERZOS VERTICALES EN UN PAVIMENTO ASFÁLTICO

314. DIFERENTES PRESIONES DE CONTACTO
CARACTERIZACIÓN DE
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO
EFECTO DE LA CARGA POR RUEDA Y DE LA PRESIÓN DE CONTACTO SOBRE
LOS ESPESORES REQUERIDOS EN UN PAVIMENTO RÍGIDO

315. DIFERENTE VELOCIDAD VEHICULAR
CARACTERIZACIÓN DE
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO
Lavelocidadvehicularesinversamente
proporcionalaltiempodeaplicacióndelacarga
sobrelasuperficiedelpavimento
Losmaterialesdelasdiferentescapasdeun
pavimentopresentanunmayormódulodeelasticidad
amenortiempodeaplicacióndelacarga
Porlotanto,lasmagnitudesdelasdeformaciones
enelpavimentosereducenalincrementarsela
velocidad

316. DIFERENTE VELOCIDAD VEHICULAR
CARACTERIZACIÓN DE
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO
EFECTO DE LA VELOCIDAD SOBRE LAS DEFORMACIONES EN UN PAVIMENTO
ASFÁLTICO PARA DIVERSAS MAGNITUDES DE CARGAS POR EJE

317. CARACTERIZACIÓN DE
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO
Elnúmerodeejesporcarrilysudistribuciónen
diferentesgruposdecargaduranteelperiodode
diseñodelpavimento
Elefectodestructivodelosvehículoscirculantesy
laincidenciaestructuraldeunosejesconrespectode
otrosdediferentemagnitudyconfiguración
INFORMACIÓN DE TRÁNSITO REQUERIDA
PARA EL DISEÑO DE UN PAVIMENTO

318. Emplearcargasequivalentesporeje,convirtiendolascargas
realesesperadasaunnúmeroequivalentedeaplicacionesde
unejenormalizado,generalmenteelejesimplede80kN.Este
eselprocedimientoutilizadoenColombiaparaeldiseñode
pavimentosasfálticos
Emplearelespectrodecargarealdeejessimples,tándem,
triplesycuádruples.Esteespectroincluyeelnúmerodeejes
enunaseriedegruposdecarga,duranteintervalosdetiempo
prolongados.Esteeselprocedimientocorrienteparaeldiseño
depavimentosrígidos
CARACTERIZACIÓN DE
LAS CARGAS DEL TRÁNSITO
MANERAS DE CARACTERIZAR EL TRÁNSITO

319. CARACTERIZACIÓN DEL TRÁNSITO
EQUIVALENCIA DE
CARGAS POR EJE

320. EQUIVALENCIA DE CARGAS POR EJE
Factornuméricoquerelacionaelnúmerode
aplicacionesdelascargaporejedereferenciaque
produceenelpavimentoundeterminadodeterioroyel
númerorequeridodeaplicacionesdeotracargaporeje
paraproducirelmismodeterioro
Eldeteriorosemideentérminosdelapérdidade
índicedeserviciopresente
FACTOR DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR EJE

321. Ejemplo
Establecerelfactordeequivalenciadecargaporeje
(FECE)paralasiguientesituación:
—Laacciónde100,000aplicacionesdeunejede
80kNprodujoenunpavimentounacaídadel
índicedeserviciopresentede4.2a2.5,entanto
queotropavimentoidénticosoportó10,000
aplicacionesdeunejede142kNparasufrirla
mismacaídaenserviciabilidad
FACTOR DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR EJE
EQUIVALENCIA DE CARGAS POR EJE

322. Solución
FECE=100,000/10,000=10
—Esdecir,queunapasadadeunejesimplede142
kNproduceenunpavimentolamismapérdidade
índicedeservicioque10pasadasdeunejesimple
de80kN
FACTOR DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR EJE
EQUIVALENCIA DE CARGAS POR EJE

323. Losfactoresdeequivalenciadecargaporeje(FECE)
dependende:
—Tipodepavimento
—Condiciónestructuraldelpavimento
—Sistemadeejevehicular
—Índicedeserviciofinaldelaestructura
Tablasconvaloresdelosfactoresdeequivalenciade
cargaporejeparadiversascombinacionesdeestas
variables,aparecenenelmanualdediseñoAASHTO-93
FACTOR DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR EJE
EQUIVALENCIA DE CARGAS POR EJE

324. Carga por eje
(kip)
Pavimento asfáltico SN=5, p
t=3.0
Factores de equivalencia de carga por eje
Simple Tándem
0.0000
Triple
2 0.0002 0.0000 0.0000
10 0.101 0.008 0.002
18 1.0 0.090
0.702
0.020
0.16730 5.1
40 13.1 1.98 0.536
50 30.0 4.05 1.26
FACTOR DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR EJE
FACTORES DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR EJE SEGÚN AASHTO
(SN = 5 y p
t= 3)
EQUIVALENCIA DE CARGAS POR EJE

325. LosFECEsepuedenexpresarentérminosdela
magnituddelascargasinvolucradas,lascualesdeben
corresponderaunamismaconfiguracióndeejesy
númerodellantas.
FECE=(P
i/P
r)
n
P
i=Cargaporejeconsiderada
P
r=Cargaporejedereferencia
n=Coeficienteempírico
FACTOR DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR EJE
EQUIVALENCIA DE CARGAS POR EJE

326. Ejemplo
Establecerelcoeficienteexponencialempíricopara
lascargasporejesimplede80kNyde142kN,
tomandocomoreferencialaprimera
10 = (142/80)
n
n = 4.01
FACTOR DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR EJE
EQUIVALENCIA DE CARGAS POR EJE

327. SegúnsedeterminóenelensayoAASHTO,elvalor
―n‖enpavimentosasfálticososcilaenunentornomaso
menosrestringido(3.8-4.2),loquehallevadoalos
diseñadoresaadoptarunvaloriguala4.0enlasolución
delosproblemasrutinariosconestospavimentos
Poresemotivo,larelación
FECE = (P
i/P
r)
4
seconocecomo“LeydelaCuartaPotencia”
FACTOR DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR EJE
EQUIVALENCIA DE CARGAS POR EJE

328. EnelmismoensayoAASHTOsedeterminóqueen
pavimentosrígidos,laagresividaddeunacargaporeje
respectodeladereferenciaseguíaunaleysimilar,
peroelcoeficiente―n‖eramayorqueenelcasodelos
pavimentosasfálticos,entre4.0y4.4
FACTOR DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR EJE
EQUIVALENCIA DE CARGAS POR EJE

329. EnelAASHOROADTESTseadoptócomocarga
dereferenciaporejesimpleconsistemaderuedadoble
unademagnitudiguala80kN(18kip)ysesupuso
queellaproducíaenelpavimentoundañounitario
Lasmagnitudesdecargaaplicadasconotrossistemas
deejesy/oderueda,queproduzcanenunpavimentoel
mismodeterioroqueelejesimplederuedadoblede80
kN,seconsiderantambiéncomocargasdereferencia
CARGAS POR EJE DE REFERENCIA
EQUIVALENCIA DE CARGAS POR EJE

330. CARGAS DE REFERENCIA ADOPTADAS POR INVIAS PARA EL
DISEÑO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Tipo de ejeConfiguración
de ruedas
Carga de referencia
kN kip t
Simple Simple 65 14.5 6.6
Simple Doble 80 18.0 8.2
Tándem Doble 146 33.0 15.0
Triple Doble 225* 50.7* 23.0*
* La carga de referencia adoptada por la AASHTO es de aproximadamente 48 kip
CARGAS POR EJE DE REFERENCIA
EQUIVALENCIA DE CARGAS POR EJE

331. FACTORES DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR
EJE SEGÚN LA LEY DE LA CUARTA POTENCIA
EQUIVALENCIA DE CARGAS POR EJE

332. CARACTERIZACIÓN DEL TRÁNSITO
EQUIVALENCIAS DE
CARGA POR
VEHÍCULO

333. Elmétodomásutilizadoparaestimareltránsitocon
finesdediseñodepavimentosconsisteenconvertirlas
repeticionesesperadasdeltránsitorealaunnúmerode
aplicacionesdelejedereferencianormalizado(80kN)
queproduciríaelmismodeterioroenelpavimento
Debidoalareducidamagnituddelascargasporeje
delosvehículoslivianos,éstassesuelenignorarenlos
cómputosdetránsitoconfinesdediseñodepavimentos
CONCEPTO DE LA EQUIVALENCIA DE CARGA
EQUIVALENCIAS DE CARGA POR VEHÍCULO

334. CONCEPTO DE LA EQUIVALENCIA DE CARGA
EQUIVALENCIAS DE CARGA POR VEHÍCULO

335. EJES EQUIVALENTES GENERADOS POR
DIFERENTES TIPOS DE VEHÍCULOS
(datos U.S.A.)
EQUIVALENCIAS DE CARGA POR VEHÍCULO

336. Eselparámetroempíricoquepermiteconvertirel
tránsitorealenaplicacionesequivalentesdelejede
referenciaparadiseñodepavimentosasfálticos
Elfactorcamióneselnúmerodeejessimples
equivalentesdereferencia(80kN)queproduciríanen
elpavimentoundañoequivalentealdeunapasadade
unvehículocomercialpromedio
Elfactorcamiónsepuededeterminardemanera
individualparacadatipodevehículocomercialo
comopromediodetodoelflujodetránsitopesado
FACTOR CAMIÓN
EQUIVALENCIAS DE CARGA POR VEHÍCULO

337. Sepesanlosejesdelosvehículoscomercialesque
circulenporlavíaduranteciertolapso
Setabulanporgruposlosvaloresdecargaporeje
obtenidosparalosdiversossistemasdeejes(espectro
decarga)
Losvalorestabuladossonafectadosporlosfactores
deequivalenciadecargaporeje(FECE),aplicandolos
factoresdeAASHTOoempleandolaleydelacuarta
potencia,sinosedisponedeellos
DETERMINACIÓN DEL FACTOR CAMIÓN
EQUIVALENCIAS DE CARGA POR VEHÍCULO

338. EJEMPLO DE CÁLCULO
DETERMINACIÓN DEL FACTOR CAMIÓN
EQUIVALENCIAS DE CARGA POR VEHÍCULO

339. EJEMPLO DE CÁLCULO (cont.)
DETERMINACIÓN DEL FACTOR CAMIÓN
EQUIVALENCIAS DE CARGA POR VEHÍCULO

340. VALORES DE FACTOR CAMIÓN POR TIPO VEHÍCULO
EQUIVALENCIAS DE CARGA POR VEHÍCULO

341. COMENTARIOS SOBRE EL FACTOR CAMIÓN
Elfactorcamiónesunvalorcuyamagnitudcambiacon
eltiempoenunadeterminadacarretera,debidoadiversos
factores:
—Desarrollodelaindustriadefabricacióndebusesy
camiones
—Modificacionesenloslímitesdecargalegal
—Cambiosenladistribucióndelparquedevehículos
pesados
Elvalornuméricodelfactorcamiónestárelacionado
directamenteconlaintensidaddelasobrecargavehicular
EQUIVALENCIAS DE CARGA POR VEHÍCULO

342. EFECTOS DE LA SOBRECARGA VEHICULAR
EQUIVALENCIAS DE CARGA POR VEHÍCULO

343. EFECTOS DE LA SOBRECARGA VEHICULAR
EQUIVALENCIAS DE CARGA POR VEHÍCULO

344. EQUIVALENCIAS DE CARGA POR VEHÍCULO
EFECTOS DE LA SOBRECARGA VEHICULAR
SOBRE EL USUARIO

345. EQUIVALENCIAS DE CARGA POR VEHÍCULO
EFECTOS DE LA SOBRECARGA VEHICULAR
SOBRE EL PAVIMENTO

346. CARACTERIZACIÓN DEL TRÁNSITO
CONVERSIÓN DEL TRÁNSITO
REAL EN APLICACIONES
EQUIVALENTES DEL EJE DE
REFERENCIA

347. CÁLCULO DEL NÚMERO DE EJES SIMPLES
EQUIVALENTES EN UN AÑO iNESEi Nú Número de aplicaciones de carga del eje de referencia en el carril de
diseño en el año “i”
TPDi Tránsito promedio diario en ambas direcciones, durante el año “i”
VC Proporción del TPD que está constituida por vehículos comerciales (en
cifras decimales)
DD Distribución direccional del tránsito de vehículos comerciales (en cifras
decimales)
DC Proporción de los vehículos comerciales circulantes en una dirección,
que utilizan el carril de diseño (en cifras decimales)
FC Factor camión
365 Número de días de un año

Esteprocedimientoseaplicaenevaluacionesde
tránsitoparaeldiseñodepavimentosasfálticos

348. DISTRIBUCIÓN DIRECCIONAL DEL TRÁNSITO
DE VEHÍCULOS COMERCIALES (DD)
CÁLCULO DEL NÚMERO DE EJES SIMPLES
EQUIVALENTES EN UN AÑO i
GeneralmentesesuponequeDD=0.50
Laguíaderehabilitacióndepavimentosasfálticosdel
INVÍASrecomiendaemplearDD=0.55

349. CÁLCULO DEL NÚMERO DE EJES SIMPLES
EQUIVALENTES EN UN AÑO i
PROPORCIÓN DE LOS VEHÍCULOS COMERCIALES
QUE CIRCULAN EN UNA DIRECCIÓN, QUE UTILIZAN
EL CARRIL DE DISEÑO(DC)

350. CÁLCULO DEL NÚMERO DE EJES SIMPLES
EQUIVALENTES EN UN AÑO i
Datos
Carretera de dos carriles
Tránsito promedio diario = 1200 vehículos
Livianos = 40%; Buses =15%; Camiones 45%
Factor camión = 2.40
Solución
VC = 15% + 45% = 60% = 0.60
DD = 0.5 (distribución direccional)
DC = 1.0 (un carril por dirección)
NESE
i= 1200*0.6*0.5*1.0*2.40*365 = 315,360 ejes
EJEMPLO DE CÁLCULO

351. CARACTERIZACIÓN DEL TRÁNSITO
TENDENCIA HISTÓRICA
Y PROYECCIÓN DEL
TRÁNSITO

352. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DEL TRÁNSITO
Sisedisponedeinformaciónsobrelaevolucióndel
tránsito,secalculanlosNESEdurantelosúltimos
años
Seestablecentendenciasdecrecimientodetipo
matemáticoyseadoptaaquellaquepresentemejor
coeficientedecorrelación
Lasecuacionesdetendenciamásaplicadaspara
estudiareltránsitoautomotorsonlaexponencialyla
linealrecta
ECUACIONES DE TENDENCIA

353. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DEL TRÁNSITO
ECUACIONES DE TENDENCIA

354. EJEMPLO DE CÁLCULO
Definirlastendenciasdecrecimientoexponencialy
linealrectaparalosdatosdeNESEquepresentalatabla
EVOLUCIÓN HISTÓRICA DEL TRÁNSITO

355. EJEMPLO DE CÁLCULO
Solución
Aplicandolosprocedimientosdelaestadística,se
obtienenlassiguientesecuacionesdetendencia:
Exponencial
NESE
x= 276,239*(1.061)
x
(r=0.94)
Linealrecta
NESE
x= 275,074+19,033x (r= 0.95)
EVOLUCIÓN HISTÓRICA DEL TRÁNSITO

356. PROYECCIÓN DEL TRÁNSITO
Laproyeccióndeltránsitoparaeldiseñodeunpavimento
requierelasiguienteinformación:
—Añoinicialdeserviciodelpavimento(j)
—Períododediseñodelpavimento
—Ecuacióndecrecimientoadoptada
Apartirdedichainformaciónseestima:
—NESEj,empleandolaecuacióndetendenciaconx=j
—Elnúmeroacumuladodeejessimplesequivalentesde
referencia(80kN)enelcarrildediseñoduranteel
períododediseño(N),apartirdelaño―j‖

357. PROYECCIÓN DEL TRÁNSITO
Eltránsitoacumuladodediseño(N)sedetermina
integrandolaecuacióndetendenciadecrecimientodel
tránsito
Silatendenciaelegidaesexponencial:








)1ln(
1)1(
i
i
NESEN
n
j
Si la tendencia elegida es recta:2
*
*
2
nm
nNESEN
j

CÁLCULO DEL TRÁNSITO DE DISEÑO (N)

358. Ejemplo 1
Ecuación de crecimiento exponencial
NESE
x= 276,239*(1.061)
x
(x = 0 en 2001)
Si el pavimento se pone en servicio en 2008 (x = j = 7)
NESE
j= 276,239*(1.061)
7
= 418,112 ejes equivalentes
Periodo de diseño del pavimento = 10 años
PROYECCIÓN DEL TRÁNSITO
EJEMPLO DE CÁLCULO DE “N”

359. PROYECCIÓN DEL TRÁNSITO
Solución del ejemplo 1
Como la ecuación de crecimiento es exponencialesequivalentejesN 210,704,5
)061.01(ln
1)061.01(
112,418
10









 








)1ln(
1)1(
i
i
NESEN
n
j
EJEMPLO DE CÁLCULO DE “N”

360. PROYECCIÓN DEL TRÁNSITO
Ejemplo 2
Ecuación de crecimiento lineal recta
NESE
x= 275,074+19033x(x = 0 en 2001)
Si el pavimento se pone en servicio en 2008 (x = j = 7)
NESE
j= 275,074+19,033*7= 408,305 ejes equivalentes
Periodo de diseño del pavimento = 10 años
EJEMPLO DE CÁLCULO DE “N”

361. PROYECCIÓN DEL TRÁNSITO
Solución del ejemplo 2
Como la ecuación de crecimiento es lineal recta2
*
*
2
nm
nNESEN
j
 kNdeesequivalentejesN 80700,034,5
2
10*033,19
10*305,408
2

EJEMPLO DE CÁLCULO DE “N”

362. CONSIDERACIONES SOBRE EL
DRENAJE EN LOS PAVIMENTOS

363. CONTENIDO
Generalidades
Drenajesuperficial
Drenajeinterno

364. CONSIDERACIONES SOBRE
EL DRENAJE EN LOS PAVIMENTOS
GENERALIDADES

365. Elincrementodelapresióndeporosreducelafricción
internaylaresistenciaalcortedelossuelos
Generacióndemovimientosdiferencialesensuelos
expansivos
Erosiónybombeoenlascapasdesoportedelos
pavimentosrígidos
Desprendimientodelligantequerodealosagregados
pétreosenlasmezclasytratamientosasfálticos
Seafectalaseguridaddelosusuarioseninstantesde
lluvia,debidoalaposibilidaddesalpicadurasehidroplaneo
PROBLEMAS RELACIONADOS
CON EL AGUA EN LOS PAVIMENTOS

366. Losdañosdelpavimentorelacionadosconlahumedad
seencuentranenlassiguientescategorías:
—Debilitamientodelascapasdelpavimento
—Degradacióndelosmateriales(desprendimientoy
erosióndemezclasasfálticas;erosióndeotros
materialesdelpavimento;bombeo,escalonamiento
yagrietamientoenpavimentosrígidos)
—Pérdidadeadherenciaentrecapas
PROBLEMAS RELACIONADOS
CON EL AGUA EN LOS PAVIMENTOS

367. FUENTES DE AGUA EN LOS PAVIMENTOS
PROBLEMAS RELACIONADOS
CON EL AGUA EN LOS PAVIMENTOS

368. 1.Factorestopográficos
Tipodeterrenopordondetranscurrelacarretera:plano,
ondulado,montañoso,escarpado
Situacióndelacarreterarespectodelterrenonatural:corte,
terraplén,medialadera
2.Factoreshidrológicos
Aporteydesagüedeaguassuperficiales
Variacionesenelnivelycaudaldelasaguassubterráneas
3.Factoresgeotécnicos
Naturalezaycondicionesdelossuelos:homogeneidad,
estratificación,permeabilidad,compresibilidad,etc.
Posibilidaddedeslizamientosodeerosióndelterreno
FACTORES A CONSIDERAR EN EL DISEÑO
DE OBRAS DE DRENAJE PARA PAVIMENTOS

369. SISTEMA BÁSICO DE DRENAJE
EN UNA CARRETERA

370. SISTEMAS DE DRENAJE DE PAVIMENTOS
MÉTODOS PARA REDUCIR EL EFECTO
DEL AGUA EN LOS PAVIMENTOS

371. MÉTODOS PARA REDUCIR EL EFECTO
DEL AGUA EN LOS PAVIMENTOS
DRENAJE
SUPERFICIAL

372. Existelaposibilidaddequesedesarrollenpelículasde
aguamuygruesassobrelasuperficiedelpavimentoen
instantesdelluvia
Estaspelículasgeneranhidroplaneo,encharcamientos
ysalpicadurasexcesivas
Existenmodelosquepredicen,apartirdelacondición
superficialdelpavimentoydelaintensidaddelalluvia,
lavelocidadvehicularalacualseproducehidroplaneo,
lacualsedebecompararconlavelocidaddeoperación
delacarretera
HIDRÁULICA SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO

373. HIDRÁULICA SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO
DEFINICIÓN DEL ESPESOR DE PELÍCULA DE AGUA, DE LA
PROFUNDIDAD MEDIA DE LA TEXTURA Y DEL FLUJO
TOTAL

374. Elespesordelaláminadeaguaquecontribuyeal
hidroplaneoeslasumadelaprofundidadmediade
textura(PMT),máselespesordeaguaquefluyesobre
lasasperezassuperficiales
ElaguaquesealojabajolaPMTquedaatrapadaen
lasuperficieynocontribuyealdrenajedelpavimento
Elaumentodelamacrotexturabrindaunespacio
adecuadoparaalojarelagua(debajodelaPMT)y
parafacilitareldrenaje(espesorsobrelaPMT)
HIDRÁULICA SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO

375. REQUISITOS DE PENDIENTE TRANSVERSAL Y LONGITUDINAL
(INVÍAS)
Pendiente transversalCalzada Berma *
Concreto hidráulico o asfáltico 2 4
Mezclas en vía y tratamientos superficiales 2 - 3 4 - 5
Tierra o grava 2 - 4 4 - 6
Tipo de superficie
Pendiente transversal (%)
* Si la berma se construye como continuación de la calzada, se deberá mantener la pendiente de ésta
Pendiente longitudinal
Valor mínimo deseado es 0.50% y mínimo absoluto 0.25%
HIDRÁULICA SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO

376. MEZCLAS ESPECIALES PARA
EL DRENAJE SUPERFICIAL
MICROAGLOMERADOS EN CALIENTE
Capasderodaduradepocoespesor,elaboradasconagregado
pétreodetamañomáximonominalcomprendidoentre8y10
mm,conunamarcadadiscontinuidadentrelostamañosde2y
5mm,quesetraduceenunasuperficiemacro-rugosacon
elevadacapacidaddedrenajesuperficial

377. MEZCLAS DRENANTES
Mezclasasfálticasparacapaderodaduraconunelevado
contenidodevacíosconaire,cuyodiseñodalugarauna
superficiedetexturaabiertayaltacapacidaddrenante,a
causadelacualelagualluviaquecaesobrelacalzadase
eliminaporinfiltración
MEZCLAS ESPECIALES PARA
EL DRENAJE SUPERFICIAL

378. Elsistemasedebediseñardemaneraqueseacapazde
desaguarelcaudalmáximocorrespondienteaun
determinadoperiododeretorno(frecuenciadeaparicióndel
caudaldereferencia)
OBRAS DE DRENAJE SUPERFICIAL
PERÍODO DE RETORNO

379. Elmétododeestimacióndeloscaudalesasociadosa
diferentesperiodosderetornodependedeltamañoy
naturalezadelacuencaaportante
Paracuencaspequeñas(menosde1000acres-404.7Ha-
segúnelInstitutodelAsfalto)resultaapropiadoelmétodo
racional:
ParacuencasmayoresserecomiendalafórmuladeBurkli–
Ziegler:
OBRAS DE DRENAJE SUPERFICIAL
CAUDALES DE REFERENCIA4
A
S
CIAQ CIAQ

380. OBRAS DE DRENAJE SUPERFICIAL
CAUDALES DE REFERENCIA
C = coeficiente medio de escorrentía de la cuenca o superficie drenada
I=intensidaddelalluviaparaelperíododeretornoconsideradoyuna
duraciónigualaltiempodeconcentración
A=áreadelacuencaosuperficieaportante
S=pendientedelterrenoeneláreadedrenaje,º/oo

381. OBRAS DE DRENAJE SUPERFICIAL
Tiempodeconcentración
Tiemporequeridoparalaescorrentíadesdeelpuntomás
remotodeláreadedrenajehastaarribaralaestructura
Existenfórmulasempíricasparasudeterminaciónen
funcióndelalongitudmáximaderecorridodelagua,
diferenciasdecotasentrelospuntosextremosdeláreade
drenaje,coeficientesdeescorrentía,etc.(Kirpich,Témez,
Giandiotti,BureauofReclamation)
Desdeelpuntodevistapráctico,noconvieneadoptar
tiemposdeconcentracióninferioresa5minutos
CAUDALES DE REFERENCIA

382. OBRAS DE DRENAJE SUPERFICIAL
TIEMPO DE CONCENTRACIÓN

383. DRENAJE DE LA PLATAFORMA Y MÁRGENES
CAPACIDAD DE DESAGÜE
Paraloselementoslineales(cunetas,bordillos)resulta
determinanteelrozamientoconlasparedesdelcaucey
sepuedeaplicarlafórmuladeManning-Strickler
Loselementospuntuales(sumiderosaisladosy
bajantes)sepuedenasimilaravertederos
Sedebetenerencuentaquelavelocidaddelaguano
causedañosalelementoporerosiónosedimentación

384. DRENAJE DE LA PLATAFORMA Y MÁRGENES
CAPACIDAD DE DESAGÜE

385. DRENAJE DE LA PLATAFORMA Y MÁRGENES
ELEMENTOS LINEALES
Cunetas
Zanjaslongitudinalesabiertasenelterrenojuntoala
plataformadelavía
Supendientedeberáserigualaladelarasantedela
vía,salvoqueseestimenecesarioceñirsemásal
terrenoomodificardichapendienteparamejorarla
capacidaddedesagüe

386. DRENAJE DE LA PLATAFORMA Y MÁRGENES
ELEMENTOS LINEALES
Cunetas
CUNETA

387. DRENAJE DE LA PLATAFORMA Y MÁRGENES
ELEMENTOS LINEALES
Bordillos
Elementosdecontencióndelospavimentos,queprotegensus
bordesyayudanalarecolecciónlateraldelaguadelacalzada
Dadoqueimpidenlaevacuacióndelaguadelacoronadelavía,es
importantegarantizarunapendientelongitudinalmínima
Sisupresenciadaorigenaláminasdeaguaquegeneren
hidroplaneo,encharcamientososalpicaduras,sedebensustituirpor
cunetas

388. DRENAJE DE LA PLATAFORMA Y MÁRGENES
CAPACIDAD DE DESAGÜE DE ELEMENTOS LINEALES
Fórmula de Manning -StricklerUKSRAQ ****
2/13/2

Q = caudal desaguado
A = área de la sección transversal del elemento
R= radio hidráulico (A/perímetro mojado)
S = pendiente longitudinal del elemento
K = coeficiente de rugosidad del elemento
U = coeficiente de conversión de unidades

389. DRENAJE DE LA PLATAFORMA Y MÁRGENES
CAPACIDAD DE DESAGÜE DE ELEMENTOS LINEALES

390. DRENAJE DE LA PLATAFORMA Y MÁRGENES
Sumideros
Permiteneldesagüedelosdispositivos
superficialesdedrenajeauncolector
Puedensercontinuosoaislados.Enelúltimo
casosedistinguenlosderejilla(horizontales),los
detipoabierto(laterales)yloscombinados
ELEMENTOS PUNTUALES

391. DRENAJE DE LA PLATAFORMA Y MÁRGENES
Sumideros aislados
ELEMENTOS PUNTUALES
Rejilla
Lateral
Combinado

392. DRENAJE DE LA PLATAFORMA Y MÁRGENES
ELEMENTOS PUNTUALES
Bajantes
Permiten la conducción de las aguas colectadas por los
bordillos hacia la base de los taludes de los terraplenes

393. DRENAJE DE LA PLATAFORMA Y MÁRGENES
CAPACIDAD DE DESAGÜE DE ELEMENTOS PUNTUALES
Lacapacidaddeunconjuntodesumiderosobajantesnodebeser
inferioraldobledelcaudaldereferenciaenprevisióndeobstrucciones
operturbacionesdelflujo
Sumideros laterales y bajantes
Se puede aplicar la fórmula del vertedero
Q (l/s) = L*H
3/2
/60
Siendo
H (cm) = profundidad del agua desde el borde inferior de la abertura,
medida en su centro
L (cm) = ancho libre

394. DRENAJE DE LA PLATAFORMA Y MÁRGENES
CAPACIDAD DE DESAGÜE DE ELEMENTOS PUNTUALES
Sumideros horizontales y combinados
Dondelaprofundidaddelaguaseamenorde12cmsepuedeusar
lafórmuladelvertedero(sustituyendoelancholibreporelperímetro
exteriordelarejillasuponiendoqueestádesprovistadebarras)
Dondelaprofundidaddelagua(H)seamayorde40cmsepodrá
usarlafórmuladelorificio
Q (l/s) = 300*S*[H –(D/2)]
1/2
S (m2) = área del sumidero
D (cm) = ancho de la abertura
En casos intermedios, se puede interpolar linealmente entre las dos
fórmulas

395. Lasobrasdedrenajesuperficialtransversalsepueden
dividirendosgrupos:
—Laspequeñasobrasdedesagüe,comoalcantarillas
detuboydecajón,cuyasecciónresultadeterminante
paraeldesagüedelcauce(suelentenersolado)
—Lasobrasdepasodegrandesdimensionescomo
puentesyviaductos,cuyasecciónnoresulta
determinanteparaeldesagüedelcauce(notienen
solado)
DRENAJE TRANSVERSAL

396. DRENAJE TRANSVERSAL

397. MÉTODOS PARA REDUCIR EL EFECTO
DEL AGUA EN LOS PAVIMENTOS
DRENAJE
INTERNO

398. DRENAJE INTERNO DEL PAVIMENTO
Funciones
Abatirelnivelfreático
Eliminaraguasdefiltraciónlateraloatravésdel
pavimento
Derivarfuentesdeaguasituadasdebajodelasubrasante
Estasaccionessetraducenenlossiguientesbeneficios
Facilitanlaejecucióndelasexplanaciones
Aumentanlacapacidadportantedelasubrasante
Previenenfenómenosdeerosióninternaybombeo
Contribuyenenlaestabilidaddelaestructuraydelos
taludes

399. CAPA PERMEABLE
Capaquesecolocabajolasuperficiepavimentada,
constituidaporunmaterialfiltrantedemaneraque,conayuda
deunapendientetransversaladecuadayunascorrectas
instalacionesdesalida,puedadrenarelagua
—queseinfiltredesdelasuperficiedelpavimento
—queprovengadelasbermas,o
—queasciendaporsubpresióndesdelosnivelesinferiores
Estacapa,quepuedesergranularotratadaconligantes
hidrocarbonadosoconcemento,sepuedeintegrarala
estructuradelpavimento

400. CAPA PERMEABLE
Elrematedelacapapermeable(mantodrenante)puede
ocurrir:
—Contraunsubdrénlongitudinal
—Contraeltaludlateralhaciaelexterior(noes
recomendable,porquesepuedenproducircontaminaciones
eneltaluddurantelasoperacionesdeconstruccióny
mantenimiento)

401. CAPA PERMEABLE
Lacapapermeablepuedeser:
—Labase,lacualpudieracumpliralavezfunciones
drenantesyestructurales.Seempleaparadrenarelagua
provenientedelasuperficieyseaplicapreferentemente
enlaconstruccióndepavimentosrígidos
—Unacapaadicionalsobrelasubrasante,sinfunción
estructuralocomopartedelasubbase,paracontrolde
aguaascendienteporsubpresión.Sisedeseaqueeneste
casolacapaayudeadrenarelaguaqueseinfiltredesdela
superficie,lapermeabilidaddelascapassuperioresdebe
sermayorquelatasadeinfiltración,paraqueelagua
puedafluir

402. CAPA PERMEABLE
NOTA:Losmaterialesquerodeenlacapapermeable
debencumplirrequisitosdefiltro

403. BASE PERMEABLE
CARACTERÍSTICAS REQUERIDAS
Altapermeabilidad,parareducireltiempodesaturacióna
unmínimo[k>1000pies/día(3.5*10
-1
cm/s)]
Suficienteestabilidad,parasoportarlasoperacionesde
construccióndelpavimento
Suficienteestabilidad,pararesistirydistribuirlos
esfuerzosimpuestosporlascargasdeltránsito
Lasbasespuedenserestabilizadasonoestabilizadas.La
finalidadprimariadelaestabilización(concemento
asfálticoocementoPórtland)esbrindarestabilidadala
capadurantelaetapaconstructiva

404. BASE PERMEABLE
BASE NO ESTABILIZADA
Suestabilidadselograatravésdelatrabazónde
agregados
Seexigequeelmaterialtenga100%departículas
trituradasmecánicamente
EldesgasteLosÁngelesnopuedeexcederde45%
Laspérdidasenelensayodesolideznopueden
excederde12%(sulfatodesodio)ode18%(sulfato
demagnesio)

405. BASE PERMEABLE
BASE NO ESTABILIZADA
GRANULOMETRÍAS USUALES
Nota -Se recomienda que Cu > 4 para garantizar la estabilidad de la base

406. BASE PERMEABLE
BASE ESTABILIZADA CON CEMENTO ASFÁLTICO
SerecomiendaelusodeunasfaltodegradoAC-40en
proporciónde2a2½%enpeso
GRANULOMETRÍAS USUALES

407. BASE PERMEABLE
BASE ESTABILIZADA CON CEMENTO ASFÁLTICO
LindlyyElsayeddesarrollaronunafórmulaparaestimar
lapermeabilidaddelasbasestratadasconasfalto:
k = 852.3 –248.67 P
b+ 97.51 V
a–95.52 P
8
Siendo
k = coeficiente de permeabilidad (pies/día)
P
b= porcentaje de cemento asfáltico en peso
V
a = % de volumen de vacíos con aire
P
8= porcentaje en peso de material que pasa el tamiz No 8

408. BASE PERMEABLE
BASE ESTABILIZADA CON CEMENTO PORTLAND
La cantidad de cemento varía entre 120 y 150 kg/m
3
Lacantidaddeaguasedebeajustarparacontrolarla
segregación
GRANULOMETRÍAS USUALES
X = % indicado por el constructor

409. COMPARACIÓN DE GRANULOMETRÍAS
GRADACIÓN Y PERMEABILIDAD
DE MATERIALES PARA BASE

410. GRADACIÓN Y PERMEABILIDAD
DE MATERIALES PARA BASE
COMPARACIÓN DE GRANULOMETRÍAS

411. MATERIAL % PASA TAMIZ No. 200 k (cm/s)
Piedra partida y gravas naturales con
llenante no plástico.
5
10
15
10
0
–10
-1
10
-2
–10
-3
10
-4
–10
-5
Piedra partida y gravas naturales con
llenante plástico (IP<6)
5
10
15
10
-1
–10
-3
10
-2
–10-5
10
-4
–10
-7
Bases asfálticas
a)20% de vacíos
b)5% de vacíos
10
0
–10
-2
10
-7
–10
-8
Arena uniforme estabilizada con cementoMenos de 10 10
-1
–10
-4
Bases tratadas permeables
a)AASHTO # -57
b)AASHTO # -67
0
1
2.40
1.80
VALORES TÍPICOS DEL COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD DE MATERIALES DE BASE
COMPACTADOS A LA DENSIDAD MÁXIMA DEL PROCTOR ESTÁNDAR
GRADACIÓN Y PERMEABILIDAD
DE MATERIALES PARA BASE

412. DISEÑO HIDRÁULICO DE
LA BASE PERMEABLE
ESTIMACIÓN DEL FLUJO DE INFILTRACIÓN (q
i)
Lainfiltraciónsuperficialesnormalmentelamayorfuente
deentradadeaguaaunpavimento
Existendiversosprocedimientosparaestimarla:
—Métododelarelacióndeinfiltración
—Métododelainfiltraciónatravésdejuntasygrietas
—Métododeltiempoparadrenar

413. DISEÑO HIDRÁULICO DE
LA BASE PERMEABLE
ESTIMACIÓN DEL FLUJO DE INFILTRACIÓN (q
i)
Método de la relación de infiltración(Cedergren)
Se seleccionan una lluvia de diseño y una relación de infiltración y la
infiltración se determina con la expresión:
q
i=2*C*R
q
i= infiltración en el pavimento (pies
3
/día/pie
2
de pavimento)
C = relación de infiltración 0.33-0.50 para pavimentos asfálticos
0.50-0.70 para pavimentos rígidos
R = intensidad de la lluvia (pulgadas/hora). Se sugiere usar una lluvia de
diseño para 2 años de frecuencia y 1 hora de duración

414. DISEÑO HIDRÁULICO DE
LA BASE PERMEABLE
ESTIMACIÓN DEL FLUJO DE INFILTRACIÓN (q
i)
Método de la infiltración por juntas y grietas(Moulton)
q
i= infiltración en el pavimento (pies
3
/día/pie
2
de pavimento)
I
c= tasa de infiltración por juntas y grietas (2.4 pies
3
/día/pie de grieta)
N
c= número de juntas o grietas longitudinales
Nc = N + 1, siendo N el número de carriles que contribuyen a la infiltración
W
c= longitud de las juntas o grietas transversales que contribuyen (pies)
C
s= espaciamiento entre juntas o grietas transversales contributivas (pies)
W = ancho de la base permeable que contribuye (pies)
k
p= permeabilidad de pavimento sin juntas ni grietas (pies
3
/día/pie
2
de pavimento)p
s
cc
ci k
CW
W
W
N
Iq 







*

415. DISEÑO HIDRÁULICO DE
LA BASE PERMEABLE
ESTIMACIÓN DEL FLUJO DE INFILTRACIÓN (q
i)
Método de la infiltración por juntas y grietas(Moulton)
Ejemplo
Determinarlainfiltraciónenunpavimentorígidode2
carrilesde12piesdeanchocadaunoybermasde10piesen
concretoasfálticoacadaladoenunsitiodondelapendiente
transversalesuniformeenunsolosentido
Lasjuntastransversalesseencuentrancada20piesylabase
permeabletieneunanchoigualaldelpavimentomáslas
bermas

416. DISEÑO HIDRÁULICO DE
LA BASE PERMEABLE
ESTIMACIÓN DEL FLUJO DE INFILTRACIÓN (q
i)
Método de la infiltración por juntas y grietas(Moulton)
Solución al ejemplo
I
c= tasa de infiltración por juntas y grietas (2.4 pies
3
/día/pie de grieta)
N
c= número de juntas o grietas longitudinales = 2 + 1 = 3
W
c= longitud de las juntas o grietas transversales que contribuyen = 24
pies
C
s= espaciamiento entre juntas o grietas transversales contributivas =
20 pies
W = ancho de la base permeable que contribuye = 24 pies
k
p= permeabilidad de pavimento sin juntas ni grietas = 023
//42.00
20*24
24
24
3
4.2 piedíapiesq
i 








417. DISEÑO HIDRÁULICO DE
LA BASE PERMEABLE
ESTIMACIÓN DEL FLUJO DE INFILTRACIÓN (q
i)
Método del tiempo para drenar
Seconsideraqueeselmejormétodoparadeterminarelcomportamiento
deunabasepermeable,dadoquelaseleccióndelosparámetrosdediseño
enlosotros2métodosesmuyincierta
Esunaaproximaciónquesebasaenelflujoqueentraalpavimento
hastaquelabasepermeablesesatura
Sesuponequelalluviaenexcesonoentraalpavimentoysimplemente
correporlasuperficie
Existen 2 aproximaciones para determinar el tiempo para drenar
(Ref: Publicación FHWA-SA-92-008 -March 1992-)
—Tiempo para drenar el 50% del agua que puede drenar (AASHTO)
—Criterio del 85 % de saturación

418. DISEÑO HIDRÁULICO DE
LA BASE PERMEABLE
ESTIMACIÓN DEL FLUJO DE DESCARGA DE LA BASE (q
d)
q
d= q
i*L
R
Donde
q
d=tasadedescargadelabasepermeable(pie
3
/día/piedebase)
q
i=infiltraciónenelpavimento(pies
3
/día/pie
2
depavimento)
L
R=longitudresultantedelatrayectoriadeflujo,lacualdependede
laspendienteslongitudinalytransversaldelabasepermeable(pies)
Siendo
W = ancho de la base (pies)
S = pendiente longitudinal de la calzada (pie/pie)
Sx = pendiente transversal de la calzada (pie/pie)2
1







Sx
S
WL
R

419. DISEÑO HIDRÁULICO DE
LA BASE PERMEABLE
ESTIMACIÓN DEL FLUJO DE DESCARGA DE LA BASE (q
d)

420. DISEÑO HIDRÁULICO DE
LA BASE PERMEABLE
ESTIMACIÓN DEL FLUJO DE DESCARGA DE LA BASE (q
d)
Ejemplo
Determinarlatasadedescargadelabasepermeablede24
piesdeanchoenunpavimentorígidodondelainfiltraciónes
1.80pies
3
/día/pie
2
depavimento,silapendientelongitudinalde
lacalzadaes3%ylatransversales2%
Soluciónpies
Sx
S
WL
R
27.43
02.0
03.0
1241
22















q
d= q
i*L
R = 1.80*43.27 = 77.89 pies
3
/día/pie de base

421. DISEÑO HIDRÁULICO DE
LA BASE PERMEABLE
DETERMINACIÓN DEL ESPESOR REQUERIDO DE BASE
PERMEABLE
Sepuedeestimarpormediode2criterios:
—Régimendeflujouniforme(seobtienenespesores
exagerados)
—Régimendeflujonouniforme,queconsideraquela
profundidaddelflujoseincrementaráhastaalcanzarel
efectodeabatimientodeladescargadelaguaenel
subdrén.Enestecaso,setomacomoespesorrequerido
delabasepermeableelvalorcorrespondienteala
máximaprofundidaddelflujo(verfigura)

422. DISEÑO HIDRÁULICO DE
LA BASE PERMEABLE
DETERMINACIÓN DEL ESPESOR REQUERIDO DE BASE PERMEABLE22
SxSS
R


423. DISEÑO HIDRÁULICO DE
LA BASE PERMEABLE
DETERMINACIÓN DEL ESPESOR REQUERIDO DE BASE
PERMEABLE
Ejemplo
Determinarelespesorrequeridodelabasepermeable,dados
lossiguientesdatos:
—Infiltraciónenelpavimento=1.8pies
3
/día/pie
2
—Longitudresultante=43.27pies
—Pendientelongitudinal=3%
—Pendientetransversal=2%
—Coeficientedepermeabilidaddelabase=3,000pies/día

424. DISEÑO HIDRÁULICO DE
LA BASE PERMEABLE
DETERMINACIÓN DEL ESPESOR REQUERIDO DE BASE
PERMEABLE
Solución del ejemplo
-Cálculo de la pendiente resultante036.0)02.0()03.0(
2222
 SxSS
R
-Cálculo de p
-Entrando a la figura con p = 0.0006 y S
R= 0.036 se obtiene
L
R/H = 110
H = L
R/130 = 43.27/110 = 0.393 pies = 0.393*12 = 4.7 pulgadas0006.03000/80.1/ kqp
i

425. CAPA SEPARADORA
FUNCIONES DE LA CAPA SEPARADORA
Secolocabajolabasepermeable,paraevitarqueésta
seacontaminadaporlosfinosdelasubbase/subrasante
Silacapadesubbase/subrasanteesestabilizadanose
requierelacapaseparadora,silacapaestabilizadano
vaaestarsometidaasaturaciónoaltaspresiones
duranteperíodosextensos.
Unriegodeimprimaciónsobrelasubbase/subrasante
estabilizadaproporcionaunaprotecciónadicional

426. CAPA SEPARADORA
La separación puede ser proporcionada por una capa
de material granular o por un geotextil

427. CAPA SEPARADORA
CAPA SEPARADORA DE MATERIAL GRANULAR
Debeestarconstituidaporpartículasduras(desgasteno
mayorde50%)ysanas(pérdidasenensayodesolidezen
sulfatodesodiomenoresde12%)
Debeserresistente,paraproporcionarunaplataforma
adecuadaparalaconstruccióndelabasepermeable
Sugradacióndebeserseleccionadacuidadosamente,para
prevenirlamigracióndelosfinosdelacapasubyacente
(debecumplirrequisitosdematerialdefiltro)
Supermeabilidaddebeserrelativamentebaja,yaque
tienequeactuarcomoescudoparadesviarelaguainfiltrada
alsubdrénlongitudinal

428. CAPA SEPARADORA
REQUISITOS DE MATERIAL DE FILTRO PARA LA
CAPA SEPARADORA DE MATERIAL GRANULAR
Criterio de obstrucción
Elagregadodeberáserlosuficientementefinoparaprevenir
quematerialesmásfinosmigrendentrodeél
Elcriteriosedebeaplicartantoalacapaseparadoracomoa
lacapapermeabledrenante.Laecuaciónseaplicaprimero
considerandolacapaseparadoracomofiltroylasubyacente
comosueloyluegoconsiderandolabasepermeablecomo
filtroylaseparadoracomosuelo5
85
15

sueloD
filtroD

429. CAPA SEPARADORA
REQUISITOS DE MATERIAL DE FILTRO PARA LA
CAPA SEPARADORA DE MATERIAL GRANULAR
Criterio de permeabilidad
Estecriterioseaplicasóloalacapaseparadoraen
relaciónconelsueloquelasoporta,dadoquelabase
permeablelasatisfacesiempreporsualta
permeabilidad5
15
15

sueloD
filtroD

430. CAPA SEPARADORA
REQUISITOS DE MATERIAL DE FILTRO PARA LA
CAPA SEPARADORA DE MATERIAL GRANULAR
Criterio de uniformidad
Buscaquelascurvasgranulométricasdelascapas
adyacentesseanalgoparalelas
Estecriterioseaplicatantoalabasepermeablecomoa
lacapaseparadora25
50
50

sueloD
filtroD

431. CAPA SEPARADORA
REQUISITOS DE MATERIAL DE FILTRO PARA LA
CAPA SEPARADORA DE MATERIAL GRANULAR
Criterios adicionales
Haydiscrepanciasrespectodelauniformidaddel
materialydelacantidaddefinosquepuedecontener

432. CAPA SEPARADORA
GRANULOMETRÍA TÍPICA RECOMENDADA POR
LA FHWA PARA LA CAPA SEPARADORA

433. CAPA SEPARADORA
GRANULOMETRÍAS Y PERMEABILIDADES TÍPICAS PARA
BASES PERMEABLES Y MATERIALES DE FILTRO
[Cedergren et al(1972)]

434. CAPA SEPARADORA
La base permeable de k = 20,000 pies/día mostrada en la
figura presenta los siguientes diámetros:
—D
15= 0.26 pg
—D
50= 0.53 pg
Ejemplo No 1
Determinar si es posible colocar esta capa directamente
sobre un suelo de subrasante con:
—D
15= 0.0013 pg
—D
50= 0.0055 pg
—D
85= 0.021 pg

435. CAPA SEPARADORA)(54.12
021.0
26.0
85
15
cumpleno
sueloD
baseD
 )(254.96
055.0
53.0
50
50
cumpleno
sueloD
baseD

SoluciónalEjemploNo1
Comolabasesecolocarádirectamentesobrela
subrasante,labaseseráelfiltroylasubrasanteelsuelo
Enconsecuencia,labasenosedebecolocar
directamentesobrelasubrasante)(5200
0013.0
26.0
15
15
cumple
sueloD
baseD


436. CAPA SEPARADORA
Comodelejemploanteriorsededucequesedebecolocarunacapa
separadora,¿cuáldelosmaterialesdefiltrodelafigurapudieraser
utilizado?
Solución
Cuandosecolocaunacapagranularcomoseparadoraentrelabase
permeableylasubrasante,elanálisissedebedividiren2etapas:
—Primeroseconsideralacapagranularseparadoracomofiltro
ylasubrasantecomosuelo
—Ensegundolugar,secolocalabasepermeablecomofiltroy
lacapagranularseparadoracomosuelo
Enamboscasossedebensatisfacerlosrequisitosdefiltro
Ejemplo No 2

437. CAPA SEPARADORA
SoluciónalEjemploNo2-PrimeraEtapa
Capagranularseparadoracomofiltroylasubrasantecomo
suelo
Teniendoencuentalostamañosdelaspartículasdela
subrasante(D
15=0.0013pg,D
50=0.0055pgyD
85=0.021
pg),losrequisitosquedebecumplirlacapaseparadorason
lossiguientes:
D
15≤5*0.021=0.105pg
D
15≥5*0.0013=0.0065pg
D
50≤50*0.0055=0.138pg

438. CAPA SEPARADORA
SoluciónalEjemploNo2-SegundaEtapa
Capadebasepermeablecomofiltroylagranular
separadoracomosuelo
Teniendoencuentalostamañosdelaspartículasdelabase
permeable(D
15=0.26pgyD
50=0.53pg),losrequisitos
quedebecumplirlacapaseparadorasonlossiguientes:
D
85≥0.26/5=0.052pg
D
15≤0.26/5=0.052pg
D
50≥0.53/25=0.0212pg

439. CAPA SEPARADORA
ConclusiónEjemploNo2
Combinandolosseisrequisitosporcumplirenlasdosetapas,
sellegaalossiguientestres:
0.0065pg≤D
15≤0.052pg
0.0212pg≤D
50≤0.138pg
D
85≥0.052pg
Revisandolos5materialesdefiltroincluidosenlafigurase
adviertequeexceptuandoelmásgrueso(cuyoD
50=0.18pg),
losdemássatisfacenlasexigenciasypuedenserutilizados

440. CAPA SEPARADORA
CAPA SEPARADORA DE GEOTEXTIL
Debe cumplir tres requisitos
PERMEABILIDAD-Debepermitirqueelaguaquefluya
desdeelsueloentrealabasepermeable
RETENCIÓN–Eltamañodelasaberturasdebesertal,que
enellasseretengalamayoríadelaspartículasdelsuelo
OBSTRUCCIÓN –Elgeotextildebetenersuficiente
cantidaddeaberturasparaqueencasodealgunaobstrucción
elflujonosevearestringidoysegenerenpresionesdeporos
excesivas

441. CAPA SEPARADORA
PROPIEDADES HIDRÁULICAS Y DE FILTRACIÓN
DEL GEOTEXTIL
Permeabilidad
Lapermeabilidaddelgeotextildebesersuperiorala
delsuelodesubrasante,demaneraqueeldrenaje
verticaldelaguanoseaimpedidoindebidamenteporel
geotextil
Esterequisitonosueleconstituirunproblema,por
cuantolamayoríadelossuelostienenbaja
permeabilidad

442. CAPA SEPARADORA
PROPIEDADES HIDRÁULICAS Y DE FILTRACIÓN
DEL GEOTEXTIL
Retención
Estapropiedadseevalúaatravésdeltamañode
aberturaaparente(TAA)
ElTAAesunnúmeroíndicequeidentificaeltamaño
delasmayoresaberturasdelgeotextil
ElTAAsedeterminamediantelanormadeensayo
ASTMD4751

443. CAPA SEPARADORA
PROPIEDADES HIDRÁULICAS Y DE FILTRACIÓN
DEL GEOTEXTIL
Retención
Lapruebaconsisteentamizarpequeñasesferasdevidriode
tamañouniformeatravésdelgeotextilydeterminarel
porcentajedeellas,enpeso,quequedaretenidoenél
Lapruebaserepiteaumentandoeltamañodelasesferas
hastaquemenosdel5%deellasatravieseelgeotextil(más
de95%quedanretenidas)
Eltamañodeaberturaaparenteeselnúmerodeltamiz
estándarquetienelasaberturasdeltamañosuperiormás
próximoaldelasesferasquesonretenidasenmásde95%

444. CAPA SEPARADORA
PROPIEDADES HIDRÁULICAS Y DE FILTRACIÓN
DEL GEOTEXTIL
Retención
Eltamañodeaberturaaparentetambiénsepuedeexpresar
enmilímetrosyserefierealtamañocorrespondienteal95%
retenido(O
95)
Lanomenclaturadelostamañosdetamicesesaveces
difícildeseguir,porcuantolaaberturadeltamizdecrecea
medidaqueelnúmerodeltamizaumenta
Eltamañodeaberturaaparentesedebeelegirdemanera
queprevengalamigracióndelosfinosdentrodelabase
permeable

445. CAPA SEPARADORA
PROPIEDADES HIDRÁULICAS Y DE FILTRACIÓN
DEL GEOTEXTIL
TAMAÑOS DE ABERTURA DE LOS TAMICES

446. CAPA SEPARADORA
PROPIEDADES HIDRÁULICAS Y DE FILTRACIÓN
DEL GEOTEXTIL
Obstrucción
Laobstrucciónesunproblemapotencialyporlotantoel
diseñodebetomarlaenconsideración
Lamejoraproximaciónconsisteenestudiarlainteracción
enlainterfazsuelo/geotextil
Elpotencialdeobstruccióndelgeotextilsemidemediante
elensayoderelacióndegradientes,segúnnormaASTM
D5101

447. CAPA SEPARADORA
PROPIEDADES HIDRÁULICAS Y DE FILTRACIÓN
DEL GEOTEXTIL
Obstrucción
Lapruebaderelación
degradientesconsisteen
determinarelgradiente
hidráulicoatravésdel
geotextilmás1‖desuelo
colocadaencimadeél(i
f)
yatravésde2‖desuelo
colocadasencimadela
anterior(i
g)

448. CAPA SEPARADORA
PROPIEDADES HIDRÁULICAS Y DE FILTRACIÓN
DEL GEOTEXTIL
Obstrucción
Silaspartículasdesuelosonatrapadasenelgeotextil,
larelacióndegradientesaumenta,entantoquesilo
atraviesan,larelacióndegradientesdisminuyeg
f
i
i
GRADIENTESDERELACIÓN 

449. CAPA SEPARADORA
CRITERIOS DE DISEÑO PARA SELECCIÓN DE GEOTEXTILES

450. CAPA SEPARADORA
CRITERIOS DE DISEÑO PARA SELECCIÓN DE GEOTEXTILES

451. CAPA SEPARADORA
CRITERIOS DE DISEÑO PARA SELECCIÓN DE GEOTEXTILES
REQUERIMIENTOS DE PROPIEDADES MECÁNICAS PARA
GEOTEXTILES EN CAPAS SEPARADORAS (INVÍAS )

452. CAPA SEPARADORA
CRITERIOS DE DISEÑO PARA SELECCIÓN DE GEOTEXTILES
Ejemplo
DeterminarelTAAdeungeotextiltejidoqueseaadecuado
pararetenerunsuelodesubrasantecuyoD
85es0.24mm
Solución
Como se trata de un geotextil tejido
O
95≤ D
85
O
95≤ 0.24 mm
Porlotanto,seeligeunAOSNo70,elcualcorrespondea
untamizde0.212mmdeabertura

453. SUBDRENES LONGITUDINALES
Zanjasparalelasaladireccióndelavía,enlascuales
secolocanmaterialespermeables(agregadospétreos,
geotextiles,geodrenes)y,eventualmente,unatubería
Excavación de zanja
Colocación de geotextil
y tubería
Relleno con agregado pétreo

454. Utilización
Lossubdreneslongitudinalesseempleanpara:
1.Cortarcorrientesdeaguasubterránea,impidiendo
quealcancenlasinmediacionesdelpavimento
2.Encauzarelaguaqueingresealpavimentopor
filtracionesatravésdesusuperficie
3.Rebajarelnivelfreático,manteniéndoloauna
profundidadconvenientedelnivelsuperiordela
explanación
SUBDRENES LONGITUDINALES

455. Utilización
1.Cortarcorrientesdeaguasubterránea,impidiendo
quealcancenlasinmediacionesdelpavimento
SUBDRENES LONGITUDINALES

456. Utilización
2.Encauzarelaguaqueingresealpavimentopor
filtracionesatravésdesusuperficie
SUBDRENES LONGITUDINALES

457. Utilización
3.Rebajarelnivelfreático,manteniéndoloauna
profundidadconvenientedelnivelsuperiordela
explanación
SUBDRENES LONGITUDINALES

458. CARACTERÍSTICAS DE LOS SUBDRENES
LONGITUDINALES
Debentenerlacapacidadhidráulicasuficienteparaconducir
todoelaguaquereciban
Siestánunidosconunabasepermeable,sumaterialde
rellenodebeserelmismodelabaseparaasegurarsu
capacidad.Además,debenllevarunatubería
Cuandoelsubdrénnovaunidoaunabasepermeable,puede
estarconstituidoporungeodrénoserdeltipofrancésenvuelto
engeotextil
Elgeotextilusadoparaelsubdrénnodebeatravesarunabase
permeable,porcuantoformaríaunabarreraalflujodeagua
SUBDRENES LONGITUDINALES

459. TUBERÍA DEL SUBDRÉN
Puedeserdeconcreto,arcilla,metal,fibrabituminosa
oplástico
Lostubosdeconcretoyarcillasepodránproyectar
conjuntasabiertasoperforacionesquepermitanla
entradadelaguaensuinterior
Lostubosdehormigónporosopermitenlaentradadel
aguaatravésdesusparedes
Lostubosdeplástico,metalyfibrabituminosatienen
orificioscircularesoranurasparaelmismofin
SUBDRENES LONGITUDINALES

460. TUBERÍA DEL SUBDRÉN
Entuberíasconjuntasabiertas,elanchodeéstasoscila
entre1cmy2cm
Losorificioscircularesoranurasdelastuberíasperforadas
sedisponendepreferenciaenlamitadinferiordelostubos
Sedebencumplirlossiguientesrequisitosparaevitarque
seintroduzcaelmaterialgranulardelsubdréndentrodelos
tubosperforados
SUBDRENES LONGITUDINALES2.1
85

ranuraladeAncho
filtroD 0.1
85

orificiodelDiámetro
filtroD
—Para orificios circulares
—Para ranuras

461. TUBERÍA DEL SUBDRÉN
SUBDRENES LONGITUDINALES
Disposición de los orificios en una tubería perforada

462. SUBDRENES LONGITUDINALES

463. DISEÑO HIDRÁULICO DEL
SUBDRÉN LONGITUDINAL
DETERMINACIÓN DEL FLUJO DE DESCARGA
Elsubdréndebeserdiseñadodemaneraquelatasadel
flujodesalidaseamayorqueladeentradayqueelagua
puedaserllevadaconseguridaddelasfuenteshastalossitios
dedescarga
Existen3aproximacionesparaelcálculodelflujode
descargadelsistemadesubdrenaje:
—Tasadedescargadelainfiltracióndelpavimento
—Tasadedescargadelabasepermeable
—Tasadedescargadeltiempoparadrenar

464. DISEÑO HIDRÁULICO DEL
SUBDRÉN LONGITUDINAL
DETERMINACIÓN DEL FLUJO DE DESCARGA
Método de la velocidad de descarga de la infiltración del pavimento
Qp = q
iW L
Donde
Qp = caudal de diseño por el conducto (pie
3
/día)
q
i= infiltración del pavimento (pie
3
/día/pie
2
)
W= ancho de la base permeable (pies)
L = espaciamiento entre tubos de descarga (pies)

465. DISEÑO HIDRÁULICO DEL
SUBDRÉN LONGITUDINAL
DETERMINACIÓN DEL FLUJO DE DESCARGA
Método de la velocidad de descarga de la base permeable
Algunosingenierosconsideranqueelsistemadebesercapaz
demanejarelflujomáximoquelabasepermeablepuede
descargarenelsubdrén
Qp = k S
RH L cos(A)
Donde
Qp = caudal de diseño por el conducto (pie
3
/día)
k = coeficiente de permeabilidad (pies/día)
S
R= pendiente resultante (pie/pie)
H = espesor de la base (pies)
L = espaciamiento entre tubos de descarga (pies)
A = ángulo entre la pendiente transversal y la pendiente resultante

466. DISEÑO HIDRÁULICO DEL
SUBDRÉN LONGITUDINAL
DETERMINACIÓN DEL FLUJO DE DESCARGA
Método de la velocidad de descarga del tiempo para drenar
Enestaaproximaciónelsistemadebesercapazdemanejarel
flujogeneradoporeldrenajedelabasepermeable
Qp = (W L H N
eU)(1/t
D)*24
Donde
Qp = caudal de diseño por el conducto (pie
3
/día)
W = ancho de la base permeable (pies)
L = espaciamiento entre tubos de descarga (pies)
H = espesor de la base (pies)
N
e= porosidad efectiva
U = porcentaje drenado (expresado como decimal)
t
D= tiempo de drenaje (horas)

467. DISEÑO HIDRÁULICO DEL
SUBDRÉN LONGITUDINAL
CAPACIDAD DE LA TUBERÍA CIRCULAR
Se puede determinar con la fórmula de Manning
Q = (53.01 D
8/3
S
1/2
)/ n
Donde
Q = capacidad de la tubería (pie
3
/día)
D = diámetro de la tubería (pulgadas)
S = pendiente longitudinal (pies/pie)
n = coeficiente de rugosidad de Manning
n = 0.012 para tubería lisa
n = 0.024 para tubería corrugada

468. DISEÑO HIDRÁULICO DEL
SUBDRÉN LONGITUDINAL
CAPACIDAD DE LA TUBERÍA CIRCULAR
Siseasignanvaloresdediámetrodetuberíaycoeficientede
rugosidad,laecuacióndeManningsepuedesimplificar
Q = K S
1/2
Valores K para diferentes diámetros de
tubería y coeficientes de rugosidad

469. DISEÑO HIDRÁULICO DEL
SUBDRÉN LONGITUDINAL
CAPACIDAD DE LA TUBERÍA CIRCULAR
Ejemplo
Determinarlacapacidaddeunatuberíacircularcorrugada
de4pulgadasdediámetro,silapendientelongitudinaldel
subdrénlongitudinales1%
Solución
K = 89,051 (ver tabla)
Q = K S
1/2
=89,051(0.01)
1/2
= 8,905 pies
3
/día

470. DISEÑO HIDRÁULICO DEL
SUBDRÉN LONGITUDINAL
ESPACIAMIENTO ENTRE TUBOS DE DESCARGA (L)
Método de la velocidad de descarga de la infiltración en el
pavimento
Enestaaproximaciónseigualaelcaudaldediseñodeeste
métodoconlaecuacióndecapacidaddelconducto
q
iW L = K S
1/2
Despejando ―L‖:Wq
SK
L
i
2/1


471. DISEÑO HIDRÁULICO DEL
SUBDRÉN LONGITUDINAL
ESPACIAMIENTO ENTRE TUBOS DE DESCARGA (L)
Método de la velocidad de descarga de la infiltración en el pavimento
Ejemplo
Dados:
—Infiltración en el pavimento = 1.80 pies
3
/día/pie
2
—Ancho de la base permeable = 24 pies
—K = 89051
—Pendiente longitudinal de la tubería = 1 %
Determinar el espaciamiento entre tubos de descarga
Soluciónpies
Wq
SK
L
i
206
24*80.1
)01.0(*89051
2/12/1


472. DISEÑO HIDRÁULICO DEL
SUBDRÉN LONGITUDINAL
ESPACIAMIENTO ENTRE TUBOS DE DESCARGA (L)
Método de la velocidad de descarga de la base permeable
Enestaaproximaciónseigualaelcaudaldediseñodeeste
métodoconlaecuacióndecapacidaddelconducto
k S
RH L cos(A) = K S
1/2
Despejando ―L‖:)cos(
2/1
AHSk
SK
L
R


473. DISEÑO HIDRÁULICO DEL
SUBDRÉN LONGITUDINAL
ESPACIAMIENTO ENTRE TUBOS DE DESCARGA (L)
Método de la velocidad de descarga de la base permeable
Ejemplo
Dados
—Ancho de la base permeable = 24 pies
—k = 3000 pies/día
—K = 89051
—Pendiente longitudinal de la tubería = 1 %
—Pendiente resultante = 0.036 (Sx = 0.02)
—Espesor de la base permeable = 0.393 pies
Determinar el espaciamiento entre tubos de descarga

474. DISEÑO HIDRÁULICO DEL
SUBDRÉN LONGITUDINAL
ESPACIAMIENTO ENTRE TUBOS DE DESCARGA (L)
Método de la velocidad de descarga de la base permeable
Solución al ejemplo556.0
036.0
02.0
)cos( 
R
x
S
S
A pies
AHSk
SK
L
R
377
556.0*393.0*036.0*3000
)01.0(*89051
)cos(
2/12/1


475. DISEÑO HIDRÁULICO DEL
SUBDRÉN LONGITUDINAL
ESPACIAMIENTO ENTRE TUBOS DE DESCARGA (L)
Método de la velocidad de descarga del tiempo para drenar
Enestaaproximaciónseigualaelcaudaldediseñodeeste
métodoconlaecuacióndecapacidaddelconducto
(W L H N
eU)(1/t
D)*24 = K S
1/2
Despejando ―L‖:UNHW
tSK
L
e
D
24
2/1


476. DISEÑO HIDRÁULICO DEL
SUBDRÉN LONGITUDINAL
DETERMINACIÓN DE LA SECCIÓN
TRANSVERSAL DEL SUBDRÉN
Sinohayheladasniuncaudalsignificativodeagua
porsubpresión,elsubdrénpuedetenerpocaprofundidad
Tansóloserequierequelapartesuperiordeltubo
quedealmenos5centímetros(2pulgadas)pordebajo
delfondodelacapapermeable

477. DISEÑO HIDRÁULICO DEL
SUBDRÉN LONGITUDINAL
DETERMINACIÓN DE LA SECCIÓN
TRANSVERSAL DEL SUBDRÉN
Elanchomínimodelazanja(W)sepuededeterminar
aplicandolaleydeDarcy,suponiendoqueelgradiente
hidráulicoesunitario(i=1)yqueelcaudaldediseñodel
subdrén(Q)esigualaladescargadelabasepermeable
(q
d),loquepermitellegarak
q
W
d


478. TUBERÍA DE DESCARGA
Suinstalaciónescríticaenelsistemadedrenajedebases
permeables
PuedesermetálicaorígidadePVCsinperforacionesy
debeiradecuadamenteconectadaconlatuberíadelsubdrén,
debiendotenerelmismodiámetrodeésta
Susalidaalazanjaocunetalateraldebeproducirseporlo
menos15centímetrosporencimadelflujodediseñopara10
años
LaFHWArecomiendaconstruirlecabezaldesaliday
limitarlaseparaciónentretuberíasa250pies(76metros)
SUBDRENES LONGITUDINALES

479. TUBERÍA DE DESCARGA
SUBDRENES LONGITUDINALES
Esquema general Cabezal de salida

480. SUBDRENES TRANSVERSALES
Encarreterasdemontaña,lossubdrenes
longitudinalespuedenresultarinsuficientespara
interceptartodaelaguadefiltración
Enestoscasossedebeninstalarsubdrenes
transversalesnormalesalejedelavíaoenformade
espinadepez
Función

481. SUBDRENES TRANSVERSALES
Estosdispositivossonanálogosaloslongitudinalesy
loúnicoquelosdistinguedeellosesladirecciónenla
cualsedesarrollanyelhechodetenerparedes
inclinadas
Suefectosepuedeincrementar,sienciertalongitud
secolocaunacapapermeableacadaladodeellos
Función

482. SUBDRENES TRANSVERSALES

483. SI EL AGUA DESTROZA LOS CAMINOS
¿QUÉ HARÁ EN LOS INTESTINOS?
COROLARIO

484. EVALUACIÓN DE LA
SUBRASANTE

485. CONTENIDO
Exploracióndelasubrasante
Definicióndelperfilydelimitaciónde
áreashomogéneas
Determinacióndelaresistenciaorespuesta
dediseñoparacadaáreahomogénea

486. EVALUACIÓN DE LA SUBRASANTE
Larespuestadelsuelodesubrasanteeselfactormás
importanteenladeterminacióndelosespesoresde
diseñodelpavimento
Larespuestadelasubrasanteantelascargasdel
tránsitodependedelostiposdesueloquela
constituyenydeladensidadylahumedaddeellos,
tantodurantelaconstruccióncomoduranteelservicio

487. EVALUACIÓN DE LA SUBRASANTE
Lacaracterizacióndelossuelosdesubrasante
comprendelassiguientesetapas:
—Exploracióndelasubrasante
—Definicióndelperfilydelimitacióndeáreas
homogéneas
—Ejecucióndeensayosderesistenciasobrelos
suelospredominantes
—Determinacióndelvalorderesistenciaode
respuestadediseñoparacadaáreahomogénea

488. EVALUACIÓN DE LA SUBRASANTE
EXPLORACIÓN
DE LA
SUBRASANTE

489. EXPLORACIÓN DE LA SUBRASANTE
Sedebeadelantarunainvestigaciónalolargodel
alineamientoaprobado,conelfindeidentificarla
extensiónylacondicióndelosdiferentesdepósitosde
suelosqueseencuentren
Lainvestigaciónserealizamedianteperforacionesa
intervalosdefinidosdeacuerdoconlavariabilidaddel
terreno,lalongitudylaimportanciadelproyectoylos
recursostécnicosyeconómicosdisponibles
Lasperforacionesdeberánalcanzar,cuandomenos,
500mmbajolacotaproyectadadesubrasante

490. EXPLORACIÓN DE LA SUBRASANTE
INTERVALOS ENTRE PERFORACIONES

491. EXPLORACIÓN DE LA SUBRASANTE
EJECUCIÓN DE PERFORACIONES

492. EXPLORACIÓN DE LA SUBRASANTE
REGISTRO DEL PERFIL EN EL TERRENO

493. EXPLORACIÓN DE LA SUBRASANTE
REGISTRO DEL PERFIL Y TOMA DE MUESTRAS

494. Sedebetomarsuficientecantidaddemuestradecada
sueloencontradoenlasperforacionesparadeterminar:
—Humedadnatural
—Límitesdeconsistencia
—Granulometría
—Compactación
—Resistenciaorespuestaantecargastransitorias
Igualtratamientosedebedaralossuelosdepréstamo
quesecolocaránenlosrellenosyqueinfluiránenel
comportamientodelpavimento
EXPLORACIÓN DE LA SUBRASANTE

495. EXPLORACIÓN DE LA SUBRASANTE
Lossistemasdeclasificaciónencuadranlossuelosen
unadeterminadatipologíaapartirdesugranulometríay
límitesdeconsistencia
Elsistemamásapropiadoparaclasificarlossuelos
paraestudiodecallesycarreteraseselAASHTO
Lasmuestrasparaclasificaciónyotrosensayosnose
debentomaralazar,sinodeacuerdoconeldesarrollo
delperfilalolargodelavíaylasecuenciaenquese
presentenlasdiferentescapasdesuelo
CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS

496. EXPLORACIÓN DE LA SUBRASANTE
CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS
Determinación de granulometría Determinación de los límites de consistencia

497. EXPLORACIÓN DE LA SUBRASANTE
TABLA DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS DE LA AASHTO

498. EVALUACIÓN DE LA SUBRASANTE
DEFINICIÓN DEL
PERFIL Y
DELIMITACIÓN DE
ÁREAS HOMOGÉNEAS

499. Inicialmentesesectorizaeltramoenestudio,deacuerdo
conlosnivelesesperadosdetránsitoalolargodeél
DEFINICIÓN DEL PERFIL Y DELIMITACIÓN
DE ÁREAS HOMOGÉNEAS
SECTORIZACIÓN INICIAL POR TRÁNSITO

500. Apartirdelasclasificacionesdelossuelosdesubrasante
encontradosenlasperforaciones,seelaboraunperfil
DEFINICIÓN DEL PERFIL Y DELIMITACIÓN
DE ÁREAS HOMOGÉNEAS
SECTORIZACIÓN COMPLEMENTARIA POR TIPOS DE ROCA O SUELO

501. DEFINICIÓN DEL PERFIL Y DELIMITACIÓN
DE ÁREAS HOMOGÉNEAS
Sedeterminalalongitudenlacualpredominacadasuelo
ysedelimitanáreashomogéneasparaefectosdediseño,
teniendoencuentaeltránsitodeproyecto
Lasseccionesescogidasdebenserdesuficientelongitud,
conelfindequelosdiseñosresultantesdenlugarauna
construcciónprácticayeconómica
DETERMINACIÓN DE LAS ÁREAS HOMOGÉNEAS DE DISEÑO

502. DETERMINACIÓN DE LAS ÁREAS HOMOGÉNEAS DE DISEÑO
DEFINICIÓN DEL PERFIL Y DELIMITACIÓN
DE ÁREAS HOMOGÉNEAS

503. DETALLE DE LOS SUELOS DE LA UNIDAD 4
DEFINICIÓN DEL PERFIL Y DELIMITACIÓN
DE ÁREAS HOMOGÉNEAS

504. Distribución de la clasificación de los suelos de la unidad 4a
DEFINICIÓN DEL PERFIL Y DELIMITACIÓN
DE ÁREAS HOMOGÉNEAS
Sienuntramohaygranheterogeneidadenlossuelosynose
puededefinirunocomopredominante,eldiseñosebasaráen
elmásfrecuentedelossuelosdébilesencontrados
DETERMINACIÓN DE LAS ÁREAS HOMOGÉNEAS DE DISEÑO

505. EVALUACIÓN DE LA SUBRASANTE
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE
RESPUESTA SOBRE LOS
SUELOS
PREDOMINANTES

506. EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA
Losensayosderesistenciaoderespuestasedeben
realizarsobremuestrasrepresentativasdelossuelos
predominantes,reproduciendolascondicionesde
humedadydensidadqueseesperaprevalezcanen
servicio
ElensayomásutilizadoeselCBR,elcualesuna
medidadelaresistenciadelsueloalesfuerzocortante
bajocondicionesdehumedadydensidadcontroladas,
quetieneaplicacióneneldiseñoyenlaevaluaciónde
pavimentosasfálticos

507. Elsoportedelasubrasantesepuedeexpresar,también,
entérminosdelmódulodereacción,obtenidoatravésde
pruebasdeplacadirecta.Estemóduloseusaeneldiseño
depavimentosrígidos
Larespuestadelsoportesepuedecaracterizartambién
entérminosdeparámetroselásticos(móduloresilientey
relacióndePoisson),loscualesseaplicanenlos
procedimientosempíricomecanísticosdediseñode
pavimentosasfálticos
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

508. ENSAYO CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)
ElensayomásutilizadoeselCBR,elcualrepresenta
larelación,enporcentaje,entreelesfuerzorequerido
parapenetrarunpistónciertaprofundidaddentrodel
sueloensayadoyelesfuerzorequeridoparapenetrarun
pistónigual,lamismaprofundidad,dentrodeuna
muestrapatróndepiedratriturada100*
x)ón(penetracipatrónmuestralaenesfuerzo
x)ón(penetraciensayadosueloelenesfuerzo
CBR
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

509. ENSAYO CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)
LamuestrapatrónfueelegidayensayadaporO.J.
Porter,enCalifornia,en1929,presentandolos
siguientesesfuerzosrequeridosparadiferentes
profundidadesdepenetracióndelpistón:
Valores de esfuerzo en la muestra patrón
Penetración del
pistón
(mm) 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5
(pulg.) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Esfuerzo
(MPa) 6.89 10.34 13.1015.86 17.93
(lb/pg
2
) 1000 1500 1900 2300 2600
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

510. ENSAYO CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

511. ENSAYO CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)
Paracadamuestrapreparadasedibujaunagráfica
relacionandoEsfuerzovsPenetracióndelpistón:
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

512. ENSAYO CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)
Paracadamuestraelaborada,secalculasuvalorde
CBRparapenetracionesdelpistónde0.1‖(2.5mm)y
0.2‖(5.0mm)conlasexpresiones:100*
psi1500
σ
CBR
100*
psi1000
σ
CBR
0.2"
0.2"
0.1"
0.1"


EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

513. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA BAJO
CONDICIONES DE EQUILIBRIO
Humedad
Laresistenciadelossuelos,enespeciallosfinos,está
directamenterelacionadaconsuscondicionesdehumedad
ydedensidad
Serecomiendadeterminarlaresistenciadelasubrasante
bajolacondiciónmáshúmedaqueseespereunavezque
elpavimentoseencuentreenservicio
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

514. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA BAJO
CONDICIONES DE EQUILIBRIO
Humedad
Compactarsuelosfinosconhumedadesbajaspara
conseguiraltasdensidadesyaltasresistenciasdurante
laconstrucción,noconstituyeunabuenapráctica,por
cuantoelsueloquedaconunaestructuraquesedebilita
considerablementeconelhumedecimiento,loquese
traduceenpérdidasposterioresdedensidadyde
resistenciaeincrementosenlaexpansión
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

515. CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS DE ACUERDO CON LA
HUMEDAD PARA LA DETERMINACIÓN DE SU RESISTENCIA
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

516. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA BAJO
CONDICIONES DE EQUILIBRIO
Efectosdelsubdrenajesobrelahumedaddela
subrasante
Loscambiosdehumedaddelasubrasantepor
filtraciónyfluctuacionesdelnivelfreáticopuedenser
controladosconlainstalaciónymantenimientode
dispositivosdesubdrenaje
Estosdispositivossólosonefectivossilahumedaddel
sueloestásujetaapresióndeporospositiva
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

517. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA BAJO
CONDICIONES DE EQUILIBRIO
Efectosdelsubdrenajesobrelahumedaddela
subrasante
Silasfiltracionesdeaguaprovenientesdelaparte
superiorsoninevitablesyabundantes,conviene
determinarlaresistenciadelossuelosencondición
saturadacuandocorrespondanalascategorías1y2y
conlahumedadóptimadelensayonormalde
compactación(ProctorStandard)cuandocorrespondana
lacategoría3
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

518. Densidad
Ladensidadquealcanzalasubrasantebajounasuperficie
impermeable(densidaddeequilibrio),esfuncióndeltipode
sueloydelentornoambientalenelcualactúa
Existenprocedimientosparaestimaraprioriladensidad
deequilibrio
Engeneral,resultasuficienteconsiderarunadensidad
equivalenteal95%delamáximadelensayomodificadode
compactación(tomarprecaucionesenelcasodelossuelos
expansivos)
DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA BAJO
CONDICIONES DE EQUILIBRIO
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

519. CRITERIO AUSTRALIANO PARA DETERMINAR LA
RESISTENCIA EN CONDICIONES DE EQUILIBRIOIP < 10 IP > 10
< 600 1,0 - 1,5 1,4 - 1,8
>600 y <1000 0,6 - 1,1 1,0 - 1,4
>1000 0,4 - 0,9 0,6 - 1,0
Factor de corrección (F) por aplicar al CBR sumergido* para estimar el CBR en
condiciones de equilibrio in situ
Tipo de suelo **Precipitación anual
(mm)
* Cuando el CBR sumergido ha sido usado exitosamente no hay razón para modificar el resultado con el factor F
** Los valores más bajos de cada rango se aplican en situaciones donde se espera que el drenaje sea pobre, el
nivel freático elevado, etc. Los valores mayores se aplican en la situación opuesta
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

520. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA
MEDIANTE ENSAYOS DE CAMPO
Generalmenteresultaadecuadoestudiarlaresistencia
delasubrasantedepavimentosconstruidossobreel
mismosueloenvecindadesdelproyecto,loscualeshayan
estadosometidosatránsitocuandomenos3años
Enestossuelos,elCBRsepuedemedirdirectamente
medianteelmétododecampo(NormadeensayoINVE-
169)osepuedeestimarapartirdelensayodel
penetrómetrodinámicodecono(PDC)
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

521. DETERMINACIÓN DEL CBR EN EL CAMPO
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

522. ENSAYO DEL PENETRÓMETRO DINÁMICO DE CONO
Ensayoapropiadoparaestimarlaresistenciadesuelos
predominantementefinos
Medianteestapruebasemidelarataalacualpenetraen
elsuelounavarillaconunapuntacónica,amedidaquees
golpeadadesdeciertaalturaconunamasaespecificadade
8kg
Laresistenciaalapenetracióneslapendientedelarecta
―Númerodegolpesvspenetración‖,denominadanúmero
dinámico(ND)yseexpresaenmm/golpe
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

523. ENSAYO DEL PENETRÓMETRO DINÁMICO DE CONO
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

524. RESULTADO DE UN ENSAYO PDC
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

525. LaratadepenetracióndelPDC(NúmeroDinámico)puede
serrelacionadaconotrosvaloresderesistenciain-situ,comoel
CBR
ENSAYO DEL PENETRÓMETRO DINÁMICO DE CONO
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

526. PARÁMETROS ELÁSTICOS DE LA SUBRASANTE
1.Móduloresiliente(M
R)
Esunestimativodelmóduloelástico,basadoen
medidasdeesfuerzoydeformaciónapartirdecargas
rápidasrepetidas,similaresalasqueexperimentanlos
materialesdelpavimentobajolaaccióndeltránsito
Noesunamedidadelaresistencia,pueselmaterialno
sellevaarotura,sinoqueretornaasutamañoyforma
originales
2.RelacióndePoisson(m)
Eslarelaciónentrelasdeformacionestransversalesy
longitudinalesdeunespécimensometidoacarga
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

527. Móduloresiliente(M
R)
Sedeterminamedianteelensayotriaxialdinámico:
PARÁMETROS ELÁSTICOS DE LA SUBRASANTE
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

528. ProcedimientoparahallarelMóduloResiliente(M
R)
1.Secolocaunamuestracompactadaenlacámara
triaxialdentrodeunamembrana
2.Sesometeaunapresióndeconfinamiento(s
3)
3.Seaplicanpulsosrepetidosdeunesfuerzoaxial
desviador(s
d)
PARÁMETROS ELÁSTICOS DE LA SUBRASANTE
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

529. Procedimiento para hallar el Módulo Resiliente(M
R)
4.Se miden las deformaciones recuperables (DL) que
ocurren en una determinada longitud de la probeta (L)
5.Se calcula la deformación axial recuperable (e
r= DL/ L)
6.Se determina el módulo resiliente para ese esfuerzo
desviador (M
R= s
d/ e
r )
7.Se repite el procedimiento con otros esfuerzos axiales
desviadores
PARÁMETROS ELÁSTICOS DE LA SUBRASANTE
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

530. Procedimiento para hallar elMódulo Resiliente(M
R)
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

531. Móduloresiliente(M
R)
Debidoalcomportamientomecániconolinealdelos
suelos,sucaracterizaciónsedebeadelantarsobreun
rangodehumedadesyestadosdeesfuerzosque
representenlascondicionesesperadasenelterreno
PARÁMETROS ELÁSTICOS DE LA SUBRASANTE
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

532. Móduloresiliente(M
R)
Elmóduloresilientedelos
sueloscohesivosdecrececon
elaumentodelesfuerzo
desviadorydelahumedaddel
suelo,asícomoconla
disminucióndelapresiónde
confinamiento(ablandamiento
poresfuerzos)
M
R= A* s
d
-B
PARÁMETROS ELÁSTICOS DE LA SUBRASANTE
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

533. Móduloresiliente(M
R)
Elmóduloresilientedelossuelos
granularesaumentaconelestadode
esfuerzos,debidoalaumentodela
trabazónentrelaspartículas
individuales(endurecimientopor
esfuerzos)ydisminuyeconel
incrementodelahumedaddelsuelo
M
R= K
1(I
1)
K2
I
1= s
1+ s
2+ s
3
PARÁMETROS ELÁSTICOS DE LA SUBRASANTE
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

534. Relación de Poisson (m)
PARÁMETROS ELÁSTICOS DE LA SUBRASANTE
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

535. ENSAYO DE PLACA DIRECTA (AASHTO T 222)
Serealizaparaobtenerelmódulodereaccióndela
subrasante(k)elcualseusaeneldiseñodepavimentos
rígidos
Elvalorkfuedesarrolladobásicamentecomouna
constantederesortequerecibeelsoportebajolalosade
concreto
Ladeflexióndelosresortesesproporcionalala
presiónaplicada,esdecir,lapresiónreactivapararesistir
pararesistirunacargaesproporcionalakyala
deflexióndelalosa(D)
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

536. ENSAYO DE PLACA DIRECTA (AASHTO T 222)
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

537. ENSAYO DE PLACA DIRECTA (AASTHO T 222)
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

538. ENSAYO DE PLACA DIRECTA (AASTHO T 222)
Secolocaelequiposobreelsueloporensayar,sesometela
placaadiversaspresionesysemidenlasdeflexiones
Sedibujaunacurva―deflexiónvspresión‖
Determinación del módulo de reacción
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

539. ENSAYO DE PLACA DIRECTA (AASTHO T 222)
Elvalorde“k”secalculadividiendolapresiónsobrela
placa,porladeflexióncorrespondiente.Haydoscriterios:
—a)UsarparaelcálculolapresiónparaD=0.05pulgadas
—b)Usarparaelcálculoladeflexiónparap=10psipcik 320
05.0
16
 pcik 416
024.0
10

Determinación del módulo de reacción
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

540. Notodaslasagenciasvialesestánfamiliarizadaso
disponendeequiposmodernosparacaracterizarlos
suelosdesubrasanteylosmaterialesnoligadosdel
pavimento
Espermitidoelusodecorrelacionesentrediversos
indicadoresdelaresistenciaodelarespuestadelsuelo
Laaplicacióndeestascorrelacionesdebeser
cuidadosa,porcuantoellassebasanenunnúmero
limitadodedatos
CORRELACIONES ENTRE DIFERENTES
VALORES DE RESPUESTA DE LOS SUELOS
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

541. CORRELACIONES ENTRE DIFERENTES
VALORES DE RESPUESTA DE LOS SUELOS
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

542. CORRELACIONES ENTRE DIFERENTES
VALORES DE RESPUESTA DE LOS SUELOS
EJECUCIÓN DE ENSAYOS
DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA

543. DETERMINACIÓN DE LA
RESISTENCIA O
RESPUESTA DE DISEÑO
PARA CADA ÁREA
HOMOGÉNEA
EVALUACIÓN DE LA SUBRASANTE

544. SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE
RESPUESTA DE DISEÑO
Cualquieraseaelmétodoparamedirlaresistenciaola
respuestadelsuelo,cadamuestraocadaensayodará
generalmenteunresultadodiferente
Esimportantequeelvalorutilizadoparaeldiseñono
seanisubestimado,porcuantodarálugaraunmayorcosto
deconstruccióndelpavimento,nisobreestimadoenun
gradotal,queexistanriesgosimportantesdefalla
RESISTENCIA O RESPUESTA
DE DISEÑO PARA CADA ÁREA HOMOGÉNEA

545. SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE
RESPUESTA DE DISEÑO
Elnúmerodeensayosporáreahomogéneadependedela
extensióndelproyecto:
–Paravíasmuycortas(≤150metros)sonsuficientes
dospruebas
–Paratramosextensos(≥3,000metros)serecomienda
unmínimode5yunmáximode9porsuelohomogéneo
–Paratramosdelongitudintermediaseaplicaráel
criteriodeldiseñador
RESISTENCIA O RESPUESTA
DE DISEÑO PARA CADA ÁREA HOMOGÉNEA

546. SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE
RESPUESTA DE DISEÑO
Cuandosetenganmenosde5resultados,serecomienda
tomarelmenorvalorderesistenciaoderespuesta
determinadoencondicionesdeequilibrio
Cuandosetengan5resultadosomás,laeleccióndelvalor
dediseñodelárea,dependerádelmétododediseñodel
pavimentoquesevayaaemplear:
-SiseaplicanAASHTO–93oINVIAS,setomaráel
valorpromedio
-Paraotrosmétodos,sepuedeemplearelcriteriodel
InstitutodelAsfalto
RESISTENCIA O RESPUESTA
DE DISEÑO PARA CADA ÁREA HOMOGÉNEA

547. SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE
RESPUESTA DE DISEÑO
X= 87.5%Mayor o igual a 10
6
X=75%Entre 10
4
y 10
6
X= 60%Menor o igual a 10
4
Valor que es igualado o
excedido por el X % de
resultados
N
CRITERIO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO
RESISTENCIA O RESPUESTA
DE DISEÑO PARA CADA ÁREA HOMOGÉNEA

548. SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE
RESPUESTA DE DISEÑO
Losvaloresdediseñodecadaáreasedebenredondear
así:
1000Mayor de 500010Mayor de 50
5002000 -5000520 -50
100500 -200015 -20
50Menor de 5000.5Menor de 5
Redondear aM
R(kg/cm
2
)Redondear aCBR (%)
RESISTENCIA O RESPUESTA
DE DISEÑO PARA CADA ÁREA HOMOGÉNEA

549. SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE
RESPUESTA DE DISEÑO
Ejemplodeaplicación
Losresultadosde8ensayostriaxialesdinámicos
produjeronlossiguientesmódulosresilientesdeun
suelodesubrasanteenunáreahomogénea:6,200–
9,500–8,800–7,800-13,500–10,000–11,900y
11,300lb/pg
2
Determinarelmódulodediseñodelárea,paravalores
Nde10
4
,10
5
y10
6
ejesequivalentesde80kN
RESISTENCIA O RESPUESTA
DE DISEÑO PARA CADA ÁREA HOMOGÉNEA

550. Solución
Criterio de AASHTO 93 e INVIAS
SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE
RESPUESTA DE DISEÑO
RESISTENCIA O RESPUESTA
DE DISEÑO PARA CADA ÁREA HOMOGÉNEA
M
Rde diseño = 9,875 psi (10,000 psi) para cualquier tránsito
de diseñopsi875,9
8
500,13900,1111,30010,0005009,8008,8007,6,200
diseñodeM
R




551. Solución
Criterio del Instituto del Asfalto:
SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE
RESPUESTA DE DISEÑO
RESISTENCIA O RESPUESTA
DE DISEÑO PARA CADA ÁREA HOMOGÉNEA

552. Solución
Criterio del Instituto del Asfalto:
SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE
RESPUESTA DE DISEÑO
RESISTENCIA O RESPUESTA
DE DISEÑO PARA CADA ÁREA HOMOGÉNEA

553. MATERIALES PARA BASE Y
SUBBASE

554. CONTENIDO
Basesysubbasesgranulares
Basesysubbasesestabilizadasconaditivos
Estabilizacióndesuelosconcal
Estabilizacióndesuelosconcalycenizavolante
Estabilizacióndesuelosconcemento
Basesestabilizadasconasfalto
Basesestabilizadasconemulsiónasfáltica
Basesestabilizadasconasfaltoespumado
Combinacióndeestabilizantes
Otrostiposdebases
Basepermeable
Basedeconcretopobre

555. DEFINICIONES
Baseeslacapaqueseencuentrabajolacapade
rodaduradeunpavimentoasfáltico.Debidoasu
proximidadconlasuperficie,debeposeeralta
resistenciaaladeformación,parasoportarlasaltas
presionesquerecibe.Seconstruyeconmateriales
granularesprocesadosoestabilizadosy,eventualmente,
conalgunosmaterialesmarginales.
BASES Y SUBBASES

556. DEFINICIONES
Subbaseeslacapaqueseencuentraentrelabaseyla
subrasanteenunpavimentoasfáltico.Debidoaque
estásometidaamenoresesfuerzosquelabase,su
calidadpuedeserinferiorygeneralmenteestá
constituidapormaterialeslocalesgranulareso
marginales.
Elmaterialquesecolocaentrelasubrasanteylas
losasdeunpavimentorígidotambiénsedenomina
subbase.Enestecaso,debepermitireldrenajelibreo
seraltamenteresistentealaerosión,conelfinde
prevenirel―bombeo‖.Enalgunaspartes,aestacapa
lallamanbase.
BASES Y SUBBASES

557. - Compuestos principalmente por agregados pétreos y finos naturales.
- Su resistencia a la deformación está determinada casi exclusivamente
por el rozamiento interno de los agregados, aunque a veces existe una
componente cohesional brindada por los finos plásticos del material
- Modificación de un suelo o un agregado procesado, mediante la
incorporación y mezcla de productos que generan cambios físicos y/o
químicos del suelo aumentando su capacidad portante, haciéndolo menos
sensible a la acción del agua y, eventualmente, elevando su rigidez
- Materiales que no cumplen las especificaciones corrientes para uso vial,
pero que pueden ser usados con éxito, principalmente como resultado
de una experiencia local satisfactoria y un costo reducido
Naturales,
subproductos
industriales y
materiales de
desecho
Marginales
Granulares
(mezclas de
suelo-agregado)
No ligados
Estabilizaciones
con aditivos
Ligados CLASIFICACIÓN DE MATERIALES PARA BASES Y SUBBASES

558. BASES Y SUBBASES
BASES Y
SUBBASES
GRANULARES

559. Losagregadosparaconstruccióndebasesysubbases
granularesy,engeneral,paracualquiercapadeun
pavimentodebensercaracterizadospara:
–Establecersuidoneidad
–Obtenerinformaciónútilparaeldiseñoestructural
delpavimento
CARACTERIZACIÓN DE LOS AGREGADOS
Finalidad de la caracterización

560. 1.Caracterizaciónparaestablecersuidoneidaddeuso
Lacomposiciónmineralógicadelosagregados
determinaenbuenamedidasuscaracterísticasfísicasy
lamaneradecomportarsecomomaterialesparauna
capadepavimento
Porlotanto,alseleccionarunafuentedemateriales,el
conocimientodeltipoderocay,porlotanto,de
mineralesquelacomponenbrindaunaexcelentepista
sobrelaconvenienciadelosagregadosprovenientesde
ella
CARACTERIZACIÓN DE LOS AGREGADOS

561. CARACTERIZACIÓN DE LOS AGREGADOS
RESUMEN DE PROPIEDADES INGENIERILES DE LAS ROCAS
(SEGÚN CORDON Y BESTE)

562. 1.Caracterizaciónparaestablecersuidoneidaddeuso
Elexamenpetrográficodelasrocasenelmicroscopio,
medianteseccionesdelgadas,esunmétodoexcelente
paradeterminareltamañodelgrano,sutexturaysu
estadodedescomposición
Elexamen,realizadoporunexperto,permitecalcular
lasproporcionesdelasespeciesmineralógicasdela
rocay,enmuchoscasos,permitetambiéndilucidare
inclusiveresolverelproblemaplanteado
CARACTERIZACIÓN DE LOS AGREGADOS

563. 1.Caracterizaciónparaestablecersuidoneidaddeuso
CARACTERIZACIÓN DE LOS AGREGADOS
Cuarzo reactivo exhibiendo bandas oscuras
(A) y claras (B) en el mismo grano
Grano de cuarzo no reactivo con un
brillo uniforme

564. CARACTERIZACIÓN DE LOS AGREGADOS
1.Caracterizaciónparaestablecersuidoneidaddeuso
Laspropiedadesquímicasdelosagregadosson
importantescuandosevanaemplearenpavimentos
Enpavimentosasfálticos,laquímicadelosagregados
puededeterminarlaadherenciaentreellosyelasfalto
Enpavimentosrígidos,losagregadosquecontienen
formasreactivasdesílicepuedenpresentarreacciones
expansivasconlosálcaliscontenidosenlapastadel
cemento

565. CARACTERIZACIÓN DE LOS AGREGADOS
1.Caracterizaciónparaestablecersuidoneidaddeuso
Falla por deficiente adherencia
entre los agregados y el asfalto
Reacción expansiva entre la
sílice del agregado y los álcalis
del cemento

566. 1.Caracterizaciónparaestablecersuidoneidaddeuso
Sehandesarrolladomuchosensayosparamedirlas
característicasfísicasdelosmaterialesparaconstruir
pavimentos.Estosensayos,ensumayoríaarbitrariosen
elsentidodequesuutilidadreposaenlacorrelaciónde
susresultadosconelcomportamientoenelcampo,han
sidonormalizadosconelfindeobtenerresultados
reproducibles
Lasespecificacionesdeconstrucciónfijan,deacuerdo
conlaexperiencialocal,loslímitesadmisiblesdelos
resultadosdeestosensayos,segúnelusoprevistopara
elmaterial
CARACTERIZACIÓN DE LOS AGREGADOS

567. 2.Caracterizaciónparaefectosdediseño
estructuraldelpavimento
Setratadeensayosparaestablecerlarespuestade
losmaterialesalesfuerzoyaladeformación
Seempleanparacuantificarmódulosyrelacionesde
Poissony,paradeterminadoscomponentesdela
estructuradelpavimento,medirsuresistenciaala
fatiga
CARACTERIZACIÓN DE LOS AGREGADOS

568. FUENTES DE MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
CANTERA
DEPÓSITO ALUVIAL

569. PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
Estabilidadydensidad
Lamasadelosmaterialesgranularesparacapasde
subbaseybasedeberáposeerunaadecuadaestabilidad
portrabazónmecánica,demaneraquesoporte
adecuadamentelosesfuerzosimpuestosporlascargas
delaconstrucciónydeltránsitoautomotor
Laestabilidaddeunmaterialgranulardependedela
distribucióndelostamañosdelaspartículas
(granulometría),delasformasdelaspartículas,dela
densidadrelativa,delafriccióninternaydelacohesión

570. PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
Estabilidadydensidad(continuación)
Unmaterialgranulardiseñadoparamáxima
estabilidaddebeposeeraltafriccióninternapararesistir
ladeformaciónbajocarga
Lafriccióninternaylasubsecuenteresistenciaal
cortedependen,engranmedida,delagranulometría,de
laformadelaspartículasydeladensidad,Deestos
factores,ladistribucióndetamaños,enespecialla
proporcióndefinosrespectoalosgruesos,eselmás
importante

571. Estabilidadydensidad(continuación)
Lamáximadensidadsesueleobtenercuandoladistribución
detamañosseadaptaalafórmuladeFuller:
p = 100(d/D)
0.5
Generalmente,laproporcióndefinosquepermitealcanzar
lamáximaestabilidadesinferioralarequeridaparalograr
máximaestabilidad
Lagranulometríaporescogerdebeestablecerunbalance
entrelafacilidadconstructivaylamayorestabilidadposible
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES

572. ESTADOS FÍSICOS DE LAS MEZCLAS DE SUELO -AGREGADO
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES

573. VARIACIÓN DE LA DENSIDAD Y DEL CBR CON LA
CANTIDAD DE FINOS DE UN MATERIAL GRANULAR
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES

574. Angularidaddelagregadogrueso(INVE-227)
Aigualdaddedistribucióndetamaños,unagregadoconpartículas
fragmentadasmecánicamentepresentamayorestabilidadqueunocon
partículasredondeadas,debidoalamayortrabazónentrelaspartículas
Paraigualesgranulometrías,elmaterialconpartículastrituradasda
lugaraunmayorcoeficientedepermeabilidad,loquehacequeseamás
fácildedrenar
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES

575. Angularidaddelagregadofino(AASHTOT304–INV
E-239)
Porcentajedevacíosconairedelaspartículasmenores
de2.36mm,levementecompactadas
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
V= volumen del molde
W=peso de arena en el molde
G
A= peso específico arena

576. Partículasaplanadasyalargadas(INVE-240)
Lapresenciadepartículasaplanadasyalargadasesindeseable,por
cuantoellastiendenaquebrarsedurantelaconstrucciónybajotránsito,
modificandolagranulometríaoriginaldelagregado
DETERMINACIÓN DE PARTÍCULAS ALARGADAS Y PLANAS (ASTM D 4791)
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES

577. Limpieza
Índiceplástico(AASHTOT89yT90–INVE-125yE-126)
Representaelrangodehumedadenelcualunafracciónfina
seencuentraenestadoplástico
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
Límite líquido (LL) Límite plástico (LP)
Índice Plástico (IP) = LL -LP

578. Limpieza
Equivalentedearena(AASHTOT176–INVE-133)
Elefectodelaplasticidaddependedelaproporciónde
materialfinopresenteenlamezcla
Ladeterminacióndelíndiceplásticosesuele
complementarconladelequivalentedearena,elcual
permitevalorarlacantidadyactividaddelafracción
coloidaldelaspartículasfinas
Elagregadosemezclaconunasolucióndeclorurode
calcio-glicerina-formaldehídoyseagitadentrodeun
cilindrograduado,forzandoalaspartículasmásfinasa
quedarensuspensión
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES

579. Limpieza
Equivalentedearena(AASHTOT176–INVE-233)
Luegodeuntérminodereposo,semidenlasalturasdearena
(H
A)yfinos(H
F)ylarelaciónentreellas,enporcentaje,esel
equivalentedearena
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES

580. Limpieza
Valordeazul(EN-933-9-INVE-235)
Seusacomocomplementodelequivalentedearena,
cuandoelvalordeéstenosatisfaceellímiteespecificado
Caracterizalaactividaddelafracciónarcillosadel
agregadofinoysusensibilidadalagua
Elvalordeazuleslacantidaddeazuldemetilenoque
adsorben1,000gramosdelmaterialpasantedeltamizde2
mm,colocadosenunasoluciónacuosa
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES

581. Limpieza
Valordeazul(EN-933-9INVE-235)
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
negativo
positivo

582. Resistenciaalafragmentación
Laspartículasdelagregadogruesodebenserresistentes
alaabrasiónyaladegradaciónmecánica,paraprevenir
laformacióndefinosquealterenlagranulometría
originaldurantelacompactacióny,posteriormente,bajo
laaccióndeltránsitoautomotor
Laresistenciaalafragmentaciónsesuelemedir
mediantecuatro(4)ensayos:
—DesgasteLosÁngeles
—Trituraciónporimpacto
—Trituraciónporaplastamiento
—10%definos
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES

583. Resistenciaalafragmentación
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
DesgasteLosÁngeles(AASHTOT96–INVE-218y219)
Unamuestradelagregadogruesoessometidaaatricióne
impactoporunasesferasdeaceromientrasgiraenuncilindro
metálicoa31-33rpmpor15minutos,determinándoselafracción
delmaterialensayadoquepasaeltamizde1.70mm(#12)

584. Resistenciaalafragmentación
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
Valordetrituraciónporimpacto(VTI)(BS812)
Unamuestradelagregado
gruesosesometea15golpes
conunamasade13.6kgque
caelibrementedesdeunaaltura
de380mm,determinándose
luegoelporcentajede
partículasquepasaeltamizde
2.36mm(#8),respectodel
pesoinicialdelamuestra

585. Resistenciaalafragmentación
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
Valordetrituraciónporaplastamiento(VTA)(BS812)
Unamuestradelagregadogrueso(12.5mm–9.5mm)se
someteaunacargade400kNysedeterminaelporcentajede
partículasquepasaeltamizde2.36mm,respectodelpeso
inicialdelamuestra

586. Resistenciaalafragmentación
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
10%definos(BS812–INVE-224)
UtilizaelmismoequipoqueelensayoVTA
Unamuestradelagregadogruesosesometeadiferentes
cargas,determinándoseencadacasoelporcentajede
partículasquepasaneltamizde2.36mm(#8)respectodel
pesoinicialdelamuestra
Lacarganecesariaparaproducir10%departículasmenores
de2.36mmconstituyeelresultadodelaprueba

587. Durabilidad
Laspartículasdelosagregadosdebenserresistentesa
cambiosmineralógicosydesintegraciónfísicaacausadelos
ciclosdehumedecimientoysecadoimpuestosdurantela
construcciónyelperíododediseñodelpavimento
Ladurabilidaddebeserconsideradaenelmomentode
escogerlosagregadospétreos.Materialessusceptiblesde
degradaciónporlaaccióndeagentesclimáticosdurantela
vidaútildelpavimento,debenserevitados
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES

588. Durabilidad
Ladurabilidaddelosagregadosparaconstrucciónde
capasdepavimentosseacostumbraevaluarmediante
dosensayos:
—Solidezbajolaaccióndesulfatosdesodioo
magnesio
—Micro-Deval
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES

589. Durabilidad
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
Solidezbajolaaccióndesulfatos(ASTMC88–INVE-220)
Fraccionesdelagregado,dediversostamaños,sesometena
cincociclosdeexpansiónycontracción,consistentecadaunode
ellosen:
—Inmersiónduranteunlapsode16a18horasenuna
solucióndesulfatodesodioodemagnesio
—Secadohastapesoconstantea110ºC
Terminadoelúltimocicloselavanlasfraccionesparaeliminar
elsulfatoquecontengan;sesecanysetamizansobrelostamices
enloscualessereteníanantesdelensayo,determinadolas
pérdidasenpesosufridasporcadafracción

590. Durabilidad
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
Solidezbajolaaccióndesulfatos(ASTMC88INVE-220)
Inmersión del agregado
en la solución
Secado en el horno

591. Durabilidad
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
Solidezbajolaaccióndesulfatos(ASTMC88INVE-220)
Fracción de agregado
antes del ensayo
Fracción de agregado
luego de 5 ciclos

592. Durabilidad
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
EnsayoMicro-Deval(AASHTOTP58–INVE-238)
Unamuestrade1,500gramosdelagregadosecoes
sumergidaen2litrosdeaguadurante1horadentrodeun
cilindrode194mmdediámetro
Seintroducen5,000gramosdeesferasdeacerode9.5mm
dediámetrodentrodelcilindroysesometeéstearotacióna
100±5rpmdurante2horas
Sesecalamuestraysedeterminalaproporcióndematerial
quepasaeltamizde1.18mm(#16)respectodelpesoseco
inicialdelamuestra,lacualconstituyeelresultadodelensayo

593. Durabilidad
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
EnsayoMicro-Deval(AASHTOTP58–9NVE-238)

594. Durabilidad
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES
Muestra, esferas y agua dentro
del cilindro
EnsayoMicro-Deval(AASHTOTP58–INVE-238)
Máquina de ensayo

595. Permeabilidad
Lascaracterísticasdepermeabilidaddeunmaterial
granulardependendelagranulometría,deltipodeagregado,
deltipodeliganteydeladensidad
Lapermeabilidaddisminuyeamedidaqueseincrementala
fracciónfinadelmaterial
Amedidaquelagranulometríaseacercaalaecuaciónde
Fuller,elmaterialtiendealaimpermeabilidad
Coeficientesdepermeabilidadinferioresa10
-3
cm/sdan
lugaramaterialesdepavimentoque,desdeelpuntodevista
práctico,seconsideranimpermeables
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES

596. ESCORIA DE ALTO HORNO
Productonometálico,compuestoprincipalmenteporsilicatos
yalumino-silicatosdecalcioyotrasbases,queseobtieneenun
altohorno,simultáneamenteconlaproduccióndelhierro

597. PROPIEDADES QUÍMICAS
ESCORIA DE ALTO HORNO

598. PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS TÍPICAS
ESCORIA DE ALTO HORNO

599. Características
MuchosDepartamentosdeCarreterasconsideranlaescoria
dealtohornocomounagregadopétreoconvencional
Laescoriapuedesertrituradayclasificadaparaproducirun
materialquesatisfagalosrequisitosgranulométricosdeuna
subbaseobasegranular
Laescoriatienepropiedadescementantes,peroesfrágily
debajaresistenciaalimpactoyalaabrasión,porlocualno
sesueleexigirlaejecucióndeensayosdeestetipopara
valorarsuaptituddeusocomomaterialdepavimento
ESCORIA DE ALTO HORNO

600. ESPECIFICACIONES DEL INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS PARA
LOS MATERIALES GRANULARES DE SUBBASE Y BASE PARA VÍAS
DE TRÁNSITO PESADO
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES

601. ESPECIFICACIONES DEL INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS PARA
LOS MATERIALES GRANULARES DE SUBBASE Y BASE PARA VÍAS
DE TRÁNSITO PESADO
PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
GRANULARES PARA BASES Y SUBBASES

602. CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES DE BASE Y SUBBASE
GRANULAR CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
Móduloresiliente
Elmóduloresilienteesunestimativodelmódulode
elasticidadquesebasaendeterminacionesdeesfuerzos
ydeformacionesbajocargasrápidas,comolasque
recibenlosmaterialesdelpavimentoatravésdelas
ruedasdelosvehículos
Elmóduloresilientenoesunamedidadela
resistenciadelmaterial,porcuantoéstenosellevaa
roturaenelensayo,sinoquerecuperasuformaoriginal

603. Módulo resiliente(determinación en el laboratorio)
CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES DE BASE Y SUBBASE
GRANULAR CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS

604. Móduloresiliente
Elmóduloresilientedelosmateriales
granularesesaltamentedependientedel
estadodeesfuerzosalcualseencuentran
sometidos
Diferentealoquesucedeenlos
suelosfinos,losmaterialesgranulares
exhiben―endurecimientoporesfuerzos‖,
loquehacequeelmóduloseincremente
conlosesfuerzostotales,debidoaque
seincrementalatrabazónentrelas
partículasindividualesdelagregado
Elmóduloresilientedeunmaterial
granularseveafectadoadversamente
porlapresenciadepartículasfinas
CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES DE BASE Y SUBBASE
GRANULAR CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS

605. MÓDULO RESILIENTE
ValorestípicosdeK1yK2paramaterialesgranularesdebaseysubbase(M
Rpsi)Condición
húmeda K1 K2
Seco 6000-10000 0,5-0,7
Húmedo 4000-6000 0,5-0,7
Saturado 2000-4000 0,5-0,7
Seco 6000-8000 0,4-0,6
Húmedo 4000-6000 0,4-0,6
Saturado 1500-4000 0,4-0,6
BASE
SUBBASE
CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES DE BASE Y SUBBASE
GRANULAR CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS

606. MÓDULO RESILIENTE
Primerinvariantedetensiones(q)paralabasegranular
Primer invariante de tensiones (q) para la subbase granular3000 7500 15000
< 2 20 25 30
2 - 4 10 15 20
4 - 6 5 10 15
> 6 5 5 5
MR de subrasante (psi)
q (psi)
Espesor de
concreto
asfáltico (pg) < 2 10.0
2 - 4 7.5
> 4 5.0
Espesor de concreto
asfáltico (pg) q (psi)
CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES DE BASE Y SUBBASE
GRANULAR CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS

607. MÓDULO RESILIENTE
Elmóduloresilientedelascapasgranulares(MR
g)dependedelsoporte
brindadoporlasubrasante(MR
SR)
MR
g = K*MR
SRMRSR (psi) K
3000 3,5-4,8
6000 2,4-2,7
12000 1,8-1,9
20000 1,6-1,8
30000 1,5-1,7
SHELLrecomiendalasiguienteexpresiónparadeterminarelmódulo
deunacapagranular(MR
i),apartirdelespesordedichacapa(h
i)enmm
ydelmódulodelasubyacente(MR
i+1)
MR
i= 0.2*h
i
0.45
* MR
(i+1)
CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES DE BASE Y SUBBASE
GRANULAR CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS

608. RELACIONES ENTRE LOS MÓDULOS DE LAS CAPAS N Y N+1, PARA
DIFERENTES ESPESORES DE SUBBASE Y BASE GRANULAR
CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES DE BASE Y SUBBASE
GRANULAR CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
módulo de la capa n+1 (psi*1000)

609. CORRELACIÓN ENTRE EL CBR Y EL MÓDULO
RESILIENTE
Notodaslasagenciasestánfamiliarizadasconlaspruebaspara
caracterizarelmóduloresiliente.Porello,esútilconsiderar
correlacionesentrelosdiferentesindicadoresderesistencia
Estascorrelacionesdebentenerunmanejomuycuidadoso,pues
sonaproximadasybasadasenunnúmerolimitadodedatos
Paraelcasodematerialesgranularesdebaseysubbase,unade
lascorrelacionesmásconocidasesladesarrolladaporRaday
WitczakEstado de
esfuerzos
(q
MR (psi)
100 740 CBR
30 440 CBR
20 340 CBR
10 250 CBR
CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES DE BASE Y SUBBASE
GRANULAR CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS

610. VALORES TÍPICOS DE MÓDULOS DE ELASTICIDAD DE
MATERIALES PARA PAVIMENTOSMaterial Rango (Kg/cm
2
) Típico (Kg/cm
2
)
Concreto hidráulico 200000-550000 300000
Concreto asfáltico 15000-35000 30000
Base tratada con asfalto 5000-30000 10000
Base tratada con cemento 35000-70000 50000
Concreto pobre 100000-300000 200000
Base granular 1000-3500 2000
Subbase granular 800-2000 1200
Suelo granular 500-1500 1000
Suelo fino 200-500 300
1 Kg/cm
2
= 0,1 MPa = 14,3 psi
CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES DE BASE Y SUBBASE
GRANULAR CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS

611. Relación de Poisson
Eslarelaciónentrelasdeformacionestransversales
ylongitudinalesdeunespecimensometidoacarga
Losmaterialesmásrígidospresentanmenores
relacionesdePoisson
CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES DE BASE Y SUBBASE
GRANULAR CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS

612. ILUSTRACIÓN DE LA RELACIÓN DE POISSON
CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES DE BASE Y SUBBASE
GRANULAR CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS

613. VALORES TÍPICOS DE LA RELACIÓN DE POISSON (m)Material Rango Típico
Concreto hidráulico 0,10-0,20 0.15
Concreto asfáltico 0,15-0,45 0.35
Base tratada con asfalto 0,15-0,45 0.35
Base tratada con cemento
Suelo granular 0,10-0,20 0.15
Suelo fino 0,15-0,35 0.25
Concreto pobre 0,10-0,20 0.15
Base y subbase granular 0,30-0,40 0.35
Suelo de subrasante 0,30-0,50 0.40
CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES DE BASE Y SUBBASE
GRANULAR CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS

614. Resistencia a la fatiga
CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES DE BASE Y SUBBASE
GRANULAR CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
Lafallaporfatigadeunacapagranulardeunpavimentose
produceporacumulacióndedeformacionesverticales
irrecuperables
Elcriterioqueseadoptaconsisteenlimitar,enfuncióndel
número―N‖deaplicacionesdecarga,ladeformaciónverticalde
compresión(ε
v)ensuperficie,medianteleyesdefatigadeltipo
ε
v= A*N
-B
Ejemplosdeleyesdefatiga:
ε
v=2.16*10
-2
*N
-0.25
(UniversidaddeNottingham)
ε
v=1.11*10
-2
*N
-0.23
(CRR-Bélgica)

615. BASES Y SUBBASES
BASES Y SUBBASES
ESTABILIZADAS CON
ADITIVOS

616. BASES ESTABILIZADAS CON ADITIVOS
DEFINICIONES
Aditivos
Productoscomercialesmanufacturadosque,cuandose
adicionanaunsuelooaunamezcladesuelo–agregado
encantidadesapropiadas,alteranfavorablementedesdeel
puntodevistadelcomportamientoingenieril,algunas
propiedadescomolatextura,latrabajabilidad,la
plasticidadylaresistencia

617. DEFINICIONES
Estabilizaciónconaditivos
Incorporacióndeunoomásaditivosaunsueloounsuelo-
agregadoenlacantidadrequeridaparaqueunavezelaborada,
extendidaycompactadalamezcla,éstapresentelascaracterísticas
apropiadasparaservircomocapadebasedeunpavimento
Modificaciónconaditivos
Procesosimilaralaestabilización,medianteelcualsebusca
mejoraralgunapropiedaddelsuelo,peroeldiseñodelamezcla
nosetraduceenaumentossignificativosderesistenciay
durabilidad.Debidoaqueseempleanmenorescantidadesde
aditivos,suaplicaciónserestringealmejoramientodesubbasesy
subrasantes
BASES ESTABILIZADAS CON ADITIVOS

618. TIPOS DE SUELOS ESTABILIZABLES Y TIPOS DE
ADITIVOS
Prácticamentetodoslossuelos,conexcepcióndelos
orgánicos,sonsusceptiblesdeestabilizarconaditivos
cementantes
Losprincipalesmaterialescementantesparausovial
sonelcemento,elasfalto,lacalylascenizasvolantes
Otrosproductosconregistrocomercialpuedenresultar
aptosparalaestabilizacióndesuelos(aceitesulfonado,
enzimasorgánicas,polímeros,etc.)
BASES ESTABILIZADAS CON ADITIVOS

619. TIPOS DE SUELOS ESTABILIZABLES Y TIPOS DE
ADITIVOS(CONT.)
Siempreexistemásdeunestabilizanteaplicableaun
suelo
Conlosaditivosfactiblesparaestabilizarun
determinadosuelo,serealizanensayosdelaboratoriopara
obtenermezclasquecumplanlosrequisitosingenieriles
mínimosparalaconstruccióndecapasdebaseosubbase
Conlosresultadosdelosdiseñosyconsiderandolas
limitacionesclimáticas,lasrestriccionesdeseguridady
ambientalesyeldiseñoestructuraldelasalternativas,se
realizaunanálisiseconómicoparallegaraladecisiónfinal
BASES ESTABILIZADAS CON ADITIVOS

620. GUÍA GENERAL PARA LA SELECCIÓN DEL ADITIVO
BASES ESTABILIZADAS CON ADITIVOS

621. TRIÁNGULO DE GRADACIÓN PARA AYUDA EN LA SELECCIÓN DE UN
AGENTE ESTABILIZANTE COMERCIAL (US AIR FORCE)
BASES ESTABILIZADAS CON ADITIVOS

622. GUÍA PARA LA SELECCIÓN DEL ADITIVO (US AIR FORCE)Area SueloAditivo recomendadoRestricciones en LL ó IP
del suelo
Restricciones del %
pasa tamiz 200
Observaciones
asfalto
cemento
cal-cemento-ceniza
1B SW-SM óAsfalto IP<=10
SP-SM óCemento IP<=30
SW-SC óCal IP>=12 Lacalsolanosueleconducira
estabilizacionesaptaspara
capas de base (1)
SP-SC cal-cemento-ceniza IP<=25
1C SM, SC, Asfalto IP<=10 <= 30%
SM SC Cemento IP<=20+(50-PASA200)/4
Cal IP>=12 Ver (1)
cal-cemento-ceniza IP<=25
2A GW, GP Asfalto Solo material bien gradado (2)
Cemento
Elmaterialdebetener45%o
más pasa No. 4 (3)
cal-cemento-ceniza IP<=25
2B GW-GM óAsfalto IP<=10 Ver (2)
GP-GM óCemento Ver (3)
GW-GC óCal IP>=12 Ver (1)
GP - GCcal-cemento-ceniza IP<=25
2C GM, GC Asfalto IP<=10 <= 30% Ver (2)
GM - GCCemento IP<=20+(50-PASA200)/4 Ver (3)
Cal IP>=12 Ver (1)
cal-cemento-ceniza IP<=25
3 CH, CL,Cemento LL<40, IP<20
Suelosorgánicosymuyácidos
nosonestabilizablespor
medios convencionales
MH, ML
CL - ML
CH - MH
OL - OH
SW, SP1A
IP <= 25
Cal IP >=12 Ver (1)
BASES ESTABILIZADAS CON ADITIVOS

623. BASES ESTABILIZADAS CON ADITIVOS
ESTABILIZACIÓN
DE SUELOS CON
CAL

624. ESTABILIZACIÓN CON CAL
Tipos de cal
Eltérminocalserefierealóxidoyalhidróxidodecalcio
solosoconpequeñasproporcionesóxidoohidróxidode
magnesio,obtenidosporlacalcinaciónderocascalcáreas
adecuadassinyconposteriorhidratación

625. ESTABILIZACIÓN CON CAL
Tipos de cal
Debidoalcaráctercáusticodelascalesenformadeóxido,se
prefiereapagarlasañadiéndolescantidadescontroladasdeagua,
quedanlugara3tiposdecaleshidratadas:
—Altamente cálcica Ca(OH)
2
—Dolomítica monohidratadaCa(OH)
2+ MgO
—Dolomítica dihidratada Ca(OH)
2+ Mg(OH)
2

626. Tipos de cal
Lascalesaltamentecálcicasproducenmenoresresistencias
quelasquecontienencantidadesapreciablesdemagnesio,pero
presentanmenoresvariacionesentresí
Lascalesdolomíticas,sibiendanmayoresresistencias,
disminuyenmenoslaplasticidaddelossuelos
Lascalesdolomíticasmonohidratadas(dondeelmagnesio
permanececonoMgO)producenmejoresresultadosal
estabilizarquelasdihidratadas
ESTABILIZACIÓN CON CAL

627. PROPIEDADES DE CALES COMERCIALES VIVAS E HIDRATADAS
ESTABILIZACIÓN CON CAL

628. REACCIONES ENTRE LA CAL Y UN SUELO FINO
Intercambio catiónico (reacción rápida)
Floculación y aglomeración (reacción rápida)
Reacción puzolánica (reacción lenta)
Carbonatación
ESTABILIZACIÓN CON CAL

629. REACCIONES ENTRE LA CAL Y UN SUELO FINO
Intercambiocatiónico
Laspartículasdearcillatienenunaelevadacantidadde
superficiesconcarganegativaqueatraencationeslibresy
dipolosdeagua
Comoresultado,seformaunacapadeaguaaltamentedifusa
alrededordelaspartículas,separándolasyhaciendoquela
arcillasevuelvadébileinestable
Laadicióndecalalsueloencantidadsuficientesuministra
unexcesodeionesCa
++
quereemplazaloscationesmetálicos
másdébilesreduciendoeltamañodelacapadeaguadifusay
permitiendoquelaspartículasdearcillaseaproximenunasa
otrasofloculen
ESTABILIZACIÓN CON CAL

630. REACCIONES ENTRE LA CAL Y UN SUELO FINO
ESTABILIZACIÓN CON CAL

631. REACCIONES ENTRE LA CAL Y UN SUELO FINO
Floculaciónyaglomeración
Seproduceuncambioaparentedelatexturadelsuelo,por
cuantolaspartículasdearcillaseaglomeranformandootrasde
mayortamaño
Comoresultadodeello,seproducenmejorasinmeditadasen:
—Plasticidad,debidoalareduccióndelacapadeagua
adsorbida
—Trabajabilidad,debidoalcambiodetexturadeunaarcilla
plásticaaunmaterialfriablesdeltipolimosooarenoso
—Aumentodefriccióninternaentrelaspartículas
aglomeradasymayorresistenciaalcorte
ESTABILIZACIÓN CON CAL

632. REACCIONES ENTRE LA CAL Y UN SUELO FINO
ESTABILIZACIÓN CON CAL

633. REACCIONES ENTRE LA CAL Y UN SUELO FINO
Reacciónpuzolánica
Sielsuelosecompacta,seproduceunareacciónalargoplazo
entrelacal,elaguaylosmineralessílicoaluminososdelsuelo
fino,formándosecomplejoscompuestosdesilicatosyaluminatos
decalciohidratadosquesonagentescementantesque
incrementanlaresistenciadelamezclaysudurabilidad
Estareacciónesdecarácterlentoyvaríaconelsueloportratar
yconlatemperatura
Seconsideraqueunsueloesreactivoconlacal,siselogran
aumentosderesistenciadecuandomenos50psialos28días,a
unatemperaturade23ºC
ESTABILIZACIÓN CON CAL

634. REACCIONES ENTRE LA CAL Y UN SUELO FINO
ESTABILIZACIÓN CON CAL

635. REACCIONES ENTRE LA CAL Y UN SUELO FINO
Carbonatación
Consisteenlareaccióndelacalconeldióxidodecarbono
delaireparaformarcarbonatosdecalciorelativamente
insolubles,enlugardeproductoscementantes(silicatosy
aluminatosdecalciohidratados)
CaO + CO
2CaCO
3
ESTABILIZACIÓN CON CAL

636. REACCIONES ENTRE LA CAL Y UN SUELO FINO
Carbonatación
Lacarbonataciónesunareacciónindeseableydebeser
evitada,porcuantoelcarbonatonoreaccionaconelsuelopara
incrementarresistenciasoparadisminuirplasticidades
Porlotanto,sedebeimpedirqueelprocesodemezclasea
muylargoyquelamezclaelaboradaquedeexpuestaalaire
durantelargotiempoantesdesercompactada
ESTABILIZACIÓN CON CAL

637. PROPIEDADES TÍPICAS DE LOS SUELOS
ESTABILIZADOS CON CAL
Losefectosdeltratamientodeunsueloconcalpuedenser
clasificadoscomoinmediatosyalargoplazo
—Lamodificacióninmediataselograsinnecesidaddel
curadodelamezcla,esdegraninterésdurantelaetapa
constructivayseatribuyealasreaccionesinmediatas
—Laestabilizaciónalargoplazoocurreduranteydespués
delcuradoyesimportantedesdeelpuntodevistadela
resistenciayladurabilidaddelamezclacompactada
ESTABILIZACIÓN CON CAL

638. EFECTOS INMEDIATOS DEL TRATAMIENTO DE
SUELOS FINOS CON CAL
Eltratamientoconcaltieneefectoinmediatosobrealgunas
propiedadesdelsuelofino:
—Disminuyelaplasticidad
—Aumentaellímitedecontracción
—Disminuyelaproporcióndepartículasdeltamañodearcilla
—Mejoralatrabajabilidad
—Disminuyeladensidadmáximaparaunadeterminadaenergíade
compactación
—Reduceelpotencialexpansivodelsuelo
—Mejorademanerainmediatalaspropiedadesdeesfuerzo-
deformación
ESTABILIZACIÓN CON CAL

639. SUELO FINO ANTES Y DESPUÉS DEL
TRATAMIENTO CON CAL
ESTABILIZACIÓN CON CAL

640. Tendencia de la influencia de la cal sobre las
propiedades plásticas de los suelos finos
ESTABILIZACIÓN CON CAL

641. Influencia de la cal sobre el potencial expansivo de
los suelos finos (caso típico)
ESTABILIZACIÓN CON CAL

642. EFECTOS A LARGO PLAZO DEL TRATAMIENTO
DE SUELOS FINOS CON CAL
El tratamiento con cal tiene efectos a largo plazo sobre las
siguientes propiedades de un suelo fino:
—Resistencia
—Módulo resiliente
—Resistencia a la fatiga
—Durabilidad
ESTABILIZACIÓN CON CAL

643. EFECTOS A LARGO PLAZO DEL TRATAMIENTO DE
SUELOS FINOS CON CAL
Resistencia
Elefectomásobviodelacalsobreunsuelofinoosobrela
fracciónfinadeunagregadoeslagananciaderesistenciacon
eltiempo.Lasituaciónsefavorecealaumentarla
temperatura
Laspropiedadesdeunamezclareactivadesuelo-calvan
variandoconelcurado,debidoaldesarrollodeproductos
cementantesadicionales
Noesjustificableelusodeensayosmuyelaboradospara
evaluarconexactitudpropiedadesquevaríancontinuamente
ESTABILIZACIÓN CON CAL

644. EFECTOS A LARGO PLAZO DEL TRATAMIENTO DE
SUELOS FINOS CON CAL
Resistencia
Elensayodecompresióninconfinada(normaASTMD5102)es
elmásempleadoparadeterminarlaresistenciadelasmezclas
suelo–cal
Laresistenciaacompresión(RCI)puedeserempleadapara
establecer,demaneraaproximada,parámetrostalescomolas
resistenciasatensiónyaflexiónoelmóduloresiliente
Laresistenciaatensiónsepuedeestimardemanera
conservativacomoel10%deRCIylaresistenciaaflexión,
comoeldobledelaresistenciaatensióno20%delaRCI
ESTABILIZACIÓN CON CAL

645. Variación típica de la resistencia de mezclas de suelo –cal
en función del período de curado y del contenido de cal
ESTABILIZACIÓN CON CAL

646. EFECTOS A LARGO PLAZO DEL TRATAMIENTO DE
SUELOS FINOS CON CAL
Móduloresiliente
Alaparconlosincrementosderesistenciaprovocadospor
lareacciónpuzolánica,seproducencambiosenlarelación
esfuerzo-deformacióndelmaterial,loscualessetraducen
enaumentosdelmóduloresiliente
Lossuelosestabilizadosconcalfallanamayores
esfuerzosdesviadoresquelosnoestabilizadosyamenores
nivelesdedeformación
Existenrelacionesdirectasentrelaresistenciadelas
mezclasdesuelo-calylosmódulosresilientesporflexión
ESTABILIZACIÓN CON CAL

647. Relaciones esfuerzo de compresión -deformación en mezclas
compactadas de suelo cal ensayadas a diferente edad
ESTABILIZACIÓN CON CAL

648. Relación entre resistencia a compresión y módulo
resiliente para suelos estabilizados con cal (Liddle, 1995)
ESTABILIZACIÓN CON CAL

649. EFECTOS A LARGO PLAZO DEL TRATAMIENTO DE
SUELOS FINOS CON CAL
Resistenciaalafatiga
Losefectosdegananciaderesistenciaafatigaporflexión
producidosporlareacciónpuzolánicasuelensersustanciales
enlossuelosreactivos
Larelacióndeesfuerzos(esfuerzoaplicado/resistenciaa
flexión)secorrelacionaconelnúmerodeaplicacionesde
cargahastalafatiga,pormediosexperimentales
ESTABILIZACIÓN CON CAL

650. Curva típica de fatiga de una mezcla de suelo cal
(Thompson y Figueroa –1989)
ESTABILIZACIÓN CON CAL

651. EFECTOS A LARGO PLAZO DEL TRATAMIENTO DE
SUELOS FINOS CON CAL
Durabilidad
Lahumedadafectaadversamentelosnivelesderesistenciay
rigidezproducidosenelsueloporlaadicióndecal
Elefectoqueproducelasaturacióndelamezcladependedel
nivelderesistenciaoreacciónpuzolánicaalcanzadaantesde
queaquellaseproduzca
Silasaturaciónseproducecuandoyahaocurridounnivel
significativodelareacciónpuzolánica,lapérdidaderesistencia
porhumedadnosueleexcederde10%,perosiocurreantes,la
pérdidapuedellegarhasta40%omás
ESTABILIZACIÓN CON CAL

652. DISEÑO DE LA MEZCLA SUELO CAL
Loscriteriosdediseñovarían,dependiendodelosobjetivos
delaestabilizaciónydelascondicionesdeseadasdeservicio
Sisólosepretendeunamodificacióndelsuelo,bastacon
determinarlacantidaddecalnecesariaparaproducirla
modificacióndeseada(disminucióndeplasticidad,reducción
delpotencialexpansivo,etc.)
Sisepretendequelamezclaseautilizadaenaplicaciones
estructuralesenelpavimento,sedebensatisfacerunos
requisitosmínimosderesistenciadeprobetasdemezcla
elaboradasycuradasencondicionesestablecidas
ESTABILIZACIÓN CON CAL

653. DISEÑO DE LA MEZCLA SUELO CAL
AunquelamayoríadelasAgenciashanadoptadolaresistencia
acompresióninconfinada(RCI)comoparámetroparadiseñode
lasmezclasdesuelo–cal,noexisteunprocedimientouniversal
paralaelaboración,curadoyensayodelasprobetas
ESTABILIZACIÓN CON CAL

654. DISEÑO DE LA MEZCLA SUELO CAL
Elprocedimientogeneraldediseñocomprendelos
siguientespasos:
1.Determinarlahumedadóptimadelsueloenelensayo
Proctornormal(AASHTOT99–INVE-141)
ESTABILIZACIÓN CON CAL

655. DISEÑO DE LA MEZCLA SUELO CAL
2.Estimarelporcentajeprobabledecalparaestabilizar
elsuelo,medianteelmétododeEadesyGrim(norma
ASTMD6276)
ESTABILIZACIÓN CON CAL

656. DISEÑO DE LA MEZCLA SUELO CAL
3.Elaborarmezclascondiferentesporcentajesdecal
(porencimaypordebajodelestablecidoenelpaso
anterior)ycompactarlasconlahumedadóptima,con
laenergíadelensayoAASHTOT99(INVE-141)
ESTABILIZACIÓN CON CAL

657. DISEÑO DE LA MEZCLA SUELO CAL
4.Curarlasprobetascompactadasbajolascondiciones
quetengaestablecidalaAgencia
ESTABILIZACIÓN CON CAL

658. ESTABILIZACIÓN CON CAL
DISEÑO DE LA MEZCLA SUELO CAL
5.Romperlasprobetasporcompresiónsimplealavelocidad
especificadaporlaAgenciayelegircomoporcentaje
adecuadoparalaconstruccióndeunasubbaseobase,elque
asegurelaresistenciamínimaestablecidaporlaAgencia

659. CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES ESTABILIZADOS
CON CAL, CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
Propiedades de esfuerzo deformación
Sonesencialesparaanalizaradecuadamenteel
comportamientoestructuraldeunacapadesuelocalen
unpavimento
Módulo elástico en compresión
E (ksi) = 9.98 + 0.124*f’
c(psi)
ESTABILIZACIÓN CON CAL

660. CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES ESTABILIZADOS
CON CAL, CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
Propiedades de esfuerzo deformación
Resistencia a tensión
Esimportanteeneldiseñodepavimento.Seusan2
procedimientosparaevaluarestaresistenciaenlas
mezclassuelo–cal
—Tracción indirecta
Rti = 0.10*f’
c
—Resistencia a flexión (módulo de rotura)
MR = 0.20*f’
c
ESTABILIZACIÓN CON CAL

661. CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES ESTABILIZADOS
CON CAL, CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
Resistenciaafatiga
Lascurvasderespuestadefatigaporflexióndemezclascuradas
desuelocalsonanálogasalasobtenidasconotrosproductos
cementantes
ESTABILIZACIÓN CON CAL

662. CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES ESTABILIZADOS
CON CAL, CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
Resistenciaafatiga
Sedebetenerencuentaquelasmezclassuelo–cal
gananresistenciademaneracontinuaconlaedad
(reacciónpuzolánica)ycomolaresistenciaúltimadela
mezclaesfuncióndelperíododecurado,larelaciónde
esfuerzosparaundeterminadoesfuerzoaplicadova
disminuyendo,loquesetraduceenunincrementodela
resistenciaalafatiga
ESTABILIZACIÓN CON CAL

663. BASES ESTABILIZADAS CON ADITIVOS
ESTABILIZACIÓN
DE SUELOS CON
CAL Y CENIZA
VOLANTE

664. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
Lacalsolareaccionaconsueloscuyoíndiceplásticosea
cuandomenosde10.Sielsuelonoessuficientemente
reactivo,lacalsóloesefectivasisecombinaconunafuente
adicionaldesíliceyalúmina(puzolana),enpresenciade
agua
Lapuzolanamásutilizadaeslacenizavolante(fly-ash),
queeselresiduofinamentedivididoqueresultadela
combustióndelcarbónmineralenlasplantastermoeléctricas

665. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE

666. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
SUELOS ADECUADOS PARA LA ESTABILIZACIÓN CON CAL
Y CENIZA
Lasestabilizacionesconcalycenizahandemostradoser
eficientesyeconómicasenelmejoramientodesuelosqueno
presentenpropiedadespuzólanicas(materialesgranulares)
Dadoquedichossuelostienenunaestructuramineral
importante,lasresistenciasdelasmezclassuelogranular-cal-
cenizasonmuchomayoresquelasdelasmezclasdesuelofino
concal,loquepermiteunaaplicaciónestructuralmásimportante
enlaconstrucciónvial(basesenvíasdetránsitoliviano,
subbases,subrasantesmejoradas,rellenoslivianos)

667. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
GRADACIONES TÍPICAS DE AGREGADOS PARA LA
ESTABILIZACIÓN CON CAL Y CENIZA

668. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
OTROS REQUISITOS TÍPICOS PARA LOS AGREGADOS
EN ESTABILIZACIONES CON CAL Y CENIZA

669. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
EFECTOS DEL TRATAMIENTO DE UN AGREGADO
PÉTREO CON CAL Y CENIZA
Efecto de la temperatura y tiempo de curado sobre la
resistencia a compresión

670. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
EFECTOS DEL TRATAMIENTO DE UN AGREGADO
PÉTREO CON CAL Y CENIZA
Resistenciaacompresiónyflexión
Mezclasadecuadamentediseñadaspuedenpresentar
resistenciasentre500y1,000psiluegode7díasdecuradoa
38ºCyvaloressuperioresa1,500luegodeunañodeservicio
Larelaciónentrelasresistenciasflexiónycompresiónsigue
lasleyestípicasdelasmezclasconestabilizanteshidráulicos.
Engeneralseencuentranentre0.15y0.25,considerándose0.20
comounpromedioaceptable

671. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
Relación entre las resistencia a compresión y flexión en la
estabilización de un agregado con cal y ceniza

672. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
Efecto de la cal y la cal + ceniza sobre la resistencia a
compresión inconfinada de un suelo cohesivo

673. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
EFECTOS DEL TRATAMIENTO DE UN AGREGADO
PÉTREO CON CAL Y CENIZA
Cicatrizaciónautógena
Unbeneficiocaracterísticodelasmezclassuelo–cal–
cenizaessucapacidaddere-cementarseatravésdelas
grietas,porunmecanismoautoregenerativo
Debidoaello,estasmezclassonmenossusceptiblesal
deteriorobajocargarepetidaymásresistentesalosefectos
ambientales,quelasmezclasquenoposeenestapropiedad

674. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
Efecto de la fractura y el remoldeo sobre la resistencia de
mezclas de agregado -cal -ceniza

675. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
DISEÑO DE MEZCLAS SUELO -CAL -CENIZA
LaFHWArecomiendaelsiguienteprocedimientode
laboratorioparadeterminarlasproporcionesdelamezcla:
1.Mezclarlosagregadoscon5proporcionesdiferentesde
ceniza,entre10%y20%,añadirunacantidadestimada
dehumedadóptimaydeterminarladensidaddelas
cincomuestrasluegodecompactarlasconlaenergíadel
ensayoAASHTOT180(INVE-142)
2.Dibujarunacurvacontenidodecenizavsdensidade
identificarelvalorpicodedensidad

676. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
DISEÑO DE MEZCLAS SUELO -CAL -CENIZA
3.Elegiruncontenidodematrizcuandomenos2%por
encimadelquediolugaralamáximadensidadyrealizar
unensayodecompactaciónAASHTOT180(INVE-142)
paraesamezcla,determinandolahumedadóptimayla
densidadmáxima
4.Realizar5combinacionessuelo-ceniza-calquedenlugar
alcontenidodematrizelegidoenelpuntoanterior.Las
cantidadesdecalsedebenelegirdemaneraquelarelación
cal:cenizaestéentre1:3y1:4(sehanencontradomezclas
satisfactoriasconrelacionesentre1:2y1:7)

677. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
DISEÑO DE MEZCLAS SUELO -CAL –CENIZA
5.Paracadaunadelascombinaciones,compactar6probetas
conlaenergíaantescitadaylahumedadóptimaycurarlas
enambientehúmedoa38ºCdurante7días.Tresdelas
probetassedestinaránalensayodecompresión
inconfinaday3aldedurabilidad
6.Romperlasprobetasdestinadasalensayodecompresióny
dibujarunacurvaquerelacionelaresistenciaconel
porcentajedecalañadido.Seconsideranaceptablesparala
construccióndecapasdebase,valoresderesistenciade
cuandomenos2,760kPa(400psi)

678. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
DISEÑO DE MEZCLAS SUELO -CAL -CENIZA
7.Enrelaciónconelensayodedurabilidad,serealizan12
ciclosdecongelamientoydeshielo(ASTMD560),
considerándoseapropiadouncontenidodecalquegenere
pérdidasnomayoresde10%.Parazonasnoexpuestasaun
ambientemuysevero,laFHWArecomiendaaplicarla
prácticalocal
8.Seeligelamezclamáseconómicaquecumplalosdos
requisitosy,paracompensarpérdidas,serecomienda
incorporar0.5%adicionaldecalenlaobra

679. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
DISEÑO DE MEZCLAS SUELO -CAL -CENIZA

680. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES
ESTABILIZADOS CON CAL Y CENIZA, CON FINES DE
DISEÑO DE PAVIMENTOS
Móduloelástico
Elmóduloelásticodelasmezclasagregado–cal–ceniza
dependedefactorestalescomoladurezaylagradacióndel
agregado,elgradodecompactaciónylascaracterísticasdel
curadodelamezcla.Losvalorestípicosparadiseñose
encuentranentre0.5*10
6
y2.5*10
6
psi(3,400–17,200MPa)

681. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
RelacióndePoisson
Suvaloreselordende0.08paranivelesdeesfuerzo
inferioresal60%delesfuerzoúltimo,aumentandohasta0.3
paralacargadefalla
Paralamayoríadeloscálculosdediseñoyevaluaciónse
puedentomarvaloresde0.10a0.15,sinquesecometan
erroresapreciables
CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES
ESTABILIZADOS CON CAL Y CENIZA, CON FINES DE
DISEÑO DE PAVIMENTOS

682. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
Fatiga
Comoentodoslosmaterialesdepavimentos,lasmezclas
agregado–cal–cenizafallanbajocargarepetidaconnivelesde
esfuerzoinferioresalrequeridoparafallarconunasola
aplicación
Sinembargo,debidoalacicatrizaciónautógena,estasmezclas
resultanmenossusceptiblesalafatigaqueotrosmateriales
Amenosquelafatigaocurradurantelosprimerosdíasde
carga,lafatiganosueleserunfactordeterminanteenel
comportamientodelamezcla
CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES
ESTABILIZADOS CON CAL Y CENIZA, CON FINES DE
DISEÑO DE PAVIMENTOS

683. BASES ESTABILIZADAS CON
CAL –CENIZA VOLANTE
Relación entre los niveles de esfuerzo y el número ciclos hasta la
fractura para una mezcla típica de agregado –cal -ceniza

684. BASES ESTABILIZADAS CON ADITIVOS
ESTABILIZACIÓN DE
SUELOS CON
CEMENTO

685. DEFINICIONES
Suelomodificadoconcemento
Suelooagregadotratadoconunacantidadrelativamentebajade
cemento,paracorregirlealgunapropiedadindeseablecomola
plasticidadolasusceptibilidadacambiosvolumétricos.Seusan
contenidosdecementosignificativamentemenoresqueenlas
mezclasdesuelocemento
Suelocemento
Materialendurecidoobtenidoporelcuradodeunamezcla
íntimadesuelopulverizado,cementoPortlandyagua.Su
contenidodecementoessuficienteparasuperarlaspruebasde
durabilidad
BASES ESTABILIZADAS CON CEMENTO

686. DISEÑO DE LAS MEZCLAS
Lasestabilizacionesconliganteshidráulicos
(cemento,calymezclasdeellosconcenizasvolantes)
sediseñanconcriteriosderesistenciaalacompresióny
dedurabilidad
ENSAYOS USADOS EN COLOMBIA PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTO
BASES ESTABILIZADAS CON CEMENTO

687. CONTENIDOS PROBABLES DE CEMENTO PARA
CAPAS DE BASE ESTABILIZADAS
DISEÑO DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTO

688. ENSAYO DE DENSIDAD PROCTOR NORMAL PARA
DETERMINAR LA HUMEDAD ÓPTIMA
DISEÑO DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTO

689. PREPARACIÓN DE PROBETAS CON DIFERENTES
PORCENTAJES DE CEMENTO PARA ENSAYOS DE
COMPRESIÓN Y DURABILIDAD
Compactación de probetas
con la humedad óptima
Curado de las probetas
en cámara húmeda
DISEÑO DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTO

690. ENSAYO DE COMPRESIÓN SIMPLE A LOS SIETE
DÍAS DE CURADO
Inmersión en agua 5 horas Rotura por compresión
DISEÑO DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTO

691. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE CEMENTO
PARA OBTENER LA RESISTENCIA ESPECIFICADA
DISEÑO DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTO

692. ENSAYO DE HUMEDECIMIENTO Y SECADO
Se realizan doce ciclos de durabilidad, consistente cada uno de ellos en:
1. Inmersión en
agua 5 horas
2. Secado en horno a
72º C por 42 horas
3. Reposo 1 hora y
cepillado general
DISEÑO DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTO

693. ENSAYO DE HUMEDECIMIENTO Y SECADO
Se secan las probetas, se pesan y se calculan las pérdidas de peso
de cada una
DISEÑO DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTO

694. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE CEMENTO
PARA LAS MÁXIMAS PÉRDIDAS DE PESO
ESPECIFICADAS
DISEÑO DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTO

695. CRITERIOS DE DISEÑO DE MEZCLAS PARA BASES
ESTABILIZADAS CON LIGANTES HIDRÁULICOS
RESISTENCIA MÍNIMA A 7 DÍAS PARA ESTABILIZACIÓN CON
CEMENTO Y A 28 DÍAS PARA ESTABILIZACIONES CON CAL, CAL -
CENIZA Y CEMENTO -CAL -CENIZA
REQUERIMIENTOS DE DURABILIDAD (PÉRDIDAS MÁXIMAS
ADMISIBLES LUEGO DE 12 CICLOS DE HUMEDECIMIENTO Y SECADO)Capa INVIAS US AIR FORCE
Base 450 psi 750 psi
Subbase - 250 psi Tipo de suelo INVIAS US AIR FORCE
Granular IP<=10 14% 11%
Granular IP>10 10% 8%
Limos 10% 8%
Arcillas 7% 6%
DISEÑO DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTO

696. EVOLUCION DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN DE LAS
MEZCLAS DE SUELO CEMENTO CON EL TIEMPO

697. EVOLUCION DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN DE LAS
MEZCLAS DE SUELO CEMENTO CON EL TIEMPO
DISEÑO DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTOtba
t
ftf
cc
*
)28()(
''


t = tiempo en días
a, b = coeficientes experimentales

698. CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES
ESTABILIZADOS CON CEMENTO, CON FINES
DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
1.Móduloelásticodelasmezclasdesuelocemento
Engeneral,elcomportamientoesfuerzo-deformación
delossuelosestabilizadosconcementoesnolinealy
dependientedelesfuerzo
Sinembargo,paramuchossuelosynivelesde
estabilización,ydentroderangoslimitados,sepuede
asumirqueelmaterialeslinealmenteelásticobajocarga
repetida
BASES ESTABILIZADAS CON CEMENTO

699. CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES
ESTABILIZADOS CON CEMENTO, CON FINES DE
DISEÑO DE PAVIMENTOS
1.Móduloelásticodelasmezclasdesuelocemento
Elmódulosuelevariarentre35,000kg/cm
2
y70,000
kg/cm
2
,dependiendodeltipodesuelo,delniveldel
tratamiento,deltiempodecurado,delcontenidodeaguay
delascondicionesdeensayo.
Lossuelosfinosestabilizadospresentanvaloresmás
próximosallímiteinferiordelrango,entantoquelos
granularesestabilizadosexhibenlosvaloresmásaltos
BASES ESTABILIZADAS CON CEMENTO

700. CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES
ESTABILIZADOS CON CEMENTO, CON FINES DE
DISEÑO DE PAVIMENTOS
1. Módulo elástico de las mezclas de suelo cemento
FórmuladeLim&Zollinger(válidapararesistenciasa
compresiónentre200y2,000libras/pg
2
)
E(t) = módulo de elasticidad en psi, en el tiempo t
w = densidad de la mezcla compactada en libras/pie
3
f’
c(t) = resistencia a compresión en psi, en el tiempo t
BASES ESTABILIZADAS CON CEMENTO75.0'5.1
)(**38.4)( tfwtE
c


701. CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES
ESTABILIZADOS CON CEMENTO, CON FINES
DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
1.Móduloelásticodelasmezclasdesuelocemento
FórmuladeIllinoisDOT
E (ksi) = 500 + f’
c
f’
c=resistenciaacompresión(libras/pg
2
)
BASES ESTABILIZADAS CON CEMENTO

702. CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES
ESTABILIZADOS CON CEMENTO, CON FINES DE
DISEÑO DE PAVIMENTOS
2.Comportamientoalafatiga
Lascurvasdefatigadelasmezclasdesuelocementose
describengeneralmentemedianteecuacionesderelaciónde
esfuerzos(relaciónentreelesfuerzoaplicadoylaresistencia
últimaalaflexióndelamezcla)
RE = a + b*log N
RE = relación de esfuerzos
N = número de ciclos de carga hasta la fatiga
a,b = coeficientes experimentales
BASES ESTABILIZADAS CON CEMENTO

703. CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES
ESTABILIZADOS CON CEMENTO, CON FINES DE DISEÑO
DE PAVIMENTOS
2. Comportamiento a la fatiga(cont.)
BASES ESTABILIZADAS CON CEMENTO

704. CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES
ESTABILIZADOS CON CEMENTO, CON FINES DE DISEÑO
DE PAVIMENTOS
2.Comportamientoalafatiga(cont.)
BASES ESTABILIZADAS CON CEMENTO

705. BASES ESTABILIZADAS CON ADITIVOS
BASES
ESTABILIZADAS
CON ASFALTO

706. BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO
Productos asfálticos adecuados para la estabilización
Laestabilizacióndesuelosesunprocesoqueserealiza
atemperaturaambiente,loqueexigeelusodeunasfalto
que,bajotalcondición,presenteunaconsistencia
apropiadaparalamezclaconelsuelo
Estacaracterísticaselogracon2productosasfálticos:
—Emulsiónasfáltica
—Asfaltoespumado

707. BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO
Dispersiónhomogéneadepequeñosglóbulosdecemento
asfálticocubiertosporunemulsificante,dentrodeunafase
continuaacuosa
Elemulsificanteesunproductoquedisminuyelatensión
entreelasfaltoyelagua,permitiendoqueelasfaltose
mantengadispersoenelaguaenformadepequeñosglóbulos
Lasmoléculasdelemulsificantetienenunextremode
naturalezaorgánicaqueesafínconelasfaltoyotrocargado
eléctricamentequemanifiestaafinidadporelagua.Siesta
cargaesnegativa,laemulsiónesaniónica,mientrasquesies
positiva,laemulsiónsedenominacatiónica
EMULSIÓN ASFÁLTICA

708. BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO
Lasemulsionescatiónicasexhibenuncomportamiento
satisfactoriofrentealamayoríadelosagregadospétreos,
motivoporelcualsonlasmásutilizadas
Eltipoycantidaddelagenteemulsificantedeterminanen
granmedidalavelocidadconlacualseproducelaroturade
laemulsión(separacióndelasdosfases)
Existenemulsionesderoturarápida(RR),deroturamedia
(RM)yderoturalenta(RL)
Lasemulsionesapropiadasparalaestabilizacióndesuelos
sonlasderoturalenta
EMULSIÓN ASFÁLTICA

709. BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO
ASFALTO ESPUMADO
Elasfaltoespumadoseformaporlainyeccióndeuna
pequeñacantidaddeaguafría(delordende2%delpesodel
asfalto)yairecomprimidoaunamasadecementoasfáltico
caliente
Alentrarelaguaencontactoconelasfaltocalientese
convierteenvapor,elcualquedaatrapadodentrodediminutas
burbujasdeasfalto,formándoseunaespumadegranvolumen
Despuésdealgunossegundos,laespumaseenfríayelvapor
enlasburbujassecondensacausandoelcolapsoyla
desintegracióndelaespuma.Entonces,elcementoasfáltico
recuperatantosuvolumeninicialcomosuspropiedades
reológicasoriginales

710. CARACTERIZACIÓN DEL ASFALTO ESPUMADO
Elasfaltoespumadosecaracterizamediante2parámetros
empíricos:
—Relacióndeexpansión:Relaciónentreelvolumen
máximodelasfaltoensuestadoespumadoyel
volumendelasfaltounavezquelaespumaha
colapsadocompletamente
—Vidamedia:Eseltiemporequerido(ensegundos)
paraquelaespumabajehastalamitaddelvolumen
máximoalcanzado
BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO

711. CARACTERIZACIÓN DEL ASFALTO ESPUMADO
UnaRelacióndeExpansiónaltapermiteesperarunamenor
viscosidaddelcementoasfálticoy,porlotanto,unamejor
dispersiónenelsueloomaterialpétreoconelcualsemezcla
UnaVidaMediaprolongada,implicaunmayortiempo
disponibleparalarealizacióndelamezclaconelsueloo
agregado,mientraselcementoasfálticoaunpermaneceen
formadeespuma.
Seconsideraqueelmejorespumadoesaquelqueoptimiza
tantolaRelacióndeExpansióncomolaVidaMedia
BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO

712. BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO
Optimización de la Relación de Expansión y de la Vida
Media de un asfalto espumado

713. CARACTERIZACIÓN DEL ASFALTO ESPUMADO
LaRelacióndeExpansiónylaVidaMediaseencuentran
muyinfluenciadastantoporlacantidaddeaguainyectada,
comoporlatemperaturadelasfaltoduranteelprocesode
espumado
Amayorestemperaturasdeespumadoymayorcantidad
deaguaseincrementalaRelacióndeExpansiónperose
reducelaVidaMedia
LasEspecificacionesdelINVÍASexigen:
—RelacióndeExpansión≥10
—VidaMedia≥10segundos
BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO

714. BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO
Influencia de la temperatura y del contenido de agua
sobre la Relación de Expansión y sobre la Vida Media
de un asfalto espumado

715. BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO
MECANISMOS DE LA ESTABILIZACIÓN CON ASFALTO
Suelosdegranofino
Elmecanismobásicoenvueltoenlaestabilizaciónde
estossuelosconasfaltoeseldeimpermeabilización
Comoelsueloposeecohesión,lafuncióndelasfalto
esformarunamembranaqueimpidelapenetracióndel
agua,previniendocambiosdevolumendelsueloy
reduccionesensuresistenciaysumódulode
elasticidad

716. BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO
MECANISMOS DE LA ESTABILIZACIÓN CON ASFALTO
Materialesgranulares
Enlaestabilizacióndematerialesgranularesdondeyaexiste
aportefriccional,elasfaltoinvolucradosmecanismos:
—Impermeabilización:Creaunamembranaquepreviene
odificultalaentradadelagua,reduciendolatendenciadel
materialaperderresistenciaymóduloenpresenciade
agua
—Adhesión:Brindaalagregadolacohesióndelacual
carece,aumentandolaresistenciaalcorteyalaflexión,
asícomoelmóduloelástico

717. BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO
FACTORES QUE AFECTAN EL RESULTADO DE UNA
ESTABILIZACIÓN CON ASFALTO
Algunosdeestosfactorescoincidenconaquellosqueafectan
otrostiposdeestabilizaciones:(1)tipodeestabilizante,(2)tipoy
gradacióndelsuelo,(3)densidaddelamezclacompactaday(4)
curadoy/ocondicionesdeenvejecimientodelamezcla
Otrosfactores,porelcontrario,sontípicosdeestetipode
estabilizaciones,debidoalcaráctertermo-viscoelásticodelasfalto:
—Temperaturadeejecucióndelosensayos
—Velocidaddeaplicacióndelascargasenlosensayos

718. BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO
BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN
ASFÁLTICA

719. SUELOS ADECUADOS PARA ESTABILIZAR
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
Suelosdegranofino
Laposibilidaddeestabilizarsuelosdegranofinoconasfalto
dependedesuplasticidadydelacantidaddematerialque
pasaeltamiz#200
Unexcesodepartículasfinassetraduceenunasuperficie
específicamuygrande,queexigiríaunaproporción
considerabledeasfaltoparacubrirlasuperficiedetodaslas
partículas
BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA

720. Suelos de grano fino
SUELOS ADECUADOS PARA ESTABILIZAR
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA

721. Materiales granulares
SUELOS ADECUADOS PARA ESTABILIZAR
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA

722. REQUISITOS DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS PARA
ESTABILIZACIÓN DE SUELOS
BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA

723. BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
DISEÑO DE LAS MEZCLAS
Losmétodosdediseñodemezclasconemulsiones
asfálticasutilizanladurabilidadcomocriteriode
comportamientodelamezcladespuésdecompactaday
curada
Lamayoríadelosmétodosincluyenladeterminaciónde
lapérdidadecapacidadresistentedelamezcladespuésde
unperíododeinmersiónenagua,comparandolaresistencia
luegodeinmersiónconlaresistenciainicial
Existenmuchosmétodosparaeldiseñodemezclascon
emulsionesasfálticas

724. BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
DISEÑO DE LAS MEZCLAS

725. BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
Esquema del ensayo de extrusión sobre probetas de
suelo –emulsión(norma INV E-812)

726. BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
DISEÑO DE LA MEZCLA POR EL MÉTODO DE
INMERSIÓN –COMPRESIÓN
1.Determinacióndelahumedadóptimadecompactación

727. BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
DISEÑO DE LA MEZCLA POR EL MÉTODO DE
INMERSIÓN -COMPRESIÓN
2.Determinacióndelcontenidoóptimoteóricodeligante
—FórmulaDuriezmmdemenorespartículasf
mmymmentrepartículass
mmymmentrepartículasS
mmymmentrepartículasg
mmdemayorespartículasG
fsSgG
específicaSuperficie
riquezademóduloK
residualasfaltodeL
08.0%
315.008.0%
5315.0%
105%
10%
100/)1351230.233.017.0(
)5.35.2(
%%








 5
KL

728. BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
DISEÑO DE LA MEZCLA POR EL MÉTODO DE
INMERSIÓN –COMPRESIÓN
3.Elaboracióndemezclas
Seelaboranmezclascondiferentescantidadesde
emulsión,correspondientesaporcentajesdeligantepor
encimaydebajodelóptimoteórico,manteniendoel
contenidoóptimodefluidosdecompactación
4.Compactacióndeprobetas
Secompactanprobetasde10cmpor10cmdealtura
mediantecompresióncrecientehastaalcanzar210
kg/cm
2
,manteniendoestapresióndurante2minutos
(compactarseisprobetasparacadacontenidode
ligante)

729. BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
DISEÑO DE LA MEZCLA POR EL MÉTODO DE
INMERSIÓN –COMPRESIÓN
5.Curadodelasprobetas
Desmoldadodelasprobetasycuradoalairedurante
7díasa25ºC
Separarcadajuegode6probetasen2gruposparael
restodelcurado:
—Unodelosgrupossemantieneotros7díasal
airea25ºC
—Elotrogruposesumergeenaguaa25ºCpor7
días

730. BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
DISEÑO DE LA MEZCLA POR EL MÉTODO DE
INMERSIÓN –COMPRESIÓN
6.Ensayodecompresión
Altérminodelperíododecurado,sedeterminala
densidaddelasprobetasyserompenporcompresión
simple,promediandolasresistenciasparacada
porcentajedeligante(porapartelascuradasensecoy
lascuradasenhúmedo)
7.Determinacióndelcontenidoóptimodeemulsión
Sedibujangráficasderesistenciaseca,resistencia
húmedayresistenciaconservadayelegirelporcentaje
óptimodeemulsión,deacuerdoconelcriteriode
diseño

731. BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
Representación gráfica de los resultados de un ensayo de
inmersión -compresión

732. CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES ESTABILIZADOS
CON EMUSIÓN ASFÁLTICA, CON FINES DE DISEÑO DE
PAVIMENTOS
Módulodinámico
Setratadematerialesmuyvariablesydifícilesdemodelar,debidoa
quesurigidezvaríaconelperíododecurado,latemperaturayel
tiempodeaplicacióndelacarga
FórmuladeFinnparadeterminarelmódulodinámicodemezclas
tratadasconemulsiónasfáltica,a25°C13.1)(015.0)(46.240.0)10ln(
3


PSFMR
m


m= densidad de la mezcla, lb/pie
3
SF = proporción de arena, en peso (retenido entre tamices # 4 y # 200)
P = penetración del asfalto base, 0.1 mm
BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA

733. CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES ESTABILIZADOS
CON EMUSIÓN ASFÁLTICA, CON FINES DE DISEÑO DE
PAVIMENTOS
Módulodinámico
CHEVRONdesarrolló3tiposdemezclasconemulsiónasfáltica:
—TipoI:elaboradaenplantaconagregadosprocesadosycon
propiedadessimilaresalasdeunconcretoasfáltico
—TipoII:elaboradaconagregadosclasificados
—TipoIII:elaboradaconarenasolimosarenosos
Sedeterminaronlosvaloresdesusmódulosenelrangode23ºCa
38ºC(73a100ºF),luegodecuradototalysecompararonconlosde
mezclasdebasedeconcretoasfálticoelaboradasconcementos
asfálticosAC–40yAC–5,encontrándosealtacoincidencia
BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA

734. Variación del stiffness con la temperatura, para 3 tipos de
mezclas con asfalto emulsificado en condición curada
BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA

735. Enlasmezclasconemulsiónasfálticaesmuyimportantetener
encuentalosefectosdelcuradoenelmódulodinámico
E
t= E
f -(E
f -E
i)*RF
t
E
t=móduloalatemperaturaTytiempodecuradot
E
f=móduloalatemperaturaTparalamezclatotalmentecurada
E
i=móduloalatemperaturaTparalamezclaenestadono
curado(inicial)
BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES ESTABILIZADOS
CON EMUSIÓN ASFÁLTICA, CON FINES DE DISEÑO DE
PAVIMENTOS
Módulo dinámico

736. RF
t=factordereducciónquetieneencuentalacantidadde
curadoalcanzadaeneltiempot
BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES ESTABILIZADOS
CON EMUSIÓN ASFÁLTICA, CON FINES DE DISEÑO DE
PAVIMENTOS
Módulo dinámico

737. Módulodinámico
Parasuperarlasreducidasvelocidadesdecuradodelas
estabilizacionesconemulsión,seacostumbraañadirbajas
proporcionesdecemento(1%-3%)queincrementanel
módulodelamezclahastaen200%,segúnlaemulsión
utilizada
Elmódulodinámicodelascapasestabilizadascon
emulsiónasfálticatiendeareducirseconeltiempo,a
causadelafatigaporlaaplicacióndelascargasdel
tránsito
BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES ESTABILIZADOS
CON EMUSIÓN ASFÁLTICA, CON FINES DE DISEÑO DE
PAVIMENTOS

738. BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
VALORES TÍPICOS DE MÓDULOS DINÁMICOS PARA CAPAS
ESTABILIZADAS CON EMULSIÓN ASFÁLTICA

739. Elcomportamientoafatigadelasestabilizacionesconemulsión
asfálticaessimilaraldelasmezclasbituminosasencaliente
N
f= Ke
t
-c
N
f=númerodeaplicacionesdecargahastalafallaparauna
deformacióninicialdetensión,e
t
K,c=nonstantesderegresiónobtenidasdelanálisisdelosdatos
delapruebadefatiga
BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES ESTABILIZADOS
CON EMUSIÓN ASFÁLTICA, CON FINES DE DISEÑO DE
PAVIMENTOS
Comportamiento a la fatiga

740. Elstiffnessdelamezclatieneunaconsiderableincidenciaen
elresultadodelapruebadefatiga
Paraunadeterminadamezclaeigualescondicionesde
temperaturayfrecuenciadeaplicacióndecarga,lacurvade
fatigavaríasegúnelcriterioqueseelijaparaconsiderarlafalla
(reduccióndemódulo,cantidaddeagrietamiento)
Losresultadosdefatigaenellaboratorioconducenauna
estimaciónmuyconservativadeunamezclabituminosa,porlo
cualsedebenaplicarfactoresdedesplazamiento
BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA
CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES ESTABILIZADOS
CON EMUSIÓN ASFÁLTICA, CON FINES DE DISEÑO DE
PAVIMENTOS
Comportamientoalafatiga

741. Criterio de fatiga para mezclas elaboradas con emulsiones
asfálticas (CHEVRON)
BASES ESTABILIZADAS
CON EMULSIÓN ASFÁLTICA

742. BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO
BASES
ESTABILIZADAS CON
ASFALTO ESPUMADO

743. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
SUELOS ADECUADOS PARA ESTABILIZAR CON ASFALTO
ESPUMADO
Granulometría
Ackeroyd&Hicksestablecieron3zonasenlagráficade
granulometría,fijandolaconvenienciadelossuelosparaser
estabilizadosconasfaltoespumado:
—ZonaA:elmaterialesadecuadoparaestabilizaciónenvías
detránsitopesado
—ZonaB:elmaterialesapropiadoparaestabilizaciónen
víasdetránsitoliviano,perosucomportamientopuedeser
mejoradoconlaadicióndefraccionesgruesas
—ZonaC:elmaterialesdeficienteenfinosynoresponde
bienaltratamiento,porloquenoesadecuadoparaestabilizar

744. Envolventes de gradación sugeridas para mezclas con asfalto
espumado(Ackeroyd & Hicks)
BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO

745. SUELOS ADECUADOS PARA ESTABILIZAR CON ASFALTO
ESPUMADO
Plasticidad
Lasmezclasconasfaltoespumadoadmitenunacantidad
limitadadefinosplásticos,aconsejándosequesuIPnosea
mayorde6
Siseexcedeestevalor,resultarecomendableuntratamiento
previoconcalocemento
BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO

746. DISEÑO DE LA MEZCLA
BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO

747. DISEÑO DE LA MEZCLA
1.Optimizacióndelaspropiedadesdelasfaltoespumado
Consisteendeterminar,enunaplantaportátilde
laboratorio,elporcentajedeaguaqueoptimiza
laspropiedadesdeespumadodelasfalto,de
maneradeasegurarlosvaloresde―Expansión‖y
―VidaMedia‖exigidosporlasespecificaciones
BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO

748. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
Planta de laboratorio WLB 10 para espumar asfalto

749. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
Determinación del contenido de agua para optimizar el espumado

750. DISEÑO DE LA MEZCLA
2.Determinacióndelcontenidoóptimodehumedad
Serequiereaguaparaespumarelasfalto,paraablandar
elmaterial,romperlosgrumosquepuedanexistiry
parapermitirunamejordispersióndelasfaltodurante
lasoperacionesdemezcladoydecompactaciónenel
laboratorioyenelcampo
Insuficienteaguareducelatrabajabilidaddelamezcla
dandocomoresultadounamaladispersióndelligante,
entantoquesuexcesoalargaeltiempodecurado,
reduceelcubrimientodelosagregadosasícomola
densidadyresistenciadelamezclacompactada
BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO

751. DISEÑO DE LA MEZCLA
2.Determinacióndelcontenidoóptimodehumedad(cont.)
DeacuerdoconinvestigacionesdeMobilOil,el
contenidoóptimodehumedadparalamezclay
compactacióntienelugarenunrangoentreel70%yel
80%delahumedadóptimadelProctorModificadode
losagregados
BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO

752. 3.Elaboracióndemezclasdeensayo
Seelaboranmezclascon5porcentajesdiferentesde
asfaltoylacantidadóptimadefluidosdecompactación
Losporcentajesdeasfaltoseescogenenfunciónde
tipodesueloquesevaaestabilizar
Sielmaterialcontienepartículasarcillosas,seledebe
adicionarcalocemento(lasnormasINVÍASloexigen
cuandoelproductoIP*pasatamiz#200>72)
BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
DISEÑO DE LA MEZCLA

753. Rangos típicos de contenido de asfalto en mezclas con asfalto espumado
(adaptado de Bowering & Martin –1976)
BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO

754. Elaboración de una mezcla de ensayo
BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO

755. DISEÑO DE LA MEZCLA
4.Compactación de probetas de ensayo
Con cada una de las mezclas se elaboran seis probetas
Marshall, compactándolas con 75 golpes por cara
BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO

756. DISEÑO DE LA MEZCLA
5.Curadodelasprobetas
Debidoalapresenciadeaguaqueesnecesario
eliminar,lasmezclasconasfaltoespumadodesarrollan
suresistenciatotalconeltiempo,perorequieren
períodosdecuradomenoresqueenelcasodelas
estabilizacionesconemulsiónasfáltica
Lascondicionesdecuradodelasprobetascompactadas
afectanseveramentelaresistenciafinaldelasmezclas
conasfaltoespumado,porloqueconvienesimularen
ellaboratoriounprocedimientoreproducibleenlaobra
BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO

757. DISEÑO DE LA MEZCLA
5.Curado de las probetas
BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
Probetas curadas
Elasfaltoseadhierealafracciónfinacreandounmortero
queligalaspartículasdemayortamaño,peronolascubre
Sección transversal de
una probeta curada

758. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
Diversos procedimientos propuestos para el curado de
mezclas compactadas con asfalto espumado

759. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
DISEÑO DE LA MEZCLA
6.Medidadedimensionesypesosdelasprobetas
Semidenlasdimensionesdetodaslasprobetasyse
determinasupesoespecífico,descartandoaquellas
cuyovalordifieraenmásde30kg/cm
2
delvalor
mediodelgrupoalcualpertenecen

760. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
DISEÑO DE LA MEZCLA
7.Ensayodetracciónindirecta
Lasprobetaselaboradasconundeterminadocontenidode
asfaltoseseparanendosgrupos:
—Lasprobetasdeungruposefallanportracción
indirectaconunavelocidaddedeformaciónde50.8
mm/minuto
—Lasprobetasdelotrogruposecolocanenun
desecadordevacíodondesecubrenconaguaa25ºC
yseaplicavacíode50mmdemercurioporunahora,
fallándoseposteriormentecomolasdelprimergrupo

761. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
Ensayo de tracción indirectaDL
P
RTI

2


762. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
DISEÑO DE LA MEZCLA
Seelaborangráficasquemuestrenlaevolucióndelasresistencias
delos2gruposdeprobetasconelcontenidodeasfaltoyseescoge
comoóptimounporcentajedeligantequesatisfagaloscriteriosde
diseñodelamezcla
Ejemplo
(Criterios de diseño del Artículo 461 Especificaciones INVÍAS)
Resistencia de probetas curadas en seco ≥ 2.5 kg/cm
2
(250 kPa)
Resistencia tras curado húmedo ≥ 50 %
Elporcentajeóptimodeasfaltoesaquelquecumpliendolas2
exigencias,délugaralamayorresistenciatrascuradohúmedo

763. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
Representación gráfica de los resultados de un ensayo de
tracción indirecta

764. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
SUSCEPTIBILIDAD DE LAS MEZCLAS CON ASFALTO
ESPUMADO A LA ACCIÓN DEL AGUA
Debidoalosbajoscontenidosdeliganteylosaltos
volúmenesdevacíosquecontienen,estasmezclasresultanmuy
susceptiblesalaaccióndelagua
Lasusceptibilidadalaguaesinversamenteproporcionalal
gradodecuradoquehaalcanzadolamezclaenelmomentode
laexposición
Consecuentemente,esnecesarioprotegerlasmezclasdela
accióndelaguadurantesuperíodoinicialdevidaosimularen
ellaboratoriounascondicionesdeexposiciónconsecuentescon
lasdelaobra

765. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
Influencia del grado de saturación de las probetas sobre la
resistencia a tracción indirecta(Campagnoli & Ríos, 2000)

766. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
Sigueleyesdecomportamientosimilaresalasque
presentanlasestabilizacionesconemulsiónasfáltica,es
decir,dependedelperíododecurado,delaratadecarga,
delniveldeesfuerzoydelatemperatura
Elmódulofinalseobtieneenunplazomenorqueenel
casodeestabilizacionesconemulsión,debidoalmenor
contenidodeaguadelamezcla
CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES ESTABILIZADOS
CON ASFALTO ESPUMADO, CON FINES DE DISEÑO DE
PAVIMENTOS
Módulo dinámico

767. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES ESTABILIZADOS
CON ASFALTO ESPUMADO, CON FINES DE DISEÑO DE
PAVIMENTOS
Módulodinámico
Latendenciadeevolucióndelmóduloconelcontenidode
asfaltoessimilaralaquepresentalaresistenciadelamezcla

768. Valores de resistencia a la tracción indirecta y de módulo dinámico para
mezclas del área de Bogotá (Santamaría, 2000)
BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO

769. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
REDUCCIÓN DEL MÓDULO DINÁMICO A CAUSA
DE LA APLICACIÓN DE CARGAS (Long, 2001)
CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES ESTABILIZADOS
CON ASFALTO ESPUMADO, CON FINES DE DISEÑO DE
PAVIMENTOS
Módulo dinámico

770. Vidaefectivadefatiga
Seconocecomotal,elnúmeronecesarioderepeticionespara
reducirelmódulodelamezclahasta400MPa
Alalcanzardichovalor,seconsideraquelaestabilizaciónse
empiezaacomportarcomounmaterialgranular
BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO

771. Deformación permanente
La mayor parte de la deformación se produce con las
aplicaciones iniciales de carga
BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO

772. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
Deformación permanente
REPETICIONES DE CARGA ADMISIBLES EN FUNCIÓN DE
LA MAGNITUD DE LA CARGA APLICADA Y DEL NIVEL DE
DEFORMACIÓN (Long, 2001)

773. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
RESUTADOS DE UN ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE LAS TÉCNICAS
DE ESTABILIZACIÓN CON EMUSIÓN Y CON ASFALTO ESPUMADO

774. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
RESUTADOS DE UN ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE LAS TÉCNICAS
DE ESTABILIZACIÓN CON EMUSIÓN Y CON ASFALTO ESPUMADO

775. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
Análisisdelosresultadosdelaestabilizacióndel
materialarcilloso
Materialsolo
—Encondiciónseca,elempleodeemulsióndalugara
resistenciasaceptables,entantoquealemplear
asfaltoespumadoserequierelaincorporaciónde
activantes
—Todaslasmezclaspìerdenresistenciadespuésde
inmersiónenagua
RESUTADOS DE UN ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE LAS TÉCNICAS
DE ESTABILIZACIÓN CON EMUSIÓN Y CON ASFALTO ESPUMADO

776. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
Análisisdelosresultadosdelaestabilizacióndel
materialarcilloso
Material+2%decal
—Todaslasmezclasdanresultadossatisfactorios,siendo
mayoreslasresistenciasenelcasodelaemulsión
Material+2%decemento
—Lasresistenciaensecosonsatisfactorias(aunque
menoresqueenelcasodelacal),perolas
resistenciasconservadassonbajas
RESUTADOS DE UN ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE LAS TÉCNICAS
DE ESTABILIZACIÓN CON EMUSIÓN Y CON ASFALTO ESPUMADO

777. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
RESUTADOS DE UN ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE LAS TÉCNICAS
DE ESTABILIZACIÓN CON EMUSIÓN Y CON ASFALTO ESPUMADO

778. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
RESUTADOS DE UN ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE LAS TÉCNICAS
DE ESTABILIZACIÓN CON EMUSIÓN Y CON ASFALTO ESPUMADO
Análisisdelosresultadosdelaestabilizacióndelmaterial
sílicocalcáreo
—Laemulsióndalugaraunamezclaconresistencia
adecuada,tantoencondiciónsecacomoencondiciónhúmeda
—Lamezclaconasfaltoespumadosinactivantenopresenta
ningunaresistencia,debidoaproblemasdeadherenciaentreel
asfaltoyelagregado
—Laincorporacióndeactivantesmejoraelcomportamiento
delasmezclasconasfaltoespumado

779. BASES ESTABILIZADAS
CON ASFALTO ESPUMADO
COMPARACIÓN ENTRE LAS TÉCNICAS DE ESTABILIZACIÓN
CON EMUSIÓN Y CON ASFALTO ESPUMADO

780. BASES Y SUBBASES
COMBINACIÓN DE
ESTABILIZANTES

781. COMBINACIÓN DE ESTABILIZANTES
Elpropósitogeneraldelacombinaciónde
estabilizantesesrealizaruntratamientopreviodel
sueloparamodificaralgunasdesuscaracterísticas,
antesdeaplicarelestabilizantedominante
Laventajadelprocedimientoesqueunodelos
estabilizantescompensalafaltadeefectividaddelotro
eneltratamientodeunacaracterísticaparticulardel
suelo
Normalmente,ladosificacióndelproductoquese
aplicaprimeroesmenorqueladelsegundo
Generalidades

782. COMBINACIÓN DE ESTABILIZANTES
Lascombinacionesdeestabilizantesmásempleadas
son:
—Cal–Cemento
—Cal–Asfaltoemulsionadooespumado
—Cemento–Asfaltoemulsionadooespumado
TIPOS DE COMBINACIONES DE ESTABILIZANTES

783. COMBINACIÓN DE ESTABILIZANTES
SELECCIÓN DE COMBINACIÓN DE ESTABILIZANTES
(adaptado de FHWA-IP-80-2)

784. Elcementonosepuedemezclarexitosamenteconfinosmuy
plásticos
Alrealizaruntratamientomixtodecalycemento,cada
conglomerantecumpleunamisión:
—Lacal,queseagregaprimero,floculalosfinosconuna
reacciónrápidadeintercambioiónico,disminuyendola
plasticidaddelsueloymejorandolatrabajabilidadyel
mezclado.Asímismo,reducelahumedad
—Elcementoproduceunrápidoincrementoderesistencia
mecánicaenelsuelo
COMBINACIÓN DE ESTABILIZANTES
COMBINACIÓN CAL -CEMENTO

785. Sesueleaplicarprimeroentre1%y3%decaly
luegolacantidadrequeridadecemento,segúneltipode
suelo
Eldiseñodelamezclaserealizapormétodos
aplicablesalestabilizantedominante,enestecasolosde
compresióninconfinadayhumedecimientoysecado
COMBINACIÓN DE ESTABILIZANTES
COMBINACIÓN CAL -CEMENTO

786. COMBINACIÓN DE ESTABILIZANTES
Efecto de la combinación de cal y cemento sobre una arcilla
de Irbid (Jordania)
EFECTO DE LA CAL SOBRE LA RESISTENCIA EFECTO DE LA CAL COMO PRE -TRATAMIENTO

787. Elcuradoesunfactorclaveeneldesarrollodela
resistenciadelasestabilizacionesconproductosasfálticosy
suvelocidadsevefavorecidaconelusopreviodecalo
cemento
Eltratamientopreviodelsueloconcalocementohaceque
laestabilizaciónconelproductoasfálticoseamásresistente
alahumedadypresentemódulosmayoresqueestabilizando
solamenteconelproductoasfáltico
Alemplearcemento,serecomiendaquesuproporción
respectodelasfaltoresidualnoseamayorde1:5paraevitar
lafragilidaddelamezcla
COMBINACIÓN DE ESTABILIZANTES
COMBINACIÓN CAL O CEMENTO CON ASFALTO
EMULSIONADO O ESPUMADO

788. COMBINACIÓN DE ESTABILIZANTES

789. COMBINACIÓN DE ESTABILIZANTES
RESULTADOS DE ENSAYOS DE INMERSIÓN COMPRESIÓN AL ESTABILIZAR
UN MATERIAL ARCILLOSO CON CAL O CEMENTO + ASFALTO ESPUMADO
(PASA TAMIZ # 200 = 15.2 %, IP = 14.5 %)

790. BASES Y SUBBASES
OTROS TIPOS DE BASES

791. BASES Y SUBBASES
Ademásdelasbasesdetipoconvencional,sehan
desarrolladootrasconelpropósitodesolucionar
problemasespecíficosdelospavimentos:
Basespermeablesybasesdeconcretopobre,conlas
cualessecombateelproblemadelaerosióndelsoporte
delospavimentosrígidos
Baseselaboradasconmezclasasfálticasdealto
módulo,desarrolladasparaayudaracombatirel
ahuellamientoenlospavimentosasfálticos(VER
MÓDULO9)

792. BASES Y SUBBASES
BASE PERMEABLE

793. BASE PERMEABLE
Capaquesecolocageneralmentebajolaslosasdeun
pavimentorígido,constituidaporunmaterialfiltrantede
maneraque,conayudadeunapendientetransversal
adecuadayunascorrectasinstalacionesdesalida,drena
elaguaqueseinfiltradesdelasuperficiedelpavimento
Estacapapuedesergranularotratadaconligantes
hidrocarbonadosoconcemento.Lafinalidadprimariade
laestabilización(concementoasfálticoocemento
Pórtland)esbrindarestabilidadalacapadurantelaetapa
constructiva

794. BASE PERMEABLE
Elrematedelabasepermeablepuedeocurrir:
­Contraunsubdrénlongitudinal
­Contraeltaludlateralhaciaelexterior(noesrecomendable,
porquesepuedenproducircontaminacioneseneltalud
durantelasoperacionesdeconstrucciónymantenimiento)

795. BASE PERMEABLE
BASE PERMEABLE GRANULAR
Suestabilidadselograatravésdelatrabazónde
agregados
Seexigequeelmaterialtenga100%departículas
trituradasmecánicamente
EldesgasteLosÁngelesnopuedeexcederde45%
Laspérdidasenelensayodesolideznopueden
excederde12%(sulfatodesodio)ode18%(sulfato
demagnesio)

796. BASE PERMEABLE
BASE PERMEABLE GRANULAR
GRANULOMETRÍAS USUALES
Nota -Se recomienda que Cu > 4 para garantizar la estabilidad de la base

797. BASE PERMEABLE
BASE PERMEABLE ESTABILIZADA CON CEMENTO
ASFÁLTICO
SerecomiendaelusodeunasfaltodegradoAC-40en
proporciónde2a2½%enpeso
GRANULOMETRÍAS USUALES

798. BASE PERMEABLE
BASE PERMEABLE ESTABILIZADA CON CEMENTO
PORTLAND
Lacantidaddecementovaríaentre120y150kg/m
3
Lacantidaddeaguadebeajustarseparacontrolarla
segregación
GRANULOMETRÍAS USUALES
X = % indicado por el constructor

799. BASES Y SUBBASES
BASE DE
CONCRETO POBRE

800. BASE DE CONCRETO POBRE
DEFINICIÓN
Unabasedeconcretopobresecomponede
agregadosycementouniformementecombinadosy
mezcladosconagua.Losagregadossondecalidad
marginal(característicosdesubbase)ylacantidadde
cementoenlamezclaesreducida
Elconcretopobreseutilizacomosubbasede
pavimentosrígidos
Elmaterialesmásrígidoymásresistenteala
erosiónqueunasubbaseestabilizadaconcemento

801. BASE DE CONCRETO POBRE
Agregadopétreo
Elagregadopuedeprovenirdetrituraciónderoca,
piedraogravaoserdetiponatural
Suspartículasdebenserdurasylibresdepolvo,
materiaorgánicayotrassustanciasobjetables
Lafraccióngruesadebecarecerdeexcesosde
partículasaplanadas(relaciónancho/espesor>5)yde
partículasalargadas(relaciónlongitud/ancho>5)
Elequivalentedearenadebesersuperiora20
MATERIALES

802. BASE DE CONCRETO POBRE
MATERIALES
Agregado pétreo

803. BASE DE CONCRETO POBRE
MATERIALES
Cemento
DebesereltipoI(normaASTMC150)
Agua
Debeserlimpiayestarlibredeaceite,sal,ácidos,álcalis,
materiaorgánica,azúcarycualquierotroelementoquepueda
serperjudicialparalamezcla.Aguaqueseacalificadacomo
potablesepuedeemplearsinnecesidadderealizarensayosde
comprobación
Aditivos
Puedenserdetipopuzolánico(ASTMC618),inclusoresde
aire(ASTMC620)yreducidoresdeagua(ASTMC494,Tipo
A-reducidor-óTipoD-reducidoryretardante-)

804. BASE DE CONCRETO POBRE
DISEÑO DE LA MEZCLA
Elconcretopobresediseñacomounamezcladeconcreto
convencional,peroconlassiguienteslimitacionesderesistencia:
—Resistenciamínimaacompresióna7días:500psi
—Resistenciamínimaacompresióna28días:750psi
—Resistenciamáximaacompresióna28días:1,200psi
Lalimitaciónderesistenciamáximatieneporobjetoreducirla
posibilidaddefisuraciónreflejaenlasuperficiedelpavimento
Sepuedeobviarlalimitaciónderesistenciamáxima,sienla
capadeconcretopobreseconstruyenjuntasconelmismopatrón
delasjuntasdelpavimento

805. BASE DE CONCRETO POBRE
DISEÑO DE LA MEZCLA
Elasentamientodelamezcla(ASTMC143)debeserdel
ordende50mm
Lacantidadmínimadematerialcementante(cementoo
cemento+cenizavolante)esde120kg/m
3
Sielpavimentoseconstruyeenunazonasometidaaheladas,
lamezcladeberápresentarpérdidasnomayoresde14%enel
ensayodecongelamientoydeshielo(ASTMD560)yuna
cantidaddeaireincluidoentre6%y10%(ASTMC231siel
agregadogruesoprovienedegravaopiedraóASTMC173
paraescoriayotrosagregadosgruesosporosos

806. BASE DE CONCRETO POBRE
Relación entre las resistencias a compresión y flexión
para mezclas de concreto pobre(Packard, 1981)

807. LIGANTES BITUMINOSOS

808. CONTENIDO
Definicionesytiposdeligantesbituminosos
Clasificacióndeloscementosasfálticos
Ensayosdeclasificacióndecementosasfálticospor
penetraciónyviscosidad
CriterioSUPERPAVEparaespecificarcementos
asfálticos
Asfaltosmodificadosconpolímeros
Emulsionesasfálticas
Emulsionesasfálticasmodificadas
Asfaltolíquidoparaimprimación

809. LIGANTES BITUMINOSOS
DEFINICIONES Y TIPOS DE
LIGANTES BITUMINOSOS

810. Ligantebituminoso
Materialquecontienebetún(bitumen),elcualesun
hidrocarburosolubleenbisulfurodecarbono(CS
2).El
asfaltoyelalquitránsonmaterialesbituminosos
Asfalto
Materialaglomerantedecolormarrónoscuroanegro,
deconsistenciavariable,constituidoprincipalmentepor
betunes.Elasfaltopuedesernaturaluobtenidopor
refinacióndepetróleo
LIGANTES BITUMINOSOS
DEFINICIONES

811. Alquitrán
Productohidrocarbonadosemisólidoolíquido,
resultantedeladestilacióndelahulla.Sucontenido
debetúnesmenorqueeldelosasfaltos.Presenta
buenaadhesividadconlosagregadosyresisteel
ataquedelosderivadosdelpetróleo,peropresenta
altasusceptibilidadtérmicayenvejecimientorápido
LIGANTES BITUMINOSOS
DEFINICIONES

812. TIPOS DE LIGANTES BITUMINOSOS

813. OBTENCIÓN DE LOS ASFALTOS EN REFINERÍA

814. TIPOS DE ASFALTOS PARA PAVIMENTACIÓN
Cementoasfáltico
Asfaltorefinadoounacombinacióndeésteconunaceite
fluidificante,cuyaviscosidadesapropiadaparalostrabajosde
pavimentación
Asfaltolíquido
Cementoasfálticolicuadoconsolventescomolagasolina
(RC),elkerosén(MC)ounaceiteliviano(SC).Suusoestámuy
limitadoporefectosambientales
Emulsiónasfáltica
Dispersióndeglóbulosdecementoasfálticodentrodeagua
enpresenciadeunagenteemulsificante.Puedeseraniónicao
catiónica,dependiendodelacargaeléctricadelosglóbulos

815. TIPOS DE ASFALTOS PARA PAVIMENTACIÓN

816. LIGANTES BITUMINOSOS
CLASIFICACIÓN DE LOS
CEMENTOS ASFÁLTICOS

817. CLASIFICACIÓN DE LOS
CEMENTOS ASFÁLTICOS
Porgradosdepenetración
Sebasaenelresultadodelensayodepenetración,es
cualdescribelaconsistenciaaunatemperaturade25°C
ElInstitutoNacionaldeVíashaadoptadodosgrados
decementoasfálticoparapavimentación,con
penetracionescomprendidasdentrodelosrangos60-70
y80-100

818. Porgradosdeviscosidad
Sebasaenladeterminacióndelaviscosidadabsolutadel
productoa60°C
Cuandolaspruebasserealizansobreelasfaltooriginalse
designancomoAC-2.5;AC-5;AC-10;AC-20yAC-40yse
designancomoAR1000,AR2000,AR4000,AR8000yAR
1600,cuandoseefectúansobremuestrasdeasfaltos
sometidosaunensayodeenvejecimientoacelerado
Enelprimercaso,elnúmerodeidentificaciónesla
centésimapartedelaviscosidaddeseadaa60°C,enPoises,y
enelsegundocasoeslaviscosidaddeseadaalamisma
temperatura,enPoises
CLASIFICACIÓN DE LOS
CEMENTOS ASFÁLTICOS

819. Porgradosdecomportamiento
Sebasaeneldesempeñoprevistodelliganteylo
especificaenfuncióndelascondicionesclimáticas
extremasenquepresentapropiedadesfísicas
adecuadas.SedesignanconelacrónimoPG,
acompañadodedosnúmerosqueindicanlas
temperaturasmáximasymínimasdediseño(Ejemplo:
PG64-28)
Hay21clasesdeasfaltosclasificadosporgradosde
comportamiento
CLASIFICACIÓN DE LOS
CEMENTOS ASFÁLTICOS

820. ELECCIÓN DEL GRADO
DE CEMENTO ASFÁLTICO
Independientementedelsistemadeclasificación
elegido,elgradoporescogerdependedelascondiciones
ambientales
Elsistemadegradosdecomportamiento(PG)define
loslímitesdetemperaturadentrodeloscualeses
previsibleelbuencomportamientodelcementoasfáltico

821. Enlosotrossistemas,latendenciaeselegirbajos
gradosdeviscosidadenclimasfríosparabrindar
mayorflexibilidadparasoportarelagrietamiento
térmicoabajatemperatura,entantoquesielclimaes
cálidoseeligenligantesdemayorviscosidadpara
contribuirenlaresistenciadelasmezclasala
deformaciónpermanente
Laeleccióndelgradoesimportantetambiénenel
diseñodelpavimento,porcuantoincideenlas
propiedadesderigidezydefatigadelamezcla
asfáltica
ELECCIÓN DEL GRADO
DE CEMENTO ASFÁLTICO

822. LIGANTES BITUMINOSOS
ENSAYOS DE CLASIFICACIÓN
DE CEMENTOS ASFÁLTICOS
POR PENETRACIÓN Y POR
VISCOSIDAD

823. ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD
Penetración(INVE-706)
Esunamedidadelaconsistenciadelasfaltoala
temperaturaespecificadaparaelensayo

824. Puntodeablandamiento(anilloybola)(INVE-712)
Eslatemperaturaalacualelcementoasfálticose
vuelvelosuficientementeblandocomoparacomenzar
fluir.Sesuelesuponer,entérminosamplios,quela
consistenciaenestepuntoesequivalentealaque
presentacuandosupenetraciónes800(0.1mm)
Elconceptodelpuntodeablandamientoesalgo
arbitrarioynocorrespondeexactamenteauncambio
físicodelproducto,porcuantolaconsistenciadelasfalto
disminuyegradualmentesinpresentarunpuntodefusión
definido
ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD

825. Punto de ablandamiento (anillo y bola)(INV E-712)
ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD

826. Índice de penetración de Pfeiffer y Van Doormaal(IP)
Expresiónmatemáticaparaestimarlasusceptibilidad
térmicadeloscementosasfálticosBA
T
pen
A
A
A
IP
&
25
800log)log(
501
50020






Donde
pen=penetracióna25°C(0.1mm)
T
A&B=puntodeablandamiento(°C)
ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD

827. Índice de penetración de Pfeiffer y Van Doormaal(IP)
Ejemplo
pen=100(0.1mm)
T
A&B=45°C79.0
04515.0*501
04515.0*50020
04515.0
4525
800log100log








IP
A
ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD

828. Viscosidadabsoluta(INVE-716)
Lapruebatieneporfinalidaddeterminarlaviscosidad
delcementoasfálticoalatemperaturamásaltaqueel
pavimentosueleexperimentardurantesuservicio
ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD

829. Ductilidad(INVE-702)
Esunamedidadecuántopuedeestirarseunamuestradel
asfaltoantesdequeserompaendos(5cm/minuto,25ºC)
Esunensayomásdeidentificaciónquecuantitativo.Los
asfaltosprovenientesdedestilacióndelpetróleoalvaporoal
vacíomuestranaltaductilidad,entantoqueenlosobtenidospor
oxidaciónosopladolaductilidadesbaja
ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD

830. Puntodeinflamación(INVE-709)
Eslatemperaturamásbajaalacual
seseparanmaterialesvolátilesdela
muestra,creandoun―destello‖en
presenciadeunallamaabierta
Lafinalidaddelapruebaes
identificarlatemperaturamáximaala
cualelproductopuedesermanejado
sinpeligrodequeseinflame
ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD

831. Solubilidad(INVE-713)
Esunprocedimientoparamedirlapurezadelcemento
asfáltico
Unamuestraessumergidaenunsolventedondesedisuelven
suscomponentescementantesactivos,entantoquelas
impurezas(sales,carbonolibre,contaminantesinorgánicos)no
sedisuelven,sinoquesedepositanenformadepartículas
ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD

832. Contenidodeagua(INVE-704)
Seempleaparadeterminarlaexistenciade
contaminacionesindebidasoasegurarsequenose
produciráespumaduranteelcalentamientodel
producto
Elmétodosebasaenladestilaciónareflujodeuna
muestradelasfalto,juntoconundisolventevolátilno
miscibleconelagua,elcual,alevaporarse,facilitael
arrastredelaguapresente,separándosedeellaal
condensarse
ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD

833. Contenido de agua(INV E-704)
ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD

834. Envejecimientoenhornoenpelículafina(INVE-721)
Reproduceelefectodelaireydelcalorsobreuna
películadelgadadelliganteasfáltico,simulandoel
envejecimientoqueéstesufreacortoplazodurantelos
procesosdemezcladoycolocacióndelasmezclasde
concretoasfáltico
Alamuestraasíenvejecida,seledeterminanlapérdida
demasa,lapenetración(25ºC),laductilidad(25ºC)yla
viscosidada60ºCparamedirelendurecimiento
anticipadodelmaterialdurantelasoperacionesdemezcla
ycolocación
ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD

835. Envejecimiento en horno en película fina
(INV E-721)
ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD

836. Envejecimientoalhornoenpelículafinarotativa
(INVE-720)
Reproduceelefectodelaireydelcalorsobreuna
películadelgadadelliganteasfálticoenmovimiento,
simulandoelenvejecimientoqueéstesufreacortoplazo
durantelosprocesosdemezcladoycolocacióndelas
mezclasdeconcretoasfáltico
Lasventajasdeesteensayosobreeldelhornoen
películafinaconsistenenquesepuedeacomodarun
mayornúmerodemuestrasenelhornoyqueeltiempo
requeridoparaenvejecerlasesmenor
ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD

837. ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD
Horno
Recipientes para el ensayo
(izquierda –luego del ensayo, centro –antes
del ensayo, derecha –vacío)
Envejecimiento al horno en película fina rotativa

838. Gráfica de Heukelom (Bitumen Test Data Chart)
Muestralavariacióndelaconsistenciadelasfaltoconla
temperatura
Permitedeterminargráficamenteelíndicedepenetración
(IP)
Permiteestimarlastemperaturasmásadecuadasdemezclay
compactacióndelasmezclasasfálticasencaliente:
—Elcubrimientosatisfactoriodelagregadopétreose
obtieneconunaviscosidadaproximadadelasfaltode0.2
Pa.s(2Poises)
—Laviscosidadóptimaparacompactaciónseencuentra
entre2y20Pa.s(20-200Poises)
ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD

839. Gráfica de Heukelom (Bitumen Test Data Chart)
ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS
ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD

840. ESPECIFICACIONES DE CEMENTOS ASFÁLTICOS
ESPECIFICACIONES INVIAS CON BASE EN LA PENETRACIÓN
CARACTERISTICA
NORMA DE
ENSAYO INV 60-70 80-100
mín máx mín máx
Penetración (25
o
C, 100 g, 5 s) 0.1 mm E-706 60 70 80 100
Índice de penetración - E-724 -1 +1 -1 +1
Viscosidad absoluta (60°C) P E-716 1500 1000
Ductilidad (25
o
C, 5 cm/min) cm E-702 100 - 100 -
Solubilidad en tricloroetileno % E-713 99 - 99 -
Contenido de agua % E-704 - 0.2 - 0.2
Punto de ignición mediante copa abierta
de Cleveland °C
E-709
230 - 230 -
Pérdida por calentamiento en película
delgada (163
o
c, 5 h) %
E-721
- 1.0 - 1.0
Penetración del residuo luego de la
perdida por calentamiento, en % de la
penetración original
% E-706 52
-
48
-

841. Especificaciones ASTM con base en la viscosidadRequerimientos para cemento asfáltico clasificado por grados de viscosidad a 140
o
F (60
o
C)
Grado de viscosidadEnsayo
AC-2.5 AC-5 AC-10 AC-20 AC-40
Viscosidad, 140
o
F (60
o
C), P
Viscosidad, 275
o
F (135
o
C), mínimo, cSt.
Penetración 77
o
F (25
o
C), 100g. 5 s. mínimo
Punto de llama copa abierta Cleveland, mínimo
o
F (
o
C)
Solubilidad en tricloroetileno, mínimo %
Ensayos sobre el residuo del TFOT:
Viscosidad 140
o
F (60
o
C), máximo
Ductilidad, 77
o
F (25
o
C), 5cm/min. mínimo cm.
250 + 50
80
200
325 (163)
99.0
1250
100
A
500 + 100
110
120
350 (177)
99.0
2500
100
1000 + 200
150
70
425 (219)
99.0
5000
50
2000 + 400
210
40
450 (232)
99.0
10000
20
4000 + 800
300
20
450 (232)
99.0
20000
10
Requerimientos para cemento asfáltico clasificado por grados de viscosidad a 140
o
F (60
o
C)
Ensayo AC-2.5 AC-5 AC-10 AC-20 AC-30 AC-40
Viscosidad, 140
o
F (60
o
C), P
Viscosidad, 275
o
F (135
o
C), mínimo cSt.
Penetración 77
o
F (25
o
C), 100g. 5 s. mínimo
Punto de llama copa abierta Cleveland, mínimo
o
F (
o
C)
Solubilidad en tricloroetileno, mínimo %
Ensayos sobre el residuo del TFOT:
Viscosidad 140
o
F (60
o
C), máximo
Ductilidad, 77
o
F (25
o
C), 5cm/min. mínimo cm.
250 + 50
125
200
325 (163)
99.0
1250
100
A
500 + 100
175
140
350 (177)
99.0
2500
100
1000 + 200
250
80
425 (219)
99.0
5000
75
2000 + 400
300
60
450 (232)
99.0
10000
50
3000 + 600
350
50
450 (232)
99.0
15000
40
4000 + 800
400
40
450 (232)
99.0
20000
25
Requerimientos para cemento asfáltico clasificado por grados de viscosidad a 140
o
F (60
o
C)
Ensayos sobre el residuo del RTFOT: AR-1000 AR-2000 AR-4000 AR-8000 AR-16000
Viscosidad, 140
o
F (60
o
C), P
Viscosidad, 275
o
F (135
o
C), mínimo, cSt.
Penetración 77
o
F (25
o
C), 100g. 5 s. mínimo
% de penetración original, 77oF (25oC), mínimo
Ductilidad, 77
o
F (25
o
C), 5cm/min. mínimo cm.
Ensayos sobre el asfalto original:
Punto de llama copa abierta Cleveland, mínimo
o
F (
o
C)
Solubilidad en tricloroetileno, mínimo %
1000 + 250
140
65
-
100
A
400 (205)
99.0
2000 + 500
200
40
40
100
B
425 (219)
99.0
4000 + 1000
275
25
45
75
400 (227)
99.0
8000 + 2000
400
20
50
75
450 (232)
99.0
16000 + 4000
550
20
52
75
460 (238)
99.0
ESPECIFICACIONES DE CEMENTOS ASFÁLTICOS

842. COMPARACIÓN DE GRADOS DE PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD
ESPECIFICACIONES DE CEMENTOS ASFÁLTICOS

843. VENTAJAS DE LA CLASIFICACIÓN
POR GRADOS DE PENETRACIÓN
Losgradosdelosasfaltosserelacionanconlas
temperaturaspromediodeservicio
Losensayossonsencillosyderápidaejecución
Bajoscostosdecapital
Losensayossepuedenrealizarenlaboratoriosde
obra
Sepuedeestablecerlasusceptibilidadtérmica

844. DESVENTAJAS DE LA CLASIFICACIÓN
POR GRADOS DE PENETRACIÓN
Elensayodepenetraciónesempírico
Lavelocidaddecorteduranteelensayoesaltay
variable
Similarespenetracionesa25°Cnoreflejanamplias
diferenciasenelcomportamientodelosasfaltosen
condicionesdeservicio
Lastemperaturasdemezclaycompactaciónnoestán
disponibles

845. VENTAJAS DE LA CLASIFICACIÓN
POR GRADOS DE VISCOSIDAD (AC)
Laviscosidadesunapropiedadfundamentaldelasfalto
Laevaluaciónserealizaenunampliorangode
temperaturas
Laevaluaciónconsideralamáximatemperaturadela
superficiedelpavimento
Setieneencuentalasusceptibilidadtérmica
Sedisponedeinformaciónsobrelastemperaturasde
mezclaycompactación

846. DESVENTAJAS DE LA CLASIFICACIÓN
POR GRADOS DE VISCOSIDAD (AC)
Mayorcostoytiempodeejecucióndelosensayos
Serequieremayorpericiatécnica
Laclasificaciónnoesválidaparaasfaltosno
newtonianos
Asfaltosubicadosenelmismogradopueden
presentarunampliorangodepropiedades

847. VENTAJAS DE LA CLASIFICACIÓN
POR GRADOS DE VISCOSIDAD (AR)
Representalaspropiedadesdelasfaltodespuésde
calentadoymezcladoenplanta
Mideunapropiedadfundamentaldelasfalto
Evaluaciónenunampliorangodetemperaturas
Limitaelusodeasfaltosmuysusceptiblesal
envejecimiento

848. DESVENTAJAS DE LA CLASIFICACIÓN
POR GRADOS DE VISCOSIDAD (AR)
Altocostoylargotiempodeejecucióndelosensayos
Requierediferentesequiposypericiatécnica
Clasificaciónnoválidaparaasfaltosnonewtonianos
Nohayensayosdeconsistenciaparaelasfaltooriginal
Ampliorangodepropiedadesparaasfaltosdelmismo
grado

849. LIGANTES BITUMINOSOS
CRITERIO SUPERPAVE
PARA ESPECIFICAR
CEMENTOS ASFÁLTICOS

850. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS
Introducción
SUPERPAVE (SuperiorPerformingAsphalt
Pavement)esunsistemadeespecificacióndelos
materialesconstitutivos,diseñodemezclasasfálticasy
suanálisis,ylaprediccióndelcomportamientodelos
pavimentos,incluyendoequiposdeensayo,métodosde
ensayoycriterios.Elsistemaespecificalosligantescon
baseenelclimaylatemperaturaprevistaenel
pavimento

851. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS
Introducción(cont.)
Elliganteseespecificaporgradosdecomportamiento
(gradosdeperformance-PG-),porejemplo,PG64-22
Losnúmeros(64y-22)indicanlastemperaturasmás
altaymásbaja,engradosCelsius,dentrodelascualesel
liganteposeeríapropiedadesfísicasadecuadasALTA TEMPERATURA BAJA TEMPERATURA (-)
PG 52 10, 16, 22, 28, 34, 40, 46
PG 58 16, 22, 28, 34, 40
PG 64 16, 22, 28, 34, 40
PG 70 10, 16, 22, 28

852. Introducción(cont.)
Elsistemamidelaspropiedadesfísicastantosobre
elligantesinenvejecer,comosobreelligante
envejecidoenellaboratorio,parasimularlas
condicionesdeenvejecimientoenunpavimentoreal
acortoylargoplazo
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

853. Elenvejecimientosesimulacon2dispositivos:
Hornodepelículafinarotativa(RTFO)
Equipodeenvejecimientoapresión(PAV)
Laspropiedadesfísicasdelosligantessonmedidascon
4dispositivos:
Viscosímetrorotacional(RV=rotationalviscosimeter)
Reómetrodecortedinámico(DSR=dynamicshear
rheometer)
Reómetrodeflexión(BBR=bendingbeamrheometer)
Ensayodetraccióndirecta(DTT=directtensiontest)
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

854. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS
ENVEJECIMIENTO A CORTO PLAZO

855. Envejecimientodelasfaltoenhornodepelículafina
rotativa(RTFO)
Simulaelenvejecimientoduranteelmezcladoyla
etapadeconstrucción
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

856. ENVEJECIMIENTO ALARGOPLAZO
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

857. Envejecimientodelasfaltoenequipodeenvejecimiento
apresión(PAV)
Muestrasde50gramosdelligantesonenvejecidas
durante20horasbajounapresiónde300psi,aalta
temperatura,simulandoelenvejecimientodelligante
despuésde7a10añosdeservicio
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

858. VERIFICACIÓN DE VISCOSIDAD DURANTE EL
PROCESO CONSTRUCTIVO
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

859. Viscosímetrorotacional
Caracterizaelstiffnessdelligantea135°C,
temperaturaalacualésteactúacasienteramentecomo
fluido
Elequipoconsisteenuncilindrorotacionalcoaxial,
quemidelaviscosidadpormediodeltorquerequerido
pararotarunejedentrodeunamuestradeliganteauna
velocidadconstante
Laespecificaciónexigeunaviscosidadmenorde3
Pa.s,a135°C,paragarantizarqueelligantees
bombeableymanejabledurantelaelaboracióndela
mezcla
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

860. Viscosímetro rotacional
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

861. VERIFICACIÓN DE LA RESISTENCIA AL AHUELLAMIENTO
Y A LA FATIGA DURANTE EL PERÍODO DE SERVICIO
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

862. Reómetrodecortedinámico(DSR)
Seempleaparacaracterizarlaspropiedades
viscoelásticasdelligante
Mideelmódulocomplejoencorte(G*)yelángulode
fase(d),sometiendoatensionesdecorteoscilanteuna
pequeñamuestradelligante,colocadaentredosplatos
paralelosymidiendoladeformacióndecorteresultante
Sielmaterialestotalmenteelástico,nohayretraso
entrelatensióndecorteylarespuestadeladeformación
específicadecorte(d0)
Sielmaterialestotalmenteviscoso,larespuestaestá
totalmentedesfasada(d90)
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

863. Reómetrodecortedinámico(DSR)(cont.)
Losmaterialesviscoelásticostienenunángulode
faseentre0°y90°,dependiendodelatemperaturadel
ensayo
LaespecificacióndeligantesSUPERPAVEcontrola
elstiffnessdelasfaltoalasmayorestemperaturasde
servicioyalastemperaturasintermedias
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

864. Reómetrodecortedinámico(DSR)(cont.)
Aaltastemperaturas(>46°C),lohacemediantela
relaciónG*/send,buscandogarantizarqueelasfalto
proveasumayoraportealaresistenciaglobalalcorte
delamezclaentérminosdelaelasticidadaaltas
temperaturas(proteccióncontraelahuellamiento)
Atemperaturasintermedias(7°Ca34°C),lohace
medianteelproductoG*(send),asegurandoqueel
ligantenocontribuyaalafisuraciónporfatiga
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

865. Reómetro de corte dinámico (DSR)
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

866. Reómetro de corte dinámico (DSR)
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

867. Reómetro de corte dinámico (DSR)
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

868. VERIFICACIÓN DELARESISTENCIAAL
AGRIETAMIENTO ABAJATEMPERATURA
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

869. Reómetrodeflexióndeviga(BBR)
Caracterizalaspropiedadesdestiffnessdelligante
abajastemperaturas
Mideelstiffnessen―creep‖(S)yellogaritmode
laviscosidaddedeformaciónen―creep‖(m)
Unapequeñavigadeliganteessometidaa―creep‖
abajatemperaturayconociendolacargaaplicaday
ladeflexióndurantetodoelensayo,elstiffnessen
―creep‖puedeserdeterminadoparadiversostiempos
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

870. Reómetrodeflexióndeviga(BBR)
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

871. Reómetrodeflexióndeviga(BBR)
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

872. Reómetrodeflexióndeviga(BBR)
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

873. Reómetrodeflexióndeviga(BBR)
Ellogaritmodelavelocidaddedeformaciónencreep
―m‖eslapendientedelacurvalog(S
t)vslog(t),para
untiempode60segundos
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

874. Reómetrodeflexióndeviga(BBR)
Ligantesconbajostiffnessencreepnosefisuraránen
tiempomuyfrío
Ligantesconaltovalorde―m‖sonmásefectivosen
larelajacióndelastensionesquesedesarrollancuando
latemperaturadesciende,asegurandounfisuramiento
mínimoporbajatemperatura
Algunosligantes(enespeciallosmodificadoscon
polímeros)puedentenerabajatemperaturaunstiffness
encreepmásaltoqueeldeseadosinquesefisuren,
debidoaqueconservansucapacidadparaestirarsesin
fracturasabajastemperaturas
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

875. Ensayodetensióndirecta(DTT)
Verificaqueelliganteseasuficientementedúctila
bajastemperaturascuandosustiffnessen―creep‖es
muyalto
ElDTTproveeladeformaciónespecíficaderotura
entracción,medidasobreunamuestrapequeñade
formadehuesoqueesestiradaabajatemperatura
hastaquesecorta
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

876. Ensayodetensióndirecta(DTT)
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

877. ASFALTO ENSAYO PROPIEDAD
Punto de inflamación Seguridad en el manejo
Viscosidad a 135°C Facilidad de bombeo
Corte dinámico (DSR)
Asegurarunarigidezyelasticidadmínimasqueeviten
el ahuellamiento a altas temperaturas
Perdida de masa Garantizar ausencia de solventes o humedad
Corte dinámico (DSR)
Asegurarunarigidezyelasticidadmínimasqueeviten
el ahuellamiento a altas temperaturas
Corte dinámico (DSR)
Asegurarresistenciaalafatigaatemperaturas
intermedias
Reómetro de flexión (BBR)Prevención de fisuración en tiempo frío
Tracción directa (DTT)Complementa el BBR, cuando S es alto
ORIGINAL
SOMETIDO AL
ENVEJECIMIENTO A
PRESIÓN
SOMETIDO AL
ENSAYO RTFO ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS
PROPIEDADES QUE INTENTAN MEDIR LOS DIFERENTES ENSAYOS

878. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

879. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

880. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

881. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

882. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

883. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

884. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

885. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

886. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

887. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

888. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

889. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

890. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

891. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

892. ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

893. Ejemplo de clasificación por el sistema PG
ESPECIFICACIONES SUPERPAVE
SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS

894. LIGANTES BITUMINOSOS
ASFALTOS MODIFICADOS
CON POLÍMEROS

895. Asfaltoscuyocomportamientoesmejoradoen
términosdesutoleranciaalosesfuerzosyaloscambios
térmicos,mercedaunamodificacióndelbalancede
comportamientoenelrangodetemperaturasde
aplicaciónyservicio
ASFALTOS MODIFICADOS

896. Beneficiosquesebuscanconlamodificacióndelasfalto
Aumentarlarigidezaaltastemperaturasdeservicio,
mejorandolaresistenciadelasmezclasaladeformación
permanente
Reducirlarigidezabajastemperaturas,previniendola
fisuracióntérmica.
Aumentarlaresistenciaalafatigadelasmezclas
Mejorarlaadhesiónconlosagregadospétreos
Mejorarlacohesión,brindandomejorretencióndelos
agregadosenlavidainicialdelostratamientossuperficiales
ASFALTOS MODIFICADOS

897. Beneficiosquesebuscanconlamodificacióndelasfalto
Reducirelendurecimientoenservicio,brindandouna
vidasuperioralamezcla,debidoalaretencióndesus
ventajasiniciales
Disminuirlasusceptibilidadtérmicaenelrangode
temperaturasdeservicio
Aumentarlaviscosidadabajasvelocidadesdecorte,
permitiendomayoresespesoresdepelículaenelagregado
enmezclasabiertasyreduciendolaexudaciónen
tratamientossuperficiales
CADA ADITIVO MODIFICADOR PUEDE SER EXITOSO EN LA MEJORA DE
CUANDO MENOS UNA DE LAS PROPIEDADES DEL ASFALTO, PERO NO EXISTE
EL ADITIVO CURALOTODO.
ASFALTOS MODIFICADOS

898. fatiga térmico
Llenantes 1 Alguno
Alguno
Alguno Baja Bajo Requiere supresión de
polvo
Fibras 0 Sí Alguno Baja Bajo Problemas de salud
Asfalto natural 1 Sí Alguno Baja Medio
Modificadores
químicos
1 Alguno Alguno Media Medio
Azufre
0
Sí Media Medio Vapores tóxicos al
calentar
Polímeros
termoendurecibles
1 Sí Sí Sí Sí Sí Alta Alto Nocivos a la salud
Polímeros
termoplásticos
(plastómeros)
1 Sí Media Medio - AltoPosibilidad de producir
un monómero nocivo
Elastómeros 1 Sí Sí Sí Sí Alta Medio - Alto
Caucho reciclado 1 Sí Sí Alta Medio Usa material de
desperdicio
Modificador
1,Enelmismogrupogenéricohayunampliorangodecomposicióndemodificadoresydebeneficiosobreelcomportamiento.Latablabrindasólounpanorama
amplio y no se debe usar como guía para elegir un modificador con un propósito específico.
Dificultad de
reciclar
Costo
adicional
Consideraciones
ambientales
AgrietamientosNotasDeformación
permanente
Envejecimi
ento
Stripping RESUMEN DE LOS BENEFICIOS POTENCIALES DE LOS ASFALTOS
MODIFICADOS SOBRE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS (SHELL)
ASFALTOS MODIFICADOS

899. DEFINICIÓN
Sustanciasmacromoleculares,formadaspor
asociacióndegrancantidaddemoléculassencillas,
cuyacaracterísticaesencialessuelevadopeso
molecular
POLÍMEROS

900. Termoendurecibles:Formadosporreacciónquímicadelos
componentes(baseyendurecedor),dandolugarauna
estructuraentrecruzada.Ejemplos:resinasepoxi,resinasde
poliéster,etc.
Termoplásticos:Polímerossolublesquesereblandecenpor
accióndecalorypuedenllegarafluir.Ejemplos:Polietileno
(PE),policlorurodevinilo(PVC),copolímerosdeetileno–
acetatodevinilo(EVA),etc.
Elastómeros:Polímeroslinealesamorfosquealser
sometidosavulcanizaciónadquierenunaestructura
parcialmentereticuladaquelesconfierepropiedades
elásticas.Ejemplos:Cauchonatural(NR),cauchode
butadieno–estireno(SBR),elastómerostermoplásticos(SBS)
TIPOS DE POLÍMEROS

901. CARACTERÍSTICAS DE LOS POLÍMEROS COMPATIBLES
PARA LA MODIFICACIÓN DEL ASFALTO
Cadenageneralsuficientementelargaybaja
polaridad
Pesomolecularelevado,peronoexcesivamentealto
parareducirriesgosporexcesivaviscosidady
problemasdedispersión
Bajatemperaturadetransiciónvítrea
POLÍMEROS

902. Lasfamiliasdepolímerosmásutilizadasparala
modificacióndelasfaltoson:
—Plastómeros,basadosnormalmenteenpolímeros
deetileno(EVA),cuyosgradosdifierenenfunción
delacuantíadelacetatodeviniloydelpeso
molecular
—Elastómerostermoplásticos,generalmentede
tipoSBSlineal,queleconfierenalasfaltounabaja
susceptibilidadtérmica,buenascaracterísticas
mecánicasyaltaflexibilidadabajastemperaturas
POLÍMEROS
POLÍMEROS MÁS UTILIZADOS EN LA MODIFICACIÓN
DEL ASFALTO

903. ASFALTO MODIFICADO CON UN POLÍMERO DEL TIPO SBS
ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS

904. FABRICACION
ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS
Lafabricaciónconsisteenlaincorporación,enelseno
delasfalto,depolímeroscompatiblesconéste,mediante
elempleodeunmolinocoloidaldeelevadopoderde
cizallamiento,duranteuntiempoyaunatemperatura
determinados,loscualesdependendelanaturalezaydel
contenidodecadaunodeloscomponentes

905. FABRICACION
ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS

906. EFECTOS DEL EVA SOBRE LAS PROPIEDADES
DEL ASFALTO
Disminuyelapenetración
Aumentaelpuntodeablandamiento
Incrementaelíndicedepenetración
Producepocoefectosobrelaductilidada5ºC(poca
capacidaddedeformaciónroturaabajatemperatura)
Aumentademaneramoderadalarecuperación
elásticaportorsión
ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS

907. EFECTOS DEL SBS SOBRE LAS PROPIEDADES
DEL ASFALTO
Disminuyelapenetración
Aumentaelpuntodeablandamiento
Incrementaelíndicedepenetración(másqueel
EVA)
Aumentasustancialmentelaductilidada5ºC
Produceincrementosdeimportanciaenlatenacidad
Aumentademaneraimportantelarecuperación
elástica
ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS

908. Ensayo de recuperación elástica por torsión(INV E-727)
ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS
Uncilindroinmersoenunamuestradelasfaltoa25ºCsegira
horizontalmente180ºydespuésde30minutossemideelángulo
queharecuperadoacausadelaelasticidaddelasfalto(A)
Recuperación elástica = 100*
180
A

909. ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS
X
X
X
Ensayo de recuperación elástica en ductilómetro(ASTM D6084
–INV E-742)
Unamuestradelasfaltomodificadoessometidaaun
estiramientode20cmenelductilómetro,a25ºC,arazónde
5cm/minuto
Alalcanzaresalongitudsecortalamuestraysedetermina
lalongitudqueserecuperaluegodeunahora(X)
Recuperación elástica = 100*
20
X

910. térmicopor fatiga
Termoenderucibles +++ ++ ++ + + muy alto
Elastómeros ++ ++ ++ + 0/+ medio/alto
Plastómeros + + 0 0 0 medio
Caucho de llanta usada0/+ +/++ + 0 0 medio
ADHESIÓN A
LOS
AGREGADOS
RESISTENCIA AL
ENVEJECIMIENTO
INCREMENTO DE
COSTO
POLÍMERO
al agrietamientoa la
deformación
permanente
RESISTENCIA PANORAMA DEL MEJORAMIENTO PRODUCIDO EN
LAS PROPIEDADES DE LOS ASFALTOS POR
DIFERENTES CLASES DE POLÍMEROS
+++ muy efectivo ++ mejora sustancial + mejora significativa 0 poca o ninguna mejora
ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS

911. Lostermoendureciblesproducenligantesde
propiedadesmuysuperiores,perosonmuycostososy
difícilesdeelaboraryaplicar
Loselastómeros(SBS)mejoransustancialmentela
resistenciaaladeformación,alafisuracióntérmicayala
fatiga;favorecenlaadhesividadconlosagregadosyla
resistenciaalenvejecimiento
PANORAMA DEL MEJORAMIENTO PRODUCIDO EN LAS
PROPIEDADES DE LOS ASFALTOS POR DIFERENTES
CLASES DE POLÍMEROS
ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS

912. Losplastómeros(EVA)mejoranlaresistenciaala
deformaciónpermanente,perotienenpocoefectosobre
lasdemáscaracterísticas
Elefectodelcauchodellantausadaesmuy
variable,dependiendodeltipoydelporcentajede
cauchoydelascondicionesdeprocesamiento
PANORAMA DEL MEJORAMIENTO PRODUCIDO EN LAS
PROPIEDADES DE LOS ASFALTOS POR DIFERENTES
CLASES DE POLÍMEROS
ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS

913. TIPOS DE ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS, INCLUIDOS
EN LAS ESPECIFICACIONES DEL INSTITUTO NACIONAL DE VÍASTIPO V:: De alta consistencia, recomendado para la manufactura de mezclas de alto módulo
TIPOI:Esunasfaltodeutilizaciónenaglomeradoasfáltico,ydentrodeéste,sumayoraplicaciónsonlas
mezclas drenantes. Está pensado para el uso de un polímero tipo EVA o polietileno
TIPOII:Tambiénparaaglomeradoasfáltico,decualquiertipo.ElpolímeroseríadetipoSBSycongradode
modificaciónintermedia,suficienteparamuchasaplicaciones(entreellasporejemplo,losdrenajes),conun
costo menor al Tipo III
TIPOIII:Dentrodelostiposparautilizarenaglomeradosasfálticos,ésteseríaeldemayormodificación
siendosuaplicaciónprincipallasmezclasdensasylasmezclasdiscontinuasencalienteparacapade
rodadura. Su polímero es del Tipo SBS.
TIPOIV:Demayorpenetraciónseaplicaríaamezclasantifisuras(tipoarena-asfalto)oriegosencaliente
(membranastipoSAMoSAMI).ElpolímeroestambiénSBS,elcualgarantizalaaltaelasticidadexigidaa
los ligantes en estos tratamientos. Por esto mismo, el nivel de modificación es también elevado
ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS

914. ESPECIFICACIONES DEL INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS PARA LOS
ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS
ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS

915. LIGANTES BITUMINOSOS
EMULSIONES
ASFÁLTICAS

916. EMULSIONES ASFÁLTICAS
DEFINICIÓN
Dispersiónhomogéneadepequeñosglóbulosdecemento
asfálticocubiertosporunemulsificante,dentrodeunafase
continuaacuosa
Sufabricaciónrequieredostiposdeenergía:
—Unamecánica,aportadaporunmolinocoloidalque
fragmentaelasfaltoenformadegotasesféricas
—Unafísico-química,queevitaquelosglóbulosse
unanunosconotros,lacualesaportadaporel
emulsificante,quedisminuyelatensióninterfacialentre
elasfaltoyelaguaycreaunacargaeléctricaenla
superficiedelosglóbulos

917. ESQUEMA DE PLANTA DE FABRICACIÓN
EMULSIONES ASFÁLTICAS

918. ESQUEMA DE PLANTA DE FABRICACIÓN
EMULSIONES ASFÁLTICAS

919. Clasificación de las emulsiones asfálticas
a) Por el tipo de emulsificante utilizado en su elaboraciónAniónicas Catiónicas
Fabricadasapartirdeemulsificantesiónicos
quealdisociarseenelagua,elglóbulodebetún
queda rodeado de cargas negativas
Fabricadasapartirdeemulsificantesiónicosque
aldisociarseenelagua,elglóbuloqueda
rodeado de cargas positivas
Losemulsificantesutilizadossonjabones
procedentesdelareacciónquímicadeácidos
grasosdecadenalargaoresinas,conbases
inorgánicas fuertes como el NaOH.
Losemulsificantesusadossonsalesoriginadas
poraccióndeácidosminerales,comoelHCl,
sobre productos amínicos
Sondereducidaaplicación(agregadoscalizosy
condiciones ambientales muy favorables)
Seadaptanperfectamentealamayorpartede
losagregadosypermitentrabajarencondiciones
abientales menos favorables.

 NaRCOOOHRCOONaNaOHRCOOH
OH
,
2
2

 ClRNHClRNHHClRNH
OH
,
3
32
2
EMULSIONES ASFÁLTICAS

920. Clasificación de las emulsiones asfálticas
a) Por el tipo de emulsificante utilizado en su elaboración
EMULSIONES ASFÁLTICAS

921. Clasificación de las emulsiones asfálticas
b) Por su velocidad de rotura
Roturaeslaseparaciónirreversibledelasfaltoydelaguadela
emulsión.Enfuncióndelavelocidadderotura,esdecir,desu
mayoromenorfacilidadpararomperelequilibriodelas
emulsionescuandoseenfrentanconlosagregadospétreos,se
subdividenen:
-De rotura rápida (ARR-CRR)
-De rotura media (ARM -CRM)
-De rotura lenta (ARL -CRL)
Laobtencióndeunauotraselograenfuncióndeltipoydela
cantidaddeemulsificanteempleado
EMULSIONES ASFÁLTICAS

922. Beneficios de su aplicación
Enlamayoríadeloscasossepuedeutilizarsincalentamiento
algunoynorequierensolventesdepetróleoparasu
fluidificación
Previenenlacontaminaciónambiental,porquelasemisiones
deproductoshidrocarbonadossonnulasomuypequeñas
Tienencapacidadparaenvolveragregadospétreoshúmedos
Sepuedenformularparasatisfacermúltiplesrequisitosde
diseñoyconstrucción
Nosepresentanriesgosdeincendiodurantesumanejoy
aplicación
EMULSIONES ASFÁLTICAS

923. ENSAYOS PARA CLASIFICAR
LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS
ENSAYOS DE CALIDAD EN CUANTO A SU
FABRICACIÓN
pH
Carga de partículas
Contenido de agua
Destilación
Estabilidad al almacenamiento
Tamizado

924. Potencialdehidrógeno(pH)(INVE-768)
Determinaelgradodeacidezoalcalinidaddelafaseacuosa,
indicandoeltipodeemulsión,yaquelascatiónicassonácidas
(pH<7)ylasaniónicassonalcalinas(pH>7)
ENSAYOS PARA CLASIFICAR
LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

925. Ensayodecargaeléctricade
partículas(INVE-767)
Serealizaparaidentificarla
polaridaddelosglóbulosde
asfaltodelaemulsión,teniendo
cargaeléctricanegativalas
aniónicasypositivalascatiónicas
Seaplicaunacargade8
miliamperiosylosglóbulosse
dirigenhaciaelladoquepresente
cargacontrariaaladel
emulsificantequeellostienen
ENSAYOS PARA CLASIFICAR
LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

926. Contenidodeagua(INVE-761)
Esunprocedimientorápidopara
conocerlaconcentracióndelliganteen
unaemulsiónasfáltica
Secolocaenunmatrazunadeterminada
cantidaddeemulsiónconundisolventeno
miscibleconelagua,sometiéndolaa
calentamiento
Elaguayeldisolventesedestilan
condensándoseenunrefrigerante,delcual
caenauncolectorgraduadodondese
puedeleerlacantidaddeaguaque
conteníalaemulsión
ENSAYOS PARA CLASIFICAR
LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

927. Destilación(INVE-762)
Permiteobtenerelcontenido
deaguaydisolventesque
presentalaemulsiónal
calentarlaa260°C
Elresiduoserecuperapara
realizarsobreélpruebasde
penetración,ductilidady
solubilidad,parasabercómo
haafectadoalcemento
asfálticoelcalentamiento
ENSAYOS PARA CLASIFICAR
LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

928. Estabilidadenalmacenamiento(INVE-764)
Ayudaaconocerlahomogeneidadquepresentalaemulsiónal
seralmacenadadurantelargotiempoyconsisteendejarreposar
durante5díaselproductoydeterminarlaconcentraciónde
asfaltoenél,endiferentesalturasdeldepósito
ENSAYOS PARA CLASIFICAR
LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

929. Tamizado(INVE-765)
Sufinalidadesdeterminarsi
laemulsióncontienegrumosde
asfaltocoaguladoquepuedan
entorpecerelfuncionamientode
losdistribuidoresdepresiónde
loscarrotanques
Lapruebaserealiza
determinandoelresiduoquese
retieneeneltamiz#20
ENSAYOS PARA CLASIFICAR
LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

930. ENSAYOS PARA CLASIFICAR
LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS
ENSAYOS DE CALIDAD EN CUANTO A SU
APLICACIÓN
Viscosidad
Demulsibilidad
Mezcla con cemento
Resistencia a la acción del agua (adhesividad)

931. ViscosidadSaybolt–Furol(INVE-763)
Midelaconsistenciadelaemulsión,dandounaideadesu
manejabilidadydesucomportamientoalastemperaturas
utilizadasdurantelaconstrucción
Sedeterminaeltiempoquetardanensalirdelviscosímetro
60cm
3
deemulsiónalatemperaturaespecificada
ENSAYOS PARA CLASIFICAR
LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

932. Rotura
a)Demulsibilidad(INVE-766)
Seaplicaalasemulsionescatiónicasderotura
rápidaparadeterminarsuestabilidadalenfrentarse
conlosagregados
Laemulsiónsesometeaadicionesdeunasolución
al0.8%dedioctilsulfosuccinatosódicopara
provocarsurotura,tamizándolaposteriormentepor
eltamiz#14,determinandoelresiduoretenidoen
dichotamiz
ENSAYOS PARA CLASIFICAR
LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

933. Rotura
b)Mezclaconcemento(INVE-770)
Tieneporobjetofijarunacondicióndemínima
estabilidadparalasemulsionesderoturalentaen
mezclasconagregadosquecontenganunaelevada
proporcióndefinos
Sediluyelaemulsiónal55%ysemezclan100cm
3
deellacon50gramosdecemento,determinandola
cantidaddemezclaquenopasaeltamiz#14
ENSAYOS PARA CLASIFICAR
LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

934. Recubrimientodelagregadoyresistenciaal
desplazamiento(INVE-769)
Sirveparadeterminarlacapacidaddelaemulsión
paraenvolverelagregado,parasoportarelmezclado
sinqueserompalapelículaformadaypararesistirla
accióndelavadodelaguadespuésdecompletadoel
mezclado
Aunquelapruebasepuederealizarconcualquier
emulsión,solamenteestáespecificadaparaemulsiones
deroturamedia
ENSAYOS PARA CLASIFICAR
LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

935. EMULSIONES ASFÁLTICAS
Especificaciones del Instituto Nacional de Vías para emulsiones asfálticas catiónicas
TIPOS DE EMULSIONES
ROTURA RAPIDA ROTURA
MEDIA
ROTURA LENTA
CRR -1 CRR -2 CRM CRL -0 CRL -1 CRL -1h
1.ENSAYOSOBREEMULSION
Mín Máx Mín Máx Mín Máx
Mín Máx Mín Máx Mín Máx
Viscosidad E-763
·Saybolt Furol a 25°C Seg - - - - - - - 50 - 200 - 100
·Saybolt Furol a 50°C Seg 20 100 20 300 20 400 - - - - - -
Contenido de agua en volumen % E-761 - 40 - 35 - 35 - 50 - 43 - 43
·Sedimentación a los 7 días % E-764
-
5
-
5
-
5
-
10
-
5
-
5
Destilación:Contenido de Asfalto Residual % E-762 60
-
65
-
60
-
40
-
57
-
57
-
·Contenido de disolventes % - 3 - 3 - 12 10 20 - - - 0
Tamizado: RetenidoT 20 (850 m) E-765
-
0.1
-
0.1
-
0.1
-
0.1
-
0.1
-
.1
Rotura: Dioctilsulfosuccinato sódico % E-766 40
-
40
- - - - - - - - -
·Mezcla con cemento % E-770 - - - - -
-
- - - - - 2
Carga Partícula E-767 POSITIVA POSITIVA POSITIVA POSITIVA POSITIVA POSITIVA
pH E-768 - 6 - 6 - 6 - 6 - 6 - 6
Recubrimiento del agregado y resistencia al
desplazamiento
·Con agregado seco
E-769
- - - -
Buena
- - - - - -
· y acción del agua Satisfactoria
·Con agregado húmedo - - - - Satisfactoria - - - - - -
·Con agregado húmedo y acción del agua - - - - Satisfactoria - - - - - -
2.ENSAYOSSOBRERESIDUODE
ESTILACION
Penetración (25
o
C,100gr,5seg)
0.1 mm.
E-706
60
100
100
250
60
100
100
250
100 250
200 300 60
100
100
250
60 100
Ductilidad (25
o
C,5cm/m) cm. E-702 40 - 40 - 40 - 40 - 40 - 40 -
Solubilidad en tricloroetileno % E-713 97 - 97 - 97 - 97 - 97 - 97 -

936. LIGANTES BITUMINOSOS
EMULSIONES ASFÁLTICAS
MODIFICADAS

937. EMULSIONES ASFÁLTICAS MODIFICADAS
Lasventajasdelosasfaltosmodificadossonaplicables
alliganteresidualdelasemulsionesmodificadas
Lamodificaciónselogradedosmaneras:
—Añadiendolátexalafaseacuosayempleandoun
cementoasfálticoconvencional.Esunadispersiónde
látexenmediodelaemulsión
—Elaborandolaemulsiónconbetunespreviamente
modificadosconpolímeros.Elgradodemodificación
esmayorqueelobtenidoconlátex,aigualdadde
contenidodepolímero

938. EMULSIONES ASFÁLTICAS MODIFICADAS

939. ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS
EMULSIONES ASFÁLTICAS MODIFICADAS
Ensayossobreemulsionesmodificadas
Sonlosmismosqueparaemulsionesconvencionales,
puestoquenodebehaberdiferenciasapreciablesenlas
características,porelhechodequeelliganteestémodificado
Lasdiferenciassepresentanenelensayoparaobtenerel
residuo,elcualnosepuedeobtenerpordestilación,sinopor
evaporación(INVE-771),puestoqueelpolímeropudiera
degradarsealasaltastemperaturasalcanzadasduranteel
procesodedestilación
Elensayodesolubilidadnoseincluye,puestoqueciertos
polímerospuedenpresentarproblemaspornosersolubleso
porladificultadenconseguirlasolubilización

940. Ensayossobreemulsionesmodificadas(cont.)
Comoensayosadicionalessobreelresiduoseincorporan:
—Puntodeablandamiento,elcualpermiteconocerel
comportamientodelliganteaaltatemperaturay
comprobarlamodificacióndelmismo
—Ductilidada5°C,elcualpermiteconocerel
comportamientodelliganteabajatemperaturas
—Recuperaciónelástica,elcualseincluyeparamedirla
elasticidaddelligantemodificado
ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS
EMULSIONES ASFÁLTICAS MODIFICADAS

941. EMULSIONES ASFÁLTICAS MODIFICADAS
ESPECIFICACIONES DEL INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS PARA LAS
EMULSIONES ASFÁLTICAS MODIFICADAS CON POLÍMEROS
TIPOS DE EMULSIONES
Norm
a de
ROTURA RÁPIDA R. MEDIA R. LENTA
ensay
o
CRR-1m CRR-2m CRMm CRL-1hm
1.ENSAYOSSOBREEMULSIÓN INV Mín
.
Má
x.
Mín
.
Má
x.
Mín
.
Má
x.
Mín
.
Má
x.ViscosidadSayboltFurol E-763
a25ºC s 100
a50ºC s 20 100 20 300 20 450
Contenidodeaguaenvolumen % E-761 - 40 - 35 - 35 - 43
Estabilidadalmacenamiento E-764
Sedimentaciónalos7días % - 5 - 5 - 5 - 5
Destilación E-762
Contenidodeasfaltoresidual % 60 - 65 - 60 - 57 -
Contenidodedisolventes % - 3 - 3 - 12 - 0
Tamizado E-765
Retenidoentamiznº20(850m) % - 0.1 - 0.1 - 0.1 - 0.1
Rotura
Dioctilsulfosuccinatosódico % E-766 40 - 40 - - - - -
Mezclaconcemento % E-770 - - - - - - - 2
Cargapartícula E-767 Positiva Positiva Positiva Positiva
pH E-768 - 6 - 6 - 6 - 6
Recubrimientodelagregadoyresistenciaal
desplazamiento
E-769
Conagregadoseco - - Buena - - - -
Conagregadosecoyaccióndelagua - - Satisfactori
a
- - - -
Conagregadohúmedo - - Satisfactori
a
- - - -
Conagregadohúmedoyaccióndelagua - - Satisfactori
a
- - - -
2.ENSAYOSSOBREELRESIDUODEEVAPORACIÓN E-771
Penetración(25ºC,100g,5s)
0.1m
m
E-706
60
100
100
250
60
100
100
250
100 250 60 100
Puntodeablandamiento
ºC E-712
55
45 -
-
55
45 -
-
40
-
55
45 -
-
Ductilidad(5ºC,5cm/min) cm E-702 10 - 10 - 10 - 10 -
Recuperaciónelásticaportorsión25ºC % E-727 12 - 12 - 12 - 12 -

942. LIGANTES BITUMINOSOS
ASFALTO LÍQUIDO PARA
RIEGOS DE IMPRIMACIÓN

943. ASFALTO LÍQUIDO PARA IMPRIMACIÓN
Apesardelalimitaciónenelusodelosasfaltoslíquidos
porrazonesambientales,lasespecificacionesdelINVÍAS
contemplanelusodelMC30,específicamenteparariegosde
imprimación,dadoqueseconsideraquesucomportamiento
esmejorqueeldelasemulsionesasfálticasdestinadasal
mismouso
LadenominaciónMCserefierealtipodesolvente
involucradoenelasfalto(kerosén)
Elsímbolonumérico(30)serefierealaviscosidad
cinemáticamínima,encentistokes,quedebepresentarel
productoa60ºC.Laviscosidadmáximaadmisible
correspondealdobledelvalordeidentificacióndelasfalto

944. ASFALTO LÍQUIDO PARA IMPRIMACIÓN
ESPECIFICACIONES DEL INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS PARA LOS
ASFALTOS LÍQUIDOS PARA RIEGOS DE IMPRIMACIÓN

945. REVESTIMIENTOS
BITUMINOSOS

946. CONTENIDO
Introducción
Riegossingravilla
Riegoscongravilla
Lechadasasfálticasymicroaglomeradosenfrío
Mezclasasfálticasencaliente
Concretoasfáltico
MétodoMarshall
MétododediseñovolumétricoSUPERPAVE

947. CONTENIDO
(continuación)
Evaluacióndemezclasdeconcretoasfáltico
Ensayosparaanálisisydiseñoempírico-mecanístico
depavimentosasfálticos
Móduloelástico
Resistenciaalafatiga
Ahuellamientodelpavimentoasfáltico
Agrietamientotérmico
Susceptibilidadalahumedad
Fricción

948. CONTENIDO
(continuación)
Mezclasabiertasencaliente
MezclasSMA
Mezclasasfálticasdealtomódulo
Mezcladiscontinuaencalienteparacapaderodadura
Mezcladrenante
Mezclasasfálticasenfrío
Mezclasdensasenfrío
Mezclasabiertasenfrío

949. REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS
INTRODUCCIÓN

950. Definición
Elrevestimientobituminosoeslacapasuperiorde
unpavimento,constituidaporuntratamientoopor
unamezclabituminosa
Función
Brindarunasuperficiederodamientolisaysegura
altránsitoautomotor
REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS

951. Composición
Agregadospétreosyunproductobituminoso,
aplicadosenformaderiegosodemezcla.Enelprimer
casoelrevestimientonobrindaaporteestructuralyen
elsegundogeneralmentesí
Requerimientos
Proporcionaradecuadaresistenciaaldeslizamiento,
alahuellamiento(mezclas)yalafracturaporcausas
imputablesonoalascargasdeltránsito
REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS

952. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Características generales
Lamayoríadelaspruebasparaverificarlacalidaddelos
materialesparalosrevestimientosbituminosossonlas
mismasexigidasparalascapasgranulares
Existendostiposdepruebasadicionales,quesirvenpara
verificarciertascondicionesespecíficasdelagregadocomo
partedelrevestimiento:
—Coeficientedepulimentoacelerado
—Adhesividadconelligantebituminoso
Asímismo,paraeldiseñodemezclasasfálticasserequiere
conocerlospesosespecíficosdelosagregadosydelllenante

953. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Coeficiente de pulimento acelerado(INV E-232)
Esunamedidadelaresistenciadelosagregadosala
accióndepulimentobajolaaccióndelosneumáticos
delosvehículos
Muestrasdelagregadosonsometidasalaacciónde
unallantaconpresiónde3.15kg/cm
2
yaunpolvo
abrasivoyaguadurante6horas
Lascaracterísticasdefriccióndelagregado
pulimentadosemidenconelpéndulobritánicode
fricción

954. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Coeficiente de pulimento acelerado(INV E-232)
MÁQUINA DE ENSAYO

955. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Coeficiente de pulimento acelerado(INV E-232)

956. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Adhesividad con el ligante bituminoso
Losensayosdeafinidadconelligantebuscandeterminarla
resistenciadelosagregadosaldesprendimientodelapelículade
asfaltoenpresenciadeagua
Losensayosusualesdeterminanlaadhesividadpasiva,esdecir,la
resistenciaaldesplazamientodelliganteencontactolosagregados,por
laaccióndelaguay/odeltránsito:
—Adherenciaenbandeja
—PlacaVialit
—Stripping
—RiedelWeber
—Estabilidadretenida(Marshall)
—Resistenciaretenida(inmersión-compresión)
—Resistenciaretenida(tracciónindirecta)

957. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Adhesividad con el ligante bituminoso
Ensayo de adherencia en bandeja(INV E 740)
Seusaparavalorarlaadherenciadelosagregadospara
laconstruccióndetratamientossuperficiales
Partículasdeagregadosecoseadhierenaunapelícula
deasfaltode1.5mm,llevándoseelconjuntoalhornoa
60ºCpor1díaycubriéndololuegoconaguadurante4
días,despuésdeloscualesseremuevenlaspartículasy
seevalúa,enporcentaje,laproporcióndesusuperficie
queconservaelasfaltoadherido

958. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Adhesividad con el ligante bituminoso
Ensayo de adherencia en bandeja(INV E 740)

959. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Adhesividad con el ligante bituminoso
Ensayo de adherencia en Placa Vialit(NLT 313)
Seusaparavalorarlaadherenciadelosagregadospara
laconstruccióndetratamientossuperficiales

960. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Adhesividad con el ligante bituminoso
Ensayo de adherencia en Placa Vialit(NLT 313)
Secolocaelligantesobrelaplacayseinsertanenél
100partículasdelagravillaporemplearysecompactan
Unavezcuradoelligante,laplacasecolocaen
posicióninvertidasobreelsoportedeldispositivode
ensayoysesometea3impactosdeunaesferadeacero
Secuentanlaspartículasdesprendidasquenoestén
manchadasporelligante(A)
Adhesividad (%) = 100 -A

961. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Adhesividad con el ligante bituminoso
Ensayo de adherencia en Placa Vialit(NLT 313)
Placa con ligante
y gravilla
Colocación de placa
sobre el soporte
Posición de la esfera
para los impactos

962. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Adhesividad con el ligante bituminoso
Ensayo de adherencia en Placa Vialit(NLT 313)
Se levanta la placa
luego de los impactos
Aspecto de la muestra
luego de la prueba
Conteo de partículas
no manchadas

963. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Adhesividad con el ligante bituminoso
Stripping(AASHTO T 182 –INV E-737)
Seempleaparavalorarlaafinidadconelasfaltodelos
agregadosparamezclasabiertasencaliente
Unamuestradelagregadosemezclaconunacantidad
conocidadeasfalto,sesumergeenaguapor48horasy
luegoseestimademaneravisualsieláreadelas
partículascubiertasporelliganteesmayoromenorde
95%

964. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Adhesividad con el ligante bituminoso
Stripping(AASHTO T 182 –INV E-737)
AGREGADOS CON DIFERENTES NIVELES DE ADHESIVIDAD

965. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Adhesividad con el ligante bituminoso
Ensayo Riedel –Weber para arenas(INV E -774)
Partículasdearenadetamañosentre0.20mmy0.63
mm,mezcladasconasfalto,sesometenalaacciónde
solucionesdecarbonatosódicodeconcentraciones
crecientes
Sedeterminacuáleslamenordelasconcentracionesde
lasoluciónqueproduceeldesprendimientototaldel
ligantedelasuperficiedelaarena

966. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Adhesividad con el ligante bituminoso
EstabilidadMarshallretenida(AASHTOT245)
ProbetasMarshallelaboradasconelcontenidoóptimo
deasfaltosegúndiseño,sesumergenenaguaa60ºCpor
48horasyluegosesometenalensayodeestabilidad
Lasestabilidadessecomparanconlasobtenidassobre
probetasensayadasencondiciónnormal(inmersióna
60ºCpor30minutos)

967. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Adhesividad con el ligante bituminoso
Resistencia retenida por inmersión compresión
(AASHTO T 165 y T 167 –INV E-738)
Probetasconelcontenidoóptimodeasfaltosecompactan
porpresión(170kN)ysesometenacurado,divididasen2
grupos,durante4días:unoalairea25ºCyelotroenagua
a49ºCpor4díasoa60ºCpor24horas
Lasprobetassefallanporcompresiónsimpleyse
comparanlosresultadospromediodelos2grupos:100*
SECOCURADOTRASARESISTENCI
HÚMEDOCURADOTRASARESISTENCI
RETENIDAARESISTENCI 

968. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Adhesividad con el ligante bituminoso
Resistencia retenida por inmersión compresión
(AASHTO T 165 y T 167 –INV E-738)

969. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Adhesividad con el ligante bituminoso
Resistenciaretenidaentracciónindirecta(AASHTOT283–
INVE-725)

970. Lasprobetascilíndricassonsometidasacompresión
hastalafallaalolargodedosgeneratricesopuestas,con
unavelocidaddedeformaciónde50mm/minutoa25°C
Estemododecargaproduceunesfuerzohorizontalde
tensiónalolargodelejeverticalyunodecompresióna
lolargodeldiámetrohorizontal
Lafallaseproduceporagrietamientoportensiónalo
largodeldiámetrovertical
Adhesividad con el ligante bituminoso
Resistenciaretenidaentracciónindirecta(INVE-725)
AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO

971. tD
P
S
T
**
*2000

 S
T= resistencia a la tensión indirecta, kPa
P = carga máxima, N
D = diámetro de la probeta, mm
t = espesor de la probeta, mm
Adhesividad con el ligante bituminoso
Resistenciaretenidaentracciónindirecta(INVE-725)
AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO

972. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Adhesividad con el ligante bituminoso
Resistenciaretenidaentracciónindirecta(INVE-725)

973. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Ensayo adicional sobre el agregado grueso
Contenidodeimpurezas(INVE237)
Determinalalimpiezasuperficialdelagregadogrueso
Mediantelavado,seseparanlaspartículasmenoresal
tamiz#35(0.5mm),lascualesseconsiderancomo
impurezas
Elporcentajeenmasadelasimpurezasrespectodela
masasecadelaspartículasensayadas,eselresultadodel
ensayo

974. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Peso específico del agregado grueso (AASHTO T85 –
INV E-223)
1.DeterminacióndelacondiciónSSS
Unamuestradelagregadosesumergeen
agua24horas,luegosesecaconunatela
absorbenteparaeliminarelagualibre,
perodejandolaaparienciadequela
superficiedelaspartículasestáhúmeda
SeanotaelpesodelagregadoSSS(B)

975. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Peso específico del agregado grueso (AASHTO T85 –
INV E-223)
2.Determinacióndelospesosespecíficos
Secolocalamuestraenunacanastademallayse
determinaelpesodelamuestrasumergidaenagua(C)

976. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Peso específico del agregado grueso (AASHTO T85 –
INV E-223)
2.Determinacióndelospesosespecíficos
Sesacalamuestradelacanasta,sesecaenelhornoy
sedeterminasupeso(A)

977. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Peso específico del agregado grueso (AASHTO T85 –
INV E-223)
2.Determinacióndelospesosespecíficos

978. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Peso específico del agregado fino (AASHTO T84 –
INV E-222)
1.DeterminacióndelacondiciónSSS
Unamuestradelagregadohumedecidosecolocaenun
moldetroncocónicoyseleaplican25golpesdeunpisón
metálico
Selevantaelmoldeysilaarenamantienelaforma,esque
seencuentramuyhúmedaysedebeairear
Serepitelaoperaciónhastaquelamuestraseescurreal
retirarelmolde

979. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Peso específico del agregado fino (AASHTO T84 –
INV E-222)
1.DeterminacióndelacondiciónSSS
Apisonado del agregadoCondición SSS del agregado

980. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Peso específico del agregado fino (AASHTO T84 –
INV E-222)
Secolocan500gramosdelagregadoencondiciónSSSen
unfrascodevolumenV
Sellenaelfrascoconaguaa20ºCysedeterminaelpeso
deaguarequeridaparallenarlo(W)
Sesacaelagregadodelfrasco,sesecaenelhornoysepesa
(A)
2.Determinacióndelospesosespecíficos

981. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Peso específico del agregado fino (AASHTO T84 –
INV E-222)
2.Determinacióndelospesosespecíficos
Colocación de la
muestra en el frasco
de volumen V
Eliminación de las
burbujas de aire
Completando el agua
para llenar el frasco

982. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Peso específico del agregado fino (AASHTO T84 –
INV E-222)
2.Determinacióndelospesosespecíficos

983. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Peso específico del llenante mineral (AASHTO T100 –
INV E-128)
Lamuestradeensayoysepesa(W
o)
Secolocalamuestraenunpicnómetro,sellenaéstecon
aguaatemperaturaT
xysepesa(W
b)
Sedeterminaelpesodelpicnómetrollenodeaguaala
temperaturaT
x(W
a)

984. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Determinación peso del
picnómetro lleno de agua a
temperatura T
x
Sacando burbujas de aire del
frasco con agua y llenante,
mediante calor
Peso específico del llenante mineral (AASHTO T100 –
INV E-128)

985. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
Pesoespecíficodelosagregadosyelllenantemineral
combinados
Cuandosemezclanvariosagregados,sedebe
determinarelpesoespecificodelamezcladeellos,
incluyendoelllenantemineral,siésteseencuentra
presente

986. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
REQUISITOS DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS PÉTREOS
PARA LECHADAS ASFÁLTICAS
ESPECIFICACIONES INVÍAS

987. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
REQUISITOS DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS PÉTREOS
PARA LECHADAS ASFÁLTICAS
ESPECIFICACIONES IDU -2006

988. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
REQUISITOS DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS PÉTREOS
PARA CONCRETOS ASFÁLTICOS
ESPECIFICACIONES IDU -2006

989. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
REQUISITOS DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS PÉTREOS
PARA CONCRETOS ASFÁLTICOS (CONT.)
ESPECIFICACIONES IDU -2006

990. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
REQUISITOS DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS PÉTREOS PARA
MEZCLAS DISCONTINUAS EN CALIENTE PARA CAPA DE RODADURA
ESPECIFICACIONES IDU -2006

991. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
REQUISITOS DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS PÉTREOS PARA
MEZCLAS DRENANTE
ESPECIFICACIONES INVÍAS

992. AGREGADOS PÉTREOS PARA EL REVESTIMIENTO
GRANULOMETRÍAS TÍPICAS DE LOS AGREGADOS PÉTREOS
PARA TRATAMIENTOS Y MEZCLAS BITUMINOSAS

993. TIPOS DE REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS Riegos sin Imprimación
gravilla(*) Riegos de liga
Otros riegos (curado, antipolvo, niebla, etc)
Riegos con Tratamiento superficial simple
gravilla Tratamiento superficial doble
RevestimientosLechadas asfálticas
bituminosos densas (concreto asfáltico)
en caliente abiertas
Mezclas discontinuas
drenantes
en frío densas
abiertas
(*)los riegos sin gravilla no son propiamente revestimientos bituminosos, sino tratamientos previos a ellos o colocados con otros fines

994. REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS
RIEGOS SIN GRAVILLA

995. Imprimación
Aplicacióndeunligantebituminososobreunacapa
granular,previaalaconstruccióndeunrevestimiento
bituminoso
Elliganteporempleardebepresentarbaja
viscosidadparaqueseafácilmenteaplicable,penetre
porcapilaridadenlacapadebaseeimpregne
adecuadamentelasuperficiedeésta
Elligantedebeserdecuradomedio(asfaltolíquido
MC30oMC70)oderoturalenta(emulsiónasfáltica
CRL0)parafavorecerelprocesodepenetración
dentrodelabase
RIEGOS SIN GRAVILLA

996. Imprimación(cont.)
Ladosificaciónseestableceenobraynoserá
inferiora500g/m
2
deliganteresidual
RIEGOS SIN GRAVILLA

997. Riegodeliga
Aplicacióndeunligantebituminososobreunpavimento
existente,previamentealaextensióndeunacapabituminosa
Elliganteporempleardebeserfluidoparapermitirunafácil
aplicación,lomásuniformeposibleyendosificaciones
pequeñas
Deberáserunaemulsiónasfálticaderoturarápida(CRR),
parapermitirlapuestaenobradelanuevacapalomás
rápidamenteposible
Debetenermuypequeñascantidadesdedisolventesocarecer
deellos,puessuexcesopuedecontaminarlacapabituminosa,
desmejorandosuscaracterísticasmecánicas
Ladosificaciónseestableceenobrayoscilaentre200y300
gramos/m
2
deliganteresidual
RIEGOS SIN GRAVILLA

998. Riegoantipolvo(paliativodepolvo)
Aplicacióndeunliganteasfálticosobrelasuperficie
deuncaminodestapado,conelfindeeliminarel
polvodelmismoyhacermáscómodalacirculación
Sesuelenemplearemulsionesderoturalenta(CRL
1)diluidasentre5y10veceselvolumendela
emulsión
Lacantidaddeemulsiónporaplicaroscilaentre0.8
y1.5litros/m
2
,segúnlacondicióndelasuperficiepor
tratar
OTROS RIEGOS SIN GRAVILLA

999. Riego antipolvo(paliativo de polvo)
OTROS RIEGOS SIN GRAVILLA
CON RIEGOSIN RIEGO

1000. Riegodecurado
Aplicacióndeunliganteasfálticosobreunabase
estabilizadaconcaloconcementoPortland,
Sufinalidadesformarunapelículacontinuaque
impidaoretraselaevaporacióndelagua,
favoreciendoelcuradodelacapaeimpidiendosu
fisuramiento
Seempleanemulsionesderoturarápida(CRL1)
encantidadesnoinferioresa400g/m
2
deligante
residual
OTROS RIEGOS SIN GRAVILLA

1001. Riego de curado
OTROS RIEGOS SIN GRAVILLA

1002. Riegoniebla(riegoennegro)
Aplicacióndeunliganteasfálticosobreun
pavimentoantiguoparamejorarsuimpermeabilidado
pararejuvenecerlosipresentasíntomasdedegradación
pordesgasteoporescasezenladosificacióndel
ligante
Seempleanemulsionesderoturalenta(CRL1)
diluidasenaguaenproporcionesiguales
Lacantidaddelmaterialdiluidoporregarvaría
entre0.5y1.0litro/m
2
OTROS RIEGOS SIN GRAVILLA

1003. Riego niebla(riego en negro)
OTROS RIEGOS SIN GRAVILLA

1004. REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS
RIEGOS CON GRAVILLA

1005. Tratamientosuperficialsimple
Eslaaplicacióndeunligantebituminososobreuna
superficie,seguidainmediatamenteporlaextensióny
compactacióndeunacapadeagregadopétreodetamaño
tanuniformecomoseaposible
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

1006. Tratamientosuperficialdoble
Consisteendosaplicacionesalternativasy
consecutivasdeunligantebituminosoyagregados
pétreos,seguidasdeunprocesodecompactación
Eltamañomáximodelagregadodelasegunda
distribuciónes,aproximadamente,lamitaddeltamaño
delagregadodelaprimeracapa
Elagregadodebesertanuniformeentamañocomo
seaposible,demaneraqueeltratamientotenga
esencialmenteunasolacapadepartículas
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

1007. Tratamiento superficial doble
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

1008. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
Funcionesdeloscomponentes
Elligantedesempeñalasfuncionesdeimpermeabilizar
elpavimentoyfijarlaspartículasdelagregado.Se
recomiendaelempleodeemulsionesasfálticasderotura
rápida(CRR2oCRR2m)
Elagregadoaportaaltratamientocaracterísticas
antideslizantes,resistenciaalacirculacióndelosvehículos
yaseguraladrenabilidaddelasaguassuperficiales
Eltratamientoproveeunasuperficiederodamiento
económica,aseguralaestanqueidaddelascapasinferiores
delpavimentoybrindaunatexturasuperficialqueimpide
eldeslizamientodelosvehículos

1009. FRANJAS GRANULOMÉTRICAS TÍPICAS PARA
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
Simples (Artículo 430 Especificaciones INVIAS)
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
Dobles (Artículo 431 Especificaciones INVIAS)TAMIZ PORCENTAJE QUE PASA
Normal Alterno TIPO
TSD 1TSD 2TSD 3TSD 4
25.0 mm
19.0 mm
12.5 mm
9.5 mm
6.3 mm
4.75 mm
2.36 mm
1.18 mm
1‖
3/4‖
1/2‖
3/8‖
1/4‖
No.4
No.8
No.16
100
90-100
10-45
0-15
-
0.5
-
-
-
100
90-100
20-55
0-15
-
0-5
-
-
-
100
90-100
10-40
0-15
0-5
-
-
-
-
100
90-100
20-55
0-15
0-5 TAMIZ PORCENTAJE QUE PASA
Normal Alterno TSS-1 TSS-2
19.0 mm
12.5 mm
9.5 mm
6.3 mm
4.75 mm
2.36 mm
3/4‖
1/2‖
3/8‖
1/4‖
No.4
No.8
100
90-100
20-55
0-15
-
0-5
-
100
90-100
10-40
0-15
0-5

1010. FRANJAS GRANULOMÉTRICAS TÍPICAS PARA
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

1011. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
Losmétodosdedosificaciónsonempíricos
Inicialmente,sedefineeltamañoyladosificacióndel
agregadopétreo
Lacantidaddeligantedebesersuficienteparafijarel
agregadoyquedaraunaalturaaproximadadel70%de
éste
Cualquieraseaelmétodoutilizado,ladosificación
básicasedebemodificaralavistadelascondiciones
particularesdecadaobra
Dosificación de los tratamientos

1012. RECOMENDACIONES INVIAS PARA LA DOSIFICACIÓN DE
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
TRATAMIENTOS SUPERFICIALESAGREGADOS LIGANTE RESIDUAL
GradaciónDosificación
(l/m
2
)
(l/m
2
)
TSS-1
TSS-2
8-10
6-8
0.9-1.3
0.7-1.1
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES SIMPLES

1013. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES DOBLES
RECOMENDACIONES INVIAS PARA LA DOSIFICACIÓN DE
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

1014. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
MÉTODO DE DOSIFICACIÓN DEL CRR (CENTRE DE
RECHERCHES ROUTIERES DE BÉLGICA)

1015. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
MÉTODO DE DOSIFICACIÓN DE LINCKENHEYL (REGLA
DEL DÉCIMO)Parámetro Definición Unidad Cálculo
D Tamaño máximo nominal mm Se obtiene de franja
granulométrica
d Tamaño mínimo nominal mm Se obtiene de franja
granulométrica
A Tamaño medio agregado mm (D+d)/2
Q Cantidad de agregado para el riego l/m
2
Q = 0.9*A, si A >10mm
Q = 3+0.7*A, si A 10mm
L Dosificación del ligante residual l/m
2
L = 0.1*Q

1016. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
Ejemplo
Tratamiento superficial simple
Franja granulométrica TSS 2
—(D = 9.5 mm; d = 4.75 mm; A = 7.1 mm)
Parámetro de pérdidas (R = 1.0 litros/m
2
)
Superficie normal (a = 0.34)
Agregados pétreos naturales (b = 0.09)
Emulsión catiónica CRR 2, concentrada al 68 % (0.68)
COMPARACIÓN ENTRE LOS MÉTODOS DE DOSIFICACIÓN
DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

1017. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
Solución
Especificaciones de construcción INVIAS
Q = 6 -8 litros/ m
2
L = 0.7 -1.1 litros/ m
2
Método del CRR
Q = A-(A
2
/100) + R = 7.1 -(7.1*7.1/100) + 1 = 8.6 litros/ m
2
L = a + b*Q = 0.34 + 0.09*8.6 = 1.06 litros/ m
2
Método de Linckenheyl
Q = 3 + 0.7*A = 3 + 0.7*7.1 = 8.0 litros/ m
2
L = 0.1*Q = 0.1*8.0 = 0.8 litros/ m
2
COMPARACIÓN ENTRE LOS MÉTODOS DE DOSIFICACIÓN
DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

1018. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
Solución(cont.)
Comoelproductobituminosodeltratamientosuperficial
seaplicaenformadeemulsiónasfáltica,lasdosificaciones
deliganteresidual(L)debenserconvertidasacantidades
equivalentesdeemulsiónasfáltica(E),deacuerdoconla
concentracióndeésta
COMPARACIÓN ENTRE LOS MÉTODOS DE DOSIFICACIÓN
DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALESemulsiónladeiónConcentrac
mlL
mlE
)/(
)/(
2
2


1019. REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS
LECHADAS ASFÁLTICAS
Y
MICROAGLOMERADOS
EN FRÍO

1020. LECHADA ASFÁLTICA
Definición
Mezcladeconsistenciafluida,compuestaporemulsión
asfálticaderoturalenta,agregadofinobiengradado
(normalmentedetamañomáximo10mm),llenantemineral,
aguay,eventualmente,aditivos
Objetivos
Impermeabilizarlasuperficiedeunpavimentoexistente
Protegerlacarpetaasfáltica
Aumentarlaresistenciaaldeslizamientodelpavimento
Mejorarlaaparienciasuperficial
Lalechadanoaportacapacidadestructuralynocorrigela
serviciabilidaddelpavimento

1021. LECHADA ASFÁLTICA

1022. Funcionesdeloscomponentes
Agregadopétreo
Proveerunesqueletomineralquesoportelascargasdeltránsito
Resistirlaabrasiónproducidaporeltránsitoautomotor
Brindarunaadecuadaresistenciaaldeslizamiento
Ligante
Durantelaconstrucción,laemulsiónyelaguaproveenfluidezal
sistema,permitiendoquellenegrietasypequeñasdepresionesy
quelosagregadosseasientenadecuadamente
Ligarelesqueletomineral,impidiendoquelaspartículasde
agregadoseanarrancadasporeltránsito
Impedirelpasodeaguayairealascapasinferiores,asegurando
ladurabilidaddelsistema
Laemulsióndeberáserderoturalentaysuperestable(CRL1h)
LECHADA ASFÁLTICA

1023. Funcionesdeloscomponentes
Llenantemineral
Ejercercomoagentemodificadordelavelocidadderoturay
delacohesióndelalechada
Segúneltipodeemulsificanteempleadoenlafabricaciónde
laemulsión,puedeactuarcomoaceleradororetardadordela
roturadelalechada
Agua
Ejercerpapeldelubricanteentrelosagregadosylaemulsión,
permitiendounacorrectadispersiónyfácilmezclado
Brindarlaconsistencianecesariaparaunapuestaenobradela
lechadasinroturaprematuranisegregaciones
Aditivo
Facilitarlaenvueltadelaemulsiónyregularsuvelocidadde
rotura
LECHADA ASFÁLTICA

1024. Tipos de lechadas asfálticas
El tipo de lechada queda definido por la gradación del
agregado que la componeTAMIZ PORCENTAJE QUE PASA
NormalAlternoLA-1 LA-2 LA-3 LA-4
12.5 mm
9.5 mm
4.75 mm
2.36 mm
1.18 mm
600 m
300 m
180 m
75 m
1/2‖
3/8‖
No.4
No.8
No.16
No.30
No.50
No.80
No.200
100
85-100
60-85
40-60
28-45
19-34
12-25
7-18
4-8
-
100
70-90
45-70
28-50
19-34
12-25
7-18
5-11
-
100
85-100
65-90
45-70
30-50
18-30
10-20
5-15
-
-
100
95-100
65-90
40-60
24-42
15-30
10-20
LECHADA ASFÁLTICA

1025. LECHADA ASFÁLTICA
FRANJA GRANULOMÉTRICA TÍPICA PARA LECHADA LA -1

1026. Tipos de lechadas asfálticas
El tamaño del agregado define la cantidad de la lechada
y su aplicación en el pavimentoTIPO DE AGREGADO LA-1 LA-2 LA-3 LA-4
Ligante residual (% en peso
sobre agregados).
5.5-7.56.5-12.07.0-13.010.0-15.0
Agua preenvuelta (% en peso
sobre agregados).
8-12 10-15 10-15 10-20
Agua total (% en peso sobre
agregados)
10-20 10-20 10-20 10-30
Cantidad de lechada (kg/m
2
) 15-20 10-15 7-12 4-8
Capa en que se aplica 2ª o única cualquiera1ª o única
LECHADA ASFÁLTICA

1027. Diseñodelalechada
Consisteenladeterminacióndelascantidades
adecuadasdelosingredientesqueconformanlamezcla
Lacantidaddeligantedebesersuficienteparacubrir
lasuperficiedelosagregadosconunapelículade
espesordeterminadoquebrindeligazónalsistema,pero
sinqueexistanriesgosdeexudación
LECHADA ASFÁLTICA

1028. Diseñodelalechada
Elcontenidodeaguaesdelamayorimportancia,tanto
paralaobtencióndeunacorrectapuestaenobra,como
parasubuenatrabajabilidadyeladecuado
comportamientodelalechadafrentealaaccióndel
tránsitoautomotor
Unexcesodeaguapuederetrasarlaroturaydarlugara
segregacionesdelamezcla,fluyendopartedelaemulsión
hacialaszonasmásbajasdelavía
LECHADA ASFÁLTICA

1029. DISEÑO DE LA LECHADA
1. Determinación del porcentaje óptimo teórico de ligante
L = K (S*A)
0.2
Siendo:
L = contenido de ligante residual sobre el peso de los agregados (%)
K = módulo de riqueza
4.4 -4.5 para lechada tipo LA-2
4.5 -4.8 para lechada tipo LA-3
4.9 -5.1 para lechada tipo LA-4
S = superficie específica del agregado (m
2
/kg)
A = factor de corrección por peso específico del agregado (A = 1.00
cuando el peso específico es 2.65)
LECHADA ASFÁLTICA

1030. DISEÑO DE LA LECHADA
1. Determinación del porcentaje óptimo teórico de ligante(cont.)
Superficie específica (S)
—Factor de superficie específica (FSE)
FSE = 2.50 (D*d)
0.5
Siendo:
D = abertura del tamiz mayor (mm)
d = abertura del tamiz menor (mm)
LECHADA ASFÁLTICA100
)*(%

FSEtamizunenretenido
S

1031. DISEÑO DE LA LECHADA
1. Determinación del porcentaje óptimo teórico de ligante
Ejemplo
Agregado silíceo, peso específico 2.65, gradación LA-3GradaciónAgregado Retenido
entre F.S.E. Producto
Tamiz % pasa tamices
3/8" 100 0
No 4 92 8 0,37 2,96
No 8 80 12 0,74 8,88
No1 6 60 20 1,5 30,00
No 30 40 20 2,97 59,40
No 50 25 15 5,89 88,35
No 80 15 10 10,76 107,60
No 200 7 8 21,52 172,16
Fondo 0 7 130 910,00
Suma 1.379,35
Superficie específica (S).m2/kg 13,79
Módulo de riqueza (K) 4.7
Factor de corrección por peso específico (A) 1.0
% LIGANTE TEÓRICO 7.9
LECHADA ASFÁLTICA

1032. DISEÑO DE LA LECHADA
2. Determinación de la consistencia(% óptimo de agua)
Laconsistenciadebeserlosuficientementefluidapara
quelalechadapuedapenetrarengrietasydeformaciones.
Sinembargo,silalechadaesdemasiadofluidapuede
segregarseyescurrirdemaneraexcesivabajolacaja
mezcladoraysobreelpavimento
Elensayodelconodeconsistencia,permiteajustarla
dosisdeaguademezclado(adicionalalaguadela
emulsión)paraobtenerunaóptimacolocacióndelalechada
(normadeensayoINVE-777)
LECHADA ASFÁLTICA

1033. DISEÑO DE LA LECHADA
2. Determinación de la consistencia(% óptimo de agua)
LECHADA ASFÁLTICA

1034. DISEÑO DE LA LECHADA
2. Determinación de la consistencia(% óptimo de agua)
Pararealizarelensayosefabricaunamezcladepruebay
sellenaconellaelconosobrelaplacagraduada.
Elconoselevantaysemidelaextensióndelalechadaen
cuatropuntosperpendiculares.Elvalorpromedioseregistra
comolaconsistenciadelalechada
Seconsideraqueelporcentajeóptimodefluidosesaquel
conelcualselograunafluenciadelalechadaentre2y3cm
LECHADA ASFÁLTICA

1035. DISEÑO DE LA LECHADA
2. Determinación de la consistencia(% óptimo de agua)
LECHADA ASFÁLTICA

1036. DISEÑO DE LA LECHADA
3. Propiedades mecánicas
Eneldiseñodeunalechadaasfálticasedebenverificar
dospropiedades:
—Resistenciaalaabrasión,medianteelensayode
abrasiónenpistahúmeda,WTAT(normade
ensayoINVE-778)
—Tendenciaaexudar,medianteelensayode
absorcióndearenaenlamáquinaderueda
cargada,LWT(normadeensayoINVE-779)
LECHADA ASFÁLTICA

1037. DISEÑO DE LA LECHADA
3.1 Ensayo de abrasión en pista húmeda
Seutilizaparadeterminarelcontenidomínimode
ligantequeimpidaundesgasteexcesivodelalechadaen
condicionesdeservicio
Sesometenprobetascuradasdelechada,deforma
circular,sumergidasenaguaa25°C,alaacciónabrasiva
deuncauchodemangueradurante5minutos
Eldesgastesemideporlapérdidadepesoporunidad
deáreadelamuestraysedenomina―pérdidapor
abrasión‖
LECHADA ASFÁLTICA

1038. DISEÑO DE LA LECHADA
3.1 Ensayo de abrasión en pista húmeda
LECHADA ASFÁLTICA

1039. DISEÑO DE LA LECHADA
3.1 Ensayo de abrasión en pista húmeda
Segraficanlospérdidasobtenidasenelensayopara
diferentescontenidosdeligante
Seconsideraqueunalechadanosufriráproblemascríticos
deabrasión,silaspérdidasnoexcedende650gramos/m
2
LECHADA ASFÁLTICA

1040. DISEÑO DE LA LECHADA
3.2 Ensayo de absorción de arena en la máquina de
rueda cargada
Midelatendenciadelalechadaaexudar,lacualpuede
serasociadaconahuellamiento
Seempleanprobetascuradasdelechada,deforma
rectangular,lascualessonsometidasa1000ciclosdeuna
ruedaquebuscacomprimirlalechadaparaexpulsarel
excesodeasfalto,silohay
LECHADA ASFÁLTICA

1041. DISEÑO DE LA LECHADA
3.2 Ensayo de absorción de arena en la máquina de
rueda cargada
Luegosedistribuyearenacalientesobrelaprobetayse
aplican100nuevosciclosdecarga
Laarenaseadhierealasuperficiedelaprobetaenuna
cantidadqueesproporcionalalaexudacióndeasfalto
Latendenciaaexudarsecalculaporelpesodearena
adheridaporunidaddesuperficiedelaprobetayse
denomina―absorcióndearena‖
LECHADA ASFÁLTICA

1042. DISEÑO DE LA LECHADA
3.2 Ensayo de absorción de arena en la máquina de rueda
cargada
LECHADA ASFÁLTICA

1043. DISEÑO DE LA LECHADA
3.2 Ensayo de absorción de arena en la máquina de rueda
cargada
Segraficanlosresultadosobtenidosenelensayopara
diferentescontenidosdeligante
El criterio de diseño es el siguiente:
TPD Absorción máxima de arena
<300 800 g/ m
2
300-1500 700 g/ m
2
>1500 600 g/ m
2
Elcontenidomáximoadmisibledeliganteenlalechadaes
aquelquecorrespondaalamáximaabsorciónadmisiblede
arena
LECHADA ASFÁLTICA

1044. DISEÑO DE LA LECHADA
3.2 Ensayo de absorción de arena en la máquina de rueda
cargada
LECHADA ASFÁLTICA

1045. DISEÑO DE LA LECHADA
4.Selección del contenido óptimo de ligante
LECHADA ASFÁLTICA

1046. DISEÑO DE LA LECHADA
5. Propiedades de curado
Estaspropiedades,quesemidenconelcohesiómetro,
entreganinformaciónrespectodeltiempoquetardala
mezclaenromperyeldesarrollodelcurado
Estainformaciónesnecesariaparaasegurarquela
lechadapuedesermezcladasinriesgoderoturaantesde
sercolocadayparaconocerelmomentoenelcualse
puedeabriraltránsito
LECHADA ASFÁLTICA

1047. DISEÑO DE LA LECHADA
5. Propiedades de curado
Elcohesiómetromidelaresistenciaalatorsiónenla
superficiedelalechada
Serealizanmedidasaintervalosregularesdetiempo,las
cualespermitenelaborarunacurvadeevolucióndela
cohesióneneltiempo
ElcriteriodeISSAsobreelparticulareselsiguiente:
—Rotura:cuandosealcanzaunaresistenciaalatorsión
de12kg-cm
—Aperturaaltránsito:cuandosealcanzan20kg-cm
—Curado:Cuandoselogran26kg-cm
LECHADA ASFÁLTICA

1048. DISEÑO DE LA LECHADA
5. Propiedades de curado
LECHADA ASFÁLTICA

1049. MICROAGLOMERADOS EN FRÍO
Conocidostambiéncomomicropavimentos,son
aplicacionessimilaresalaslechadasasfálticasque
combinanlascaracterísticasdeéstasconlabondades
delasfaltomodificadoconpolímeros,loquedalugara
unproductoconmayordurabilidadyresistenciaante
lascargasdeltránsitoylosagentesambientales

1050. MICROAGLOMERADOS EN FRÍO
Seelaboranconemulsionesasfálticasmodificadascon
polímeros,deltipoCRL-1hm
Elagregadopétreoporempleardebesergrueso,
preferiblementedegradaciónLA-1oLA-2
Comoelmicroaglomeradopresentamayorconsistencia
duranteelmezcladoylacolocación,serequierenequipos
que,aunquesimilares,sondemayorpotenciaydiseño
mecánicomásrobustoparasuelaboraciónyextensión
FACTORES QUE HACEN DIFERENTE UN MICROAGLOMERADO
EN FRÍO DE UNA LECHADA ASFÁLTICA

1051. MICROAGLOMERADOS EN FRÍO
Noseexigeelrequisitodelensayodelconode
consistenciaduranteelprocesodediseño
Seaplicanenespesoresaproximadamente50%mayores
quelalechadaasfáltica,paraelmismotamañodeagregado
pétreo
FACTORES QUE HACEN DIFERENTE UN MICROAGLOMERADO
EN FRÍO DE UNA LECHADA ASFÁLTICA (cont.)

1052. REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS
MEZCLAS ASFÁLTICAS
EN CALIENTE

1053. MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE
Generalidades
Combinacióndeagregadospétreosycemento
asfálticoenunaplantaenlacuallosmaterialesson
calentados,dosificadosymezcladosparaproducirla
mezcladepavimentacióndeseada
Lamezclaestransportadaalsitiodelapavimentación
yesextendidapormediodeunamáquina
pavimentadoraenunacapaligeramentecompactada,
paraobtenerunasuperficieuniformeypareja

1054. MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE
Generalidades(cont.)
Mientraslamezclaaúnseencuentracaliente,es
compactadaintensamenteconrodillospesadospara
producirunacapalisa,uniformeybienconsolidada
Segúnlagranulometríadelagregadoutilizado,la
mezclapuedesercerrada(densaosemidensa),
semicerrada(gruesa)oabierta
Lasmezclascerradasysemicerradasencalienteson
másconocidascomoconcretosasfálticos

1055. MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE
Generalidades(cont.)
Lamezclascerradasrequierendeunagregado
pétreobiengradado
Lamezclassemicerradassonparecidasalas
anteriores,perosuscurvasgranulométricasealejande
lamáximacompacidad,tienemenorescontenidosde
llenanteyrequierenmenorescontenidosdeasfalto
Lasmezclasabiertaspresentanunagregadomal
gradado,conbajaproporcióndepartículasdearenay
finos,demaneraqueexisteenellasunaestructura
mineralqueresisteporrozamientointerno

1056. MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE
Generalidades(cont.)
Coneldesarrollodelosasfaltosmodificados,enlos
añosrecientessehanpopularizadootrostiposdemezclas
asfálticasencaliente:
—SMA
—Mezclasdealtomódulo
—Mezclasdiscontinuasencalienteparacapade
rodadura
—Mezclasdrenantes

1057. MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE
CONCRETO ASFÁLTICO

1058. Definición
Elconcretoasfálticoesunamezclaíntima,elaborada
encaliente,deagregadospétreos,llenantemineralyun
cementoasfáltico,demaneraquelasuperficiedetodas
ycadaunadelaspartículasmineralesquederecubierta
demanerahomogéneaporunapelículadeligante
Alcompactarlamezclacuandoaúnseencuentre
caliente,elagregadogruesoformaunesqueletomineral,
rígidoyresistente,cuyosvacíossonrellenadosporlas
partículasmásfinas
Elsistemaconformadoporelllenanteyelasfalto
formaunmediocontinuoyviscosoquemantieneunidas
laspartículasminerales,dandocohesiónalamezcla
CONCRETO ASFÁLTICO

1059. Franjas granulométricas típicas para un concreto asfáltico
Artículo 450 -INVIAS
CONCRETO ASFÁLTICO

1060. FRANJA GRANULOMÉTRICA TÍPICA PARA UN CONCRETO
ASFÁLTICO
CONCRETO ASFÁLTICO

1061. CONSECUENCIAS DE LAS IRREGULARIDADES EN LA CURVA
GRANULOMÉTRICA PARA UN CONCRETO ASFÁLTICO
CONCRETO ASFÁLTICO

1062. Selección del cemento asfáltico para mezclas de concreto
asfáltico
CONCRETO ASFÁLTICO
Artículo 400 -INVÍAS

1063. Requerimientosdeunamezcladeconcretoasfáltico
Suficienteasfaltoparaasegurarunpavimentodurable
Suficienteestabilidadbajocargasdetránsito
Suficientesvacíosconaire:
-límitesuperiorparaprevenirdesintegracióndelacapa
-límiteinferiorparadarespacioaladensificación
producidaporeltránsito
Suficientetrabajabilidadparaprevenirsegregaciones
durantelaelaboraciónylacolocacióndelamezcla
Suficienteflexibilidadparaadaptarseaasentamientosy
movimientosgradualesdelascapasinferiores
CONCRETO ASFÁLTICO

1064. Caracterizacióndelamezcla
Ensayosempleadosparaestablecerlasproporcionesde
losdiferentescomponentesdelamezclayelposterior
controldeproducciónydeconstruccióndelamisma
(Marshall,Hveem,SUPERPAVE)
Ensayosempleadosparaevaluarciertosrasgosde
comportamientoylaspropiedadesestructuralesdela
mezcla,requeridasporlosmétodosmecanísticosy
mecanístico-empíricosdediseñodepavimentos
asfálticos(triaxial,tensiónindirecta,móduloresiliente
diametral,módulodinámico,ensayosdeflexióndeviga,
creep,corte,etc)
CONCRETO ASFÁLTICO

1065. DISEÑO DE MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO
MÉTODO MARSHALL

1066. Generalidades
Elensayoserealizadeacuerdoconel
procedimientodescritoenelmanualMS2delInstituto
delAsfaltoyesaplicableamezclasconagregadode
tamañomáximonomayorde25mm
Empleaprobetasde4pulgadasdediámetroy2.5
pulgadasdealtura,compactadasaaltatemperatura,
condiferentesproporcionesdeasfalto,lascualesson
ensayadasa60°Cmediantedeformaciónlateralhasta
alcanzarlafalla
Lacargadefalladelasprobetassedenomina
estabilidadyladeformaciónmáximasellamaflujo
MÉTODO MARSHALL

1067. Generalidades(cont.)
Lasprobetassecompactanconunmartillo
normalizado(10librasycaídalibrede18pulgadas),
aplicando35,50o75golpesporcara,dependiendode
laintensidaddeltránsitodelavíaparalacualserealiza
eldiseño
Elmétodorequiere,ademásdelensayodeestabilidad
yflujo,laejecucióndeunanálisisdedensidadyvacíos
delasprobetascompactadas,paraestablecerlafórmula
detrabajo(proporcionesóptimasdeagregadosy
cementoasfáltico)
MÉTODO MARSHALL

1068. DISEÑO DE LA MEZCLA DE CONCRETO
ASFÁLTICO
Elementos básicos Adición del asfalto
a los agregados
MÉTODO MARSHALL

1069. Mezcla de los agregados
con el asfalto a la
temperatura especificada
Temperaturas de mezcla y compactación
MÉTODO MARSHALL
DISEÑO DE LA MEZCLA DE CONCRETO
ASFÁLTICO

1070. Colocación de la mezcla
dentro del molde de
compactación
Compactación de
la mezcla
MÉTODO MARSHALL
DISEÑO DE LA MEZCLA DE CONCRETO
ASFÁLTICO

1071. Probetas compactadas Pesada de probeta
en el aire
MÉTODO MARSHALL
DISEÑO DE LA MEZCLA DE CONCRETO
ASFÁLTICO
Pesada de probeta
en el agua

1072. Ensayo de estabilidad y flujoProbetas en baño maría
MÉTODO MARSHALL
DISEÑO DE LA MEZCLA DE CONCRETO
ASFÁLTICO

1073. Representación de los resultados del ensayo Marshall
MÉTODO MARSHALL
DISEÑO DE LA MEZCLA DE CONCRETO
ASFÁLTICO

1074. Artículo 450 -INVIAS
MÉTODO MARSHALL
CRITERIOS PARA EL DISEÑO DE LA MEZCLA

1075. MÉTODO MARSHALL
MÉTODO MARSHALLL MODIFICADO PARA AGREGADOS
DE TAMAÑO MÁXIMO MAYOR DE 25 MILÍMETROS
Cuandoelagregadoporutilizarenlaelaboracióndel
concretoasfálticopresenteuntamañomáximomayorde
25mm,peronosuperiora38mm,elInstitutodelAsfalto
recomiendaelempleodeunmétodomodificado,
propuestoporKandhal
Lamodificaciónconsiste,básicamente,enelempleo
probetasde6pulgadasdediámetroy3.75pulgadasde
altura,compactadasaaltatemperatura,conunmartillode
baseconmayordiámetroy22.5librasdepeso,conaltura
decaídade18pulgadas(normaASTMD5581)

1076. MÉTODO MARSHALL
MÉTODO MARSHALLL MODIFICADO PARA AGREGADOS
DE TAMAÑO MÁXIMO MAYOR DE 25 MILÍMETROS
Elnúmerodegolpesporaplicarporcadacaradela
probetadebeser1.5veceselespecificadoenel
procedimientonormal
Elcriteriodediseñoencuantoaestabilidadyflujo
tambiénsemodifica.Laestabilidaddebeser,como
mínimo,2.25veceslaexigidaenelmétodonormal,yel
rangodeflujodebeser1.5vecesmayorqueel
especificadoenaquél

1077. MÉTODO MARSHALL
MÉTODO MARSHALLL MODIFICADO PARA AGREGADOS
DE TAMAÑO MÁXIMO MAYOR DE 25 MILÍMETROS
Moldes y martillos para los métodos Marshall normal y modificado

1078. MÉTODO MARSHALL
REQUISITOS COMPLEMENTARIOS PARA EL
DISEÑO DE LA MEZCLA
Unavezdefinidoelporcentajeóptimodeasfaltode
diseñosegúnelcriterioMarshall,secompactannuevas
probetasdemezclacondichoóptimo,lascualesse
sometenadoscomprobacionesparaverificarlavalidez
deldiseño:
—Resistenciaaladeformaciónplástica
—Comprobacióndelaadhesividadentreel
agregadopétreoyelliganteasfáltico

1079. MÉTODO MARSHALL
REQUISITOS COMPLEMENTARIOS PARA EL
DISEÑO DE LA MEZCLA
Resistenciaaladeformaciónpermanente
ElINVÍASutilizaelensayodepistadelaboratorio
(normadeensayoINVE–756)
Unaprobetacompactadaencondicionesnormalizadas
sesometea60ºCalaaccióncíclicadeunaruedaque
aplicaunapresiónde9kg/cm
2
durante120minutos
Semidelavelocidaddedeformacióndelaprobetaen
elintervalocomprendidoentre105y120minutos

1080. MÉTODO MARSHALL
REQUISITOS COMPLEMENTARIOS PARA EL
DISEÑO DE LA MEZCLA
Ensayo de pista de laboratorio

1081. MÉTODO MARSHALL
REQUISITOS COMPLEMENTARIOS PARA EL
DISEÑO DE LA MEZCLA
Comprobacióndelaadhesividadentreelagregadoy
elasfalto
ElINVÍASutilizóhasta2007elensayodeinmersióny
compresión(normadeensayoINVE–738)
Probetascompactadasencondicionesnormalizadasse
sometenacuradoendosgrupos:unoalairea25ºC
durante4díasyotromedianteinmersiónenaguaa49ºC
duranteelmismolapsoo24horasa60ºC
Lasprobetassefallanporcompresiónsimpleyse
comparanlosresultadosdelosdosgrupos

1082. MÉTODO MARSHALL
REQUISITOS COMPLEMENTARIOS PARA EL
DISEÑO DE LA MEZCLA
Ensayodeinmersión-compresión

1083. MÉTODO MARSHALL
REQUISITOS COMPLEMENTARIOS PARA EL
DISEÑO DE LA MEZCLA
En2007,elINVÍASespecificólapruebadetensión
indirecta(normadeensayoINVE–725)paraverificar
lascondicionesdeadhesividadentreelagregadoyel
asfaltoenpresenciadeagua
Probetascompactadasconelcontenidoóptimode
asfaltoyentre6y8%devacíosconairesesometena
curadoendosgrupos:unoalaireyotromediante
saturaciónalvacío
Lasprobetassefallanporcompresióndiametralyse
comparanlosresultadosdelosdosgrupos

1084. EVALUACIÓN DE LA SENSIBILIDAD A LA HUMEDAD
(AASHTO T 283 –INV E-725)
MÉTODO MARSHALL

1085. Lasprobetascilíndricassonsometidasacompresión
hastalafallaalolargodedosgeneratricesopuestas,con
unavelocidaddedeformaciónde50mm/minutoa25°C
Estemododecargaproduceunesfuerzohorizontalde
tensiónalolargodelejeverticalyunodecompresióna
lolargodeldiámetrohorizontal
Lafallaseproduceporagrietamientoportensiónalo
largodeldiámetrovertical
Ensayo de tensión indirecta
EVALUACIÓN DE LA SENSIBILIDAD A LA HUMEDAD
(AASHTO T 283 –INV E-725)
MÉTODO MARSHALL

1086. Ensayo de tensión indirectatD
P
S
T
**
*2000


S
T= resistencia a la tensión indirecta, kPa
P = carga máxima, N
D = diámetro de la probeta, mm
t = espesor de la probeta, mm
EVALUACIÓN DE LA SENSIBILIDAD A LA HUMEDAD
(AASHTO T 283 –INV E-725)
MÉTODO MARSHALL

1087. EVALUACIÓN DE LA SENSIBILIDAD A LA HUMEDAD
(AASHTO T 283 –INV E-725)
MÉTODO MARSHALL

1088. MÉTODO MARSHALL
REQUISITOS COMPLEMENTARIOS PARA EL
DISEÑO DE LA MEZCLA

1089. ATRIBUTOS DEL MÉTODO DE DISEÑO
MARSHALL
Ventajas
Atención a vacíos, resistencia y durabilidad
Empleo de equipos de bajo costo
Fácil uso en el proceso de control y aceptación
Desventajas
Compactación por método de impacto
No considera esfuerzos de corte
La carga es perpendicular al eje de compactación
MÉTODO MARSHALL

1090. DISEÑO DE MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO
MÉTODO DE DISEÑO
VOLUMÉTRICO
SUPERPAVE

1091. OBJETIVOS DEL MÉTODO DE DISEÑO VOLUMÉTRICO
Desarrollarunmétododecompactaciónenel
laboratorioquesimulelacompactaciónenelterreno
Incluireneldiseñopartículasdemayortamaño
Identificarmezclasconproblemasdecompactabilidad
Brindarlaposibilidaddeempleotantoenelcontrol
comoenlaverificacióndelacalidaddelamezcla
Considerarfactoresdedurabilidad
MÉTODO SUPERPAVE

1092. COMPACTADOR GIRATORIO SUPERPAVE (CGS)
MÉTODO SUPERPAVE
Desarrollado para satisfacer los objetivos del método

1093. CARACTERÍSTICAS DE LA COMPACTACIÓN DEL CGS
MÉTODO SUPERPAVE

1094. DISEÑO DE LA COMPACTACIÓN
MÉTODO SUPERPAVE

1095. BOSQUEJO DEL MÉTODO
Sedeterminantresgranulometríasdepruebaapropiadas
Paracadaunadelasgranulometrías,sepreparany
compactandosmezclasconuncontenidodeliganteque
teóricamentedélugaraespecímenescon4%devacíos
conaire
Lacompactaciónserealizahastaelmáximonúmerode
girosyduranteelprocesosevacalculandoelporcentaje
decompactación
Terminadalacompactación,secalculanlosvolúmenes
realesdevacíosconaireydevacíosenlosagregados
minerales
MÉTODO SUPERPAVE

1096. BOSQUEJO DEL MÉTODO (cont.)
Sedeterminaelcontenidodeliganteasfálticopara
alcanzar4%devacíosconaire(96%deG
mmparael
N
diseño)yconélserecalculanlasotraspropiedades
volumétricas(vacíosenlosagregadosminerales-VAM-y
vacíosllenosdeasfalto-VLA-)
Laspropiedadesestimadassecomparanconlos
criteriosdediseñodelamezcla(VAM,VLA,
%G
mm@N
ini,%G
mm@N
máx).Además,severificaquela
relaciónllenante/ligante(proporcióndepolvo)se
encuentreentre0.6y1.2
MÉTODO SUPERPAVE

1097. Conestosresultadosseescogelamezclaqueparezca
másaceptableyconellasecompactanespecímenescon
diferentescontenidosdeligantepordebajoyporencima
delestimadopreviamente
Secalculan,paracadacontenidodeligante,las
propiedadesvolumétricas(Vacíosconaire,VAM,
%G
mm@N
ini,%G
mm@N
máx)
Seelaborangráficasysedeterminaunóptimode
acuerdoconloscriteriosdediseño
MÉTODO SUPERPAVE
BOSQUEJO DEL MÉTODO (cont.)

1098. SELECCIÓN DEL CONTENIDO DE ASFALTO DE DISEÑO
MÉTODO SUPERPAVE

1099. CRITERIOS DE DISEÑO
Vacíos con aire: 4 %
Vacíos en los agregados minerales
MÉTODO SUPERPAVE

1100. CRITERIOS DE DISEÑO (cont.)
Vacíos llenos de asfalto
Relación llenante/ligante (proporción de polvo): 0.6 -1.2
%G
mm@N
ini: < 89 %
%G
mm@N
máx : < 98 %
MÉTODO SUPERPAVE

1101. MÉTODO SUPERPAVE
EVALUACIÓN DE LA SENSIBILIDAD A LA HUMEDAD
(AASHTO T 283 -INV E-725)

1102. Lasprobetascilíndricassonsometidasacompresión
hastalafallaalolargodedosgeneratricesopuestas,con
unavelocidaddedeformaciónde50mm/minutoa25°C
Estemododecargaproduceunesfuerzohorizontalde
tensiónalolargodelejeverticalyunodecompresióna
lolargodeldiámetrohorizontal
Lafallaseproduceporagrietamientoportensiónalo
largodeldiámetrovertical
Ensayo de tensión indirecta
MÉTODO SUPERPAVE
EVALUACIÓN DE LA SENSIBILIDAD A LA HUMEDAD
(AASHTO T 283 -INV E-725)

1103. Ensayo de tensión indirectatD
P
S
T
**
*2000


S
T= resistencia a la tensión indirecta, kPa
P = carga máxima, N
D = diámetro de la probeta, mm
t = espesor de la probeta, mm
MÉTODO SUPERPAVE
EVALUACIÓN DE LA SENSIBILIDAD A LA HUMEDAD
(AASHTO T 283 -INV E-725)

1104. MÉTODO SUPERPAVE
EVALUACIÓN DE LA SENSIBILIDAD A LA HUMEDAD
(AASHTO T 283 -INV E-725)

1105. MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE
EVALUACIÓN DE
MEZCLAS DE CONCRETO
ASFÁLTICO

1106. EVALUACIÓN DE LAS MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO
Lasmezclasdeconcretoasfálticosonsometidasa
diferentespruebasparaevaluaralgunaspropiedades
estructuralesrequeridasporlosmétodosdetipoempírico
mecanísticoparaelanálisisyeldiseñodepavimentos
asfálticos,asícomootrosrasgosdecomportamiento
Entrelasprimeras,seencuentranaquellasdestinadasa
determinarlosmódulosylaresistenciaalafatiga
Entrelassegundas,estánlasqueestudianlaresistencia
alahuellamiento,lasusceptibilidadalagrietamiento
térmicoyalahumedadylascaracterísticasdefricción
superficial

1107. EVALUACIÓN DE LAS MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO-
MECANÍSTICO DE
PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

1108. ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO
Losmétodosanalíticosdediseñoestructuralde
pavimentosasfálticossebasanenelestadodetensiones
ydeformacionesproducidoporlassolicitaciones
consideradas,conunestudioposteriordeloque
significadichoestadoenladegradacióndelaestructura
Losmodelosdeanálisisdeempleomásgeneralizado,
sonlosbasadosensistemasmulticapayecuaciones
elásticas(hipótesisdeBurmister)
Generalidades

1109. ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO
Partedelainformaciónporentregaralosmodelosde
respuestabasadosenlashipótesisdeBurmister,en
relaciónconlascapasasfálticas,eslareferenteasus
característicasmecánicas(móduloelásticoyrelación
dePoisson)
Encuantoalanálisisdelosdeteriorosgeneradospor
lascargasenlascapasasfálticas,serecurrearelaciones
empíricasentrelasdeformacionesunitariasatracción
enlamezclaasfálticayelnúmeroadmisiblede
aplicacionesdecarga(leyesdefatiga)
Generalidades(cont.)

1110. EVALUACIÓN DE LAS MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO
MÓDULO ELÁSTICO

1111. Permitedeterminarelmóduloresilientediametralde
mezclasasfálticas,mediantelaaplicacióndepulsosde
cargasobreeldiámetroverticaldeespecimenesdealmenos
2x4pulgadaso3x6pulgadas,adiferentestemperaturasy
condistintasfrecuencias,conunaintensidaddecargatal,
queinduzcaentre10%y50%delaresistenciaalatensión
Lamedidadeladeformaciónhorizontalrecuperable,
luegodeundeterminadonúmerodeciclosdecarga
(generalmenteentre50y200),permitedeterminarel
móduloresilientedeelasticidad
ENSAYO DE TENSIÓN INDIRECTA BAJO CARGA REPETIDA
(ASTM D 4123 –INV E-749)
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1112. tD
P
E
H
R
*
)2734.0(

 E
R= módulo resiliente total, MPa (psi)
μ= relación de Poisson de la mezcla
P = magnitud de la carga repetida, N (libras)
D
H= deformación total recuperable horizontal, mm (pulg.)
t = espesor de la probeta, mm (pulgadas)
ENSAYO DE TENSIÓN INDIRECTA BAJO CARGA REPETIDA
(ASTM D 4123 –INV E-749)
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1113. ENSAYO DE TENSIÓN INDIRECTA BAJO CARGA REPETIDA
(ASTM D 4123 –INV E-749)
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1114. Probetascilíndricasconrelaciónaltura/diámetrode2y
diámetromínimode101.6mm(4pulgadas)sonsometidas,
bajodiferentescondicionesdetemperatura,frecuenciae
intensidad,aunesfuerzoaxialdecompresiónsinusoidal
Larelaciónentreelesfuerzoaxial(σ
o)yladeformación
unitariaaxialdecompresióncorrespondiente(ε
o),luegode
untiempodecargaentre30y45segundos,sedefinecomo
módulodinámico|E*|
|E*|=σ
o/ε
o
ENSAYO PARA LA DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DINÁMICO
(ASTM D 3497 –INV E-754)
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1115. ENSAYO PARA LA DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DINÁMICO
(ASTM D 3497 –INV E-754)
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1116. Unespécimendemezclaasfálticaenformadeviga
(380x50x63mm)essometidoaflexiónrepetidaenforma
depulsosdecarga,conunafrecuenciade5a10ciclospor
segundo,conundeterminadoniveldedeformación,auna
temperaturapreestablecida
Elmódulosedeterminaapartirdeladeflexiónmáxima
enelcentrodelaviga(A),enelciclodecarganúmero50
DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DINÁMICO A PARTIR DE
ENSAYOS DE FATIGA POR FLEXIÓN SOBRE VIGAS
(AASHTO TP 8 94)
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1117. 3
22
4
)43(*
Abh
alaP
Es

 Es = módulo dinámico (stiffness) flexural
P = carga dinámica aplicada
a = distancia entre apoyos (l / 3)
l = luz libre de la viga
b = ancho promedio de la viga
h = altura promedio de la viga
DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DINÁMICO A PARTIR DE
ENSAYOS DE FATIGA POR FLEXIÓN SOBRE VIGAS
(AASHTO TP 8 94)
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1118. DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DINÁMICO A PARTIR DE
ENSAYOS DE FATIGA POR FLEXIÓN SOBRE VIGAS
(AASHTO TP 8 94)
EQUIPO DE ENSAYO
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1119. Elmódulodinámicoflexuralesaltamentedependientedel
esfuerzodeflexión(σ)alcualessometidalaviga.Parala
mayoríadelasmezclas,larelaciónlaestablecelaexpresión
1
*AEoEs
A
1=constantequedependedeltipodemezclaydela
temperaturadeensayo
Eo=rigidezflexuralhipotéticaparaσ=0(seha
encontradoexperimentalmentequeparaunafrecuenciade
2Hz,suvalordifierede|E*|sólo3o4%)
DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DINÁMICO A PARTIR DE
ENSAYOS DE FATIGA POR FLEXIÓN SOBRE VIGAS
(AASHTO TP 8 94)
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1120. RELACIÓN ENTRE EL MÓDULO DINÁMICO FLEXURAL Y
EL NIVEL DE ESFUERZO DE FLEXIÓN (Ejemplo)tD
P
S
T
**
*2000


ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1121. STIFFNESS DE LAS MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO
ALGUNAS APROXIMACIONES PARA SU DETERMINACIÓN
(Brown & Brunton, 1992)
a) Módulo elástico del ligante bituminoso (E
b), MPa

1122. b) Propiedades del asfalto recuperado después de
su mezcla y colocación
p
(I)
= penetración inicial del asfalto
STIFFNESS DE LAS MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO
ALGUNAS APROXIMACIONES PARA SU DETERMINACIÓN
(Brown & Brunton, 1992)

1123. c) Tiempo efectivo de aplicación de carga (t
1)
STIFFNESS DE LAS MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO
ALGUNAS APROXIMACIONES PARA SU DETERMINACIÓN
(Brown & Brunton, 1992)

1124. d) Stiffness de la mezcla (E
m)
STIFFNESS DE LAS MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO
ALGUNAS APROXIMACIONES PARA SU DETERMINACIÓN
(Brown & Brunton, 1992)

1125. MODELO PREDICTIVO DE WITCZAK
STIFFNESS DE LAS MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO
Donde:

1126. VALORES TÍPICOS DEL MÓDULO DINÁMICO DE
MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICO
STIFFNESS DE LAS MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO

1127. EVALUACIÓN DE LAS MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO
RESISTENCIA A LA
FATIGA

1128. RESISTENCIA A LA FATIGA
Elagrietamientoporfatigaesunodelosdosmodos
principalesdefalladeunpavimentoasfáltico,asociado
conlascargasdeltránsito
Lafatigaconsisteenelagrietamientodelacapa
asfáltica,inducidoporaplicacionesrepetidasdecargaa
unniveldeesfuerzoodeformaciónpordebajodela
resistenciaúltimadelmaterial

1129. Elmododecargaesunodelosfactoresprimariosque
afectanlarespuestaafatigadelasmezclas
Losensayosaesfuerzocontroladomiden,esencialmente,
lacargaparainiciarlafisuración
Losensayosadeformacióncontroladadanlugaravidas
defatigamayores,debidoaquetambiénconsideranla
propagacióndegrietas
Elmododeesfuerzocontroladoescaracterísticodelas
capasespesas,entantoqueelmododedeformación
controladaescaracterísticodelascapasasfálticasdelgadas
RESISTENCIA A LA FATIGA

1130. AGRIETAMIENTO POR FATIGA
RESISTENCIA A LA FATIGA

1131. Pruebasquetiendenaevaluarlavidarespectodela
iniciacióndelagrietamiento
Flexiónsimple
•Flexiónrepetidasobreunavigaenelpuntocentral
•Flexiónrepetidasobreunavigaenlostercios
•Flexiónrepetidasobreunavigarotandoencantiliver
•Flexiónrepetidasobreunavigaendospuntos(cantilivertrapezoidal)
Cargadirectaaxial
•Probetascilíndricassometidasatensiónycompresión
•Probetascilíndricasdesecciónangostada,sometidasatensióny
compresión
Cargadiametral
•Ensayocíclicodetensiónindirecta
MÉTODOS DE ENSAYO PARA LA FATIGA
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1132. Pruebasquetiendenaevaluarlaresistenciadela
mezclaalapropagacióndegrietas
Flexiónsoportada
•Vigasoportada
•Discosoportado
•Losasoportada
Mecánicadelasfracturas
•Vigasmuescadas
MÉTODOS DE ENSAYO PARA LA FATIGA
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1133. Lapruebaeslamismaqueseutilizaparadeterminarel
módulodinámico
Elniveldedeformaciónproducidoporlacargacíclica
seestablecedemaneraquelavigarequieraunmínimo
de10,000ciclosdecargaantesdequesumódulo
dinámico(stiffness)sereduzcaal50%desuvalorinicial
Lareduccióndelstiffnessen50%representalafalla
porfatigadelaviga
DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FATIGA
MEDIANTE EL ENSAYO DE FLEXIÓN REPETIDA SOBRE
VIGAS CARGADAS EN LOS TERCIOS
(AASHTO TP 8-94)
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1134. Sedibujaunagráficaquerelacioneellogaritmodel
númerodeaplicacionesdecargacontraellogaritmodela
deformaciónyseestablecelaecuacióncorrespondiente2
1
1
K
KNf








DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FATIGA
MEDIANTE EL ENSAYO DE FLEXIÓN REPETIDA SOBRE
VIGAS CARGADAS EN LOS TERCIOS
(AASHTO TP 8-94)
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1135. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FATIGA
MEDIANTE EL ENSAYO DE FLEXIÓN REPETIDA SOBRE
VIGAS CARGADAS EN LOS TERCIOS
(AASHTO TP 8-94)
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1136. Elmontajeesmuysimilaralusadoparadeterminarel
móduloresilientemedianteelensayodetensiónindirecta
bajocargarepetida
Lacargacíclicaseaplicaadiferentesespecimenesdela
mismamezcla,conunafrecuenciadeterminadayadistintos
nivelesdeesfuerzo
Lavidadefatigaparacadaespécimenseestablececomoel
númerototaldeciclosalcuallapendientedeladeformación
plásticahorizontalacumuladacomienzaaincrementarse,oel
númerodeciclosrequeridoparaqueelstiffnessdelamezcla
sereduzca50%
ENSAYO CÍCLICO DE TENSIÓN INDIRECTA PARA
DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA FATIGA
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1137. Conlosvaloresdelasdeformacionesgeneradasparacada
esfuerzoylosciclosnecesariosparallegaralafalla,se
presentanlosdatosdelamismamaneraqueenlosensayos
deflexiónrepetidasobrevigas
Lasvidasdefatigadeterminadasporcompresióndiametral
suelensermayoresquelasobtenidasenelensayodeflexión
deviga,porqueladeformaciónpermanenteespermitidaen
elprimeroyprohibidaenelsegundo
ENSAYO CÍCLICO DE TENSIÓN INDIRECTA PARA
DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA FATIGA
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1138. CURVAS TÍPICAS DE FATIGA PARA MEZCLAS DE CONCRETO
ASFÁLTICO
ENSAYOS PARA ANÁLISIS Y
DISEÑO EMPÍRICO -MECANÍSTICO

1139. ALGUNAS APROXIMACIONES PARA SU ESTIMACIÓN8.15log63.8log13.5
log07.40log2.24log39.14
log



ABB
fABB
t
TV
NTV

1. Universidad de Nottingham (temperatura < 30°C)
2. Shell International Petroleum Company 2.036.0
**)08.1*856.0(


fmixBt
NSV
RESISTENCIA A LA FATIGA

1140. 3. Instituto del AsfaltoM
C10 









 69.0*84.4
BV
B
VV
V
M
RESISTENCIA A LA FATIGA
ALGUNAS APROXIMACIONES PARA SU ESTIMACIÓN 
854.0291.33
10*325.4*4.18


mixtf
SCN 

1141. RELACIÓN ENTRE LOS RESULTADOS DE LOS
ENSAYOS Y EL COMPORTAMIENTO A LA FATIGA
EN EL TERRENO
Lafórmulasdefatigadeterminadasenellaboratorio
producenunafallamástempranaquelaobservadaenel
campoparaigualesnivelesdedeformación(Nfatiga<N
terreno)
Lascondicionesdetrabajoenellaboratoriosonmás
agresivas:mayorconcentracióndecarga,menoresperíodosde
reposo,temperaturasfijas.Paracompensarestasdiferencias,
seaplicaun―factordedesplazamiento‖o―shiftfactor‖al
valorNfatiga
RESISTENCIA A LA FATIGA

1142. RELACIÓN ENTRE LOS RESULTADOS DE LOS
ENSAYOS Y EL COMPORTAMIENTO A LA FATIGA
EN EL TERRENO (CONT.)
El―factordedesplazamiento‖esdependiente,además,del
tipoycondicionesdelensayodellaboratorio,delas
característicasdelasfaltoydelespesordelascapasasfálticas
(aumentaconelespesor)
Labibliografíapresentaunrangoampliodefactores,desde
algomásde1.0hastavaloresdelordende400.Enlos
estudiosrutinariosseaplicaunvalorentre10y20
RESISTENCIA A LA FATIGA
N terreno = N fatiga * Factor de desplazamiento

1143. RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE RESISTENCIA A LA FATIGA Factor Cam bio en Efecto sobre la resistencia
el factor al agrietam iento
Asfalto Stiffness Aumenta Aumenta (esfuerzo controlado)
Disminuye (deformación controlada)
Contenido de asfalto Aumenta Aumenta
Mezcla Contenido de llenante Aumenta Aumenta
vacíos con aire Aumenta Disminuye
Temperatura Aumenta Disminuye (esfuerzo controlado)
Condiciones Aumenta (deformación controlada)
del ensayo o Estado de esfuerzo controlado a Aumenta
del terrenoesfuerzo/deformacióndeformación controlada
Períodos Aumenta Aumenta
de reposo
RESISTENCIA A LA FATIGA

1144. EVALUACIÓN DE LAS MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO
AHUELLAMIENTO
DEL PAVIMENTO
ASFÁLTICO

1145. AHUELLAMIENTO
Acumulacióngradualdedeformacionespermanentesenlas
zonasdecanalizacióndeltránsito,producidaporuna
combinaciónde:
—densificación(decrementodevolumenyconsecuente
aumentodedensidad)
—deformacionesrepetitivasporcorte(constituyenla
causaprincipaldeahuellamientoenlospavimentosbien
construidos)

1146. MECANISMO DEL AHUELLAMIENTO
Eltránsitotieneunaincidenciaimportantesobreel
ahuellamientoenunaetapainicialyelincrementodela
deformaciónpermanentebajolasllantasesmarcadamente
mayorenlaszonasubicadasbajoellas(densificación)
Despuésdelaetapainicial,eldecrementodevolumen
bajolasllantasesaproximadamenteigualalaumentoque
seproduceenlaszonasdelevantamientoadyacentes.El
ahuellamientoescausadopordesplazamientocon
constanciadevolumen
AHUELLAMIENTO

1147. MECANISMO DEL AHUELLAMIENTO
AHUELLAMIENTO

1148. TIPOS DE AHUELLAMIENTO
Los pavimentos asfálticos presentan dos tipos de
ahuellamiento:
—Estructural
—No estructural
AHUELLAMIENTO

1149. AHUELLAMIENTO ESTRUCTURAL
AHUELLAMIENTO

1150. AHUELLAMIENTO
AHUELLAMIENTO ESTRUCTURAL

1151. AHUELLAMIENTO ESTRUCTURAL
Muchosmétodosdediseñodepavimentosincluyen
criteriosparalimitarlosvaloresdedeformaciónsobre
lasubrasante,conelfindeprevenirelahuellamientoen
lasuperficiem
v
N







1

AHUELLAMIENTO

1152. AHUELLAMIENTO ESTRUCTURAL
Estecriterionosueleconsiderarelahuellamiento
producidoenlascapasasfálticasporcausasno
estructurales
AHUELLAMIENTO

1153. AHUELLAMIENTO NO ESTRUCTURAL
AHUELLAMIENTO

1154. AHUELLAMIENTO
AHUELLAMIENTO NO ESTRUCTURAL

1155. Producidoexclusivamenteporacumulaciónde
deformacionesencapasasfálticas,cuyaresistenciaalcorte
esdemasiadobajaparasoportarlascargaspesadasrepetidas
Ladeformaciónporcortesecaracterizaporun
movimientodelamezclahaciaabajoylateralmente
Parapredecirelahuellamientogeneradoenlascapas
asfálticassehandesarrolladodosprocedimientosanalíticos:
—Deformaciónporcapas(layer-strain)
—Metodologíaviscoelástica
AHUELLAMIENTO
AHUELLAMIENTO NO ESTRUCTURAL

1156. Metodología de deformación por capa
Predicelaprofundidaddelahuellamientousando
característicasdedeformaciónpermanentedelamezcla,
determinadasenellaboratorio,juntoconanálisisdela
teoríaelásticalinealonolineal
Cadacapadelpavimentosedivideensub-capasyse
calculaelestadodeesfuerzosparacadaunadeellasbajo
elcentrodelacarga,loquepermitedeterminarla
deformaciónplásticaaxial
AHUELLAMIENTO
AHUELLAMIENTO NO ESTRUCTURAL

1157. Metodología de deformación por capa(cont.)
Laprofundidadtotaldeahuellamiento(Δp)paraun
determinadonúmerodeaplicacionesdecargaeslasuma
delosproductosdeladeformaciónplásticapromedioen
elcentrodecadasub-capa(ε
i)porelespesordelasub-
capacorrespondiente(Δz
i): 


n
i
iizp
1

AHUELLAMIENTO
AHUELLAMIENTO NO ESTRUCTURAL

1158. Metodologíaviscoelástica
Consideralascargasporruedaenconjuntocon
propiedadesdelamezcladependientesdeltiempo
(definidasentérminosdemodelosdeelementosfinitoso
elementosdeKelvinoMaxwell),paraestablecerlos
estadosdeesfuerzosydeformacionesenpuntos
particularesdelaestructura
AHUELLAMIENTO
AHUELLAMIENTO NO ESTRUCTURAL

1159. Metodologíaviscoelástica(cont.)
Lascaracterísticasderespuestasesuelenestimar
mediantemodelosviscoelásticosdedeformaciones
permanentes(VESYSporejemplo),loscualespredicen
elincrementoenahuellamientodebidoalacirculación
delascargas
Estosmodelossoncomplejosynohandadobuenas
correlacionesconlasdeformacionesreales,no
presentandounavanceprácticosignificativorespectodel
procedimientodedeformaciónporcapas
AHUELLAMIENTO
AHUELLAMIENTO NO ESTRUCTURAL

1160. MétodoBaladi
Sebasaenresultadosdeensayosdetensiónindirecta,
datosobtenidosenelcampoyelempleodelprograma
MICH-PAVEdeelementosfinitoselásticosnolineales:log(RD) = - 1.6 + (0.067)(AV) - (1.5)[log(TAC)] - (0.07)(T) - (0.000434)(KV) +
(0.15)[log(ESAL)] - (0.4)[log(MRSUB)] - (0.63)[log(MRB)] + (0.1)[log(SD)] + (0.01)[log(CS)]
AHUELLAMIENTO
MODELOS DE PREDICCIÓN DEL AHUELLAMIENTO

1161. Método Baladi
Siendo:
AHUELLAMIENTO
MODELOS DE PREDICCIÓN DEL AHUELLAMIENTO

1162. Predicción de ahuellamiento en capas asfálticas
AASHTO 2002
AHUELLAMIENTO
MODELOS DE PREDICCIÓN DEL AHUELLAMIENTO

1163. Predicción de ahuellamiento en capas no ligadas
AASHTO 2002
AHUELLAMIENTO
MODELOS DE PREDICCIÓN DEL AHUELLAMIENTO

1164. Factores de calibración de ahuellamiento
AASHTO 2002
AHUELLAMIENTO
MODELOS DE PREDICCIÓN DEL AHUELLAMIENTO

1165. FACTORES QUE AFECTAN EL AHUELLAMIENTO EN LAS
MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICOFactor Cambio en Efecto sobre la resistencia
el factor al ahuellamiento
Textura superficial Lisa a rugosa Aumento
Agregado Gradación Discontinua a continua Aumento
Forma Redondeado a angular Aumento
Tamaño Aumernto tamaño máximo Aumento
Ligante Rigidez Aumento Aumento
Contenido ligante Aumento Disminución
Mezcla Vacíos con aire Aumento Disminución
V A M Aumento Disminución
Temperatura Aumento Disminución
Condiciones de Estado de Aumento en la presión Disminución
ensayo/campo esf/deform. de contacto de llanta
Repeticiones de carga Aumento Disminución
Agua Seco a húmedo Disminución si la mezcla
es sensitiva al agua
AHUELLAMIENTO

1166. Eldesarrollodemodelospredictivosdelahuellamiento
requieretantodetécnicasestablesparacalcularla
respuestadelpavimento,comodeunacaracterización
realistadelosmateriales
Serequierenpruebasdelaboratorioparadeterminarlos
parámetrosrepresentativosdelasmezclas,lascuales
debenreproducir,delamejormanera,lascondiciones
realesdelpavimento:estadodeesfuerzos,temperatura,
humedadycaracterísticasgeneralesdelmaterial
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS DEFORMACIONES
PERMANENTES

1167. Ensayosdecreepestático
Ensayosdecargarepetida
Ensayosdemódulodinámico
Ensayosempíricos
Ensayosdepista
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS PARA CARACTERIZAR LA RESPUESTA DE
LOS CONCRETOS ASFÁLTICOS A LA DEFORMACIÓN
PERMANENTE

1168. 1.Ensayosdecreepestático
Aplicanunacargaestáticaalamuestraymidenla
recuperacióncuandoellaesretirada
Losresultadosdeestosensayosnosuelen
correlacionardebidamenteconlasmedidasde
ahuellamientodepavimentosenservicio
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS PARA CARACTERIZAR LA RESPUESTA DE
LOS CONCRETOS ASFÁLTICOS A LA DEFORMACIÓN
PERMANENTE

1169. 2.Ensayosdecargarepetida
Aplicanalosespecimenesunacargarepetidade
magnitudfija,aunafrecuenciaconstanteymidenlas
deformacionesrecuperablesypermanentes
Correlacionanconlosahuellamientosrealesmejor
quelosdecreepestático
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS PARA CARACTERIZAR LA RESPUESTA DE
LOS CONCRETOS ASFÁLTICOS A LA DEFORMACIÓN
PERMANENTE

1170. 3.Ensayosdemódulodinámico
Aplicanunacargarepetidasinusoidalcondeterminada
frecuenciaduranteunperíodorelativamentecortoy
midenlasdeformacionesrecuperablesypermanentes
Susresultadoscorrelacionanrazonablementebiencon
lasmedidasdeahuellamientoenpavimentosreales
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS PARA CARACTERIZAR LA RESPUESTA DE
LOS CONCRETOS ASFÁLTICOS A LA DEFORMACIÓN
PERMANENTE

1171. 4.Ensayosempíricos
Métodostradicionalesdediseñodemezclasasfálticas,
comoelMarshallyelHveem
Aunquepuedencorrelacionarconmedidasde
ahuellamiento,nomidenningúnparámetrofundamental
delamezcla
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS PARA CARACTERIZAR LA RESPUESTA DE
LOS CONCRETOS ASFÁLTICOS A LA DEFORMACIÓN
PERMANENTE

1172. 5.Ensayosdepista
Duplicanlascondicionesdeesfuerzodelos
pavimentosrealesycorrelacionanaceptablementecon
medidasdeahuellamiento,peronomidenningún
parámetrofundamentaldelamezcla
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS PARA CARACTERIZAR LA RESPUESTA DE
LOS CONCRETOS ASFÁLTICOS A LA DEFORMACIÓN
PERMANENTE

1173. Ensayouniaxial
Eselmásutilizadoporsusencillezybajocosto
Paraobteneralgunacorrelaciónconlosahuellamientos
observadosenpistasreales,elensayosedeberealizaraun
bajoniveldeesfuerzoaxial(±1kg/cm
2
)
Elespécimensecolocaentredosbasesdeacero,unadelas
cualesesmóvil,aplicándoseunacargaconstantesobreesta
últimaymidiendoladeformaciónenfuncióndeltiempo,a
unadeterminadatemperatura,conayudadeLVDTs
Alretirartotalmentelacarga,sedeterminaladeformación
permanente
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CREEP ESTÁTICO

1174. Ensayotriaxial
Essimilaraluniaxial,perousaunapresiónde
confinamientodelordende1.5kg/cm
2
,lacual
permitequelascondicionesdeensayoseanmás
parecidasalasdecampo
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CREEP ESTÁTICO

1175. ENSAYOS DE CREEP ESTÁTICO
AHUELLAMIENTO

1176. Ensayosuniaxialytriaxial
Enensayossobrematerialesviscoelásticossueleser
ventajosoelempleodeltérmino―compliance‖,quees
elrecíprocodelmóduloyrepresentalarelación
deformación/esfuerzo
D(t)=ε
T/σ
d
Siendo
ε
T= deformación unitaria axial
σ
d= esfuerzo desviador aplicado durante el ensayo
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CREEP ESTÁTICO

1177. Ensayosuniaxialytriaxial(cont.)
LavariacióndeD(t)coneltiempopermitedefinirel
―tiempodeflujo‖,queeselinstanteenelcualseinicia
ladeformaciónporcortebajovolumenconstante
El―tiempodeflujo‖esunparámetroquesepuede
relacionarconlaresistenciaalahuellamientodela
mezclaasfáltica
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CREEP ESTÁTICO

1178. AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CREEP ESTÁTICO

1179. AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CREEP ESTÁTICO

1180. Ensayodecreepestáticodiametral
Utilizaelequipodelensayodetensiónindirecta
Probetasde150mmdediámetropor50mmdealtura
sesometen,aciertatemperatura,aunacargaconstante
estáticaensuplanodiametralquegenereuna
deformaciónenelrangoviscoelásticolineal(menosde
300microdeformacioneshorizontales)duranteunlapso
de100segundos,midiéndoselasdeformaciones
horizontalesalolargodelensayo
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CREEP ESTÁTICO

1181. Ensayodecreepestáticodiametral
Secalculanlasdeformacionesunitariashorizontalesde
tensión,lascualesserelacionanconelesfuerzoaplicado,
permitiendoelcálculodel―creepcompliance‖duranteel
desarrollodelensayo
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CREEP ESTÁTICO

1182. Seaplicaunacargarepetidademagnitudfijaycon
determinadafrecuenciaaunespécimencilíndrico,conosin
confinamiento,aunatemperaturapreestablecida
Lacargaseaplicaenunpulsocorto,seguidodeunperíodo
dereposo
Seregistraladeformaciónpermanenteacumuladaen
funcióndelnúmerodeciclosysecorrelacionaconel
potencialdeahuellamiento
Losensayosdecargarepetidasonsimilaresenconceptoal
ensayoparadeterminarelmóduloresilientetriaxialpara
suelos
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CARGA REPETIDA

1183. AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CARGA REPETIDA

1184. Amenudo,losresultadossepresentanmedianteuna
curvadedeformaciónaxialacumulada
Elnúmerodeflujo(NF)eselnúmerodeciclosal
cualseiniciael―flujoterciario‖,quecorrespondeal
puntodondelacurvasealejadelatendencialineal
rectayladeformaciónocurresincambiodevolumen.
Elnúmerodeflujo(NF)sepuedeasociarconel
potencialdeahuellamientodelamezcla
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CARGA REPETIDA

1185. AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CARGA REPETIDA

1186. AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CARGA REPETIDA

1187. Ensayodecargarepetidadiametral
Unaprobetacilíndricadeconcretoasfálticoessometidaa
cargarepetidaensuplanodiametral
Elensayopresentareparosparalacaracterizacióndela
deformaciónpermanentedelasmezclasporque:
—Elestadodeesfuerzosnoesuniformeyesaltamente
dependientedelaformadelaprobeta
—Aaltatemperaturaobajocargaelevada,la
deformaciónpermanenteproducecambiosenlaformade
laprobetaqueafectantantoelestadodeesfuerzoscomo
lamedidadelasdeformaciones
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CARGA REPETIDA

1188. Ensayodecargarepetidadiametral(cont.)
—Duranteelensayo,elúnicoestadodeesfuerzos
relativamenteuniformeeslatensiónqueocurrealolargo
deldiámetroverticaldelaprobeta,entantoquelosdemás
estadosdeesfuerzossonmarcadamentenouniformes
—Comolosesfuerzosdecortecontribuyen
significativamentealahuellamientoyenlosespecímenes
diametralessepresentaunespectronouniformede
esfuerzosdeestetipo,lasmedidasdedeformaciónno
puedenserasociadasconunnivelespecíficodeesfuerzos
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CARGA REPETIDA

1189. Ensayodecorterepetidoaalturaconstante(AASHTO
TP7-procedimientoF)
Serealizasobreprobetasde150mmdediámetroy50
mmdeespesorenelequipodeensayodecorte
SUPERPAVE(SST)
Lasprobetassesometenaunacargadecortesemi
sinusoidaldiscontinua,hastalograrunatensiónconstante
de68kPa
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CARGA REPETIDA

1190. Ensayodecorterepetidoaalturaconstante(AASHTO
TP7-procedimientoF)
Debidoalaaplicacióndelacargadecorte,lasprobetas
tratandedilatarseyelloseevitaaplicandounacargaaxial
adecuada,loquepromuevelaacumulacióndeuna
deformaciónpermanenteporcorte
Lasprobetassesometena5,000ciclosohastaquela
deformaciónespecíficasea5%
Duranteelensayoseregistranlascargasaxialesyde
corteylasdeformaciones
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CARGA REPETIDA

1191. EQUIPO DE ENSAYO DE CORTE SUPERPAVE (AASHTO TP 7)
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CARGA REPETIDA

1192. CRITERIO PARA EVALUAR LA RESISTENCIA AL AHUELLAMIENTO
USANDO LA DEFORMACIÓN PERMANENTE POR CORTE REPETIDO A
ALTURA CONSTANTEDEFORMACIÓN MÁXIMA
PERMANENTE POR CORTE RESISTENCIA AL
EN ENSAYO A ALTURA AHUELLAMIENTO
CONSTANTE (%)
< 1 Excelente
1 a < 2 Buena
2 a < 3 Regular
> = 3 Pobre
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE CARGA REPETIDA

1193. Seaplicaunesfuerzocompresivosinusoidalaun
espécimendeconcretoasfálticoaunadeterminada
temperatura(entre25°Cy60°C)yconciertafrecuencia
decarga(entre0.1Hzy10Hz)
Losesfuerzosaplicadosylasrespectivasdeformaciones
axialesrecuperablessemidenyseempleanparacalcular
elmódulodinámicoyelángulodefase
AHUELLAMIENTO
ENSAYO DE MÓDULO DINÁMICO PARA DEFORMACIÓN

1194. Elensayodifieredeldecargarepetidaenlosciclosde
cargayenlasfrecuencias
Elensayodecargarepetidaaplicamilesdecargasauna
solafrecuencia,entantoqueeldemóduloaplicalacarga
durantepocotiempo(30a45segundos)ysobreunrango
defrecuencias
Sehanestablecidorelacionesentrelosmódulosyel
potencialdeahuellamientodelasmezclas
AHUELLAMIENTO
ENSAYO DE MÓDULO DINÁMICO PARA DEFORMACIÓN

1195. AHUELLAMIENTO
ENSAYO DE MÓDULO DINÁMICO PARA DEFORMACIÓN

1196. AHUELLAMIENTO
ENSAYO DE MÓDULO DINÁMICO PARA DEFORMACIÓN

1197. AHUELLAMIENTO
ENSAYO DE MÓDULO DINÁMICO PARA DEFORMACIÓN

1198. CORRELACIÓN ENTRE EL MÓDULO Y LA PROFUNDIDAD DE AHUELLAMIENTO
AHUELLAMIENTO
ENSAYO DE MÓDULO DINÁMICO PARA DEFORMACIÓN

1199. Midenelahuellamientoproducidoporundispositivo
deruedacargadaquesedesplazarepetidamentesobreun
espécimencompactadodemezclaasfáltica
Existenmuchosequipospararealizarestosensayos:
—Analizadordepavimentosasfálticos(APA)
—HamburgerWheel-TrackingDevice
—FrenchPavementRuttingTester
—Pistadeensayodelaboratorio(INVE-756)
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE PISTA

1200. Analizadordepavimentosasfálticos(APA)
Midelasusceptibilidadalahuellamientodelasmezclas
asfálticassometiéndolasalaaccióndeunaruedaoscilantede
cauchoinfladacon0.69MPaquesoportaunacargade445N.
Unensayonormalconstade8,000ciclosquesecompletan
en2horasy15minutos,aunatemperaturade64°C
NCATsugierequeunadeformaciónnomayorde4.5-5.0
mmluegodelos8,000ciclosaseguraunahuellamiento
mínimoenelterreno
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE PISTA

1201. ANALIZADOR DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS (APA)
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE PISTA

1202. Comparación entre los resultados del ensayo de corte repetido a
altura constante y los del analizador de pavimentos asfálticos
AHUELLAMIENTO

1203. Hamburger Wheel-Tracking Device
Midelasusceptibilidadalahuellamientoyala
humedaddelasprobetasasfálticas,sometiéndolasala
accióndeunaruedametálicaconunapresióndecontacto
de0.73MPay53±2pasadas/minuto,cuandoestán
sumergidasenaguacaliente(generalmentea50°C)
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE PISTA

1204. Hamburger Wheel-Tracking Device(cont.)
ElDepartamentodeTransportedeColoradoaceptaun
ahuellamientomáximode4mmluegode10,000pasadas
y10mmluegode20,000pasadas
Elensayopermiteanalizarlaconsolidaciónporpost-
compactación,lapendienteinversadecreep,elpuntode
inflexióndestrippingylapendienteinversadestripping
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE PISTA

1205. HamburgerWheel-TrackingDevice(cont.)
Consolidaciónpost-compactación
—Esladeformaciónenmmluegode1,000pasadas
delarueda
Pendienteinversadecreep
—Midelaacumulacióndedeformaciónpermanente
primariadebidoamecanismosdiferentesdela
humedad.Eselinversodelaratadedeformación
(pasadas/mmdehuella)enlaregiónrectaentrela
post-compactaciónyelpuntodeinflexiónde
stripping
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE PISTA

1206. HamburgerWheel-TrackingDevice(cont.)
Puntodeinflexióndestripping
—Númerodepasadasenelpuntodeintersecciónde
lapendientedecreepylapendientedestripping.A
partirdeél,eldañoporhumedadcomienzaa
gobernarelcomportamiento
Pendienteinversadestripping
—Midelaacumulacióndedeformaciónpermanentea
causadelahumedad.Eselinversodelaratade
deformación(pasadas/mmdehuella)luegodelpunto
deinflexióndestripping
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE PISTA

1207. Hamburger Wheel-Tracking Device(cont.)
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE PISTA

1208. HAMBURGER WHEEL -TRACKING DEVICE
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE PISTA

1209. FrenchPavementRuttingTester
Midelasusceptibilidadalahuellamientodelasmezclas
asfálticas,sometiendoprobetasalaaccióndeunarueda
decauchoconunacargade5,000±50Na67ciclospor
minuto(134pasadas/minuto)
Lasmuestrassesometenalaaccióndelaruedaa60±
2°Cysemideperiódicamentelaprofundidaddela
huella,calculándoseelporcentajededeformaciónen
relaciónconelespesorinicialdelasmuestras
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE PISTA

1210. FrenchPavementRuttingTester(cont.)
Laespecificaciónfrancesaestablececomoaceptables
lasmezclassi,paraunespesordeprobetade50mm,el
porcentajededeformacióna1,000y3,000ciclosno
excedede10%y20%,respectivamente,entantoque
paraprobetasde100mmdeespesorelvalornodebe
excederde10%a30,000ciclos
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE PISTA

1211. FRENCH PAVEMENT RUTTING TESTER
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE PISTA

1212. Unaprobetacompactadaencondicionesnormalizadas
sesomete,a60ºC,alaaccióncíclicadeunaruedaque
aplicaunapresiónde9kg/cm
2
durante120minutos
Sedeterminalavelocidaddedeformación(VD)dela
probetaenelintervalocomprendidoentre105y120
minutos
SeconsideraaceptableunVDmenorde15μm/minsi
latemperaturadelaregiónesmayorde24ºC,ymenor
de20μm/minsilatemperaturaesmenoroiguala24ºC
ENSAYOS DE PISTA
AHUELLAMIENTO
Ensayo de pista de laboratorio

1213. ENSAYO DE PISTA DE LABORATORIO
AHUELLAMIENTO
ENSAYOS DE PISTA

1214. EVALUACIÓN DE LAS MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO
AGRIETAMIENTO
TÉRMICO

1215. AGRIETAMIENTO TÉRMICO
Ladisminucióndetemperaturacreaunestadode
esfuerzosdetensióntérmicaenlascapasasfálticas,el
cualsetraduceenlaformacióndegrietastransversales

1216. AGRIETAMIENTO TÉRMICO
PAVIMENTO CON GRIETAS DE ORIGEN TÉRMICO

1217. CRITERIOS DE SUSCEPTIBILIDAD TÉRMICA DEL ASFALTO
1.Número penetración -viscosidad (PVN)
AGRIETAMIENTO TÉRMICO

1218. CRITERIOS DE SUSCEPTIBILIDAD TÉRMICA DEL ASFALTO
2.Índice de penetración (IP)
Criterio:
Se considera que un asfalto con IP mayor de -1.5 presenta
una baja susceptibilidad térmica
AGRIETAMIENTO TÉRMICO

1219. CRITERIOS DE SUSCEPTIBILIDAD TÉRMICA DEL ASFALTO
3.Empleo del reómetro de flexión de viga (SUPERPAVE)
Caracterizalaspropiedadesdestiffnessdelligantea
bajastemperaturas
Mideelstiffnessen―creep‖(S)yellogaritmodela
viscosidaddedeformaciónen―creep‖(m)
Ligantesconbajostiffnessencreepnosefisuraránen
tiempomuyfrío
Lamáximatemperaturaalacualm=0.300yS=300
MPasedenominatemperaturacrítica(T
b)
AGRIETAMIENTO TÉRMICO

1220. MODELO DE PREDICCIÓN DE AGRIETAMIENTO TÉRMICO
(Boutin & Lupien)
1.Determinar la temperatura crítica en el instante (T
b(t))
T
b(t) = T
bo+ t
T
bo=temperaturacríticadelasfaltoeneltanque,segúnel
reómetrodeflexióndeviga(BBR),antesdesuuso(°C)
t=tiempoquecorrespondealaedaddelpavimento(años)
2.Verificar la siguiente desigualdad
T
b(t) -T
0.5D 2 °C
T
0.5D=temperaturaenlamitaddelespesordelacapaasfáltica,
(°C)
AGRIETAMIENTO TÉRMICO

1221. MODELO DE PREDICCIÓN DE AGRIETAMIENTO TÉRMICO
(Boutin & Lupien)
3. Predecir el agrietamiento
Siladesigualdadnosecumple,noseobservaagrietamiento
térmico
Siladesigualdadsecumple,elagrietamientosepresentade
acuerdoconlaexpresión:
τ = 667 -632e
-0.02t
τ=númeroesperadodegrietastransversalesporkilómetroenel
añot
AGRIETAMIENTO TÉRMICO

1222. ENSAYOS PARA CARACTERIZAR EL AGRIETAMIENTO A BAJA
TEMPERATURA
Ensayodetensiónindirecta
(AASHTOTP9)
Constituyeunasegundafasedel
ensayodecreepestáticodiametral
Elanálisisparaagrietamiento
térmicoserealizaa-20,-10y0°C,
aplicandounacargadiametrala
razónde12.5mm/minutohastaque
lacargacomienceadecrecerpor
falladelaprobeta
AGRIETAMIENTO TÉRMICO

1223. Ensayodeprobetasometidaa
esfuerzotérmicorestringido
(AASHTOTP10)
Unnúcleodemezclade60mm
dediámetroy250mmdealturaes
enfriadoatasaconstantemientras
serestringesucontracción
Elesfuerzodetensiónqueseva
desarrollandoesmedidoduranteel
ensayo,asícomolatemperaturaala
cualocurrelafracturadelaprobeta
AGRIETAMIENTO TÉRMICO
ENSAYOS PARA CARACTERIZAR EL AGRIETAMIENTO A BAJA
TEMPERATURA

1224. RESULTADOS TÍPICOS DE UN ENSAYO DE PROBETA SOMETIDA A
ESFUERZO TÉRMICO RESTRINGIDO
AGRIETAMIENTO TÉRMICO
ENSAYOS PARA CARACTERIZAR EL AGRIETAMIENTO A BAJA
TEMPERATURA

1225. EVALUACIÓN DE LAS MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO
SUSCEPTIBILIDAD A
LA HUMEDAD

1226. SUSCEPTIBILIDAD A LA HUMEDAD
Existentresmecanismospormediodeloscualesla
humedadpuededegradarlaintegridaddeunamezclade
concretoasfáltico:
—Pérdidadecohesión(resistencia)delapelículade
asfalto
—Falladelaadhesiónentreelagregadoyelasfalto
—Degradaciónofracturadepartículasindividuales
deagregadoporciclosdecongelación

1227. Sehandesarrolladomuchosensayosparapredecirla
susceptibilidaddelasmezclasdeconcretoasfálticoala
humedad
SUSCEPTIBILIDAD A LA HUMEDAD

1228. ENSAYOS PARA CARACTERIZAR LA SUSCEPTIBILIDAD DE
LAS MEZCLAS A LA HUMEDAD
SUSCEPTIBILIDAD A LA HUMEDAD

1229. ENSAYOS PARA CARACTERIZAR LA SUSCEPTIBILIDAD DE
LAS MEZCLAS A LA HUMEDAD
SUSCEPTIBILIDAD A LA HUMEDAD

1230. ENSAYOS PARA CARACTERIZAR LA SUSCEPTIBILIDAD DE
LAS MEZCLAS A LA HUMEDAD (cont.)
SUSCEPTIBILIDAD A LA HUMEDAD

1231. ENSAYOS PARA CARACTERIZAR LA SUSCEPTIBILIDAD DE
LAS MEZCLAS A LA HUMEDAD (cont.)
SUSCEPTIBILIDAD A LA HUMEDAD

1232. ENSAYOS PARA CARACTERIZAR LA SUSCEPTIBILIDAD DE
LAS MEZCLAS A LA HUMEDAD (cont.)
SUSCEPTIBILIDAD A LA HUMEDAD

1233. Noexisteningúnensayoquedemuestreserdefinitivamente
―superior‖alosdemásyquepermitaidentificarlasusceptibilidad
delamezclaalahumedadentodosloscasos
Muchasmezclassehancomportadosatisfactoriamenteenel
campoapesardenocumplirloscriteriosdelosensayosymuchas
otrassehancomportadopobrementeapesardecumplirlos
Deacuerdoconlaexperienciaactual,elensayoLottman
modificado(AASHTOT283–INVE-725)pareceelmás
apropiadoparadetectareldañoporhumedadenlasmezclasde
concretoasfálticoyestáincluidoenlosprocedimientosdediseño
demezclasSUPERPAVEyenlasespecificacionesdelINVÍAS
COMENTARIOS SOBRE LOS ENSAYOS
SUSCEPTIBILIDAD A LA HUMEDAD

1234. EVALUACIÓN DE LAS MEZCLAS
DE CONCRETO ASFÁLTICO
FRICCIÓN

1235. FRICCIÓN
Eslarelaciónentrelafuerzaverticalylafuerza
horizontaldesarrolladaentrelasuperficiedelpavimento
ylosneumáticos,queresisteeldeslizamientodeestos
últimoscuandoseaplicanlosfrenosalvehículo.

1236. CARACTERÍSTICAS DE FRICCIÓN
Idealmente,lafricciónencondiciónhúmedadeberíaser
tanaltacomoencondicióndesuperficieseca
Mientraslafricciónenestadosecoesrelativamente
independientedelavelocidad,encondiciónhúmedala
situaciónesmuydiferente
Lafricciónsepuedereducirconeltranscursodel
tiempo,porpulimentodelosagregadosdelacapa
superficialoporexudacióndelamezcla
FRICCIÓN

1237. COMPONENTES DE LA FRICCIÓN
Lafriccióndelasuperficiedeunpavimentoesfuncióndedos
componentes:microtexturaymacrotextura
Lamicrotexturaessuministradaporlaspequeñasasperezas
superficialesdelaspartículasdeagregadoyproduceunabuena
resistenciafriccionalentrelallantayelpavimento
Lamacrotexturaessuministradaporlasasperezasmayores
yproporcionacanalesdedrenajeparalaexpulsióndelagua
entreelneumáticoyelpavimento,garantizandoeladecuado
contactoentreellosypreviniendoelhidroplaneo
FRICCIÓN

1238. CLASES DE TEXTURA SUPERFICIAL
FRICCIÓN

1239. VARIACIÓN DE LA FRICCIÓN CON LA VELOCIDAD DE
DESLIZAMIENTO
FRICCIÓN

1240. EQUIPOS PARA LA MEDIDA DE LA FRICCIÓN MODO EQUIPOS REPRESENTATIVOS OBSERVACIONES
OPERACIONAL
Rueda bloqueada Trailer ASTM E-274 Remolque donde va la rueda de medida arrastrada a velocidad
(locked wheel testers) Diagonal Braked Vehicle (DBV)constante y frena en el instante de la medición. La velocidad
Polish SRT-3 relativa entre el neumático y el pavimento es igual a la del
Skidómetro BV-8 vehículo. El grado de deslizamiento es 100%
Adhera - LCPC
Rueda oblicua respecto Mu Meter Autopropulsados. La rueda de medida forma un ángulo
del sentido de marcha SCRIM respecto del sentido del movimiento del equipo, sin aplicar
(side force measurement) Odoliograph otra condición de frenado. Miden el esfuerzo lateral,
Stradograph perpendicular al plano de rotación. La velocidad relativa de la
rueda de medida es del orden de la velocidad del vehículo (V)
por el seno del ángulo de deriva (a) y, por lo tanto, es una
medida de baja velocidad. Por ello, el sistema es sensible
principalmente a la microtextura
Rueda parcialmente bloqueada Trailer DWW Realizan registro continuo de la fricción si la relación
(con grado de deslizamiento fijo)Griptester de deslizamiento es pequeña. Estos equipos suelen operar
(fixed slip devices) Saab Friction Tester con un grado de deslizamiento de 10 a 20% y su medida de
Runway Friction Tester fricción es de baja velocidad, ya que la velocidad de
deslizamiento es el producto de la velocidad (V) por el tanto
por uno de deslizamiento. Estos equipos no miden la
fricción máxima
Rueda parcialmente bloqueada Komatsu Skid Tester Miden a diferente grado de deslizamiento y, por lo tanto,
(con grado de deslizamiento variable)ROAR brindan la mayor cantidad de información sobre las
(variable slip devices) Norsemeter características de fricción pavimento - neumático
Zapatas Péndulo de fricción TRL Equipos portátiles. Miden la fricción entre una zapata
(slider) deslizante de caucho y la superficie del pavimento. El grado
de deslizamiento es de 100%.
FRICCIÓN

1241. EQUIPOS PARA LA MEDIDA DE LA FRICCIÓN
FRICCIÓN

1242. EQUIPOS PARA LA MEDIDA DE LA FRICCIÓN
Equipo de rueda bloqueada
Péndulo portátil TRL
FRICCIÓN

1243. Elcoeficientedefricciónsereducealaumentarla
velocidaddedeslizamiento,enespecialcuandola
macrotexturaesfina
Encarreterasdealtavelocidad,esconvenientetener
conocimientodelafricciónavelocidadesintermediasy
altas
Lamedidadelafricciónaaltavelocidadsehacede
maneraindirecta,apartirdemedicionesdemacrotextura
orugosidad:
—Ensayodelcírculodearena
—Drenómetros
—PerfilómetrosLáser
FRICCIÓN
TEXTURA

1244. FRICCIÓN
TEXTURA

1245. PERFILÓMETROS LÁSER DE ALTA VELOCIDAD
FRICCIÓN
TEXTURA

1246. Índicedefriccióninternacional(IFI)
Losdiferentesequiposparalamedidadefriccióny
texturaytienenconcepcionesyescalasdereferencia
propias,razónporlacualnoesfácilcompararlosvalores
obtenidosconellos
LaAIPCRpromovióeldesarrollodelíndicedefricción
internacional(IFI),elcualesunareferenciauniversaldela
fricciónydelatexturadelpavimento,independientedelos
aparatosconloscualessemidanlatexturaylafricción
FRICCIÓN
FRICCIÓN Y TEXTURA

1247. Índicedefriccióninternacional(IFI)
IFI = (F60 , Sp)
F60=Constantedefriccióna60km/h(dependedela
fricciónydelamacrotextura)
Sp=Constantedereferenciadevelocidad,km/h(depende
delamacrotextura)
FRICCIÓN
FRICCIÓN Y TEXTURA

1248. Determinacióndelaconstantedereferenciade
velocidad(Sp)
Sp = a + b*Tx
Tx = Valor medido de la macrotextura
a,b=Constantesquedependendelequipoconelcualse
haefectuadolamedida(Tabla24deldocumentoAIPCR)
FRICCIÓN
FRICCIÓN Y TEXTURA

1249. Determinación de la constante de fricción a 60 kph(F60)
Seestablecelavelocidaddeoperacióndelequipodemedida
(S)yseleaplicaunfactordecorrecciónsegúneltipode
equipoutilizado(ruedabloqueada,ruedaparcialmente
bloqueada,ruedaoblicua)
Semidelafricciónsuperficialconelequipoescogido(FRS)
SedeterminaelvalorF60conlaexpresión:
F60 = A + B*(FRS)*e
(S -60)/Sp
A,B=constantesquedependendelequipousadoparala
medida(Tabla25deldocumentoAIPCR)
FRICCIÓN
FRICCIÓN Y TEXTURA

1250. ElvalorF60esunamedidanormalizadadelafricción
a60km/h
ConlosvaloresdeF60ySpsepuedecalcularla
fricciónacualquierotravelocidaddedeslizamiento(S),
mediantelaexpresión:
F(S) = F60*e
(60-S)/Sp
FRICCIÓN
FRICCIÓN Y TEXTURA

1251. EjemplodedeterminacióndelIFI
FricciónmedidaconelSCRIMdelMinisteriode
FomentodeEspañaa50km/h.Elaparatotieneun
ángulodederivade20ºylafricciónobtenidafue0.65
Latexturasuperficialsedeterminóconelcírculode
arenayelvalorobtenidofue1milímetro
FRICCIÓN
FRICCIÓN Y TEXTURA

1252. FRICCIÓN
FRICCIÓN Y TEXTURA
Medida de fricción
Medida de textura

1253. Solución al ejemplo de determinación del IFI
Determinación de Sp
—ElcírculodearenacorrespondealequipoA8del
experimentoAIPCR,paraelcuallaTabla24del
documentoindicaquea=-11.5981yb=113.63246
Sp = -11.5981 + 113.63246*1 = 102 km/h
FRICCIÓN
FRICCIÓN Y TEXTURA

1254. Solución al ejemplo de determinación del IFI(cont.)
Velocidaddeoperacióncorregidaporelángulode
derivadelequipo:
S = 50 * sen 20º = 17.1 km/h
ElSCRIMempleadoeselequipoC6Edelexperimento
AIPCR,paraelcuallaTabla5deldocumentoindicaque
A=0.0319yB=0.8734
F60 = 0.0319 + 0.8734*0.65*e
(17.1 –60)/102
= 0.41
FRICCIÓN
FRICCIÓN Y TEXTURA

1255. SoluciónalejemplodedeterminacióndelIFI(cont.)
Expresión del IFI
(0.41, 102)
La expresión de la curva de fricción de referencia es
F (S) = 0.41 * e
(60 –S)/102
Así,porejemplo,silavelocidades80km/h,lafricción
adichavelocidadserá:
F (S) = 0.41 * e
(60 –80)/102
= 0.34
FRICCIÓN
FRICCIÓN Y TEXTURA

1256. REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS
MEZCLAS ABIERTAS
EN CALIENTE

1257. MEZCLA ABIERTA EN CALIENTE
Definición
Mezcladestinadaalaliviodelreflejodelasjuntasy
grietasdurantelasoperacionesderehabilitacióndeun
pavimento
Estáconstituidaporunacombinación,encaliente,de
unagregadopétreoconbajaonulaproporcióndefinosy
unacantidadmuylimitadadecementoasfáltico,lacual
sedefineportanteosenobra(rango:1.5%-3.0%)
Alcompactarlamezclaenobra,presentaunelevado
volumendevacíosconaire(superiora20%)quecontrola
latransmisióndelasjuntasylasgrietasdelpavimento
existentealacapadensaqueseconstruyacomorefuerzo

1258. MEZCLA ABIERTA EN CALIENTE
Granulometría agregados pétreos
TAMIZ PORCENTAJE QUE PASA
Normal Alterno MAC-1 MAC-2 MAC-3
75 mm
63 mm
50 mm
37.5 mm
19.0 mm
9.5 mm
4.75 mm
2.36 mm
150 m
3‖
2 1/2‖
2‖
1 1/2‖
3/4‖
3/8‖
No.4
No.8
No.100
100
95-100
-
30-70
3-20
0-5
-
-
-
-
100
-
35-70
5-20
-
-
0-5
-
-
-
100
75-90
50-70
-
8-20
-
0-5
Ligante asfáltico
Cemento asfáltico del tipo 60 -70

1259. REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS
MEZCLAS SMA

1260. MEZCLAS SMA
SMAsignifica―StoneMatrixAsphalt‖o―StoneMastic
Asphalt‖yesunamezclaasfálticaencalientede
gradacióndiscontinuaparacapaderodadura,desarrollada
paramaximizarlaresistenciaalahuellamientoyla
durabilidad
Definición
Aspecto de una capa de SMA
Probeta de SMA

1261. UnamezclaSMAestácompuestapor:
—Agregadosconunesqueletogranularfuerte,que
proporcionaelcontacto―piedraconpiedra‖que
previeneelahuellamientoysuministraresistencia
aldeslizamiento
—Unmorteroasfálticodealtaviscosidad,constituido
porarena,llenantemineral,unelevadocontenidode
asfaltomodificadoyunagenteestabilizante(fibras
mineralesodecelulosa)queseagregaparaminimizar
elescurrimientodelasfaltoysuministraralmortero
unaconsistenciasatisfactoria
Composición
MEZCLAS SMA

1262. MEZCLAS SMA
Composición

1263. MEZCLAS SMA
Agregadospétreos
Losrequisitosdecalidaddelosagregadosgruesoy
finosonprácticamentelosmismosqueseexigenalos
agregadosparalasmezclasdeconcretoasfáltico
Lossiguientessepuedenconsiderarcomoadicionales:
MATERIALES PARA LA MEZCLA

1264. MEZCLAS SMA
Granulometrías recomendadas por NCHRP 9-8
MATERIALES PARA LA MEZCLA
Agregados pétreos

1265. MEZCLAS SMA
MATERIALES PARA LA MEZCLA
Agente estabilizante
Seincluyeparaminimizarelescurrimientodelasfalto
enlamezclaycontribuirenlaadecuadaconsistenciadel
mortero
Estáconstituidoporfibrasdecelulosaodetipomineral
Lacantidadenlacualsedebeincorporares,como
mínimo,0.3%respectodelpesodelamezcla
Ligante bituminoso
Asfalto modificado con polímero, Tipo II o Tipo III

1266. MEZCLAS SMA
MATERIALES PARA LA MEZCLA

1267. MEZCLAS SMA
MATERIALES PARA LA MEZCLA

1268. MEZCLAS SMA
DISEÑO DE LA MEZCLA
Generalidades
Eldiseñoincluyeunadosificacióndetipovolumétrico
yunaverificacióndelasusceptibilidaddelamezclaala
humedad
Además,involucradosensayosquenosontípicosde
lamayoríadelasmezclasdensasencaliente:
—Determinacióndevacíosenelagregadogrueso
—Escurrimiento

1269. MEZCLAS SMA
DISEÑO DE LA MEZCLA
1.Seleccióndelagradación
ParaelTMNelegidoseevalúan3posiblesgradaciones
dentrodelafranjamaestradelaespecificación
Eltamizqueseparaelagregadogruesodelfinose
denominatamizdel―puntodecorte‖
Tamices de punto de corte para diferentes TMN

1270. MEZCLAS SMA
DISEÑO DE LA MEZCLA
2.Determinacióndelosvacíosenelagregadogrueso
Estapruebaserealizaparaevaluarlaexistenciade
contactoentrepartículaypartículadelagregadogrueso
LosVAGsedeterminanapartirdelpesounitario
apisonadodelagregadogrueso-(γ
a)-(normadeensayo
AASHTOT19)ydelagravedadespecíficabulkdel
agregadogrueso(G
ag)100*
wag
awag
drc
G
G
VGA




1271. MEZCLAS SMA
DISEÑO DE LA MEZCLA
3.Seleccióndelcontenidodeasfaltodeprueba
ElmínimocontenidodeliganteefectivodelaSMAes
6%
Serecomiendaqueelcontenidodeasfaltodelamezcla
enlafasedeseleccióndegradaciónsea7.0%parala
TMN-9.5;6.7%paralaTNM-12.5y6.0%paralaTMN
ylaTMN-25.0

1272. MEZCLAS SMA
DISEÑO DE LA MEZCLA
4.Preparaciónycompactacióndelasmezclasenlafase
deselección
Serequiereuntotalde12muestras:4paracadaunadelas3
gradacionesdeprueba
Cadamuestraesmezcladaconelcontenidodeasfaltodeprueba
Tresdelacuatromuestrasparacadagradaciónsecompactan
con100girosdelCompactadorGiratorioSuperpaveocon50
golpesporcara,segúnlatécnicaMarshall
Conlacuartamezcladecadagruposedeterminalagravedad
específicamáximamedida(G
mm)(AASHTOT209)

1273. MEZCLAS SMA
DISEÑO DE LA MEZCLA
5.Seleccióndelagradacióndeseada
Sedeterminalagravedadespecíficabulkdelasprobetas
compactadas(G
mb)
Paracadagrupodeprobetassecalculanlospromediosde
vacíosconaire(V
a),vacíosenelagregadogrueso(VAG
mix)
yvacíosenlosagregadosminerales(VAM)
Detodaslasmezclasdepruebaensayadas,aquellaconel
másaltoporcentajequepaseeltamizdel―puntode
quiebre‖,quesimultáneamentecumplaelrequerimientolos
deVAMmínimosypresenteunvalorVAG
mix<VAG
drc,se
eligecomogradacióndeseada

1274. MEZCLAS SMA
DISEÑO DE LA MEZCLA
5. Selección de la gradación deseada(cont.)m
ac
mb
ag
ag
mb
mix
mm
mb
a
P
G
G
VAM
P
G
G
VAG
G
G
V
*100
*100
100*1























P
ag= porcentaje de agregado grueso dentro de la mezcla total
P
m= porcentaje de agregado en las mezcla
Gac = peso específico bulk del todo el agregado combinado

1275. MEZCLAS SMA
DISEÑO DE LA MEZCLA
6. Selección del contenido óptimo de ligante
Elegidalagradacióndeseada,seelaborannuevasmezclas
conuntotaldetrescontenidosdeasfalto(incluyendo
valoresporencimaydebajodelcontenidodeprueba)
Paracadacontenidodeasfaltosepreparan4muestras,3
delascualessecompactancomolasdelafasedeselección
ylacuartaseusaparaladeterminacióndelagravedad
específicamáximamedida(G
mm)
Elcontenidoóptimodeliganteesaquélconelcualse
obtiene4.0%devacíosconaire,siempreycuandose
satisfaganlosVAMmínimosyVAG
mix<VAG
drc

1276. MEZCLAS SMA
DISEÑO DE LA MEZCLA
7. Ensayo de escurrimiento
ElensayoserealizasegúnlanormaAASHTOT305
Elensayoserealizacolocandounamuestradelamezcla
sueltaenunhornoalatemperaturaanticipadade
producciónenlaplanta,dentrodeunacanastademallade
tamizde¼‖durante1horaypesandoelmaterialquehaya
drenadoatravésdelamalladurantedicholapso
Sielresultadonosatisfaceelmáximoespecificadode
0.30%,sedebeincrementarlaproporcióndefibrasenla
mezcla,hastareducirelescurrimientoaunlímiteaceptable

1277. MEZCLAS SMA
DISEÑO DE LA MEZCLA
7. Ensayo de escurrimiento
CANASTA DE
MALLA DE
ABERTURA ¼”
MEZCLA EN EL HORNO

1278. MEZCLAS SMA
DISEÑO DE LA MEZCLA
7. Ensayo de escurrimiento
ESCURRIMIENTO DE
MEZCLA CON 0.3% DE
FIBRA, A 158º C
ESCURRIMIENTO DE
MEZCLA SIN FIBRAS,
A 158º C

1279. 8. Evaluación de la sensibilidad a la humedad (AASHTO T 283)
DISEÑO DE LA MEZCLA
MEZCLAS SMA

1280. Laevaluaciónserealizamedianteelensayodetensión
indirecta,sometiendolasprobetascilíndricasa
compresiónhastalafallaalolargodedosgeneratrices
opuestas,conunavelocidaddedeformaciónde50
mm/minutoa25°C
Estemododecargaproduceunesfuerzohorizontalde
tensiónalolargodelejeverticalyunodecompresióna
lolargodeldiámetrohorizontal
Lafallaseproduceporagrietamientoportensiónalo
largodeldiámetrovertical
DISEÑO DE LA MEZCLA
8. Evaluación de la sensibilidad a la humedad (AASHTO T 283)
MEZCLAS SMA

1281. Ensayo de tensión indirectatD
P
S
T
**
*2000


S
T= resistencia a la tensión indirecta, kPa
P = carga máxima, N
D = diámetro de la probeta, mm
t = espesor de la probeta, mm
DISEÑO DE LA MEZCLA
MEZCLAS SMA

1282. DISEÑO DE LA MEZCLA
8. Evaluación de la sensibilidad a la humedad (AASHTO T 283)
MEZCLAS SMA

1283. MEZCLAS SMA
CRITERIO DE DISEÑO PARA MEZCLAS SMA

1284. MEZCLAS SMA
CARACTERIZACIÓN DE LA MEZCLA SMA, CON FINES
DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
Módulodinámico
LosmódulosdinámicosdelasmezclasSMAtiendena
seralgomayoresquelosdelasmezclasconvencionalesy
presentanlamismasusceptibilidadalatemperatura
Pruebasdetensiónindirectabajocargarepetida(ASTM
D4123–INVE-749)sobremezclasSMAconasfaltos
convencionalesymodificadosydiferentestiposde
llenantes,mostraronvaloresdemóduloresilienteenel
entornode1,000MPaa35ºCyentre5,000y6,000MPaa
15ºC

1285. MEZCLAS SMA
CARACTERIZACIÓN DE LA MEZCLA SMA, CON FINES
DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
MEZCLAS SMA A LAS CUALES SE ESTUDIARON MÓDULOS
RESILIENTES Y RESISTENCIA A FATIGA (Lago, 2003)

1286. MEZCLAS SMA
CARACTERIZACIÓN DE LA MEZCLA SMA, CON FINES DE
DISEÑO DE PAVIMENTOS
Módulodinámico

1287. MEZCLAS SMA
CARACTERIZACIÓN DE LA MEZCLA SMA, CON FINES DE
DISEÑO DE PAVIMENTOS
Resistencia a la fatiga
ECUACIONES DE FATIGA EN ENSAYO A
ESFUERZO CONTROLADO A 20º C y 1 Hz

1288. MEZCLAS SMA
CARACTERIZACIÓN DE LA MEZCLA SMA, CON FINES DE
DISEÑO DE PAVIMENTOS
Resistenciaalafatiga

1289. MEZCLAS SMA
COMPARACIÓN DE VIDAS A FATIGA DE MEZCLAS SMA
CON ASFALTO MODIFICADO Y DE UNA MEZCLA DENSA
CONVENCIONAL CON ASFALTO MODIFICADO

1290. REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS
MEZCLAS ASFÁLTICAS
DE ALTO MÓDULO

1291. MEZCLA ASFÁLTICA DE ALTO MÓDULO
Capademezclaasfáltica,usadacomobase,elaborada
encaliente,cuyarigidezesdelordendeldobleodeltriple
delaquepresentanlasmezclasasfálticasconvencionales
Seelaboraconuncementoasfálticodebajapenetración
yunagregadopétreoconfuerteesqueletomineral,de
maneradelograrunagrancapacidaddeabsorciónde
esfuerzosygranresistenciaalahuellamiento
Elempleodeuncontenidodeliganterelativamentealto
mejoraelcomportamientoalafatigadelamezcla,
haciéndolocomparablealdeunamezclatradicional

1292. AGREGADOS PÉTREOS PARA MEZCLAS
ASFÁLTICAS DE ALTO MÓDULO
MEZCLA ASFÁLTICA DE ALTO MÓDULO

1293. AGREGADOS PÉTREOS PARA MEZCLAS
ASFÁLTICAS DE ALTO MÓDULO
MEZCLA ASFÁLTICA DE ALTO MÓDULO

1294. CEMENTO ASFÁLTICO PARA MEZCLAS
ASFÁLTICAS DE ALTO MÓDULO
Sepuedenemplear:
—Cementosasfálticosdedestilacióndirecta,de
bajapenetración(10-25)ypuntodeablandamiento
elevado(60ºCómás)
—Cementosasfálticosmodificadosconpolímerode
penetración20–40.Enestecaso,sebrindaal
productounamayorflexibilidad
MEZCLA ASFÁLTICA DE ALTO MÓDULO

1295. CEMENTO ASFÁLTICO PARA MEZCLAS
ASFÁLTICAS DE ALTO MÓDULO
MEZCLA ASFÁLTICA DE ALTO MÓDULO

1296. DISEÑO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA DE ALTO
MÓDULO
SesueleemplearelmétodoMarshall,debiendocumplirse
lossiguientesrequisitos
Requisito adicional
MEZCLA ASFÁLTICA DE ALTO MÓDULO

1297. DISEÑO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA DE
ALTO MÓDULO
Ensayo de pista de laboratorio
MEZCLA ASFÁLTICA DE ALTO MÓDULO

1298. DISEÑO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA DE
ALTO MÓDULO
Ensayo de pista de laboratorio
MEZCLA ASFÁLTICA DE ALTO MÓDULO

1299. CARACTERIZACIÓN DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS DE
ALTO MÓDULO CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
Módulodinámico
Losmódulosdinámicosdelasmezclasdealto
módulosonsustancialmentemáselevadosquelosde
losconcretosasfálticosconvencionales,paracualquier
temperaturayfrecuencia
Losensayosparasudeterminaciónsonlosmismos
descritosparalosconcretosasfálticos
MEZCLA ASFÁLTICA DE ALTO MÓDULO

1300. CARACTERIZACIÓN DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS DE
ALTO MÓDULO CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
MÓDULOS DINÁMICOS DE UNA MEZCLA TÍPICA DE BOGOTÁ
Universidad de los Andes (2001)
MEZCLA ASFÁLTICA DE ALTO MÓDULO

1301. CARACTERIZACIÓN DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS DE
ALTO MÓDULO CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
Resistencia a la fatiga
Las leyes de fatiga de las mezclas de alto módulo adoptan
la misma expresión que en las demás mezclas asfálticas:
log ε= A + B log N
ε=deformaciónaplicada,multiplicadapor10
6
N=númerodeciclosconelquedichadeformación
conducealarotura
A,B=coeficientesadimensionalespropiosdecadamezcla
MEZCLA ASFÁLTICA DE ALTO MÓDULO

1302. CARACTERIZACIÓN DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS DE
ALTO MÓDULO CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
PARÁMETROS DE LEYES DE FATIGA DE MEZCLAS ESPAÑOLAS Y
COLOMBIANAS DETERMINADOS A 20º C Y FRECUENCIA DE 10 Hz
NOTA:Losparámetrosquedanmayoresresistenciaafatigason
losmáselevadosenelcasodeAylosmásbajosenvalorabsoluto
enelcasodeB
MEZCLA ASFÁLTICA DE ALTO MÓDULO

1303. REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS
MEZCLA DISCONTINUA
EN CALIENTE PARA
CAPA DE RODADURA

1304. MEZCLA DISCONTINUA EN CALIENTE
PARA CAPA DE RODADURA
Definición
Mezclaparacapaderodaduradereducidoespesor,
elaboradaencaliente,empleandounagregadopétreode
tamañomáximonominalcomprendidoentre8mmy10
mm,conunamarcadadiscontinuidadentrelostamaños
de2mmy4.75mm
Ladiscontinuidadgranulométricabrindacaracterísticas
favorablesencuantoasonoridad,fricciónydrenabilidad
superficial
Estamezclaseconocecomo“microaglomeradoen
caliente”

1305. MEZCLA DISCONTINUA EN CALIENTE
PARA CAPA DE RODADURA
Tramo de microaglomerado en caliente en el sector
San Felipe –Los Andes (Chile)

1306. MEZCLA DISCONTINUA EN CALIENTE
PARA CAPA DE RODADURA
Aplicaciones
Restauracióndelaresistenciaaldeslizamientosobre
pavimentosestructuralmentecompetentes
Mejoramientodeldrenajesuperficial
Rejuvenecimientodesuperficiesderodamiento
Actuacióndemantenimientoperiódicodelacalzada,
sinincrementoexcesivodecotas

1307. MEZCLA DISCONTINUA EN CALIENTE
PARA CAPA DE RODADURA
TAMIZ PORCENTAJE QUE PASA
Normal Alterno M-1 M-2 F-1 F-2
12.5 mm 1/2‖ 100 100
9.5 mm 3/8‖ 75-97 100 75-97 100
8.0 mm 5/16‖ - 75-97 - 75-97
4.75 mm No.4 15-28 15-28 25-40 25-40
2.00 mm No.10 11-22 11-22 18-32 18-32
425 m No.40 8-16 8-16 10-20 10-20
75 m No.200 5-8 5-8 7-10 7-10
Ligante bituminoso
Asfalto modificado con polímeros, tipo II o tipo III
Granulometría de los agregados

1308. MEZCLA DISCONTINUA EN CALIENTE
PARA CAPA DE RODADURA
FRANJA GRANULOMÉTRICA TÍPICA PARA MEZCLA
DISCONTINUA EN CALIENTE PARA CAPA DE RODADURA

1309. MEZCLA DISCONTINUA EN CALIENTE
PARA CAPA DE RODADURA
1.Preparacióndelasmezclas
Seelaboranmezclascon1,000gramosdeagregadosy
diferentesporcentajesdeligante,aunatemperaturaque
correspondaaunaviscosidaddelliganteentre150y190
centistokes,verificandoquenohayaescurrimientodel
liganteadichatemperatura
Sedebenelaborarporlomenos4mezclasparacada
porcentajedeliganteutilizado
DISEÑO MEZCLAS TIPO M
Ensayo Cántabro (INV E -760)

1310. MEZCLA DISCONTINUA EN CALIENTE
PARA CAPA DE RODADURA
2.Compactacióndeprobetasydeterminaciónde
vacíos
Secompactanlasmezclasmediantelatécnica
Marshall,alatemperaturaapropiada,aplicando50
golpesporcaraacadaprobeta
Sepesanlasprobetasysedividenendosgrupos
Sedeterminanlosvacíosconairedelasprobetasa
partirdelamedidageométricadesuvolumenydela
densidadrelativadelosmateriales
DISEÑO MEZCLAS TIPO M
Ensayo Cántabro (INV E -760)

1311. MEZCLA DISCONTINUA EN CALIENTE
PARA CAPA DE RODADURA
3.Pruebadedesgaste
Lasprobetasparaensayoensecosedejanenreposo
durante6horas
Seintroducenlasprobetasenlamáquinadelos
Ángelessinesferasysesometena300vueltas
Sepesanlasprobetasluegodelensayo
Secalculanlaspérdidasdepesodelasprobetas,en
porcentaje
DISEÑO MEZCLAS TIPO M
Ensayo Cántabro (INV E -760)

1312. MEZCLA DISCONTINUA EN CALIENTE
PARA CAPA DE RODADURA
3.Pruebadedesgaste
DISEÑO MEZCLAS TIPO M
Ensayo Cántabro (INV E -760)
Probetas ensayadas con distinto contenido de ligante

1313. MEZCLA DISCONTINUA EN CALIENTE
PARA CAPA DE RODADURA
4.Verificacióndelaadhesividad
Eljuegodeprobetasdestinadoaverificarla
adhesividadsesometeainmersióna60
o
Cpor24horas
Seefectúaelensayodedesgastecomoalasprobetas
ensayadasensecoysecalculanlaspérdidasdepeso
correspondientes
DISEÑO MEZCLAS TIPO M
Ensayo Cántabro (INV E -760)

1314. MEZCLA DISCONTINUA EN CALIENTE
PARA CAPA DE RODADURA
DISEÑO MEZCLAS TIPO M
Ensayo Cántabro (INV E -760)

1315. MEZCLA DISCONTINUA EN CALIENTE
PARA CAPA DE RODADURA
1.Preparacióndelasprobetas
ComoenelensayoMarshallconvencional,
compactandocon50golpesporcara
2.Análisisdedensidadydevacíosyensayode
estabilidadyflujo
ComoenelensayoMarshallconvencional
3.Criteriodedosificación
Estabilidad:750kgmínimo
Vacíosconaire:4%mínimo
DISEÑO MEZCLAS TIPO F
Ensayo Marshall

1316. MEZCLA DISCONTINUA EN CALIENTE
PARA CAPA DE RODADURA
4.Verificaciones
Comprobacióndelaadhesividadmedianteelensayo
detensiónindirecta(INVE-725)
Criterio
Lapérdidaderesistencianodebeexcederde20%
DISEÑO MEZCLAS TIPO F
Ensayo Marshall

1317. MEZCLA DISCONTINUA EN CALIENTE
PARA CAPA DE RODADURA
4.Verificaciones
Medidadelaresistenciaaladeformaciónplástica
(normadeensayoINVE-756)
Criterio
Enelintervalode105a120minutos:
VD ≤ 0.012 mm/ minuto ( Si T > 24
o
C)
VD ≤ 0.015 mm/ minuto (Si T ≤ 24
o
C)
DISEÑO MEZCLAS TIPO F
Ensayo Marshall

1318. REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS
MEZCLA DRENANTE

1319. Definición
Mezclaasfálticaparacapaderodaduraconun
elevadocontenidodevacíosconaire,cuyodiseño
dalugaraunasuperficiedetexturaabiertayalta
capacidaddrenante,acausadelacualelagualluvia
quecaesobrelacalzadaseeliminaporinfiltración
MEZCLA DRENANTE

1320. MEZCLA DRENANTE

1321. MEZCLA DRENANTE
Característicasprincipales
Suministraunadecuadodrenajesuperficial
Brindaaltaresistenciaaldeslizamiento
Reduceelvolumendeaguaproyectadaalpasode
losvehículosencondiciónlluviosa
Mejoralavisibilidadencondicióndepavimento
húmedo
Disminuyeelruidoproducidoporlacirculación
vehicular

1322. MEZCLA DRENANTE
TAMIZ PORCENTAJE QUE
PASA
Normal Alterno MD-1
19.0 mm 3/4‖ 100
12.5 mm 1/2‖ 70-100
9.5 mm 3/8‖ 50-75
4.75 mm No.4 15-32
2.00 mm No.10 9-20
425 m No.40 5-12
75 m No.200 3-7
Ligante bituminoso
Asfalto modificado con polímeros, tipo I o tipo II
Granulometría de los agregados

1323. MEZCLA DRENANTE
FRANJA GRANULOMÉTRICA TÍPICA PARA MEZCLA DRENANTE

1324. MEZCLA DRENANTE
DISEÑO MEZCLA
Ensayo Cántabro (INV E -760)
1.Preparacióndelasmezclas
Seelaboranmezclascon1,000gramosdeagregadosy
diferentesporcentajesdeligante,aunatemperaturaque
correspondaaunaviscosidaddelliganteentre150y190
centistokes,verificandoquenohayaescurrimientodel
liganteadichatemperatura
Sedebenelaborarporlomenos4mezclasparacada
porcentajedeliganteutilizado

1325. MEZCLA DRENANTE
2.Compactacióndeprobetasydeterminaciónde
vacíos
Secompactanlasmezclasmediantelatécnica
Marshall,alatemperaturaapropiada,aplicando50
golpesporcaraacadaprobeta
Sepesanlasprobetasysedividenendosgrupos
Sedeterminanlosvacíosconairedelasprobetasa
partirdelamedidageométricadesuvolumenydela
densidadrelativadelosmateriales
DISEÑO MEZCLA
Ensayo Cántabro (INV E -760)

1326. MEZCLA DRENANTE
3.Pruebadedesgaste
Lasprobetasparaensayoensecosedejanenreposo
durante6horas
Seintroducenlasprobetasenlamáquinadelos
Ángelessinesferasysesometena300vueltas
Sepesanlasprobetasluegodelensayo
Secalculanlaspérdidasdepesodelasprobetas,en
porcentaje
DISEÑO MEZCLA
Ensayo Cántabro (INV E -760)

1327. MEZCLA DRENANTE
4.Verificacióndelaadhesividad
Eljuegodeprobetasdestinadoaverificarla
adhesividadsesometeainmersióna60
o
Cpor24horas
Seefectúaelensayodedesgastecomoalasprobetas
ensayadasensecoysecalculanlaspérdidasdepeso
correspondientes
DISEÑO MEZCLA
Ensayo Cántabro (INV E -760)

1328. MEZCLA DRENANTE
DISEÑO MEZCLA
Ensayo Cántabro (INV E -760)

1329. REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS
MEZCLAS ASFÁLTICAS
EN FRÍO

1330. MEZCLAS ASFÁLTICAS EN FRÍO
Definición
Mezclasconstituidasporlacombinacióndeunoomás
agregadospétreosyunllenantemineral(cuandoes
necesario),conunaemulsiónasfálticay,eventualmente,
agua
Estasmezclassonelaboradas,aplicadasycompactadas
atemperaturaambiente
Existendostiposdemezclasasfálticasenfrío
—Densas
—Abiertas

1331. MEZCLAS ASFÁLTICAS EN FRÍO
MEZCLAS DENSAS
EN FRÍO

1332. MEZCLA DENSA EN FRÍO
Definición
Combinacióndeunaemulsiónasfáltica,agua,
agregadospétreosgruesoyfinoy,eventualmente,un
llenantemineral,cuyagranulometríacombinadaes
similaraladeunconcretoasfáltico;mezclaquees
posiblefabricar,extenderycompactaratemperatura
ambiente
Elaguasedebeincorporaralosagregadosantesque
laemulsiónasfáltica,conelfindeevitarun
rompimientoprematurodeésta,asegurandoun
cubrimientocompletodelagregadoyunabuena
uniformidadenlamezcla.

1333. MEZCLA DENSA EN FRÍO
Granulometría
TAMIZ PORCENTAJE QUE PASA
Normal Alterno MDF-1 MDF-2 MDF-3
37.5 mm
25.0 mm
19.0 mm
12.5 mm
9.5 mm
4.75 mm
2.36 mm
300 m
75 m
1 1/2‖
1‖
3/4‖
1/2‖
3/8‖
No.4
No.8
No.50
No200
100
80-95
-
62-77
-
45-60
35-50
13-23
3-8
-
100
80-95
-
60-75
47-62
35-50
13-23
3-8
-
-
100
80-95
-
50-65
35-50
13-23
3-8
Ligante bituminoso
Emulsión asfáltica catiónica de rotura lenta y controlada
que corresponda a los tipos CRL-1 o CRL-1h

1334. MEZCLA DENSA EN FRÍO
FRANJA GRANULOMÉTRICA TÍPICA PARA MEZCLA
DENSA EN FRÍO

1335. MEZCLA DENSA EN FRÍO
1.Determinación del porcentaje óptimo teórico de
ligante
1.1Cálculo con base en la superficie específica
L = K (S*A)
0.2
Siendo:
L=contenidodeliganteresidualsobreelpesodelos
agregados(%)
K=móduloderiqueza(4.0–5.0)
S=superficieespecíficadelagregado(m
2/
kg)
A=factordecorrecciónporpesoespecíficodelagregado
(A=1.00cuandoelpesoespecíficoes2.65)
DISEÑO DE LA MEZCLA

1336. MEZCLA DENSA EN FRÍO
1.Determinación del porcentaje óptimo teórico de
ligante(cont.)
DISEÑO DE LA MEZCLA100
)*(%

FSEtamizunenretenido
S
—Factor de superficie específica (FSE)
FSE = 2.50 (D*d)
0.5
Siendo:
D = abertura del tamiz mayor (mm)
d = abertura del tamiz menor (mm)
Superficie específica (S)

1337. MEZCLA DENSA EN FRÍO
1.Determinación del porcentaje óptimo teórico de
ligante(cont.)
DISEÑO DE LA MEZCLA
E = 0.05A + 0.1B +0.5C
Siendo:
E = % teórico de emulsión asfáltica
A = % de agregado retenido en tamiz # 8
B = % de agregado entre tamices # 8 y # 200
C = % que pasa el tamiz # 200
1.2 Método propuesto por AEMA

1338. MEZCLA DENSA EN FRÍO
2.Determinacióndeloscontenidosdeaguadeenvuelta
ycompactación
Seefectúanpruebasdeenvueltacondiferentes
humedadesdelamezclaobservandolacoberturay,ala
vistadelosresultados,seescogeelmásconveniente
Paradeterminarlahumedaddecompactación,esuna
buenaguíalahumedadóptimadelensayoProctor
Modificado(INVE-142)sobrelosagregadossolos
DISEÑO DE LA MEZCLA

1339. MEZCLA DENSA EN FRÍO
3.Ensayosmecánicosparaladeterminacióndel
óptimorealdeligante
Existendiversasposibilidadesparadiseñarenel
laboratoriolasmezclasdensasenfrío,siendolasmás
utilizadas:
—Ensayodeinmersión-compresión
—EnsayoMarshallmodificado
DISEÑO DE LA MEZCLA

1340. DISEÑO DE LA MEZCLA POR EL MÉTODO DE
INMERSIÓN –COMPRESIÓN
1.Determinacióndelahumedadóptimadecompactación
MEZCLA DENSA EN FRÍO

1341. DISEÑO DE LA MEZCLA POR EL MÉTODO DE
INMERSIÓN -COMPRESIÓN
2.Determinacióndelcontenidoóptimoteóricodeligante
—FórmulaDuriez5
KL
MEZCLA DENSA EN FRÍOmmdemenorespartículasf
mmymmentrepartículass
mmymmentrepartículasS
mmymmentrepartículasg
mmdemayorespartículasG
fsSgG
específicaSuperficie
riquezademóduloK
residualasfaltodeL
08.0%
315.008.0%
5315.0%
105%
10%
100/)1351230.233.017.0(
)0.50.4(
%%










1342. DISEÑO DE LA MEZCLA POR EL MÉTODO DE
INMERSIÓN –COMPRESIÓN
3.Elaboracióndemezclas
Seelaboranmezclascondiferentescantidadesde
emulsión,correspondientesaporcentajesdeligantepor
encimaypordebajodelóptimoteórico,manteniendo
elcontenidoóptimodefluidosdecompactación
4.Compactacióndeprobetas
Secompactanprobetasde10cmpor10cmdealtura
mediantecompresióncrecientehastaalcanzar210
kg/cm
2
,manteniendoestapresióndurante2minutos
(compactarseisprobetasparacadacontenidode
ligante)
MEZCLA DENSA EN FRÍO

1343. DISEÑO DE LA MEZCLA POR EL MÉTODO DE
INMERSIÓN –COMPRESIÓN
5.Curadodelasprobetas
Desmoldadodelasprobetasycuradoalairedurante
7díasa25ºC
Separarcadajuegode6probetasen2gruposparael
restodelcurado:
—Unodelosgrupossemantieneotros7díasal
airea25ºC
—Elotrogruposesumergeenaguaa25ºCpor7
días
MEZCLA DENSA EN FRÍO

1344. DISEÑO DE LA MEZCLA POR EL MÉTODO DE
INMERSIÓN –COMPRESIÓN
6.Ensayodecompresión
Altérminodelperíododecurado,sedeterminala
densidaddelasprobetasyserompenporcompresión
simple,promediandolasresistenciasparacada
porcentajedeligante(porapartelascuradasensecoy
lascuradasenhúmedo)
7.Determinacióndelcontenidoóptimodeemulsión
Sedibujangráficasderesistenciaseca,resistencia
húmedayresistenciaconservadayseeligeel
porcentajeóptimodeemulsión,deacuerdoconel
criteriodediseño
MEZCLA DENSA EN FRÍO

1345. Representación gráfica resultados ensayo de inmersión -compresión
MEZCLA DENSA EN FRÍO
CRITERIO DE DISEÑO ARTÍCULO 440 ESPECIFICACIONES INVÍAS

1346. CARACTERIZACIÓN DE LA MEZCLA DENSA EN FRÍO,
CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
Módulodinámico
LamezcladenominadaTipoIdelInstitutodel
Asfalto,elaboradaenplantaconagregadosprocesadosy
conpropiedadessimilaresalasdeunconcretoasfáltico,
sepuedeasimilaraunamezcladensaenfrío
Lavariacióndesumódulodinámicoenelrangode
23ºCa38ºC(73a100ºF),luegodecuradototal,es
altamentecoincidenteconlaquepresentanlasmezclas
debasedeconcretoasfálticoelaboradasconcementos
asfálticosAC–40
MEZCLA DENSA EN FRÍO

1347. Enlasmezclasconemulsiónasfálticaesmuyimportantetener
encuentalosefectosdelcuradoenelmódulodinámico
E
t= E
f -(E
f -E
i)*RF
t
E
t=móduloalatemperaturaTytiempodecuradot
E
f=móduloalatemperaturaTparalamezclatotalmentecurada
E
i=móduloalatemperaturaTparalamezclaenestadono
curado(inicial)
CARACTERIZACIÓN DE LA MEZCLA DENSA EN FRÍO,
CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
Módulo dinámico
MEZCLA DENSA EN FRÍO

1348. RF
t=factordereducciónquetieneencuentalacantidadde
curadoalcanzadaeneltiempot
CARACTERIZACIÓN DE LA MEZCLA DENSA EN FRÍO,
CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
Módulo dinámico
MEZCLA DENSA EN FRÍO

1349. CARACTERIZACIÓN DE LA MEZCLA DENSA EN FRÍO,
CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
MEZCLA DENSA EN FRÍO

1350. Elcomportamientoafatigadelasestabilizacionescon
emulsiónasfálticaessimilaraldelasmezclasbituminosasen
caliente
N
f= K
t
-c
N
f=númerodeaplicacionesdecargahastalafallaparauna
deformacióninicialdetensión,
t
K,c=constantesderegresiónobtenidasdelanálisisdelosdatos
delapruebadefatiga
CARACTERIZACIÓN DE LA MEZCLA DENSA EN FRÍO,
CON FINES DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
Comportamiento a la fatiga
MEZCLA DENSA EN FRÍO

1351. Criterio de fatiga para mezclas elaboradas con emulsiones
asfálticas (CHEVRON)
MEZCLA DENSA EN FRÍO

1352. REVESTIMIENTOS BITUMINOSOS
MEZCLAS ABIERTAS
EN FRÍO

1353. MEZCLA ABIERTA EN FRÍO
Definición
Combinacióndeunagregadopétreopredominantemente
gruesoydegranulometríauniforme,conunligante
bituminoso,constituyendounproductoquepuedeser
elaborado,extendidoycompactadoatemperatura
ambienteyquepresentaunelevadocontenidodevacíos
conaire
Lamezclaabiertaenfríopuedesercolocadaenobra
inmediatamentedespuésdesufabricaciónotrasun
períododealmacenamientomásomenoslargo

1354. MEZCLA ABIERTA EN FRÍO
Característicasdeunamezclaabiertaenfrío
Laresistenciadelamezclaalaaccióndeltránsitose
debealrozamientointernodesuesqueletomineral,
juntoconlacohesiónqueproporcionalapelículadel
liganteasfáltico
Laestructuradeesteesqueletomineralyelespesorde
lapelículadeligante,hacenquelamezclasea
permeableyflexible

1355. MEZCLA ABIERTA EN FRÍO
Granulometría de los agregados
TAMIZ PORCENTAJE QUE PASA
Normal Alterno MAF-1 MAF-2 MAF-3
37.5 mm
25.0 mm
19.0 mm
12.5 mm
9.5 mm
4.75 mm
2.36 mm
75 m
1 1/2‖
1‖
3/4‖
1/2‖
3/8‖
No.4
No.8
No.200
100
70-100
-
25-55
-
0-15
0-5
0-2
-
100
70-100
-
20-45
0-20
0-10
0-2
-
-
100
70-100
-
10-30
0-10
0-2
Ligantebituminoso
Emulsiónasfálticacatiónicaderoturamedia,deltipo
CRM,confluidificantes,bajocontenidodeaguayalta
viscosidad

1356. MEZCLA ABIERTA EN FRÍO
1.Determinacióndelporcentajeóptimoteóricode
ligante
Cálculoconbaseenlasuperficieespecífica
—Elcálculoserealizacomoenelcasodelas
mezclasdensasenfrío,empleandounmódulode
riquezaentre3.5y3.7
DISEÑO DE LA MEZCLA

1357. MEZCLA ABIERTA EN FRÍO
2.Ensayosdecubrimientoydesplazamiento
Condiferentesporcentajesdeliganteporencimaypor
debajodelóptimoteóricosefabricanmezclasalas
cualesselesrealizanpruebasde:
-Cubrimiento,paradeterminarelporcentajede
cubrimientodeagregadosyobservarsiseproducen
peladurasduranteeltiempodeenvuelta
-Desplazamiento,sometiendolasmezclasala
accióndelaguaparaestimarelporcentajede
lavadodelosagregados
DISEÑO DE LA MEZCLA

1358. MEZCLA ABIERTA EN FRÍO
3. Selección del porcentaje óptimo de ligante para diseño
DISEÑO DE LA MEZCLA
Alavistadelosresultadosdelaspruebasde
cubrimientoydesplazamiento,seeligeelporcentajede
ligantequeseconsideremásconveniente,elcualse
podráajustarluegodelaspruebasinicialesdeobra
CRITERIOS SOBRE CUBRIMIENTO Y DESPLAZAMIENTO

1359. MEZCLA ABIERTA EN FRÍO
3. Selección del porcentaje óptimo de ligante para diseño
DISEÑO DE LA MEZCLA
Usualmente, una mezcla que responde adecuadamente
a estas pruebas, presenta las siguientes características de
dosificación :

1360. MEZCLAS ASFÁLTICAS EN FRÍO
COMPARACIÓN ENTRE LAS MEZCLAS DENSAS Y ABIERTAS EN FRÍO PARÁMETRO MEZCLAS DENSAS MEZCLAS ABIERTAS
Emulsión
Tipo Rotura lenta Rotura media
Fluidificantes No Sí
Ligante residual 60% 70%
Película de ligante Delgada Gruesa
Agregados
Granulometría Bien gradada Gruesa y uniforme
pasa tamiz 2mm 20-60 % 0-10 %
pasa tamiz 0.075 mm 3-8% 0-2%
Dosificación
Agua de preenvuelta Necesaria No necesaria
% ligante 4.0 - 5.5 2.5 - 4.0
Criterio de diseño Pruebas mecánicas Subjetivo
Tipo de resistenciaPrincipalmente por cohesión del morteroPor rozamiento interno de los agregados
Otros
Almacenabilidad No Sí
Apertura al tránsito No inmediato Inmediato (con sellado)
Costo Mayor Menor

1361. MATERIALES PARA PAVIMENTOS
RÍGIDOS Y DE ADOQUINES

1362. CONTENIDO
Materialesparalaconstruccióndepavimentos
rígidos
Materialesconstitutivosdelconcreto
Curadodelconcreto
Ensayossobrelasmezclasdeconcreto
Diseñodemezclasdeconcretohidráulicopara
pavimentos
Otrosmateriales
Materialesparapavimentosarticulados

1363. MATERIALES PARA PAVIMENTOS
RÍGIDOS Y DE ADOQUINES
MATERIALES PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE
PAVIMENTOS RÍGIDOS

1364. MATERIALES PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
Concreto
MezclahomogéneadecementoPortland,agua,agregados
finoygruesoyaditivos,cuandoserequieren
Lamezcladeconcretoconstituyelaestructuradel
pavimento

1365. MATERIALES PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
Acero
Parapasadoresyvarillasdeunión
Tambiénparamallaselectrosoldadasenpavimentosde
concretoreforzado
Materialesparaelcurado
Evitanquelosagentesatmosféricossequen
prematuramentelasuperficiedelalosaqueseacabade
vaciar
Sellanteparalasjuntas
Aseguralaestanqueidaddelasjuntas,minimizala
infiltracióndeaguasuperficialyevitalapenetraciónde
partículassólidasentrelascarasdelasjuntas

1366. MATERIALES PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
MATERIALES
CONSTITUTIVOS DEL
CONCRETO

1367. CementoPortland
Productoobtenidoporpulverizacióndel―clinker‖
Portland,conlaadicióndeunaomásformasde
sulfatodecalcio,admitiéndoselaadicióndeotros
productosquenoafectenlaspropiedadesdel
cementoresultante
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO

1368. CementoPortland
ESQUEMA DEL PROCESO DE FABRICACIÓN
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO

1369. CementoPortland
FABRICACIÓN
Lacombinaciónmáscomúndeingredientesestá
constituidaporpiedracaliza(fuentedecalcio),con
arcillayarena(comofuentesdesílice,aluminioy
hierro)
Lamateriaprimaestriturada,dosificadaymezclada
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO

1370. CementoPortland
FABRICACIÓN
Lamateriaprimatrituradapasaatravésdeunatorre
deprecalentamientoyposteriormenteaunhorno
rotatoriodegrandesdimensionesdondeescalcinadaa
altatemperatura(1300ºC–1400ºC)
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO

1371. CementoPortland
FABRICACIÓN
Lamateriaprimaemergeporelextremoinferiordel
horno,comounanuevasustanciaformadapor
partículasalrojovivo,denominadas―clinker‖
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO

1372. CementoPortland
FABRICACIÓN
El―clinker‖esenfriadoalcaersobreunarejasometida
aunacorrientedeaireforzado
Seañadeyesoparaevitarqueelcementoresultante
fragüerápidamenteysetriturael―clinker‖enunmolino
debolas,dandocomoresultadoelcementoPortland
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO

1373. CementoPortland
COMPOSICIÓN
LacomposicióntípicadeuncementoPortlandesla
siguiente:
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
Óxido de calcio, CaO62-67%
Óxido de silicio, SiO
2 20-25%
Óxido de aluminio, Al
2O
33-7%
Óxido de hierro, Fe
2O
3 2-5%
Trióxido de azufre, SO
3 1-3%

1374. CementoPortland
Deacuerdoconsuscualidadesyusos,existenlos
siguientestiposdecementoPortland(NTC30)
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETOTipo Características
1
Normal,queeselempleadoenlasobrasdehormigónengeneralyeselmás
utilizado en la construcción de pavimentos
1M
Destinadoaobrasdehormigónengeneral,peroquepresentaresistencias
superiores a las del tipo I
2
Usoenobrasdehormigónexpuestasalaacciónmoderadadesulfatosydonde
se requiera moderado calor de hidratación
3 Cemento de alta resistencia inicial
4 Cemento que desarrolla bajo calor de hidratación
5 Cemento de alta resistencia a la acción de sulfatos
1A Tipo 1 al cual se adiciona un incorporador de aire
1MA Tipo 1 M al cual se adiciona un incorporador de aire
2A Tipo 2 al cual se adiciona un incorporador de aire
3A Tipo 3 al cual se adiciona un incorporador de aire
Los cementos 1M y 1MA no están especificados en la norma ASTM C150

1375. CementoPortland
CARACTERÍSTICAS QUÍMICASYFÍSICAS
Lascaracterísticasquímicasyfísicasdelcemento
Portlanddebensatisfacerlosrequisitosindicadosenla
normaASTMC150
Enlaconstruccióndelpavimentorígidoseempleará
cementoPortlanddelTipo1silosdocumentosdel
proyectonopresentanindicaciónencontrario
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO

1376. CementoPortland
REQUISITOS QUÍMICOS NORMALES PARA
CEMENTO PORTLAND TIPO 1 (ASTM C150 )
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
Los ensayos se realizan de acuerdo con la norma ASTM C 114

1377. CementoPortland
REQUISITOS FÍSICOS NORMALES PARA
CEMENTO PORTLAND TIPO 1 (ASTM C150 )
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO

1378. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
1.Finura
Lahidratacióndelaspartículasdecementoeslenta
ydependedeldiámetrodesuspartículas
Cuantomásfinoseaelcemento,mayorserála
cantidaddeélquesehidrate,pueslasuperficietotal
expuestaserámayor
Alhidratarseunporcentajemayordelamasadel
cementoseobtendráunamayorresistencia

1379. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
1.Finura
Turbidímetro de Wagner Permeámetro de Blaine

1380. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
1.Finura
1.1TurbidímetrodeWagner(ASTMC115–INVE-303)
Usaunaceldafotoeléctricaparamedirlaintensidadde
unhazdeluzquepasaatravésdeunasuspensiónde
partículasdecementoenunlíquido(kerosén)
MediantelaleydeStokessepuededeterminarla
distribucióndeltamañodelaspartículasy,apartirde
ella,lasuperficieespecíficadelcemento

1381. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
1.Finura
1.2PermeámetrodeBlaine(ASTMC204–INVE-302)
Midelapermeabilidadalpasodelairedeunacapade
cementocompactadaenelpermeámetro
Elairesehacepasaratravésdelamuestramediante
succión,determinándoseeltiempoqueunlíquido
normalizadodemoraenpasarentredosmarcasy,apartir
deél,sepuededeterminarlasuperficieespecíficadel
cemento

1382. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
2.Expansión al autoclave(ASTM C151 –INV E-304)
Ensayoqueserealizasobrelapasta(cemento+agua)
paraestablecersielcontenidodeóxidodemagnesio
puedeserpeligrosoparalaestabilidaddelasmezclas
quesehaganconelcemento
Unabarradepastadecementode2.5*2.5*25cmse
someteavapordeaguaaunapresiónde20.7kg/cm
2
durante3horasyluegosemideelporcentajede
aumentodelongituddelabarraacausadeesteproceso

1383. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
2.Expansión al autoclave(ASTM C151 –INV E-304)

1384. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
3.Tiempo de fraguado
Elfraguadoserefierealpasodelamezcladelestado
fluidooplásticoalestadosólido
Enlaprácticaseutilizanlostérminosdefraguado
inicialyfraguadofinalparadescribirdosetapasdel
fraguadodefinidasarbitrariamente
Paraelcontroldecalidaddelcemento,lostiemposde
fraguadosedeterminansobrelapastadecemento

1385. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
3.Tiempo de fraguado
Método Gillmore Método Vicat

1386. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
3.Tiempo de fraguado
3.1MétodoGillmore(ASTMC266–INVE-306)
Unamuestradepastadeconsistencianormalsesomete
periódicamentealapenetracióndelasagujasdelaparato
Cuandounaagujadediámetro1/12‖ypesode¼libradeja
unapequeñahuellaenlapasta,peronopenetraenella,sedice
queseproduceel―fraguadoinicial‖
Cuandounaagujadediámetro1/24‖ypesode1librano
penetraenlapasta,sedicequeseproduceel―fraguadofinal‖

1387. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
3.Tiempo de fraguado
3.2MétodoVicat(ASTMC191–INVE-305)
Unamuestradepastadeconsistencianormalsesomete
periódicamentealapenetracióndeunaagujade1mmde
diámetroy300gramosdepeso,adiferentestiempos
Cuandolaagujapenetra25mmen30segundos,sediceque
hatranscurridoeltiempode―fraguadoinicial‖
Cuandolaagujasólodejaunaligerahuellaenlapasta,se
dicequehatranscurridoeltiempode―fraguadofinal‖

1388. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
4.Resistencia a compresión(ASTM C109 –INV E-323)
Laresistenciamecánicadelcementoendurecidoesla
propiedadqueresultamásobviaencuantoalosrequisitos
parausosestructurales
Lamedidaderesistencianoserealizasobrelapastade
cementopuro,porcuantosepresentandificultadesde
moldeoquedaríanlugararesultadosmuydispersos
Porlotanto,lamedidaserealizasobreelmortero,es
decirunamezcladeagua,cementoyunagregadofino
específico,enproporcionesnormalizadas

1389. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
4.Resistencia a compresión(ASTM C109 –INV E-323)
Elmorterodepruebaestácompuestoporunapartede
cementoy2.75partesdeunaarenasilíceanormalizada
(arenadeOttawa)conunagradaciónespecífica
Lacantidaddeaguaenelmorterodebeserlanecesaria
paraproducirunarelaciónagua/cemento=0.485
Elmorterosecolocaenmoldescúbicosde50mmdelado,
loscualessemantienen24horasenunacámarahúmedayel
restodeltiempoloscubossecolocansueltosenaguahastael
díadelensayo

1390. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
4.Resistencia a compresión(ASTM C109 –INV E-323)

1391. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
5.Contenido de aire del mortero(ASTM C185 –INV E-328)
Lapruebatieneporfinalidaddeterminarsisecumplenlos
requisitosdeaireincorporado,segúneltipodecementoque
seestéensayando
Elensayoserealizasobreunmorteroelaboradocon1400
gramosdeunaarenaestandarizada,350gramosdecementoy
unacantidaddeaguatal,queproduzcaunafluidezde87.5%±
7.5%enlamesadeflujo

1392. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
5.Contenido de aire del mortero(ASTM C 185 –INV E-328)
Lapruebadefluidezserealizacolocandoelmoldedeflujo
sobrelamesadeflujoyvertiendodentrodeélycompactando,
bajocondicionesnormalizadas,unamuestradelmorterocon
determinadacantidaddeagua
Despuésdecompactadoelmorteroseretiraelmoldeyse
sometelamesaa10impactos,girandolamanivelaqueacciona
laexcéntricasobrelacualseapoyasuplataforma,midiéndose
elincrementodeldiámetroinferiordelmortero
Sehacentanteoscondiferentescontenidosdeaguahasta
encontrarelqueincrementaeldiámetroen87.5%±7.5%

1393. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
5.Contenido de aire del mortero(ASTM C185 –INV E-328)
Equipo para prueba
de fluidez
Molde para ensayo
de contenido de aire

1394. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
5.Contenido de aire del mortero(ASTM C185 –INV E-328)
Se llena el moldeSe retira el molde
Se mide el aumento de
diámetro tras los golpes
PRUEBA DE FLUIDEZ

1395. MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS DEL CEMENTO PORTLAND
5.Contenido de aire del mortero(ASTM C185 –INV E-328)
Elmorterodosificadosecolocaen3capasdentrodeun
moldede400cm
3
,seenrasaysepesa,determinándoseelpeso
netodelmortero(W)
Secalculaelcontenidodeaire:
P=porcentajedeaguaenlamezcla,basadoenlamasadel
cementousado

1396. Agua
Sufunciónespermitirlahidratacióndelcementoy
hacermanejablelamezcla
Debeserlimpiaylibredecualquiersustanciaperjudicial
alpavimentoterminado
Engeneral,seconsideraadecuadaelaguaqueseaapta
paraelconsumohumano
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETOCaracterísticas Límite
pH ≥ 5
Sustancias disueltas ≤ 15 g/l
Contenido de sulfatos (SO4) ≤ 1 g/l
Sustancias orgánicas solubles en éter≤ 15 g/l
Contenido de ion cloro ≤ 6 g/l
Hidratos de carbono (azúcares) 0
REQUISITOS DEL AGUA PARA EL CONCRETO

1397. Agregadofino
Fraccióndeagregadoquepasaporeltamiz#4
Puedeprovenirdearenasnaturalesodelatrituraciónde
gravas,rocasoescorias
Requisitosdecalidad:
—Granulometría
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETOTamiz (mm) 9,5 4,752,361,18 0,6 0,3 0,15
% PASA 10095-10080-10050-8525-6010-302-10

1398. Agregadofino
Requisitosdecalidad(cont.):
—Módulodefinura
→Permiteestimarquétanfinaogruesaeslaarena
→Eslasumadelosporcentajesretenidos
acumuladosenlostamicesindicadosenelcuadrode
controlgranulométrico(9.5mmhasta0.15mm)
→Suvalorseusaeneldiseñodelasmezclasde
concreto
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO

1399. Agregadofino
Requisitosdecalidad(cont.):
—Contenido de sustancias perjudiciales
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETOCaracterísticas Límite
Terrones de arcilla y partículas deleznables≤ 1 %
Material que pasa por el tamiz No. 200 ≤ 5 %
Cantidad de partículas livianas ≤ 0,5 %
Contenido de sulfatos (SO4) ≤ 1,2 %
—Reactividadconlosálcalisdelcemento:Nodebe
presentar
—Equivalentedearena:≥60%
—Pérdidaenensayodesolidez≤10%(Na
2SO
4)ó≤
15%(MgSO
4)

1400. Agregadofino
Requisitosdecalidad(cont.):
—Nosepermiteelempleodearenaqueenelensayo
colorimétricoparadeteccióndemateriaorgánica(norma
deensayoINVE-212)produzcauncolormásoscuroque
eldelamuestrapatrón
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO

1401. Agregadogrueso
Fraccióndeagregadoretenidaeneltamiz#4
Puedesergravanaturaloprocederdelatrituraciónde
grava,rocauotroproductoadecuado
Requisitosdecalidad:
—Granulometría
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
—Partículas planas y alargadas (relación 5:1) ≤ 10 %
—Desgaste Los Ángeles ≤ 40 %
—Desgaste Micro Deval ≤ 30 %Tamiz (mm) 57 50 37,5 25 19 12,5 9,5 4,75
% PASA AG 1 10095-100 - 35-70 - 10-30 - 0-5
% PASA AG 2 - 10095-100 - 35-70 - 10-300-5

1402. Agregadogrueso
Requisitos de calidad(cont.):
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
—Pérdidasenensayosdesolidez≤12%(Na
2SO
4)
ó18%≤(MgSO
4)
—Contenidodesustanciasperjudiciales
—Nodebepresentarreactividadconlosálcalisdel
cementoCaracterísticas Límite
Terrones de arcilla y partículas deleznables≤ 0,25 %
Cantidad de partículas livianas ≤ 0,50 %
Contenido de sulfatos (SO4) ≤ 1,00 %

1403. Aditivos
Sustanciasqueseagreganalconcretoparamodificaro
mejorarunaomásdesuscaracterísticasbásicas
Losaditivossepuedenclasificar(ASTMC494)en:
—Plastificantes,quepermitendisminuirlacantidad
deaguanecesariaparaobtenerunadeterminada
consistenciadelhormigón.
—Retardadores,loscualesretardanelfraguadodel
concreto
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO

1404. Aditivos(cont.)
—Acelerantes,queacelerantantoelfraguadocomola
resistenciaatempranaedad
—Plastificantesretardadores
—Plastificantesacelerantes
—Inclusoresdeaire(ASTMC1017),incrementanla
resistenciaanteciclosdecongelamientoy
deshieloycontribuyenenlatrabajabilidadyla
resistenciaalossulfatosyalareacciónsílice-
álcalis
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO
Existenotrosproductosnoincluidosenlaanterior
clasificación:impermeabilizantes,repelentesdeagua,
colorantes,superplastificantes,etc.

1405. Aditivos
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO

1406. Adiciones
Lascenizasvolantes(ASTMC618)sepueden
incorporarenunamezcladeconcretoconalgunodelos
siguientespropósitos:
—Comomaterialinerte,paracorregirlacarenciade
finosdelaarena(adición)
—Comocomplementodelefectoligantedel
cemento,queaportaresistenciaalfinaldelperíodo,
porelhechodetenerpoderpuzolánicoenpresencia
decalodeyeso(aditivo)
MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO

1407. FACTORES QUE DETERMINAN
LA CALIDAD DEL CONCRETO
CURADO DEL
CONCRETO

1408. Definición
Eselprocesodemanteneruncontenidodehumedad
satisfactorioyunatemperaturafavorableenelcemento
duranteunperiododetiempoapropiado,demanerade
evitarlapérdidaaceleradadeagua(reducirla
fisuración)ygarantizarlahidratacióndelcemento
(asegurarlaresistencia)
CURADO DEL CONCRETO

1409. EFECTO DE LAS CONDICIONES DE HUMEDAD DURANTE EL
CURADO Y EN EL INSTANTE DE FALLA, SOBRE LA RESISTENCIA
A LA COMPRESIÓN
CURADO DEL CONCRETO

1410. MATERIALES PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
ENSAYOS SOBRE LAS
MEZCLAS DE CONCRETO

1411. ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
1.Composición
ENSAYOS PARA EL CONTROL DE CALIDAD Y
EL DISEÑO DE LA MEZCLA
1.1Consistencia(ASTMC143–INVE-404)
Sirveparadeterminarvariacionesenlauniformidad
entrelasdiferentesbachadasdeunadeterminada
mezcla
Tambiéndaunaideadelatrabajabilidadydela
facilidaddepuestaenobradelconcreto
Lapruebanoconstituyeunamedidaderesistencia,
dedurabilidadodecomportamientofuturo

1412. ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
1.Composición
ENSAYOS PARA EL CONTROL DE CALIDAD Y
EL DISEÑO DE LA MEZCLA
1.1 Consistencia (ASTM C143 –INV E-404)
Cono de consistencia de Abrams

1413. 1.2Contenidodeaire(ASTMC231–ASTMC173)
Elensayomideelcontenidodeairetotaldeuna
mezcladeconcretofresco
Nopermiteestablecerelcontenidodeaireincluido,
queincideenladurabilidaddelconcretoendurecido
Lapruebaserealizaantesdelvibradoyconsolidación
delconcretoenobra,loquelimitalarepresentatividad
delresultadorespectodeladurabilidad
ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
ENSAYOS PARA EL CONTROL DE CALIDAD Y
EL DISEÑO DE LA MEZCLA
1.Composición

1414. 1.2Contenidodeaire
ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
ENSAYOS PARA EL CONTROL DE CALIDAD Y
EL DISEÑO DE LA MEZCLA
1.Composición
Método de presión
(ASTM C-231 –INV E-406
Método volumétrico
(ASTM C173 –INV E-408)

1415. 2.Resistenciaalacompresión(f’
c)(ASTMC39–INVE-410)
Esunamedidauniversaldelacalidaddelconcreto
Noestámuyrelacionadaconlascondicionesdetrabajodeun
pavimentorígido,dadoquelarelaciónentrelosesfuerzosde
compresióndeltránsitoylaresistenciaalacompresióndel
concretoesmuypequeñaparainfluirsobreelespesordediseño
delaslosas
ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
ENSAYOS PARA EL CONTROL DE CALIDAD Y
EL DISEÑO DE LA MEZCLA

1416. ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
ENSAYOS PARA EL CONTROL DE CALIDAD Y
EL DISEÑO DE LA MEZCLA
2.Resistencia a la compresión(f’
c) (ASTM C39)

1417. 3.Resistenciaalaflexións
R(ASTMC78–INVE-414)
Eselesfuerzoenlafibraextremabajolacargaderotura
Eselvalorqueseutilizaeneldiseñodepavimentosrígidos,
debidoaquelarelaciónentrelosesfuerzosdeflexión
producidosporeltránsitoylaresistenciaaflexióndel
concretoesalta,amenudomayorde0.50
Elperíododecuradoutilizadoparadeterminaresta
resistenciaesde28díasendiseñosparacallesycarreterasy
de90díasendiseñosparapistasdeaeropuertos
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ENSAYOS PARA EL CONTROL DE CALIDAD Y
EL DISEÑO DE LA MEZCLA

1418. 3.Resistenciaalaflexións
R(ASTMC78-INVE-414)
Laresistenciaalaflexiónsedeterminamedianteensayosde
móduloderoturasobreprobetasprismáticasapoyadasensus
extremosyaplicandodoscargasconcentradasenlostercios
delaluz
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ENSAYOS PARA EL CONTROL DE CALIDAD Y
EL DISEÑO DE LA MEZCLA

1419. 3.Resistenciaalaflexiónσ
R(ASTMC78–INVE-414)
Laresistenciasedeterminamediantelasexpresiones:2
bd
Pl
Rs 2
3
bd
Pa
R
s
( Si la fractura se inicia en el tercio medio de la luz libre)
( Si la fractura se inicia fuera del tercio medio de la luz libre,
pero separada de él a una distancia ≤5% de la luz libre)
P = máxima carga aplicada
l = longitud libre entre apoyos
b = ancho promedio de la probeta
d = altura promedio de la probeta
a = distancia entre la línea de fractura y el apoyo más cercano
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ENSAYOS PARA EL CONTROL DE CALIDAD Y
EL DISEÑO DE LA MEZCLA

1420. 4.Ensayodetensións
T
Nosesuelemedirdemaneradirecta
Elensayousualeseldetracciónindirectasobrecilindros
normalesdeconcreto(ASTMC496–INVE-411)
Elensayotienealgunasventajasdeordenprácticorespecto
delmétododelmóduloderotura:
—Empleaprobetascilíndricasigualesalasusadasenel
ensayoacompresión
—Norequiereaditamentosespecialesparalamáquinade
ensayo
—Elvalorσ
Tcorrelacionabastantebienconelσ
R
ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
ENSAYOS PARA EL CONTROL DE CALIDAD Y
EL DISEÑO DE LA MEZCLA

1421. 4.Ensayodetracciónindirectas
T(ASTMC496–INVE-411)
ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
ENSAYOS PARA EL CONTROL DE CALIDAD Y
EL DISEÑO DE LA MEZCLADL
P
T

s
2

P = carga máxima de ensayo
D = diámetro del cilindro
L = longitud del cilindro

1422. Resistenciaaflexiónσ
R-Resistenciaacompresión(f’
c)
s
R= 8.4 (f’
c)
0.5
s
R, f’
cen psi
s
R= K (f’
c)
0.5
K = coeficiente que varía de 2.00 a 2.70
s
R, f’
cen kg/cm
2
ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
CORRELACIONES ENTRE LAS DIFERENTES
MEDIDAS DE RESISTENCIA

1423. Resistencia a tensión indirecta (σ
T)–Resistencia a
compresión (f’
c)
s
T= 6.7 (f’
c)
0.5
σ
R, f’
cen psi
Resistencia a flexión (σ
R) –Resistencia a tensión
indirecta (σ
T)
s
R= 1.02 s
T+ 200(en psi)
ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
CORRELACIONES ENTRE LAS DIFERENTES
MEDIDAS DE RESISTENCIA

1424. 1.Módulodeelasticidad(E
c)
Representalarigidezdelalosaysucapacidadpara
distribuirlascargas
Incidesobrelasdeflexiones,curvatura,esfuerzosy
deformacionesdelpavimentorígido
Esunparámetrodelamayorimportanciaenlos
programasdeelementosfinitosparaelcálculode
esfuerzosydeformaciones
ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
ENSAYOS PARA ANÁLISIS MECANÍSTICO Y
DISEÑO DE PAVIMENTOS

1425. 1.Módulodeelasticidad(E
c)
Ec = 57000 (f’
c)
0.5
E
c= 33 (w)
1.5
(f’
c)
0.5
Donde:
Ec=módulodeYoung(libras/pg
2
)
w=pesounitariodelconcreto(libras/pie
3
)
f’
c=resistenciaalacompresión(libras/pg
2
)
ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
ENSAYOS PARA ANÁLISIS MECANÍSTICO Y
DISEÑO DE PAVIMENTOS

1426. 2.Coeficientedeexpansióntérmica
Loscambiosdetemperaturaproducenalabeosen
laslosasquegeneranesfuerzosadicionalesalosde
lascargas,loscualessedebentenerencuentapara
definirelespaciamientoentrejuntas,laaberturade
ellasylasnecesidadesdearmadura
ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
ENSAYOS PARA ANÁLISIS MECANÍSTICO Y
DISEÑO DE PAVIMENTOS

1427. 2.Coeficientedeexpansióntérmica
ValorespropuestosporlaFHWA:
—11.7*10
-6
/°C paraarenisca
—10.8*10
-6
/°C paragrava
—16.8*10
-6
/°C paracaliza
ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
ENSAYOS PARA ANÁLISIS MECANÍSTICO Y
DISEÑO DE PAVIMENTOS

1428. 3.Coeficientedecontracciónporsecado
Seempleaparacomputarlasaberturasdelasjuntas
transversales
—0.00080cm/cmparaconcretoconσ
Tmenorde300psi
—0.00045cm/cmparaconcretoconσ
Tde500psi
—0.00020cm/cmparaconcretoconσ
Tmayorde700psi
ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
ENSAYOS PARA ANÁLISIS MECANÍSTICO Y
DISEÑO DE PAVIMENTOS

1429. 4.Ensayodefatigasobrevigassometidasaflexión
Seusanparadeterminarlavidaafatigadelaslosasbajo
cargarepetidan
R
f
KN )(
1
s
s

N
f= número de repeticiones de carga hasta la falla
s= esfuerzo aplicado
s
R= módulo de rotura
K
1, n = constantes de fatiga
ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
ENSAYOS PARA ANÁLISIS MECANÍSTICO Y
DISEÑO DE PAVIMENTOS

1430. 4.Ensayodefatigasobrevigassometidasaflexión
EcuacionesdelaPortlandCementAssociation(1985):
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ENSAYOS PARA ANÁLISIS MECANÍSTICO Y
DISEÑO DE PAVIMENTOSilimitadoN:45.0Para
4325.0
2577.4
N:55.045.0Para
)(077.12737.11Nlog:55.0Para
f
268.3
f
f
















R
R
R
RR
s
s
s
ss
s
s
s
s
s

1431. 4.Ensayodefatigasobrevigassometidasaflexión
ENSAYOS SOBRE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
ENSAYOS PARA ANÁLISIS MECANÍSTICO Y
DISEÑO DE PAVIMENTOS

1432. MATERIALES PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
DISEÑO DE MEZCLAS
DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA
PAVIMENTOS

1433. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Objetivo
Determinarlacombinacióndeagregadospétreos(gruesoy
fino),cementoPortland,aguayeventualesaditivosqueden
lugaraunamezclaeconómicaqueenestadofrescopresente
unamanejabilidadapropiadayenestadoendurecidopresente
laresistenciayladurabilidadrequeridas
Unamezclatípicadeconcretoparapavimentoestá
compuestapor60-75%devolumendeagregadosy25-40%
devolumendepasta(cemento,aguayaire)

1434. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Datosrequeridosparaeldiseño
1.Agregadospétreos
—Granulometría de los agregados grueso y fino
—Tamaño máximo nominal del agregado grueso
—Módulo de finura del agregado fino
—Peso específico aparente y absorción
—Peso unitario seco y apisonado
—Humedad antes de realizar la mezcla
2.Agua
—Peso específico (usualmente 1000 kg/m
3
)

1435. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Datosrequeridosparaeldiseño(cont.)
3.CementoPortland
—Peso específico
4.Aditivos
—Peso específico
5.Característicasdeelementoporconstruir
—Tipo de elemento
—Dimensiones

1436. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Datosrequeridosparaeldiseño(cont.)
6.Resistenciadediseño
—Resistencia a flexión (normalmente a 28 días)
7.Calidaddelcontroldeejecucióndelamezcla
—Uniformidaddeelaboración,medidaporla
desviaciónestándar(S)delaresistenciaoporel
coeficientedevariación(V)
8.Condicionesdeexposicióndelelemento
—En contacto con el agua
—Bajo condiciones de congelamiento y deshielo

1437. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
1.Selección del asentamiento (slump)
2.Selección del tamaño máximo nominal del agregado
3.Estimación del contenido de agua de la mezcla
4.Determinación del volumen de aire atrapado en la mezcla
5.Determinación de la resistencia de dosificación
6.Selección de la relación agua/cemento (A/C)
7.Cálculo de la cantidad requerida de cemento
8.Calculo de la cantidad de cada agregado
9.Ajuste de cantidades por humedad de los agregados
10.Determinación de las proporciones iniciales
11.Elaboración de mezcla de prueba y verificación del slump
12.Verificación de la resistencia de la mezcla

1438. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
1.Seleccióndelasentamiento(slump)
—Seescogedeacuerdoconlascaracterísticasdelaobra
porconstruir
Tipo de construcción
Máximo Slump
(mm)
Mínimo Slump
(mm)
Fundaciones reforzadas 75 25
Fundaciones de concreto simple, caissons 75 25
Vigas y muros reforzados 100 25
Columnas 100 25
Pavimentos y losas 75 25
Construcciones voluminosas 75 25

1439. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
2.Seleccióndeltamañomáximonominaldelagregado
—Serecomiendaquenoseamayorde1/3delespesordel
pavimentoporconstruir
3.Estimacióndelcontenidodeaguadelamezcla
—Lacantidaddeaguarequeridadependedel
asentamientodeseadoydeltamañomáximonominaldel
agregadoyteniendoencuentasielconcretoseelaborará
conaireincluidoono

1440. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
3.Estimacióndelcontenidodeaguadelamezcla
CONCRETO SIN AIRE INCLUIDO*
Agua aproximada en la mezcla (kg/m
3) según el tamaño máximo nominal del agregado
Slump (mm) 9.5 mm12.5 mm19 mm25 mm37.5 mm50 mm75 mm150 mm
25 a 50 207 199 190 179 166 154 130 113
75 a 100 228 216 205 193 181 169 145 124
150 a 175 243 228 216 202 190 178 160 -
Más de 175 - - - - - - - -
* Existe una tabla similar para el caso de una mezcla de concreto con aire incluido

1441. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
4.Determinacióndelvolumendeaireatrapadoenlamezcla
* Existe una tabla similar para el caso de una mezcla de concreto con aire incluido
CONCRETO SIN AIRE INCLUIDO
Cantidad aproximada de aire atrapado (%)
Slump
(mm)
9.5 12.5 19 25 37.5 50 75 150
Todos3.02.52.01.51.00.50.3 0.2

1442. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
5.Determinacióndelaresistenciadedosificación
—Eldiseñoestructuraldelpavimentodebeespecificar,en
lamemoriadecálculo,unaresistenciadediseñoala
flexiónomóduloderotura(MRd)
—Debidoalasvariacionesqueseproducenenla
elaboración,transporte,colocación,compactacióny
curadodelamezclaenobra,éstadebeserdosificadapara
alcanzarunaresistenciapromedio()superiorala
resistenciadeldiseñoestructuraldelpavimento MR

1443. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
5.Determinacióndelaresistenciadedosificación(cont.)
—Sisedisponedesuficientesdatosestadísticossobrelas
característicasdelamezclaysobrelosprocedimientosde
colocaciónycurado,elseestimaconlaexpresión: C*S*0.842MRdMR
MR MR
Siendo:
S
MR= desviación estándar del módulo de rotura de la mezcla
C = coeficiente de modificación, que depende del número de
resultados (n) con base en el cual se estableció S
MR

1444. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
5.Determinacióndelaresistenciadedosificación(cont.)
—Cuandonohaydatosestadísticossobrelacalidaddela
mezclaosereconocequesuuniformidadesdeficiente: MRd*25.1MR
—Esrecomendablehacerloscálculosconlasdos
expresionesyutilizarelmenorvalorobtenidodeMR

1445. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
6.Determinacióndelarelaciónagua/cemento(A/C)
—Tantolaresistenciacomoladurabilidaddelconcreto
dependendeestarelación
—ExistenrelacionesempíricasentreA/Cylaresistenciaa
compresióndelconcretoa28días
—Debidoaquelasmezclasdeconcretoparapavimentos
rígidossediseñanalaflexión,esnecesarioemplearalguna
correlaciónconfiableentreestasdosresistencias

1446. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
6.Determinacióndelarelaciónaguacemento(A/C)
Relación entre A/C y la resistencia a compresión del concreto
Resistencia a compresión a 28 días
(MPa)
Relación A/C por peso
(Concreto sin aire incluido)
40 0.42
35 0.47
30 0.54
25 0.61
20 0.69
15 0.79
* Existe una tabla similar para el caso de una mezcla de concreto con aire incluido

1447. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
6.Determinacióndelarelaciónaguacemento(A/C)(cont.)
Máxima relación A/C permisible para concretos bajo condiciones severas de exposición
Tipo de estructura
Estructura expuesta
continuamente al agua dulce
y/o a ciclos de congelamiento
y deshielo
Estructura expuesta
al agua del mar o a
sulfatos
Secciones delgadas y otras secciones que
presenten una cobertura de concreto de
menos de 25 mm sobre el acero de refuerzo
0.45 0.40
Todas las demás estructuras 0.50 0.45
—LarelaciónA/Cdeterminadaporresistenciadebeser
verificadapordurabilidadsilaobravaaestarsometidaa
condicionesambientalesseveras,debiendoescogersela
menordelasdosrelacionesA/Cobtenidas

1448. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
7.Cálculodelacantidadrequeridadecemento A/C
)(kg/mAgua
)(kg/m Cemento
3
3

—Sisevanaemplearadicionespuzolánicasoaditivos,se
indicasucantidad,comoporcentajedelpesodelcemento,
segúnlasrecomendacionesdelproveedor
—Sedeterminaapartirdelacantidaddeagua(paso3)yde
larelaciónA/C(paso6))(kg/m 3,150
)(kg/mCemento
)/m(m Cemento
3
3
33


1449. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
8.Cálculodelacantidaddecadaagregado
—Unatablapermitedeterminarelvolumendeagregado
gruesosecoyapisonado(V
agp)porunidaddevolumende
concreto,enfuncióndeltamañomáximonominalyel
módulodefinuradelagregadofino
—Seentiendequelosagregadosgruesoyfinocumplenlas
granulometríasindicadasenlanormaASTMC33

1450. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
8.Cálculodelacantidaddecadaagregado
Volumen de agregado grueso seco y apisonado por unidad de volumen de concreto (Vagp)
Tamaño máximo
nominal del
agregado (mm)
2.40 2.60 2.80 3.00
9.5 0.50 0.48 0.46 0.44
12.5 0.59 0.57 0.55 0.53
19 0.66 0.64 0.62 0.60
25 0.71 0.69 0.67 0.65
37.5 0.75 0.73 0.71 0.69
50 0.78 0.76 0.74 0.72
75 0.82 0.80 0.78 0.76
150 0.87 0.85 0.83 0.81

1451. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
8.Cálculodelacantidaddecadaagregado
—Apartirdelvalorobtenidoenlatablasedeterminael
volumennecesariodeagregadogruesoenlamezcla(V
ag):
—Secalculaelpesodelagregadogruesoporunidadde
volumendemezcla(W
ag):
W
ag= V
ag* peso específico aparente agregado grueso*1,0001,000*gruesoagregadoaparenteespecíficoPeso
)(kg/mapisonadounitarioPeso
*VV
3
agpag


1452. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
8.Cálculodelacantidaddecadaagregado
—Secalculaelvolumendeagregadofinoporunidadde
volumendemezcla(V
af):
V
af= 1 –V
ag–V
cemento–V
agua-V
aire
W
af= V
af* peso específico aparente agregado fino*1,000
—Secalculaelpesodelagregadofinoporunidadde
volumendemezcla(W
agf):

1453. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
9.Ajustedecantidadesporhumedaddelosagregados
—Debidoaqueloscálculosserealizansuponiendo
agregadossecosynoabsorbentes,lacantidadnetade
aguaydeagregadosporincluirenlamezclasedebe
ajustarenfuncióndelahumedaddeéstosenelmomento
delamezclaydesuscaracterísticasdeabsorción

1454. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
9.Ajustedecantidadesporhumedaddelosagregados 




 

100
)naturalhumedad(absorción
1xWajustadoW
agag
agag 




 

100
)naturalhumedad(absorción
1xWajustadoW
afaf
afaf )Wajustado(W)Wajustado(WWajustadoW
afafagagaguaagua


1455. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
10.Determinacióndelasproporcionesiniciales
—Seexpresanlascantidadesinicialesdecemento,
agregadofinoyagregadogruesodemaneraproporcional,
tomandocomoreferenciaelpesodelcemento:
(A/C) : 1 (cemento) : AF : AG)/(
)/(
)/(
)/(
3
3
3
3
mkgW
mkgW
AG
mkgW
mkgW
AF
cemento
ag
cemento
af


Siendo:

1456. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
11.Elaboracióndemezcladepruebayverificacióndelslump
—Conlasproporcionesinicialescalculadasseelabora
unamezcladepruebayseverificasiellacumpleel
requisitodeasentamiento
—Encasodenocumplirlo,sedebenefectuarajustesa
lasproporcionesdeingredienteshastalograrsu
cumplimiento

1457. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Pasosdeldiseñodelamezcla
12.Verificacióndelaresistenciadelamezcla
—Hechoelajusteporasentamiento(sihubolugaraél)se
elaboranvigasdepruebaquesecuranporelprocedimiento
normalizadoyserompenporflexióna28días
—Silaresistenciaobtenidadifieresustancialmentedelade
dosificación(),sedebenajustarloscontenidosdeagua,
cementoyagregados,sinafectarladurabilidad
—Elajustesedebehacervariandolascantidadesde
cementoyagregadofinoparaobtenerunanuevarelación
A/C,perodejandoconstanteslascantidadesdeaguay
agregadogruesoparamantenerelasentamiento(slump)MR

1458. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño
Datosagregadospétreos
—Tamaño máximo nominal del agregado grueso = 50 mm
—Módulo de finura del agregado fino = 2.80
—Peso específico aparente agregado grueso = 2.60
—Absorción agregado grueso = 2.0 %
—Humedad natural agregado grueso = 1.0 %
—Peso específico aparente agregado fino = 2.66
—Absorción agregado fino = 4.0 %
—Humedad natural agregado fino = 1.0 %

1459. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño(cont.)
Datoscemento
—Peso específico = 3.15
Datosdelconcreto
—Asentamiento (slump) = 50 mm
—MRd = 3.7 MPa
—Desviación estándar en MR en obra = 0.5 MPa
—Coeficiente de modificación = 1.08 (20 datos)
—Concreto sin aire incluido
—El pavimento estará sometido a condiciones ambientales
normales

1460. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño(Solución)
—Elvalorelegido,50mm,seencuentraenelpromedio
delrangoadmisibleparamezclasdepavimentosrígidos
1.Seleccióndelasentamiento(slump)
2.Seleccióndeltamañomáximonominaldelagregado
—Eltamañomáximoelegido,25mm,esinferiorala
tercerapartedelespesordediseñodelaslosas

1461. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño(Solución)
3.Estimacióndelcontenidodeaguadelamezcla
CONCRETO SIN AIRE INCLUIDO*
Agua aproximada en la mezcla (kg/m
3) según el tamaño máximo nominal del agregado
Slump
(mm)
9.5 mm12.5 mm19 mm25 mm37.5 mm50 mm75 mm 150 mm
25 a 50207 199 190 179 166 154 130 113
75 a 100228 216 205 193 181 169 145 124
150 a
175
243 228 216 202 190 178 160 -
Más de
175
- - - - - - - -

1462. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño(Solución)
4.Determinacióndelvolumendeaireatrapadoenlamezcla
CONCRETO SIN AIRE INCLUIDO
Cantidad aproximada de aire atrapado (%)
Slump (mm)9.5 12.5 19 25 37.5 50 75 150
Todos 3.02.52.01.51.00.50.30.2

1463. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño(Solución)C*S*0.842MRdMR
MR
5.Determinacióndelaresistenciadedosificaciónaprox.)psi (590 MPa 4.151.08*0.5*0.8423.7MR 
Opción 1:
Opción 2:MRd*25.1MR aprox.) psi (660 MPa 4.6 3.7*25.1MR 
Se adopta el menor de los dos (590 psi)

1464. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño(Solución)
6.Determinacióndelarelaciónaguacemento(A/C)
—ParaestablecerlarelaciónA/Csedebeconocerla
resistenciaacompresióndediseñoa28días
—Comolasmezclasdeconcretoparapavimentosrígidos
sediseñanalaflexión,esnecesarioestimarlaresistencia
acompresiónconalgunacorrelaciónconfiable:
MR = 8.4 (f’
c)
0.5
(valores en psi)
f’
c= (MR/8.4)
2
= (590/8.4)
2
= 4,930 psi (35 MPa aprox.)

1465. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño(Solución)
6.Determinacióndelarelaciónaguacemento(A/C)
Relación entre A/C y la resistencia a compresión
del concreto
Resistencia a compresión
a 28 días
(MPa)
Relación A/C por peso
(Concreto sin aire
incluido)
40 0.42
35 0.47
30 0.54
25 0.61
20 0.69
15 0.79

1466. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño(Solución)3
3
3
kg/m380.85
0.47
179
A/C
)(kg/mAgua
)(kg/m Cemento 
7.Cálculodelacantidadrequeridadecemento33
3
3
33
/mm0.121
3150
380.85
)(kg/m 3150
)(kg/mCemento
)/m(m Cemento 

1467. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño(Solución)
8.Cálculodelacantidaddecadaagregado
Volumen de agregado grueso seco y apisonado por unidad de volumen de concreto
(Vagp)
Tamaño máximo nominal del agregado (mm) 2.40 2.60 2.80 3.00
9.5 0.50 0.48 0.46 0.44
12.5 0.59 0.57 0.55 0.53
19 0.66 0.64 0.62 0.60
25 0.71 0.69 0.67 0.65
37.5 0.75 0.73 0.71 0.69
50 0.78 0.76 0.74 0.72
75 0.82 0.80 0.78 0.76
150 0.87 0.85 0.83 0.81

1468. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño(Solución)1,000*gruesoagregadoaparenteespecíficoPeso
)(kg/mapisonadounitarioPeso
xVV
3
agpag
8.Cálculodelacantidaddeagregadogrueso33
ag
/mm0.464
1,000*2.60
1800
x0.67V 
W
ag= 0.464 * 2.60*1,000 = 1,206 kg/m
3

1469. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño(Solución)
8.Cálculodelacantidaddeagregadofino
V
af= 1 –V
ag–V
cemento–V
agua-V
aire
V
af= 1 –0.464 –0.121 –0.179 –0.005 = 0.231 m
3
/m
3
W
af= 0.231 * 2.66*1,000 = 614.46 kg/m
3

1470. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño(Solución) 




 

100
)naturalhumedad(absorción
1xWajustadoW
agag
agag
9.Ajustedecantidadesporhumedaddelosagregados3
ag kg/m1,218
100
1)(2
1x1,206ajustadoW 





 


1471. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño(Solución)




 

100
)naturalhumedad(absorción
1xWajustadoW
afaf
afaf
9.Ajustedecantidadesporhumedaddelosagregados3
af kg/m633
100
1)(4
1x614.46ajustadoW 





 


1472. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño(Solución))Wajustado(W)Wajustado(WWajustadoW
afafagagaguaagua

9.Ajustedecantidadesporhumedaddelosagregados3
agua
kg/m 209.5 614.46)(6331,206)(1,218791ajustadoW 

1473. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
HIDRÁULICO PARA PAVIMENTOS
Ejemplodediseño(Solución)
10.Determinacióndelasproporcionesiniciales
—Deacuerdoconloscálculos,serequierenlassiguientes
cantidadesdeingredientespormetrocúbicodeconcreto:
—Cemento=380.85kg
—Agregadofino=633kg
—Agregadogrueso=1218kg
—Expresandolosresultadosproporcionalmentealpeso
delcemento,setiene:
(A/C) : 1 (cemento) : AF : AG
(0.47) : 1 : 1.66 : 3.20

1474. MATERIALES REQUERIDOS PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
OTROS MATERIALES

1475. Pasadores(varillasdetransferenciadecarga)
Constituidosporbarraslisasdeaceroredondoy
liso,grado40,quecumplanlasexigenciasdela
normaASTMA615(AASHTOM31)
Secolocanenlasjuntastransversalesydebenser
revestidasen2/3desulongitudconunapelículafina
deunproductoadecuado,paraevitarsuadherenciaal
concretoynocoartarsudeslizamientodentrodela
losa
ACERO

1476. Varillasdeunión
Secolocanenlasjuntaslongitudinalesparaevitar
eldesplazamientorelativodelosasdecarriles
vecinos
Debensercorrugadas,degrado60ycumplirlas
exigenciasdelanormaASTMA615(AASHTO
M31)
ACERO

1477. Refuerzoenlaslosas
Seempleaparaarmarlospavimentosdeconcreto
reforzado
Puedeconsistirenmalladealambredeacerode
refuerzosoldado(AASHTOM55)oemparrillado
devarillasdeacero(AASHTOM54)
ACERO

1478. ACERO
Pasadores
Varillas de unión
Refuerzo

1479. PRODUCTOS QUE MANTIENEN UN MEDIO HÚMEDO MEDIANTE
LA APLICACIÓN CONTINUA O FRECUENTE DE AGUA
Esterasdealgodón AASHTOM73
Brindeyuteokenaf AASHTOM182
PRODUCTOS SELLANTES QUE EVITAN LA PÉRDIDA DE AGUA
Papelimpermeable AASHTOM171
Polietilenoblanco ASTMC171
Compuestoslíquidosdecurado AASHTOM148
MATERIALES PARA CURADO

1480. 1. Para vertido en caliente
ElásticoabasedeasfaltopoliméricoASTMD1190
Poliméricodebajomódulo ASTMD3405
ElastómeroPVCalquitrándehulla ASTMD3406
2. De un solo componente para aplicación en frío
Silicona ASTMD5893
SELLANTE PARA LAS JUNTAS
MATERIALES MÁS COMUNES PARA EL SELLADO DE JUNTAS

1481. 3.Dedoscomponentesparaaplicaciónenfrío
Polímeroselastoméricos SS-S200
4.Sellantespremoldeados
Policloroprenoelastomérico ASTMD2628
Premoldeadoasfáltico ASTMD994
Premoldeadonobituminoso,elástico,noextruído
ASTMD1752
5. Lubricantes
Lubricante para sellante premoldeado ASTM D2835
SELLANTE PARA LAS JUNTAS
MATERIALES MÁS COMUNES PARA EL SELLADO DE JUNTAS

1482. SELLANTE PARA LAS JUNTAS
SELLANTE PREMOLDEADO
(ASTM D 2628)
SELLANTE DE SILICONA

1483. CORDÓN DE RESPALDO
Seempleacuandolajuntasesellaconsilicona
Debeserantiadherenteconlasiliconaeimpedirla
adhesióndeellaalasuperficieinferiordelajunta
DebecumplirlosrequisitosdelTipo3delanorma
ASTMD5249
Cordón

1484. MATERIALES PARA PAVIMENTOS
ARTICULADOS
MATERIALES PARA
PAVIMENTOS
ARTICULADOS

1485. MATERIALES PARA PAVIMENTOS
ARTICULADOS
Arena para capa de soporte
Preferentemente de origen aluvial, de partículas duras,
no plástica y libre de sustancias objetables
Equivalente de arena ≥ 60 %
Granulometría, según requerimientos de ASTM C 33:

1486. MATERIALES PARA PAVIMENTOS
ARTICULADOS
Adoquinesdeconcreto
Resistenciaacompresiónpromediopormuestra≥55
MPa(8,000psi),sinvaloresindividualesmenoresde50
MPa(7,200psi)(ASTMC936)
ICONTECexigeunmóduloderoturapromediopor
muestra≥4.5MPa,sinvaloresindividualesmenoresde
3.6MPa(NTC2017)
Absorcióndeagua<5.0%(ASTMC140)
Siseempleanpigmentos,deberánsatisfacerlos
requisitosdelanormaASTMC979

1487. MATERIALES PARA PAVIMENTOS
ARTICULADOS
Adoquinesdeladrillo(ASTMC1272)
Resistenciaacompresiónpromediopormuestrade5
ladrillos≥69MPa(10,000psi),sinvaloresindividuales
menoresde61MPa(8,800psi)(ASTMC936)
Cargaderoturapromediopormuestrade5ladrillos≥
83kN/mm(475lb/pg),sinvaloresindividualesmenores
de58kN/mm(333lb/pg)
Absorcióndeaguapromediopormuestra≤5.0%sin
valoresindividualesmayoresde7%(ASTMC140)

1488. MATERIALES PARA PAVIMENTOS
ARTICULADOS
Arena para sello de juntas
Puede ser natural o manufacturada, libre de sustancias
objetables
Granulometría, según requerimientos de ASTM C 144:

1489. VARIABILIDAD EN LOS
SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1490. CONTENIDO
Ejemplosdelavariabilidadqueafectaalos
pavimentos
Variabilidadenelcomportamientodelpavimento
Variabilidadenlosresultadosdelosensayosde
laboratorio
Variabilidadenlaspropiedadesdelossuelosde
subrasante
Variabilidadenlosespesoresdelascapasdel
pavimento

1491. CONTENIDO
(continuación)
Variabilidadenlacompactacióndelascapas
inferiores
Variabilidadenlosparámetrosdelosmaterialesyde
lasmezclas
Variabilidadenlosparámetrosdeltránsito
Variabilidadenelpavimentoconstruido
Aplicacionesdelavariabilidadenlossistemasde
pavimentos

1492. VARIABILIDAD EN LOS
SISTEMAS DE PAVIMENTOS
Lapalabra―pavimento‖essinónimodevariabilidad
Lavariabilidadesinevitableysumagnitudysu
tendenciaincidenentodoslosasuntosligadosconla
ingenieríadepavimentos:
—Desarrollodelasguíasdediseño
—Elaboracióndelosestudiosparaeldiseño
—Especificacionesdeconstrucción
—Controldelaconstrucción
—Evaluacióndelcomportamientoenservicio

1493. VARIABILIDAD EN LOS
SISTEMAS DE PAVIMENTOS
EJEMPLOS DE LA
VARIABILIDAD QUE
AFECTA A LOS
PAVIMENTOS

1494. INCERTIDUMBRE EN LOS DATOS DE ENTRADA PARA
EL DISEÑO
EJEMPLOS DE LA VARIABILIDAD QUE
AFECTA A LOS PAVIMENTOS

1495. VARIABILIDAD EN LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Y
EN LA CALIDAD DE LA CONSTRUCCIÓN
VARIACIÓN EN LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN DE NÚCLEOS DE
PAVIMENTO RÍGIDO TOMADOS A INTERVALOS DE 30 METROS.
EJEMPLOS DE LA VARIABILIDAD QUE
AFECTA A LOS PAVIMENTOS

1496. VARIABILIDAD EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
VARIABILIDAD EN EL
COMPORTAMIENTO
DEL PAVIMENTO

1497. FACTORES QUE GENERAN VARIABILIDAD EN
EL COMPORTAMIENTO DEL PAVIMENTO
Incertidumbre en los datos de entrada para el diseño
Variabilidad en la composición y propiedades físicas
de los materiales utilizados y en la práctica constructiva
Variabilidad en el comportamiento del pavimento en
servicio
VARIABILIDAD EN EL COMPORTAMIENTO
DEL PAVIMENTO

1498. Lavariabilidadenelcomportamientoeselresultado
delasvariacioneseneldiseñodelpavimento,enlas
propiedadesdelosmaterialesyenlacalidaddela
construcción
VARIACIONES DE COMPORTAMIENTO DE SECCIONES IDÉNTICAS DE
PAVIMENTOS RÍGIDOS, CONSTRUIDOS BAJO CONDICIONES SIMILARES
Sección Edad
(años)
N
(10
6
)
PSI Escalonamiento
(pulgadas)
Agrietamient
o
Pies/milla
Juntas
deterioradas
por milla
1 18 5 4.2 0.11 0 0
2 18 5 4.0 0.05 0 0
3 18 5 3.4 0.25 0 0
4 22 5 3.8 0.06 950 1
5 22 5 3.6 0.10 1162 0
VARIABILIDAD EN EL COMPORTAMIENTO
DEL PAVIMENTO

1499. Lasdiferenciasentrelosvaloresasumidosparalos
―inputs‖dediseñoylosvaloresrealesdeellos,se
reflejanenaumentosodisminucionesenlavidadel
pavimento,segúnelsentidodeesasdiferencias
Lasvariacionesenlosparámetrosrelacionadoscon
lacalidaddelaconstrucciónsepuedenasociarcon
diferentesdeteriorosyconvariacionesindeseablesen
larugosidaddelpavimento
Laadaptabilidaddelmétododediseñoutilizado
contribuyeenlasvariacionesdecomportamiento
IMPACTO DE LA VARIABILIDAD EN EL
COMPORTAMIENTO DE LOS PAVIMENTOS
VARIABILIDAD EN EL COMPORTAMIENTO
DEL PAVIMENTO

1500. Desviación estándar Coeficiente de
variación
Se expresa en las mismas
unidades de la serie
Se expresa en valor
porcentual
VARIABILIDAD EN EL COMPORTAMIENTO
DEL PAVIMENTO
MEDIDAS DE LA VARIABLIDAD

1501. CASI TODOS LOS FACTORES MEDIBLES EN EL DISEÑO,
CONSTRUCCIÓN Y COMPORTAMIENTO DE LOS PAVIMENTOS,
PRESENTAN ALGÚN GRADO DE ALEATORIEDAD
Variabilidad en los resultados de los ensayos de laboratorio
Variabilidad en las características de los suelos de subrasante
Variabilidad en los espesores de las capas del pavimento
Variabilidad en la compactación de las diferentes capas
Variabilidad en los parámetros de las mezclas
Variabilidad en las cargas del tránsito
Variabilidad en el pavimento construido
VARIABILIDAD EN EL COMPORTAMIENTO
DEL PAVIMENTO

1502. VARIABILIDAD EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
VARIABILIDAD EN
LOS RESULTADOS DE
LOS ENSAYOS DE
LABORATORIO

1503. VARIABILIDAD EN LOS RESULTADOS
DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO

1504. VARIABILIDAD EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
VARIABILIDAD EN LAS
PROPUIEDADES DE
LOS SUELOS DE
SUBRASANTE

1505. VARIABILIDAD EN LAS PROPIEDADES
DE LOS SUELOS DE SUBRASANTE

1506. VARIABILIDAD EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
VARIABILIDAD EN LOS
ESPESORES DE LAS
CAPAS DEL PAVIMENTO

1507. VARIABILIDAD EN LOS ESPESORES DE
LAS CAPAS DEL PAVIMENTO

1508. VARIABILIDAD EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
VARIABILIDAD EN LA
COMPACTACIÓN DE
LAS CAPAS INFERIORES

1509. VARIABILIDAD EN LA COMPACTACIÓN
DE LAS CAPAS INFERIORES DE PAVIMENTOCAPA S(%) CV (%) FUENTE
GRANULAR 2,0 - 3,5 - Yoder y Witczak
RELLENOS, SUBRASANTE 2,0 - 7,5 - Yoder y Witczak
DENSIDAD SECA (GRANULAR) - 2,6 Stubstad y otros
DENSIDAD SECA (SUBRASANTE) - 4 ó -Stubstad y otros

1510. VARIABILIDAD EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
VARIABILIDAD EN LOS
PARÁMETROS DE LOS
MATERIALES Y DE LAS
MEZCLAS

1511. VARIABILIDAD EN LOS PARÁMETROS
DE RESISTENCIA

1512. VARIABILIDAD EN LOS PARÁMETROS
DEL CONCRETO ASFÁLTICO

1513. VARIABILIDAD EN LOS PARÁMETROS DE
LAS MEZCLAS DE CONCRETO HIDRÁULICO

1514. VARIABILIDAD EN LOS PARÁMETROS DE
LAS MEZCLAS DE CONCRETO HIDRÁULICO

1515. VARIABILIDAD EN LOS PARÁMETROS DE
LAS MEZCLAS DE CONCRETO HIDRÁULICO

1516. VARIABILIDAD EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
VARIABILIDAD EN
LOS PARÁMETROS
DEL TRÁNSITO

1517. VARIABILIDAD EN LOS
PARÁMETROS DEL TRÁNSITO

1518. VARIABILIDAD EN LOS
PARÁMETROS DEL TRÁNSITO

1519. VARIABILIDAD EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
VARIABILIDAD EN EL
PAVIMENTO
CONSTRUIDO

1520. VARIABILIDAD EN EL PAVIMENTO CONSTRUIDO

1521. VARIABILIDAD EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
APLICACIONES DE LA
VARIABILIDAD EN
LOS SISTEMAS DE
PAVIMENTOS

1522. APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
Aplicaciones
Optimizacióndelmuestreoyensayo
Aplicacióneneldiseñoestructuraldelpavimento
Usodeensayosdehipótesisparaaceptacióno
rechazo
Desarrollodeespecificacionesdeconstruccióncon
orientaciónestadística

1523. APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
1. Optimización del muestreo y ensayo
Laprecisiónenlaestimacióndelvalordeuna
determinadavariableaumentacuandoseincrementael
númerodeensayosparadeterminarla
Ladiferenciaentrelosvalorespromediodeuna
muestraydeunapoblaciónx-sedenominalímite
deprecisión(R)

1524. APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
1. Optimización del muestreo y ensayo
―R‖representaelrangodentrodelcualseencuentrael
valorrealdelapropiedadevaluadaapartirdelvalor
promedioobtenidoconlaejecuciónde―n‖ensayos,para
unniveldeconfianzaiguala100(1-a),siendoala
probabilidaddequelamedidaigualeoexcedaelvalor
límiteespecificado.
―a‖seobtieneenlastablasdeáreasbajolacurvade
distribuciónnormal(sisdelapoblaciónesconocida)o
bajocurvasdedistribuciónt(sisdelapoblaciónes
desconocida)

1525. APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
1. Optimización del muestreo y ensayo

1526. APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
1. Optimización del muestreo y ensayo
Intervalos de confianza para el promedio de una distribución de datos

1527. APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
1.Optimizacióndelmuestreoyensayo
Ejemplodeaplicación
Siporexperienciasesabequeladesviaciónestándar
(s)delCBRdeunsuelotípicodeunaregiónes2.6,
determinarelnúmerodeensayosderesistenciapor
realizarenunproyectosobreesesuelo,conunlímite
deprecisiónde+-2%yunniveldeconfianzade
90%

1528. APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
1.Optimizacióndelmuestreoyensayo
Solución
Comosesconocido(2.5)yelintervalodeconfianza
esdedoslados,seemplealafórmula3.5.1
Laecuaciónpuedeigualarseasí:
R=x-=K
a/2*(s/(n)
1/2
)=2

1529. APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
1.Optimizacióndelmuestreoyensayo
Solución
Comoelniveldeconfianzaesde90%=100(1-a),se
obtienequea=0.1ya/2=0.05
Enlatabla3.5.2(distribuciónnormal)seencuentraque
K
a/2=1.645.ElvalordeK
a/2representaelnúmerode
vecesquesedebecontemplarladesviaciónestándar
paralograrundeterminadogradodeconfiabilidad
K
a/2*(s/(n)
1/2
)=1.645(2.6/(n)
1/2
)=2
n=4.57(5ensayos)

1530. 2.Diseñoestructuraldepavimentos
Laconfiabilidadeneldiseño(R),eslaprobabilidad
dequeelpavimentocumplalafunciónprevistadentro
desuvidaútilbajolascondicionesdeentornoque
tienenlugareneselapso.Enotraspalabras,quesea
capazdesoportarunnúmerodecargasmayorqueel
previstoeneldiseño,sinfallar
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1531. 2.Diseño estructural de pavimentos
Confiabilidad (R%)=100 Probabilidad (N
t> =N
T)
Donde:
N
t=númerodeejesequivalentesquellevanel
pavimentoasuserviciabilidadfinal
N
T=númerodeejesequivalentesquerealmente
actúansobreelpavimentodurantesuperiodode
diseño
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1532. 2.Diseñoestructuraldepavimentos
Elcomportamientodelpavimento(indicadoporN
t)
seestimamedianterelacionesempíricasquenoson
exactas
Laprediccióndeltránsito(representadoporN
T)
tambiénestásujetaamuchasfuentesdeerror
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1533. 2. Diseño estructural de pavimentos
Estasvariables(N
tyN
T)noseconsideran
normalmentedistribuidas,perosudistribución
logarítmicasí:
Confiabilidad (R%) =100 Probabilidad (log N
t>= log N
T)
=100 Probabilidad (log N
t-log N
T) >= 0 = 100P (D>=0)
D = log N
t-log N
T
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1534. 2. Diseño estructural de pavimentos
Comolasvariables(logN
t)y(logN
T)sonprobabilísticas
ytienenunadistribuciónnormal,Dtambiénlatendráy
Si D = 0
Si = log F
R, F
R= 10
–z
R(SD)
F
R=valorporelcualsedebemultiplicareltránsitoestimado
paraobtenerelvalordetránsitoquesedebeutilizarpara
diseñarelpavimentoconlaconfiabilidaddeseadaD
R
S
DD
Z
-
 D
R
S
D
Z
-
 D
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1535. 2. Diseño estructural de pavimentos
Ejemplo de aplicación
Paradiferentesnivelesdeconfiabilidadydesviaciónestándar,
encontrarlosvaloresdetránsitoparaeldiseñodeespesores,si
eltránsitoprevistoduranteelperiododediseñoes10
6
repeticionesdelacargaequivalenteConfiabilidad
deseada
ZR SD FR
Tránsito para el
cálculo de
espesores
0,3 1,0 10
6
0,5 1,0 10
6
0,3 1,8 1.79x10
6
0,5 2,6 2.63x10
6
0,3 2,4 2.42x10
6
0,5 4,4 4.37x10
6
50
80
90
0
0,84
1,28
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1536. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
Definiciones
Decisiones estadísticas
Decisionesquesetomansobrepoblacionesapartirde
informaciónmuestraldelasmismas
Hipótesis estadísticas
Supuestos,quepuedenseronociertos,acercadelas
poblacionesqueseestudian,basadosenlas
distribucionesdeprobabilidaddelasmuestrasdeestas
poblaciones
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1537. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
Definiciones
Hipótesis nula
Esladescripcióndelasuposiciónquesedesea
rechazaroinvalidaratravésdeunprocedimiento
estadístico.SedenotaporHo
Hipótesis alternativa
Descripcióndelasuposiciónquedifieredelahipótesis
dada.SedenotaporH
A
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1538. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
Definiciones
Ensayos de hipótesis y significación
Sonprocedimientosquepermitendecidirsiunahipótesis
seaceptaoserechazaodeterminarsilasmuestras
consideradasdifierensignificativamentedelosresultados
esperados
Error estadístico
Eslaprobabilidadqueexistedeaceptarorechazaruna
hipótesiscuandodeberíaserrechazadaoaceptada,por
erroresenlosensayosmuestrales
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1539. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
Definiciones
Error estadístico de tipo I
Eselquesecometecuandoserechazaunahipótesis
cuandodeberíaseraceptada
Enlasobrasdepavimentossepresentacuandoun
materialounaconstrucciónaceptablesonrechazados
comosinofueransatisfactorios
Esteeselriesgodelconstructorysepuedetraduciren
remocionesinnecesariasyenlareconstrucciónde
seccionesdepavimento
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1540. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
Definiciones
LaprobabilidaddecometerunerrordetipoIse
denominaniveldesignificación,a,deunensayode
hipótesis(riesgoa)
Dichaprobabilidadsedebefijarpreviamenteala
ejecucióndelensayo,conelfindequenoinfluyaenla
decisiónderechazodelahipótesis.Enlapráctica,se
fijanvaloresdeaentre1y5%
Decir,porejemplo,queunahipótesishasido
rechazadaalniveldesignificacióndel0.05,indicaque
sepuedecometerunerrorconunaprobabilidadde5%
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1541. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
Definiciones
Error estadístico de tipo II
Eselquesecometealaceptarunahipótesiscuando
deberíaserrechazada.Enlasobrasdepavimentosse
presentacuandounmaterialdeficienteounaobrade
construccióninaceptableserecibencomo
satisfactorios
Esteeselriesgodelaentidadcontratanteysepuede
traducirencostosadicionalesdemantenimientoy
fallasprematurasdelpavimento
Laprobabilidaddecontenerunerrordeestetipose
definecomoriesgobyoscilaentre0.05y0.10
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1542. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
Definiciones
Reglas de decisión del ensayo de hipótesis o significación
a)Serechazalahipótesisnulasielvalordeestadístico
empleadoparadeterminarlavalidezdelahipótesis
caefueradelrangoafijado.Esdecir,elestadístico
muestralobservadoessignificativoalniveldela
predeterminado
b)Seaceptalahipótesisnulasielvalordelestadístico
calculadocaedentrodelrangoafijado
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1543. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
Definiciones
Ensayos de una y dos colas
Laclasificacióndelosensayosdependedel
planteamientodelahipótesis
Sipretendedemostrarlafactibilidaddelosextremosa
ambosladosdelamedia,dichoensayoesdedoscolas
enladistribución,esdecir,esbilateral
Porelcontrario,sisoloseaspiraevaluarenunasola
direccióndelamediaodelaproporción,serádeuna
colaounilateral
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1544. VALORES DE Z PARA ALGUNOS NIVELES DE
SIGNIFICACIÓN PARA ENSAYOS DE UNA Y
DOS COLASNivel de significación 0.1 0.05 0.01
Valores críticos de z para una cola± 1.28 ± 1.65 ± 2.33
Valores críticos de z para una cola± 1.65 ± 1.96 ± 2.58
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1545. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o rechazo
Ensayo de hipótesis sobre la media de una población para
muestras grandes (n>30)
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1546. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
Ejemplo No. 1 de ensayo de hipótesis para muestras
grandes
Ladeflexiónmediadeunsectordepavimento(Xm),
medidaelañoanterior,fue40centésimasdemilímetro
Esteañoserealizaron35medidasdedeflexiónalazar
enelmismosector,obteniéndose=42.1(0.01m)ys
=13.85(0.01mm)
Probarlahipótesisdequeladeflexiónmediaactualde
todoelsectorsea40(0.01mm),contralaalternativa
dequeseamayorde40(0.01mm),conunnivelde
significación,a=0.05(Ho:=40;Ha:>40)x
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1547. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
Solución alEjemplo No. 1 de ensayo de hipótesis
para muestras grandes
Usando a= 0.05, se se rechazará la hipótesis nula para
este ensayo de una cola si z > z
a= z
0.05, es decir si z >
1.65, como lo muestra la figura
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1548. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
Solución alEjemplo No. 1 de ensayo de hipótesis
para muestras grandes
Comoz<z
a,elvalornocaeenlaregiónderechazoy,por
tanto,noserechazaHo
Esdecir,quenohayevidenciasuficiente,con95%de
confianza,paraconcluirqueladeflexiónmediaactualdel
pavimentoseamayorde40(0.01mm).Serequeriríauna
muestrademayortamañoparaevaluarsiXmactual>40(0.01
mm)si,enefecto,estefueraelcaso
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1549. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
EjemploNo.2deensayodehipótesisparamuestras
grandes
Unconstructordebeelaborarunamezclaasfálticacon
unporcentajemediode5%deasfalto,segúnlafórmula
detrabajoestablecida
Debidoaposiblesdesajustesenlaplanta,los
porcentajesdeasfaltoenlamezclacomenzarona
mostrarfluctuaciones
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1550. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
EjemploNo.2deensayodehipótesisparamuestras
grandes
Elconstructordeseadetectarlaincidenciadelos
cambiosyajustarlaplantadesernecesario.Paraello,
seleccionaperiódicamentemuestrasde40fracciones
delamezclaycalculaelpromediodelcontenidode
asfaltoyladesviaciónestándar.Silosdatosdeuna
muestraindicanque =5.25%ys=0.30%,
determinarsilamedia()delapoblaciónesdiferente
de5%,conunniveldesignificaciónde0.01(Ho:=
5.0;Ha:≠5.0)x
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1551. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
Solución alEjemplo No. 2 de ensayo de hipótesis
para muestras grandes
Puesto que los desplazamientos en pueden ocurrir en
ambas direcciones, se emplea el ensayo de dos colas
A un nivel de significación, a, de 0.01, se rechazará la
hipótesis nula si:
z < z
a/ 2 = -z
0.005 o z > z
a /2 = z
0.005
Es decir:
z < -2.58 ó z >2.58
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1552. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
Solución al Ejemplo No. 2 de ensayo de hipótesis
para muestras grandes
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS
Como lo muestra la
figura:

1553. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
Solución al Ejemplo No. 2 de ensayo de hipótesis
para muestras grandes
Comoestevaloressuperioralcríticosuperior
(2.58),serechazalahipótesisnulayseaceptala
hipótesisalternativaconunniveldesignificaciónde
0.01
Seconcluyequeelporcentajepromediodeasfalto
noes5.0%,conunaprobabilidadmenorde1%de
cometerunerrortipoI
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1554. 3. Uso de ensayos de hipótesis para la aceptación o
rechazo
Ensayo de hipótesis sobre la media de una población
para muestras pequeñas (n<30)
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1555. 3.Usodeensayosdehipótesisparalaaceptacióno
rechazo
Ejemplodeensayodehipótesisparamuestras
pequeñas
Elporcentajedecompactaciónesperadomedianteun
determinadoprocesoes95%.Paraverificarunnuevo
lote,serealizaron10ensayosdedensidadenelterreno
cuyopromediofue94.2%conunadesviaciónestándar
de1,6%.
Ensayarlahipótesisdequeelporcentajede
compactaciónnohacambiado,empleandounnivelde
significacióna=0.05(Ho:=95;Ha:95)
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1556. 3.Usodeensayosdehipótesisparalaaceptacióno
rechazo
SoluciónalEjemplodeensayodehipótesispara
muestraspequeñas
Comonosencontramosrestringidosaunamuestra
pequeña,sehacelasuposicióndequelosporcentajes
decompactacióntienenunadistribucióndefrecuencia
relativaqueesaproximadamentenormal
Bajotalsuposición,elestadísticodeensayotendrá
unadistribución―t‖con(n–1)=(10–1)=9grados
delibertad
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1557. 3.Usodeensayosdehipótesisparalaaceptacióno
rechazo
SoluciónalEjemplodeensayodehipótesispara
muestraspequeñas
Laregladerechazoparaesteensayode2colas,
consisteenrechazarlahipótesisnulaparavaloresde
―t‖talesque:
t<-t
a/2ot>t
a/2 cona/2=0.05/2=0.025
Enlatabla3.5.4,para9gradosdelibertad,sehallat
0.025=2.262
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1558. 3.Usodeensayosdehipótesisparalaaceptacióno
rechazo
SoluciónalEjemplodeensayodehipótesispara
muestraspequeñas
Elvalordelestadísticodeensayoes:
Valorquenoesmenorque–2.262,porloquese
aceptalahipótesisnulayseconcluyequehay
evidencia(con95%deconfianza)dequeel
promediodecompactaciónnohacambiado
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1559. 4.Desarrollodeespecificacionesdeconstruccióncon
orientaciónestadística
Objetivo
Estasespecificacionesincluyenunanálisisdelnivelde
calidad,queesunprocedimientoestadísticopara
determinarelporcentajedecumplimientodeun
materialenrelaciónconloespecificadoyestablecer
factoresdepagodeacuerdocondichocumplimiento
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1560. 4. Desarrollo de especificaciones de construcción con
orientación estadística
Análisis del nivel de calidad
a.Determinarlamediaaritmética(X
m)delosresultados
delosensayosparamaterialesconsiderados
Donde:
S x = suma de los valores individuales de los ensayos
n = número de ensayosn
x
X
m


APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1561. 4.Desarrollodeespecificacionesdeconstruccióncon
orientaciónestadística
Análisisdelniveldecalidad
b.Calcularladesviaciónestándardelamuestra
2
)(x 
2
x
=sumadeloscuadradosdelosvaloresdelos
ensayosindividuales
=sumadelosvaloresdelosensayosindividuales,
elevadaalcuadrado2/1
22
)1(
)(








-
-


nn
xxn
s
Donde:
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1562. 4. Desarrollo de especificaciones de construcción con
orientación estadística
Análisis del nivel de calidad
c. Calcular el índice de calidad superior (Q
u)S
XUSL
Q
m
U
-

Donde:
USL (límite superior de la especificación) = valor
objetivo, más la tolerancia permitida
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1563. 4. Desarrollo de especificaciones de construcción con
orientación estadística
Análisis del nivel de calidad
LSL (límite inferior de la especificación) = valor
objetivo, menos la tolerancia permitida
d. Calcular el índice de calidad inferior (Q
L)S
LSLX
Q
m
L
-

Donde:
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1564. 4.Desarrollodeespecificacionesdeconstruccióncon
orientaciónestadística
Análisisdelniveldecalidad
e.DeterminarenlaTabla1elporcentajedentrodel
límitesuperiordelaespecificación(USL)que
correspondealíndiceQ
u(P
u).SielUSLes100.0ono
estáespecificado,P
userá100
f.DeterminarenlaTabla1elporcentajedentrodel
límiteinferiordelaespecificación(LSL)que
correspondealíndiceQ
L(P
L).SielLSLnoestá
especificado,P
Lserá100
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1565. 4.Desarrollodeespecificacionesdeconstruccióncon
orientaciónestadística
Análisisdelniveldecalidad
g.Determinarelniveldecalidad(porcentajetotal
dentrodeloslímitesdelaespecificación)
Niveldecalidad=(P
u+P
L)-100
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1566. APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1567. Tabla 1 (continuación)
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1568. h.Apartirdelvalordelniveldecalidad,determinar
elfactordepagoenlaTabla2
i.Considerandoquelaaceptacióndeunlotedepende
delcomportamientodediferentescriterios,sedebe
calcularelfactordepagoparacadaunodeellos(PFi)
yluegodeterminarelfactordepagocompuestopara
todoellote
4. Desarrollo de especificaciones de construcción con
orientación estadística
Análisis del nivel de calidad
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1569. APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1570. Tabla 2 (continuación)
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1571. 4.Desarrollodeespecificacionesdeconstruccióncon
orientaciónestadística
Ejemplo
Considéreseunloteconstituidopor32núcleosdeun
concretoasfáltico(n),cuyacompactaciónmedia
(Xm)es91.9625,conunadesviaciónestándar(s)de
1.0877
Laespecificacióndeconstrucciónestablecequeel
porcentajedecompactaciónmínimoadmisible
respectodeladensidadmáximamedida(Rice)es90
Determinarelniveldecalidadyelfactordepago
correspondienteallote,enloqueserefierealcriterio
decompactación
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1572. 4.Desarrollodeespecificacionesdeconstruccióncon
orientaciónestadística
Solución
1.Índicedecalidadsuperior(Q
u)
Laespecificaciónnoestableceunniveldetolerancia
superior
2.Índicedecalidadinferior(Q
L):S
XUSL
Qu
m-
 804.1
0877.1
909625.91

-

-

S
LSLX
Q
m
L
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1573. 4.Desarrollodeespecificacionesdeconstruccióncon
orientaciónestadística
Solución
3. En la Tabla 1 se determinan los porcentajes de núcleos
dentro de los límites superior e inferior:
-Como el límite superior (USL) no está especificado,
P
u= 100
-Comoellímiteinferior(LSL)es1.804yn=32,P
L=97
4. Nivel de calidad = (P
u+ P
L) -100 = (100+97) -100 = 97
5. Factor de pago (Tabla 2)
Para nivel de calidad = 97 y n = 32, factor de pago = 1.04
APLICACIONES DE LA VARIABILIDAD
EN LOS SISTEMAS DE PAVIMENTOS

1574. DISEÑO DE PAVIMENTOS
ASFÁLTICOS PARA CALLES Y
CARRETERAS

1575. CONTENIDO
Introducción
Métodosempíricosdediseño
MétodoAASHTO-93
ModelosINVÍAS-98
Métodosempírico-mecanísticosdediseño
MétodoSHELL–98(SPDM3.0)
Diseñodepavimentossobresuelosblandos

1576. DISEÑO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
PARA CALLES Y CARRETERAS
INTRODUCCIÓN

1577. Lamayoríadelosmétodosdediseñode
pavimentostienenunaltogradodeempirismo,
propiodelasagenciasqueloshandesarrollado
Escorrienteobtenerdiferentesespesoresal
aplicardistintosmétodosdediseño,empleando
losmismosdatosdeentrada
INTRODUCCIÓN
Generalidades

1578. Granpartedeestasdiferenciassedebealafaltade
unadescripciónprecisaycuantitativadeloque
constituyelafalladeunpavimentodecalleo
carretera,asícomoalosnivelesdeconfiabilidadque
consideranlosdiferentesmétodos
Losprocesosdediseñodepavimentossepueden
dividirendosgrupos:
—Empíricos
—Empírico-mecanísticos
Generalidades(cont.)
INTRODUCCIÓN

1579. Sebasanenlosresultadosdeexperimentosoenla
experiencia
Requierenunelevadonúmerodeobservacionespara
establecerrelacionesaceptablesentrelasvariablesylos
resultadosdelaspruebas
Noesnecesarioestablecerunabasecientíficafirme
delasrelaciones,enlamedidaenquesereconocensus
limitaciones
INTRODUCCIÓN
PROCESOS EMPÍRICOS DE DISEÑO

1580. Enmuchoscasosresultamásconvenienteconfiaren
laexperienciaquetratardecuantificarlacausaexacta
yelefectodeciertosfenómenos
Ejemplosdemétodosdediseñodeconcepción
empíricasoneldeCalifornia(HveemyCarmany),el
AASHTO-93yelINVIAS-98
INTRODUCCIÓN
PROCESOS EMPÍRICOS DE DISEÑO

1581. Incorporanelementosdeambosplanteamientos
Lacomponentemecánicadeterminalasreacciones
delpavimento,talescomoesfuerzos,deformacionesy
deflexiones,medianteelusodemodelosmatemáticos
Laporciónempíricarelacionaestasreaccionescon
elcomportamientodelaestructuradelpavimento(por
ejemplo,relacionaunadeflexióncalculada
matemáticamente,conlavidarealdelpavimento)
INTRODUCCIÓN
PROCESOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO

1582. Aunqueexistentécnicasmecanísticascomplejasde
cálculo,losmodeloselásticoslinealessujetosacarga
estáticasonlosmásempleadosenlasoluciónde
problemasrutinariosdeingenieríadepavimentos
Ejemplosdemétodosdediseñodepavimentosque
usanestosprocesossoneldelInstitutodelAsfalto,el
deShellyelAASHTO2002
INTRODUCCIÓN
PROCESOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO

1583. DISEÑO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
MÉTODOS EMPÍRICOS
DE DISEÑO

1584. MÉTODOS EMPÍRICOS DE DISEÑO
MÉTODO AASHTO -93

1585. SebasaenlosresultadosAASHORoadTest
Enlarevisiónrealizadaen1986seintrodujeron
factoresdeconfiabilidad,drenajeyaspectosclimáticos
Sucriteriodefallaeselíndicedeserviciofinal(p
t)
MÉTODO AASHTO -93
FUNDAMENTOS DEL MÉTODO

1586. Eltránsitoquellevaalafalladelpavimentoes
funcióndelnúmeroestructural,delaresistenciadela
subrasante,delapérdidadeseadadeíndicede
servicioydelaconfiabilidadelegida
Incluyelaposibilidaddequesereduzcaelperiodo
dediseñoporlapresenciadesuelosdesubrasante
expansivos
FUNDAMENTOS DEL MÉTODO
MÉTODO AASHTO -93

1587. Serviciabilidad
Capacidaddeunpavimentodeserviraltránsitoquehace
usodeélenuninstantedeterminado,desdeelpuntode
vistadelusuario
Comportamientodelpavimento(performance)
Tendenciadelaserviciabilidadconelincrementoenel
númerodeaplicacionesdecargaporeje
Periododecomportamiento(periododediseño)
Lapsoquetranscurredesdequeunpavimentoesconstruido
orehabilitado,hastaquealcanzasuserviciabilidadterminal
DEFINICIONES
MÉTODO AASHTO -93

1588. Conceptodeserviciabilidad–comportamiento
Laserviciabilidaddeunpavimentoseexpresaen
términosdesuÍndicedeServicioPresente(ISP)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
MÉTODO AASHTO -93

1589. CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Conceptodeserviciabilidad–comportamiento
FórmuladelÍndicedeServicioPresente(ISP)para
pavimentosasfálticos
sv = Varianza de la pendiente del perfil longitudinal
(c + p) = Área con grietas clases 2 y 3 más área parchada
por cada 1000 pies
2
RD = Ahuellamiento medido con una regla de 1.20 metros
MÉTODO AASHTO -93

1590. Ecuación de comportamiento07.8))(log32.2(
)1(
1094
4.0
5.12.4
log
20.0))1)(log(36.9())((
19.5
18












RR
M
SN
ISP
SNSozLogW
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
MÉTODO AASHTO -93

1591. W
18=númerodeaplicacionesdeejessimplesequivalentesde18kip
(80kN)hastaeltiempotenelcualsealcanzaISP=p
t
SN=númeroestructural
ISP=p
i-p
t=diferenciaentrelosíndicesdeservicioinicialyterminal
M
R=móduloresilientedelasubrasante(libras/pg
2
)
So=desviaciónestándartotaldeladistribuciónnormaldeloserrores
asociadosconlasprediccionesdetránsitoydecomportamiento
delpavimento(0.44-0.49)
z
R=parámetroestadísticoasociadocondistribucionesnormalesde
datos,queconsideralaprobabilidaddequeelíndicedeservicio
delpavimentoseasuperiorap
tduranteelperiododediseño
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Significado de los términos de la ecuación
MÉTODO AASHTO -93

1592. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA ECUACIÓN
MÉTODO AASHTO -93

1593. NIVELES DE CONFIABILIDAD RECOMENDADOS POR AASHTOUrbana Rural
Autopistas 85 - 99.9 80 - 99.9
Arterias principales 80 - 99 75 - 95
Colectoras 80 - 95 75 - 95
Locales 50 - 80 50 - 80
Clasificación funcional de
la vía
Nivel recomendado de confiabilidad (%)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
MÉTODO AASHTO -93

1594. RELACIONES ENTRE CONFIABILIDAD Y Z
REN UNA DISTRIBUCIÓN NORMALConfiabilidad (%)50 75 80 85 95 9999.9
zR 00.6740.8421.0371.6452.3273.08
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
MÉTODO AASHTO -93

1595. Módulo resiliente efectivo (M
R)
Eselmóduloresilientepromedioquesetraduceenun
dañodelpavimento(U
f)igualalquesealcanzaríasise
usaranvaloresmodularesestacionales:
—SedivideelañoenperiodoscondiferenteM
Rcon
baseenlahumedaddelsuelooenlavariacióndelas
deflexionesmedidasenpavimentosconstruidossobre
elmismosuelo
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
MÉTODO AASHTO -93

1596. —Sedeterminaeldañorelativoporperiodo
U
f= 1.8 x 10
6
* M
R
-2.32
—Secalculaeldañorelativopromedio
—Sehallaelmóduloresilienteefectivoapartirdel
dañorelativopromedio,usandolamisma
ecuación
Módulo resiliente efectivo (M
R)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
MÉTODO AASHTO -93

1597. CONSIDERACIONES DE DISEÑO
VARIACIÓN DEL MÓDULO DURANTE EL AÑO
MÉTODO AASHTO -93

1598. CONSIDERACIONES DE DISEÑO
VARIACIÓN DEL MÓDULO DURANTE EL AÑO
MÉTODO AASHTO -93

1599. AJUSTE DEL M
RDE LA SUBRASANTE POR LAS VARIACIONES
ESTACIONALES
MÉTODO AASHTO -93

1600. LaresistenciadelpavimentoserepresentaporSN,elcuales
funcióndelespesordelascapas,deloscoeficientes
estructuralesdeellasydelcoeficientededrenaje
Elnúmeroestructuraltotaldelpavimentoestádadopor:
SN = Sa
i*D
i*m
i
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Número estructural(SN)
MÉTODO AASHTO -93

1601. SN = a
1*D
1+ a
2*D
2*m
2+ a
3*D
3*m
3
D
1,2,3=espesoresdecapasasfálticas,baseysubbase
respectivamente(pulgadas)
a
i=coeficienteestructuraldecapai,dependientedesumódulo
m
i=coeficientesdedrenajeparacapasnoestabilizadas,
dependientedeltiemporequeridoparadrenarydeltiempoen
quelahumedadseencuentreennivelescercanosalasaturación
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Número estructural(SN)
MÉTODO AASHTO -93

1602. Coeficientes estructurales de capa (a
i)
Los coeficientes estructurales dependen de:
—Resistencia del material (CBR, módulo, etc)
—Calidad de la construcción
—Estado de esfuerzos
Midenlacapacidadrelativadeunaunidadde
espesordeunadeterminadacapaparafuncionarcomo
componenteestructuraldelpavimento
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
MÉTODO AASHTO -93

1603. Valores promedio de coeficientes estructurales
—Mezcla asfáltica densa en caliente: 0.44/pulgada
—Base de grava y piedra partida: 0.14/pulgada
—Subbase granular: 0.11/pulgada
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Coeficientes estructurales de capa (a
i)
MÉTODO AASHTO -93

1604. Coeficiente estructural
Figura GG.7, volumen II, manual AASHTO ( 0.20-0.50)
granular a2 = 0.249 (log EB) - 0.977
estabilizada con cementoFigura GG.9, volumen II, manual AASHTO ( 0.10-0.28)
estabilizada con asfaltoFigura GG.10, volumen II, manual AASHTO ( 0.10-0.35)
a3 = 0.227 (log ESB) - 0.839Subbase granular
Base
CAPA
Asfáltica CONSIDERACIONES DE DISEÑO
COEFICIENTES ESTRUCTURALES DE CAPA (a
i)
MÉTODO AASHTO -93

1605. NOMOGRAMA AASHTO PARA LA DETERMINACIÓN DEL
COEFICIENTE ESTRUCTURAL DE UNA BASE GRANULAR
MÉTODO AASHTO -93

1606. Coeficientes de drenaje (m
i)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Seestablecenapartirdelacalidaddeldrenajeydel
tiempoqueseconsideraqueelpavimentopuede
encontrarseconunacantidaddeaguacercanaala
saturación
MÉTODO AASHTO -93

1607. COEFICIENTES DE DRENAJE m
iRECOMENDADOS PARA
BASES Y SUBBASES GRANULARES
Ejemplo:
Pavimentodiseñadocondrenajenormal(lahumedaddrenaenuna
semana)ydurantedosmesesdelaño(2/12=0.17=17%)estásometidoa
condicionescercanasalasaturación.
m
i = 1.00 -0.80
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
MÉTODO AASHTO -93

1608. Determinacióndelosespesoresdelascapas
individuales(D
i)
Serequieredeterminarelnúmeroestructural(SN)
requeridoparaprotegercadacapainferior
Paraello,sedebeaplicarelalgoritmoAASHTO
usandoelmóduloresilientedecadacapaporproteger
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
MÉTODO AASHTO -93

1609.  
33
*
2
*
13
*
3
2
*
2
*
1
22
*
12
*
2
1
*
11
*
1
1
1*
1
/)(
/)(
maSNSNSND
SNSNSN
maSNSND
SNDaSN
a
SN
D




 *Indicaelvalorrealmenteusado,elcualdebe
serigualomayorqueelvalorrequeridosegún
elalgoritmo
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Determinacióndelosespesoresdelascapas
individuales(D
i)
MÉTODO AASHTO -93

1610. Determinación gráfica del SN
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
MÉTODO AASHTO -93

1611. Determinación del SN con un programa de cómputo
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
MÉTODO AASHTO -93

1612. ESPESORES MÍNIMOS ADMISIBLES PARA LAS
CAPAS ASFÁLTICAS Y LA BASE GRANULARN
(10
6
) Capas asfálticasBase granular
< 0.05 TSD 4.0
0.05-0.15 2.0 4.0
0.15-0.50 2.5 4.0
0.50-2.00 3.0 6.0
2.00-7.00 3.5 6.0
>7.00 4.0 6.0
Espesores mínimos (pulgadas)
MÉTODO AASHTO -93
CONSIDERACIONES DE DISEÑO

1613. EJEMPLO DE DISEÑO
MÉTODO AASHTO -93
Vía rural local
Confiabilidad deseada = 75 % (z
R= 0.674)
Tránsito esperado = 1,300,000 ejes equivalentes
Pérdida total de serviciabilidad = 4.2 –2.0 =2.2
Desviación estándar total = 0.49
Características de drenaje = Aceptables
Condición cercana a la saturación durante 4 meses/año
m
i = 0.80

1614. MÉTODO AASHTO -93
Características de los materiales de construcción
EJEMPLO DE DISEÑO

1615. SOLUCIÓN DEL EJEMPLO DE DISEÑO
MÉTODO AASHTO -93
Determinación de SN
1

1616. MÉTODO AASHTO -93
Cálculo de D
1
Verificación de D
1
4.5 pulgadas > 3.0 pulgadas O.K.
Cálculo de SN
1
*
SN
1
*
= a
1* D
1
*
= 0.44 * 4.5 = 1.98 pulgadas)4.5(tomarpulgadas4.47
0.44
1.97
a
SN
D
1
1
1

SOLUCIÓN DEL EJEMPLO DE DISEÑO

1617. MÉTODO AASHTO -93
Determinación de SN
2
SOLUCIÓN DEL EJEMPLO DE DISEÑO

1618. MÉTODO AASHTO -93
Cálculo de D
2
Verificación de D
2
5.4 pulgadas < 6.0 pulgadastomar 6.0 pulgadas
Cálculo de SN
2
*
SN
2
*
= a
2D
2
*
m
2= 0.13 * 6.0 * 0.8 = 0.624 pulgadas5.4
0.8*0.14
1.98 - 2.54
ma
SNSN
D
22
*
12
2



SOLUCIÓN DEL EJEMPLO DE DISEÑO

1619. MÉTODO AASHTO -93
Determinación de SN
3
SOLUCIÓN DEL EJEMPLO DE DISEÑO

1620. MÉTODO AASHTO -93
Cálculo de D
3
Resumen del diseñopulgadas10.1
0.8*0.102
0.624)1.98 (- 3.43
ma
)SN(SNSN
D
33
*
1
*
23
3





SOLUCIÓN DEL EJEMPLO DE DISEÑO

1621. MÉTODOS EMPÍRICOS DE DISEÑO
MÉTODO INVÍAS -98

1622. MÉTODO INVIAS PARA CARRETERAS CON
MEDIOS Y ALTOS VOLÚMENES DE TRÁNSITO
Generalidades
Contieneuncatálogodeestructurasdefinidocon
baseenelmétodoAASHTO-93
Elcatálogodediseñocubrelostiposdepavimentosy
materialesusadosactualmenteenlaprácticalocale
incluyenuevastipologíasdeeficienciademostradaen
otrospaísesconcaracterísticassimilaresalas
colombianas
Elmétodoconsiderafactoresambientales,desuelos,
detránsitoydedisponibilidaddemateriales,acordes
conlarealidadcolombiana

1623. REGIONES CLIMÁTICAS
El país se dividió en seis regiones climáticas, con base
en la temperatura y la precipitación media anual
MÉTODO INVIAS PARA CARRETERAS CON
MEDIOS Y ALTOS VOLÚMENES DE TRÁNSITO

1624. RESISTENCIA DE LA SUBRASANTE
Sedebeconsiderarelvalorpromedioderesistencia
delsuelopredominanteencadaunidadhomogéneay,a
partirdeél,seestableceunacategoríadesubrasante
MÉTODO INVIAS PARA CARRETERAS CON
MEDIOS Y ALTOS VOLÚMENES DE TRÁNSITO

1625. TRÁNSITO DE DISEÑO
REQUISITOS DE TRÁNSITO CONTEMPLADOS
EN LA GUÍA DE DISEÑOCategoría
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
4.0 - 6.0
6.0 - 10.0
10.0 - 15.0
Ejes equivalentes de 80kN en el
carril de diseño durante el periodo
de diseño del pavimento N* (10
6
)
0.5 - 1.0
1.0 - 2.0
2.0 - 4.0
15.0 - 20.0
20.0 - 30.0
30.0 - 40.0
MÉTODO INVIAS PARA CARRETERAS CON
MEDIOS Y ALTOS VOLÚMENES DE TRÁNSITON*1.159N*
y1.282,z90%, es dadconfiabili la Si
N*10N*
R
z*0.05
R




1626. CONSIDERACIONES PARTICULARES DE DISEÑO
SeempleólaecuaciónbásicadelmétodoAASHTO-93
SeadoptóS
0=0.44,quecorrespondeaconsiderarla
variacióndelaprediccióndelcomportamientodel
pavimento,sinerroresenlaestimacióndeltránsito
Laposibilidaddeerroresenlaprediccióndeltránsito
seincorporaconlaexpresión(10
0.05*Z
R*N)
Seconsideróunapérdidadeserviciabilidadde2.2
duranteelperiododediseñodelpavimento
MÉTODO INVIAS PARA CARRETERAS CON
MEDIOS Y ALTOS VOLÚMENES DE TRÁNSITO

1627. Seadoptaroncoeficientesestructuralesdecapa
ajustadosalosresultadosdeexperienciasrealizadasenel
país
Seadoptaron3coeficientesdedrenajeparalascapas
granulares(m
i=1.0silaprecipitación<2,000mm/año,
m
i=0.90silaprecipitaciónestáentre2,000y4,000
mm/añoym
i=0.80paraprecipitacionesmayores)
Lasestructurasobtenidasseverificaronconmódulos
teóricosycurvasdefatigaSHELL
MÉTODO INVIAS PARA CARRETERAS CON
MEDIOS Y ALTOS VOLÚMENES DE TRÁNSITO
CONSIDERACIONES PARTICULARES DE DISEÑO

1628. VALORES ADOPTADOS PARA LOS COEFICIENTES ESTRUCTURALES DE CAPAMaterial Condición ai
T < 13°C 0,44
13°C £ T < 20°C 0,37
20°C £ T < 30°C 0,30
T < 13°C 0,35
13°C £ T < 20°C 0,30
20°C £ T < 30°C 0,24
Base granular 0,14
suelos A-1 0,16
suelos A-2-4, A-2-5 y A-3 0,14
demás suelos 0,13
agregado grueso (BEE1) 0,20
agregado fino (BEE2) 0,20
suelo (BEE3) 0,14
Subbase granular 0,11
Mezcla densa en caliente
Mezcla densa en frio
Base estabilizada con cemento
Base estabilizada con emulsión asfáltica
MÉTODO INVIAS PARA CARRETERAS CON
MEDIOS Y ALTOS VOLÚMENES DE TRÁNSITO
CONSIDERACIONES PARTICULARES DE DISEÑO

1629. CATÁLOGO DE DISEÑO
Comprendeseiscartasdediseño,contemplandolos
siguientesaspectos:Carta No.Región climáticaCategorías de
subrasante
Categorías de
tránsito
Materiales de
construcción
1 R1 S1-S5 T1-T9 variables
2 R2 S1-S5 T1-T9 variables
3 R3 S1-S5 T1-T9 variables
4 R4 S1-S5 T1-T9 variables
5 R5 S1-S5 T1-T9 variables
6 R6 S1-S5 T1-T9 variables
MÉTODO INVIAS PARA CARRETERAS CON
MEDIOS Y ALTOS VOLÚMENES DE TRÁNSITO

1630. ESTRUCTURAS RECOMENDADAS EN LA CARTA
No. 3 PARA CATEGORÍA DE TRÁNSITO T51512121012107.510107.510107.510
30-30-2530-2525-2520-15
-15-15--15--15--15-
-10-10--10-------
----30--30--25--20
45453535-3030-2535-2025-Subbase granular
Base estabilizada con cemento
S1 S2
Mezcla densa en caliente
Base granular
Base estabilizada (BEE1)
Base estabilizada (BEE2)
S3 S4 S5
Capa de pavimento espesores de capa (cm)
MÉTODO INVIAS PARA CARRETERAS CON
MEDIOS Y ALTOS VOLÚMENES DE TRÁNSITO

1631. Ejemplo de diseño
MÉTODO INVIAS PARA CARRETERAS CON
MEDIOS Y ALTOS VOLÚMENES DE TRÁNSITO
Clima
Temperaturamediaanual=24ºC
Precipitaciónmediaanual=1,850mm
Subrasante
Suelopredominante=Arenaarcillosa
CBRpromedio=8.5%
Tránsitodediseño
N*=5.7*10
6
ejesequivalentes
Materialesdisponibles
Enlazonaabundanmaterialesgranularesdebuenacalidad
paralaelaboracióndesubbases,basesyconcretosasfálticos

1632. Solución al ejemplo de diseño
MÉTODO INVIAS PARA CARRETERAS CON
MEDIOS Y ALTOS VOLÚMENES DE TRÁNSITO
Establecimientoderegiónclimática
Paralosdatosdetemperaturayprecipitacióncorrespondela
RegiónR3
Establecimientodecategoríadesubrasante
ParalosdatosdeCBRpromediocorrespondelacategoríaS3
Establecimientodecategoríadetránsito
N’ = 1.159 N = 1.159 x 5.7*10
6
= 6.6*10
6
ejes equivalentes
ParaestevalordeN*correspondelacategoríaT5

1633. Solución al ejemplo de diseño
MÉTODO INVIAS PARA CARRETERAS CON
MEDIOS Y ALTOS VOLÚMENES DE TRÁNSITO
Elección de Carta de Diseño
Para Región R 3, usar Carta de Diseño No 3
Espesores de diseño para la combinación S 3 –T 5
Mezcla densa en caliente = 10 centímetros
Base granular = 30 centímetros
Subbase granular = 30 centímetros

1634. DISEÑO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
MÉTODOS EMPÍRICO -
MECANÍSTICOS DE DISEÑO

1635. MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO
VENTAJAS SOBRE LOS MÉTODOS EMPÍRICOS
Adaptabilidadatiposdecargascambiantes
Mejorutilizacióndelosmaterialesdisponibles
Capacidaddeincorporarnuevosmaterialesenlosdiseños
Mejoramientoenlaconfiabilidadenlasprediccionesde
comportamiento
Semejoraladefinicióndelaspropiedadesdelascapasdeun
pavimentoexistente
Esposibleacomodarlosefectosambientalesydeedadsobre
losmaterialesdelpavimento

1636. INFORMACIÓN QUE REQUIERE UN PROGRAMA DE
ANÁLISIS ELÁSTICO PARA CALCULAR LA RESPUESTA
DE UN PAVIMENTO BAJO CARGA
Propiedades del material de cada capa
—Módulo de elasticidad
—Relación de Poisson
Condiciones de adherencia entre capas adyacentes
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO

1637. Espesor de cada una de las capas
Condiciones de carga
—Magnitud de la carga
—Geometría de la carga
—Número de cargas actuantes
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO
INFORMACIÓN QUE REQUIERE UN PROGRAMA DE
ANÁLISIS ELÁSTICO PARA CALCULAR LA RESPUESTA
DE UN PAVIMENTO BAJO CARGA

1638. SALIDAS DE UN PROGRAMA DE ANÁLISIS ELÁSTICO
Elprogramacalculalosesfuerzos,deformacionesy
deflexionesencualquierpuntodelaestructuradel
pavimento
Hayunospocossitiosenlosquegeneralmentese
interesaeldiseñadorparaelcálculoderespuestascríticasUbicación Respuesta
Superficie del pavimento Deflexión
Fondo de capas asfálticas ó
bases estabilizadas
Deformación horizontal de
tensión
Parte superior de las capas
intermedias granulares
Deformación vertical de
compresión
Superficie de la subrasanteDeformación vertical de
compresión
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO

1639. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO EMPLEANDO
UN PROGRAMA DE ANÁLISIS ELÁSTICO
Eldiseñodeunpavimentousandoelplanteamiento
empírico-mecanísticoesunprocesoiterativoque
requierevariospasos:
1.Estimareltránsitoduranteelperiododediseñodel
pavimento(N)
2.Fijarlascondicionesdecarga
3.Establecerunosespesoresinicialesdelascapasdel
pavimento
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO

1640. 4.FijarlosmódulosylasrelacionesdePoissonpara
lascapas,asícomolascondicionesdeadherencia
entreellas
5.Calcularlosesfuerzosydeformacionesenlos
puntoscríticosdelaestructuradelpavimento
medianteelprogramadeanálisiselástico
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO EMPLEANDO
UN PROGRAMA DE ANÁLISIS ELÁSTICO

1641. 6.Adoptarecuacionesdecomportamientodelos
diferentesmateriales
7.Determinarlasrepeticionesdecargaadmisibles(n
i)
paralasmagnitudesdelosesfuerzosydeformaciones
obtenidasenlospuntoscríticosdelmodelo
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO EMPLEANDO
UN PROGRAMA DE ANÁLISIS ELÁSTICO

1642. 8.ComputarlasrelacionesD
i=N/n
ientodoslospuntos
críticos
9.Aumentarodisminuirespesores,variarcalidadde
materiales,oambascosassimultáneamente,siD
inoes
próximoa1.0
10.Iterarhastaobtenereldiseñodefinitivo
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO EMPLEANDO
UN PROGRAMA DE ANÁLISIS ELÁSTICO

1643. MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO

1644. MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO
EJEMPLO DE INFORMACIÓN SOBRE CARGAS Y CAPAS DEL
PAVIMENTO EN UN PROGRAMA DE ANÁLISIS ELÁSTICO

1645. MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO
EJEMPLO DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES CALCULADOS
POR UN PROGRAMA DE ANÁLISIS ELÁSTICO

1646. CRITERIOS DE FALLA
Laparteempíricafundamentaldeestosmétodosla
constituyenlasecuacionesutilizadasparacalcularel
númerorequeridodeciclosdecargaparaalcanzarla
falladelpavimento
Estasecuacionessehanobtenidoobservandoel
comportamientodepavimentosyrelacionandoeltipo
ylaextensióndelafallaobservada,conuna
deformacióninicialbajodiferentescargas
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO

1647. Generalmente,sereconocendostiposdecriterios
defalladelospavimentosasfálticos:unorelacionado
conelagrietamientoporfatigayelotroconelinicio
delahuellamientoenlasubrasante
Untercercriterio(deflexión)seusaen
aplicacionesespecíficas
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO
CRITERIOS DE FALLA

1648. MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO
CRITERIOS DE FALLA

1649. Elagrietamientoporfatigasedesarrollabajo
cargasrepetidassielesfuerzohorizontalenelfondo
delacapaasfálticainferioresexcesivo
Elahuellamientoodeformaciónpermanente
ocurreenlasuperficiedelpavimentodebidoala
sobrecargadelasubrasante,sielesfuerzoverticalde
compresiónsobredichacapaesexcesivo
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO
CRITERIOS DE FALLA

1650. CRITERIO DE FALLA POR FATIGA DEL
CONCRETO ASFÁLTICO
Sehandesarrolladomuchasecuacionespara
estimarelnúmeroderepeticionesalafallaenel
mododefatigaparaelconcretoasfáltico
Todasellasdependendeladeformaciónhorizontal
detensiónenlafibrainferiordelascapasasfálticas
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO

1651. FórmuladeFinnetal
LogN
f=15.947-3.291log(e
t/10
-6
)-0.854log(E
AC/10
3
)
N
f=númerodeaplicacionesdecargaquedanlugaral
agrietamientodel10%deláreasometidaacarga
e
t=deformaciónhorizontaldetensiónenelfondodela
capaasfáltica
E
AC=módulodelacapaasfáltica(psi)
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO
CRITERIO DE FALLA POR FATIGA DEL
CONCRETO ASFÁLTICO

1652. CRITERIO DE FALLA POR AHUELLAMIENTO
Aunqueelahuellamientosepuedegeneraren
cualquiercapadelpavimento,elcriteriocorrientees
atribuirloprincipalmentealsobreesfuerzodela
subrasante
Estecriteriosesueleexpresarentérminosdela
deformaciónverticaldecompresiónenlasuperficie
delacapasubrasante(ε
z)
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO

1653. FórmuladeCHEVRON
N
f= 1.05x10
-2
* e
z
-0.223
N
f=númeroadmisibledeaplicacionesdecargapara
queelahuellamientonoexcedade13mm
e
z=deformaciónverticaldecompresiónenla
superficiedelasubrasante
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO
CRITERIO DE FALLA POR AHUELLAMIENTO

1654. CRITERIO DE FALLA POR DEFLEXIÓN
Fueelcriteriodefatigamásutilizadodurante
muchotiempo,perohoyseempleaúnicamenteen
algunasaplicacionesespeciales
Suinformación,aunquevaliosa,nodaunamedida
tanapropiadadelfuncionamientoestructuralcomolas
deformacionesespecíficashorizontalesyverticales
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO

1655. FórmuladelInstitutodelAsfalto
DB = 25.64*N
-0.2383
N=númeroadmisibledeaplicacionesdecargahasta
lafalla,paraunadeterminadadeflexiónBenkelman
característica(DB)enmilímetros
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO
CRITERIO DE FALLA POR DEFLEXIÓN

1656. SENSIBILIDAD DEL DISEÑO A LOS CRITERIOS DE FALLA
Elcriterioquecontrolaeldiseñoesaquelqueexija
unmayorespesordepavimentoparaundeterminado
niveldetránsito
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO

1657. MÉTODO SHELL –98
(SPDM 3.0)
MÉTODOS EMPÍRICO -MECANÍSTICOS DE DISEÑO

1658. MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
Generalidades
Elmétodoconsideraelpavimentocomoun
sistemadecapashomogéneas,isotrópicasyde
comportamientolinealmenteelástico
Losmaterialesdelasdiversascapasestán
caracterizadosporEym

1659. MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
Generalidades(cont.)
Loscriteriosdediseñoincluyen:
—Tensiónhorizontalenelfondodelascapas
asfálticasoenlascapasdebasecementadas,
cuandolaestructuralasincluya
—Deformaciónverticaldecompresiónalnivelde
lasubrasante
—Deformaciónpermanentedelasmezclas
asfálticas

1660. Generalidades (cont.)
Elmétodopermiteconsiderarfricciónvariableenlas
interfacesdelascapasdelpavimento
Loscálculosdelosesfuerzosydeformacionesse
realizanconelprogramaBISAR
Ladeterminacióndeespesoresserealizaatravésde
unmódulodelprogramaWindowsSPDM3.0
MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)

1661. INFORMACIÓN REQUERIDA PARA EL DISEÑO
Clima
Tránsitoyperiododediseñodelpavimento
Característicasdelascapasgranularesyla
subrasante
Composicióndelamezclaasfálticay
característicasdefatigadeella
Rigidezdelacapaasfálticayespesores
MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)

1662. CONSIDERACIONES DE DISEÑO
MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
Clima

1663. Seemplealatemperaturapromedioanualponderada
delsitiodelproyecto(w-MAAT),lacualsepuede
obtenerde3maneras:
—Introduciendolos12valoresdetemperatura
promediomensual
—Seleccionandodelabasededatos,atravésdel
botónRetrieve,losvaloresdelastemperaturas
promediomensuales
—Introduciendodirectamenteelvalordelaw-
MAAT
MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Clima

1664. Tránsito y período de diseño
MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO

1665. Seempleaelnúmerodeejessimplesequivalentesde
80kNenelcarrildediseñoduranteelperíododediseño,
elcualsepuedeobtenerdedosmaneras:
—Introduciendoelespectrodecargas,juntocon
informaciónsobreelnúmerodedíasdelañocon
tránsito,latasadecrecimientoanualdeltránsitoy
elperíododediseñodelpavimento
—Introduciendodirectamenteelnúmerodeejes
simplesequivalentes
MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Tránsito y período de diseño

1666. Lapantalladalaoportunidaddeefectuar
correccionespormovimientolateraldeltránsitosobre
lacalzadayporelefectodereposoentreaplicaciones
sucesivasdecargaporeje
Losvaloresincluidospordefectoson5y2
respectivamente
MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Tránsito y período de diseño

1667. MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Características de las capas granulares y de la subrasante

1668. Sedebeingresarobligatoriamenteelmódulodela
subrasante(E
3)yelespesordelascapasgranulares(h
2)
Sepuedeincluirunvalorpromediodelmódulodelas
capasgranulares(E
2)opermitirqueelprogramalo
calculecon50%deconfiabilidadmediantelaexpresión:
(E
2= 0.2* h
2
0.45
*E
3)
MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Características de las capas granulares y de la subrasante

1669. Sepermiteaumentarlaconfiabilidada85%o95%
SeasignapordefectounarelacióndePoissonde0.35,
peropuedesermodificada
Sepuedeingresarunafórmulapropiasobreelcriterio
dedeformacióndelasubrasanteoemplearlasfórmulas
SHELLpara50%,85%o95%deconfiabilidad
MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Características de las capas granulares y de la subrasante

1670. MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Composición de la mezcla asfáltica y fatiga

1671. Sedebeingresarlainformacióncorrespondientea
losvolúmenesdeagregados,asfaltoyvacíosdela
mezclacompactada(essuficienteingresar2delos3
datos)
Sedebeincluirlaecuacióndefatigadelamezcla
compactada,lacualpuedeserpropiaolaque
suministraelmétodopordefecto
ElvalorN
fateselnúmerodeciclosparaelcualel
stiffnessdecreceun50%desuvalororiginal
MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Composición de la mezcla asfáltica y fatiga

1672. Stiffness de la mezcla asfáltica y espesor de capas asfálticas
MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO

1673. Elmódulodelamezclasepuedealimentarde3
maneras:
—Ingresandosuvalorparalascondiciones
realesdetemperaturaydetiempode
aplicacióndecarga
—Incorporandoelstiffnessdelasfalto(S
bit)para
lasmismascondiciones
—Incorporandolosdatosbásicosde
comportamientodelasfaltoenvejecido
(puntodeablandamientoypenetración)
MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Stiffness de la mezcla asfáltica y espesor de capas asfálticas

1674. LarelacióndePoissondelamezclaesde0.35por
defecto,peropuedesermodificada
Elespesoradoptadodecapasasfálticasparael
primertanteodediseñoes,pordefecto,0.2m
MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Stiffness de la mezcla asfáltica y espesor de capas asfálticas

1675. Cálculo del espesor de diseño de las capas asfálticas
Semarcanlasopciones―Results”y―Calculate”
Apareceunmensajeofreciendolaposibilidadde
salvarlainformación
Elprogramarealizaloscálculosdeesfuerzosy
deformacionesparaelmodelodepavimentocreado
paraelprimertanteoycomparalosresultadosconlos
criteriosdefallaintroducidos
Sinohaycoincidencia,efectúalasiteraciones
necesariashastaobtenerelespesorapropiadodecapas
asfálticas
MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO

1676. MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Cálculo del espesor de diseño de las capas asfálticas

1677. INFORME DE DISEÑO DE ESPESORES
MÉTODO SHELL 1998 (SPDM 3.0)

1678. DISEÑO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
PARA CALLES Y CARRETERAS
DISEÑO DE
PAVIMENTOS SOBRE
SUELOS BLANDOS

1679. Lossuelosblandosdesubrasantesuelenpresentar
problemas,tantoparalaconstruccióncomoparael
comportamientodelpavimento,razónporlacualse
suelerecomendar(i)suremociónysureemplazopor
materialesseleccionadosderellenoo(ii)emplearalgún
tratamientodeestabilización
Sielretirototaldelacapablandaesposible,el
materialseleccionadodereemplazoconstituyelanueva
subrasanteyelpavimentosediseñaporalgúnmétodo
convencional,apartirdelarespuestadelnuevomaterial
DISEÑO DE PAVIMENTOS
SOBRE SUELOS BLANDOS

1680. Cuandoelreemplazototaldelacapablandanoresulta
práctico,seacostumbramejorarlascondicionesdelsuelo
mediantediferentesalternativas,entreellas:
—lacolocacióndeunacapadematerialgranular
gruesodetamañossurtidos(rajón),hastalograrun
soporteconsistente
—lainstalacióndeunelementoqueayudeadistribuir
mejorlosesfuerzossobreelsuelopreviniendofallas
localesporcorte(geomalla),acompañadoonodeotro
elementoquesepareelsueloblandodelascapas
granularesdelpavimento(geotextil)
DISEÑO DE PAVIMENTOS
SOBRE SUELOS BLANDOS

1681. DISEÑO DE PAVIMENTOS
SOBRE SUELOS BLANDOS
COLOCACIÓN DE UNA CAPA DE MATERIAL
GRANULAR GRUESO (RAJÓN)

1682. Cuandoseemplealacapaderajón,eldiseñador
escogeunespesorefectivodeéste(generalmenteentre
200y300mm)
Acontinuación,partiendodelmóduloresilientedela
subrasanteydelespesorefectivodelrajón,secalculael
valordelmódulodelsistemabicapaconstituidoporel
rajónylasubrasante
Tomandocomobaseelmódulodelbicapa,sediseña
elpavimentoempleandoalgúnmétodoconvencional
DISEÑO DE PAVIMENTOS
SOBRE SUELOS BLANDOS
COLOCACIÓN DE UNA CAPA DE MATERIAL
GRANULAR GRUESO (RAJÓN)

1683. DISEÑO DE PAVIMENTOS
SOBRE SUELOS BLANDOS
Cuandoseempleangeomallas,seaplicancriterios
empíricosdediseñosugeridosporsusfabricantes,
basadosenlaconsideracióndequeellasdistribuyen
mejorlosesfuerzosdeltránsitosobreelsuelo,
permitiendodisminucionesdelespesordelpavimento,
respectodelrequeridosobreelsuelosinreforzar
USO DE GEOMALLAS

1684. DISEÑO DE PAVIMENTOS
SOBRE SUELOS BLANDOS
EJEMPLO DE SOFWARE PARA DISEÑO DE PAVIMENTO,
ELABORADO POR UN FABRICANTE DE GEOMALLAS
USO DE GEOMALLAS

1685. DISEÑO DE PAVIMENTOS
RÍGIDOS PARA CALLES Y
CARRETERAS

1686. CONTENIDO
MétododediseñoPCA
MétododediseñoPCAsimplificado
Diseñodejuntas

1687. Losestudiosteóricosdelcomportamientodelosasy
losdesarrollosrecientesdeanálisisdeesfuerzosy
deformacionesenpavimentosrígidos
Pavimentosexperimentalessometidosatránsito
controlado,comolosdeBates,Pittsburg,Marylandy
AASHO
Elestudiodelcomportamientobajoserviciode
pavimentosnormalmenteconstruidos,sometidosa
tránsitomixto,elcualhaconstituidolamayorfuentede
conocimiento
DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
PARA CALLES Y CARRETERAS
BASES DE LOS CRITERIOS ACTUALES PARA EL
DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS

1688. MÉTODOS DE DISEÑO
MÉTODO DE DISEÑO
PCA

1689. MÉTODO DE DISEÑO PCA

1690. MÉTODO DE DISEÑO PCA
Generalidades
Publicadoen1966yactualizadoen1984
Esaplicablea:
—Pavimentosdeconcretosimpleconjuntas
—Pavimentosdeconcretoreforzadoconjuntas
—Pavimentosconrefuerzocontinuo

1691. MÉTODO DE DISEÑO PCA
Generalidades
Losesfuerzosydeflexionescríticassehancalculado
ycombinadoconcriteriosdediseño,paradesarrollar
tablasygráficasdediseño
Loscriteriosdediseñoconsideran:
—Análisisdefatiga
—Análisisdeerosión

1692. Reconocequeelpavimentopuedefallarporfatiga
delconcreto
Sebasaenelcálculodeesfuerzosporcargasenel
bordedelaslosas,amediocaminoentrejuntas
transversales
MÉTODO DE DISEÑO PCA
ANÁLISIS DE FATIGA

1693. Losesfuerzosdebidosalalabeonoson
consideradoseneldiseño
Lamagnituddelosesfuerzoscríticossereducesi
lasbermasseanclanalpavimento
Elanálisisdefatigacontrolalosdiseñosde
pavimentosdelgadosparabajotránsito,
independientementedeltipodetransferenciadecarga
enlasjuntastransversales
MÉTODO DE DISEÑO PCA
ANÁLISIS DE FATIGA

1694. Laresistenciaalafatigasebasaenlarelaciónde
esfuerzos:
Seconsideraquelaresistenciaafatiganoconsumidapor
unacargaquedadisponibleparaserconsumidaporlas
repeticionesdeotrascargas(LeydeMiner)
MÉTODO DE DISEÑO PCA
ANÁLISIS DE FATIGAconcretodelroturadeMódulo
ejeporcargalaporproducidoEsfuerzo

1695. MÉTODO DE DISEÑO PCA
ANÁLISIS DE FATIGA

1696. Consideraqueelpavimentofallaporbombeo,por
erosióndelsoporteyporescalonamientodelasjuntas
Ladeflexiónmáscríticaocurreenlaesquinadela
losa,cuandolacargaestásituadaenlajunta,en
cercaníasdelaesquina
MÉTODO DE DISEÑO PCA
ANÁLISIS DE EROSIÓN

1697. Ladeflexiónenlaesquinadelalosasereducesila
bermaestáancladaalpavimentoosilalosaeslo
suficientementeanchacomoparaquelasllantas
circulenlejosdelbordedelalosa
Elanálisisdeerosióncontrolaeldiseñodelos
pavimentosespesosparatránsitomedioypesado
cuandolatransferenciadecargaesportrabazónde
agregadosycontrolaeldiseñoparatránsitopesado
cuandolatransferenciaesporvarillas
MÉTODO DE DISEÑO PCA
ANÁLISIS DE EROSIÓN

1698. FACTORES DE DISEÑO DEL PAVIMENTOFactor Medida
Soporte Módulodereacción(k)delasubrasanteodelconjunto
subrasante - subbase, si esta última se coloca
Resistencia del concretoResistenciadetracciónporflexiónconcargaenlos
terciosmedios.Seutilizaunaresistenciadediseñoa28
díasdecuradodelamezclaysedenominamódulode
rotura.
Cargas del tránsito Se debe conocer el espectro de cargas por eje y
proyectarlo durante el periodo de diseño del pavimento.
Las cargas incluyen un factor de seguridad según la
intensidad del tránsito (1.0, 1.1, 1.2)
Otros factores Tipodetransferenciadecargaenjuntastransversales.
Presencia de bermas de concreto ancladas al pavimento
MÉTODO DE DISEÑO PCA

1699. CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Laresistenciadecadasuelosedebeexpresaren
términosdelmódulodereacción(k)
Noserequiererealizarcorreccionesde―k‖por
efectosestacionales
Sepermiteladeterminaciónde―k‖porcorrelación
conelCBRCBR (%) 3 4 5 8 10 20
k (pci)100120140175200250
MÉTODO DE DISEÑO PCA
Soporte del pavimento

1700. Lacolocacióndeunasubbaseparaprevenirel
bombeo(granularoestabilizada)yparabrindarun
apoyomásuniformealaslosas,setraduceenun
incrementodelmódulodereaccióndelsoporte(k),
elcualseaprovechaeneldiseñodelespesordelas
losas
MÉTODO DE DISEÑO PCA
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Soporte del pavimento

1701. MÉTODO DE DISEÑO PCA
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Soporte del pavimento

1702. Losesfuerzosquesufreunpavimentorígidobajo
cargasondecompresiónytensión
Losesfuerzosdecompresiónsonmuybajosrespecto
delaresistenciaalacompresióndelconcreto
Losesfuerzosdetensiónpuedenrepresentaruna
fracciónimportantederesistenciaaflexión,razónpor
lacualsonéstoslosqueseconsideraneneldiseñodel
pavimento
MÉTODO DE DISEÑO PCA
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Resistencia del concreto

1703. MÉTODO DE DISEÑO PCA
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Resistencia del concreto a flexión

1704. Eldiseñohaceusodelvalordefatigadelconcreto
bajoflexiónrepetida
Elcriteriodefatigasebasaenlahipótesisdequela
resistenciaafatiganoconsumidaporlasrepeticiones
deunadeterminadacargaquedadisponibleparalas
repeticionesdelasdemás
Elconsumototaldefatiganodeberáexcederde
100%
Laecuacióndefatigaestáincorporadaenlas
gráficasdediseño
MÉTODO DE DISEÑO PCA
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Resistencia del concreto

1705. Elmétodoexigeelconocimientodelespectrode
cargasporeje,discriminadoportipodeeje(simple,
tándem,triple)
Elespectroactualdebeproyectarsealfuturode
acuerdoconlatasadecrecimientoanualdetránsito,
paradeterminarelnúmeroesperadodeaplicacionesde
cadagrupodecargaporejeduranteelperiododediseño
que,generalmente,es20años
MÉTODO DE DISEÑO PCA
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Cargas del tránsito

1706. Lasmagnitudesdelascargasporejesedeben
afectarporunfactordeseguridad:
—Víasconunflujoimportantedetránsito
pesado,FSC=1.2
—Víasconmoderadovolumendetránsitode
vehículospesados,FSC=1.1
—Víasresidencialesyotrasconbajovolumen
detránsito,FSC=1.0
MÉTODO DE DISEÑO PCA
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Cargas del tránsito

1707. I-Tipodetransferenciadecargaenlasjuntas
transversales
Elmétodoconsideradossistemas:
—Porvarillasparalatransferenciadecarga(pasadores)
—Portrabazóndeagregados
MÉTODO DE DISEÑO PCA
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Otros factores

1708. I-Tipodetransferenciadecargaenlasjuntas
transversales
Lainclusióndevarillasparalatransferenciade
carga(pasadores)enlajuntastrasversalesde
contracciónmejoraelcomportamientodelpavimento
enrelaciónconlaposibilidaddefallapor
escalonamiento,enparticularcuandolosvolúmenesde
tránsitosonelevados
MÉTODO DE DISEÑO PCA
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Otros factores

1709. I-Tipodetransferenciadecargaenlasjuntas
transversales
MÉTODO DE DISEÑO PCA
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Otros factores
VARILLAS DE TRANSFERENCIA

1710. I-Tipodetransferenciadecargaenlasjuntas
transversales
MÉTODO DE DISEÑO PCA
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Otros factores
TRABAZÓN DE AGREGADOS

1711. II-Usodebermasdeconcreto
Elempleodebermasdeconcretoancladasal
pavimentoproducealgunatransferenciadecargaque
dalugarareduccionesenlosesfuerzosdeflexiónyen
lasdeflexionesproducidasporlascargasdelos
vehículos,lascualessepuedentraducirenuna
disminucióndelespesordediseño
MÉTODO DE DISEÑO PCA
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Otros factores

1712. II-Usodebermasdeconcreto
MÉTODO DE DISEÑO PCA
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Otros factores

1713. TABLAS Y GRÁFICAS DE DISEÑO
MÉTODO DE DISEÑO PCA

1714. TABLAS Y GRÁFICAS DE DISEÑO
MÉTODO DE DISEÑO PCA

1715. TABLA PARA EL CÁLCULO DEL ESFUERZO EQUIVALENTE PARA
EJE SENCILLO EN UN PAVIMENTO SIN BERMAS DE CONCRETO (PARCIAL)
(EJE SIMPLE/EJE TÁNDEM)50 100 150 200 300 500 700
4.0 825/679 726/585 671/542 634/516 584/486 523/457 484/443
4.5 699/586 616/500 571/460 540/435 498/406 448/378 417/363
5.0 602/516 531/436 493/399 467/376 432/349 390/321 363/307
5.5 526/461 464/387 431/353 409/331 379/305 343/278 320/264
6.0 465/416 411/348 382/316 362/296 336/271 304/246 285/232
6.5 417/380 367/317 341/286 324/267 300/244 273/220 256/207
k combinado (lb/pg3)Espesor
losas(pg)
MÉTODO DE DISEÑO PCA

1716. GRÁFICA PARA ANÁLISIS DE FATIGA
MÉTODO DE DISEÑO PCA

1717. TABLA PARA EL CÁLCULO DEL FACTOR DE EROSIÓN PARA EJE
SIMPLE EN UN PAVIMENTO CON SISTEMA DE TRANSFERENCIA POR
VARILLAS Y SIN BERMAS DE CONCRETO (PARCIAL)
(EJE SIMPLE/EJE TÁNDEM)50 100 200 300 500 700
4.0 3.74/3.833.73/3.793.72/3.753.71/3.733.70/3.703.68/3.67
4.5 3.59/3.703.57/3.653.56/3.613.55/3.583.54/3.553.52/3.53
5.0 3.45/3.583.43/3.523.42/3.483.41/3.453.40/3.423.38/3.40
5.5 3.33/3.473.31/3.413.29/3.363.28/3.333.27/3.303.26/3.28
6.0 3.22/3.383.19/3.313.18/3.263.17/3.233.15/3.203.14/3.17
6.5 3.11/3.293.09/3.223.07/3.163.06/3.133.05/3.103.03/3.07
Espesor
losas(pg)
k combinado (lb/pg3)
MÉTODO DE DISEÑO PCA

1718. GRÁFICA PARA ANÁLISIS DE EROSIÓN
MÉTODO DE DISEÑO PCA

1719. MODELO DE HOJA DE CÁLCULOProyecto:
Espesor: cm Juntas con dovelas:
k
sist.: MPa/m Bermas de concreto:
f
ctM,k: MPa Período de diseño (años):
Fsc:
ANÁLISIS DE FATIGA ANÁLISIS DE EROSIÓN
CARGAS CARGAS NÚMERO NÚMERO CONSUMO NÚMERO DAÑOS POR
POR EJE POR EJE REPETICIONES REPETICONES DE FATIGA REPETICIONES EROSIÓN
(kN) x Fsc ESPERADAS ADMISIBLES (%) ADMISIBLES (%)
1 2 3 4 5 6 7
EJES SENCILOS Esf. equivalente: Factor de erosión:
Factor de relación de esfuerzo:
EJES TÁNDEM Esf. equivalente: Factor de erosión:
Factor de relación de esfuerzo:
EJES TRÍDEM Esf. equivalente: Factor de erosión:
Factor de relación de esfuerzo:
TOTAL TOTAL
MÉTODO DE DISEÑO PCA
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

1720. Inclusióndedatosdeentradaenlahojadecálculo
Espesordetanteodelosasdeconcreto
Módulodereaccióndelasubrasanteodelconjunto
subrasante-subbase
Móduloderoturapromediodelconcreto
MÉTODO DE DISEÑO PCA
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

1721. Inclusióndedatosdeentradaenlahojadecálculo
Factordeseguridaddecargaadoptado
Sistemadetransferenciadecargaenlasjuntas
transversales
Presenciaoausenciadebermasdeconcreto
Periododediseñodelpavimento
MÉTODO DE DISEÑO PCA
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

1722. Inclusióndedatosdeentradaenlahojadecálculo
Esfuerzoequivalenteparaejessimples,tomadodela
tablaquecorresponda(pavimentoconosinberma)en
funcióndelespesordetanteoydel―k‖dediseño
Relacióndeesfuerzosparaejessimples=Esfuerzo
equivalenteparaejessimples/Móduloderoturadel
concreto
Factordeerosiónparaejessimples,tomadodelatabla
quecorresponda,segúnlostiposdeconfinamientoy
transferenciadecarga,enfuncióndelespesordetanteoy
del―k‖dediseño
MÉTODO DE DISEÑO PCA
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

1723. Inclusióndedatosdeentradaenlahojadecálculo
Esfuerzoequivalente,relacióndeesfuerzosyfactorde
erosiónparaejestándemconunprocedimientosimilaral
delosejessimples
Inclusióndelespectrodecargaselegido(columna1)
MultiplicacióndecadavalordecargaxFSC(columna
2)
Inclusióndenúmeroderepeticionesesperadasdecada
cargaporeje(columna3)
MÉTODO DE DISEÑO PCA
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

1724. Análisisdefatiga
Paracadaunadelascargasporejesimpledela
columna2ylarelacióndeesfuerzosparaejessimples,
sedeterminaelnúmeroadmisiblederepeticionesde
cargaenlagráficadeanálisisdefatigaysecolocaen
lacasillacorrespondientedelacolumna4
Sielnúmeroderepeticionesadmisibleresulta
superiora10,000,000,seescribirá―ilimitado‖enla
casillacorrespondiente
MÉTODO DE DISEÑO PCA
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

1725. Análisisdefatiga
Seprocededemanerasimilarconlascargasporeje
tándem
Secalculaelconsumodefatigadecadaunadelas
cargasporejesimpleytándem,dividiendolosvalores
delacolumna3porlosvaloresdelacolumna4.Se
colocacadaresultadoenlacolumna5,comoporcentaje
Lasumadetodoslosvaloresdelacolumna5seráel
consumototaldefatiga,correspondientealespesorde
tanteoescogido
MÉTODO DE DISEÑO PCA
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

1726. Análisisdeerosión
Paracadaunadelascargasporejesimpledela
columna2yelfactordeerosiónparaejessimples,se
determinaelnúmeroderepeticionesadmisiblespor
esteconceptoenlagráficaquecorresponda(segúnsiel
pavimentotieneonobermasdeconcreto)ysecoloca
enlacasillacorrespondientedelacolumna6
Pararepeticionesmayoresde100,000,000,se
escribe―ilimitado‖
MÉTODO DE DISEÑO PCA
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

1727. Análisisdeerosión
Seprocededemanerasimilarconlascargasporeje
tándem
Secalculaeldañorelativoporerosión,relacionando,
enporcentaje,losvaloresdelascolumnas3y6
Secolocanlosvalorescalculadosenlacolumna7
Lasumadetodoslosvaloresdelacolumna7esel
dañototalporerosióncorrespondientealespesorde
tanteoescogido
MÉTODO DE DISEÑO PCA
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

1728. Análisisderesultados
Elespesordelosasescogidoparaeltanteose
considerainadecuadosielconsumototaldefatigao
eldañototalporerosiónsuperan100%
Enestecaso,serealizaotrotanteoconunespesor
delosasmayor
Silostotalessonmuchomenoresque100%,se
deberealizarotrotanteoconunespesormenor
MÉTODO DE DISEÑO PCA
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

1729. Análisisderesultados
Paradisminuirelnúmerodetanteos,elefectodel
espesorsobrelosdañosporfatigayerosiónseajustaa
unaproyeccióngeométrica
Porejemplo,sielconsumodefatigaparaunespesor
de20cmresultó178%yparaunode24cmfue33%,
elconsumodefatigapara22cmserá%7733*178
MÉTODO DE DISEÑO PCA
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

1730. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO
HOJA DE CÁLCULO CON TANTEO DE DISEÑO
MÉTODO DE DISEÑO PCA

1731. OTRAS POSIBILIDADES DEL MÉTODO DE LA PCA
Elmétodocontemplalaposibilidaddeincluircapas
desubbasedeconcretopobreeincluyegráficasde
diseñoparaello
Setieneencuentalapresenciadeejestriples,los
cualesseprocesanenunahojadecálculoextra
Seconsideraquecadaejetripleequivalea3ejes
simples,cadaunodeellosconunacargaigualala
tercerapartedelejetripleyseempleanlastablasy
escalasgráficascorrespondientesalosejessimplespara
loscálculosdefatigayerosión
MÉTODO DE DISEÑO PCA

1732. DISEÑO MEDIANTE PROGRAMAS DE CÓMPUTO
Existenprogramasdecómputoquerealizanlostanteos
congranrapidez,apartirdelosparámetrosbásicosde
diseño(ejemplo:programaBS-PCA)
MÉTODO DE DISEÑO PCA

1733. PROGRAMA BS-PCA
MÉTODO DE DISEÑO PCA
PANTALLA CON INFORMACIÓN SOBRE TRÁNSITO

1734. MÉTODO DE DISEÑO PCA
PANTALLA CON DATOS DE ENTRADA Y RESULTADOS
PROGRAMA BS-PCA

1735. MÉTODOS DE DISEÑO
MÉTODO DE DISEÑO
PCA SIMPLIFICADO

1736. Generalidades
Estemétodoseaplicacuandonosedisponededatos
sobreelespectrodecargas
LaPCAhageneradounastablasdediseñobasadas
envolúmenesdetránsitomixtoquerepresentan
diferentescategoríasdecallesycarreterasdelos
EstadosUnidosdeAmérica
Suaplicaciónenotrosmediosdebesercuidadosa,
debidoalasdiferenciasenlascostumbresdeltránsito,
enparticularlascargasmáximasporeje
MÉTODO SIMPLIFICADO DE DISEÑO PCA

1737. Generalidades
Eltránsitoyelsoportesecaracterizandemanera
diferentealmétodogeneraldelaPCA
Elmóduloderoturadelconcretoylascondiciones
detransferenciadecargayconfinamientolateralse
analizandelamismamanera
Losfactoresdeseguridaddecargaestán
incorporadosenlastablasdediseño,lascualeshan
sidoelaboradasparaunperiododediseñode20años
MÉTODO SIMPLIFICADO DE DISEÑO PCA

1738. CLASIFICACIÓN DEL TRÁNSITOTPD
(ADT)
* TPD
VC
(ADTT)
Ejes simples Ejes tándem
Calles residenciales
Carreteras secundarias de
tránsito bajo y medio
Calles colectoras
Carreteras secundarias de
mayor tránsito
Vias arterias de bajo tránsito
Vías arterias y carreteras
primarias de tránsito medio
3000-12000
(2 carriles)
Vias expresas de tránsito bajo y
medio
3000-50000
(4 carriles)
3000-20000
(2 carriles)
3000-150000
(4 carriles o
más)
Descripción de la vía
Tránsito Máximas cargas por eje, kips (t)
1
3
2
Categoría
Viasarteriasprimariasy
expresas de alto tránsito
25 ó -
500-5000+
1500-8000+
40 -1000
200-800
700-5000
CATEGORIAS DE CARGA POR EJE
34 (16) 60 (27)
26 (12) 44 (20)
22 (10) 36 (16)
30 (14) 52 (24)
4
* Se excluye todo vehículo de 2 ejes y 4 llantas
MÉTODO SIMPLIFICADO DE DISEÑO PCA

1739. ConsideracionessobreTPD(ADT)yTPDvc(ADTT)
TPD(ADT)eseltránsitopromediodiarioenambas
direcciones,elcualincluyetodoslosvehículos
TPDvc(ADTT)eseltránsitopromediodiarioen
ambasdirecciones,devehículoscomerciales(vehículos
con6omásllantas)
MÉTODO SIMPLIFICADO DE DISEÑO PCA
CLASIFICACIÓN DEL TRÁNSITO

1740. Consideraciones sobre TPD (ADT) y TPDvc (ADTT)
LosvaloresdeTPDyTPDvcqueseusanparael
diseñodebenservalorespromedioduranteelperiodode
diseño,porloquelosvaloresinicialesdebenser
afectadosporfactoresdeproyecciónquedependendela
tasaanualdecrecimientodeltránsito
MÉTODO SIMPLIFICADO DE DISEÑO PCA
CLASIFICACIÓN DEL TRÁNSITO

1741. CLASIFICACIÓN DEL SOPORTETipo de
soporte
Tipo de suelo Rango típico de k
(pci)
Bajo Suelo de grano fino donde predominan
partículas de limo y arcilla
75-120
Medio Arenasymezclasdegravayarena
concantidadesmoderadasde
partículas finas
130-170
Alto Arenasymezclasdegravasyarenas
relativamente libres de finos plásticos
180-220
Muy altoSubrasantes protegidas con
subbases tratadas con cemento
250-400
MÉTODO SIMPLIFICADO DE DISEÑO PCA

1742. PASOS PARA EL DISEÑO
Seeligeunacategoríadetránsito
Locorrectoesbasarseenladescripcióndeltipode
víaylascargasmáximasesperablesporeje,másque
enlosvaloresdeTPDyTPDvc,loscualeshansido
incluidosparailustrarvalorestípicos
Sedeterminaeltipodesoporte
MÉTODO SIMPLIFICADO DE DISEÑO PCA

1743. PASOS PARA EL DISEÑO
Seestablecenlascaracterísticasdetransferenciade
cargayconfinamientolateraldelpavimento
Seescogelatabladediseñoapropiadaparalos
parámetroscitados
Sehallaelespesordelosasdeconcretorequerido,
segúnelmóduloderoturadediseñodelamezcla
MÉTODO SIMPLIFICADO DE DISEÑO PCA

1744. EJEMPLO DE DISEÑO
MÉTODO SIMPLIFICADO DE DISEÑO PCA
Datosdelproblema
Víaarteriadedoscarriles
TPDdediseño=6,200vehículos
TPDvcdediseño=630vehículoscomerciales
Noseesperalaaccióndecargasinusualmentealtasobajas
Suelodesubrasantearcilloso(k=80lb/pg
3
)
Subbasegranularde4pulgadasdeespesor
Móduloderoturadelconcreto=650lb/pg
2
Transferenciadecagasporvarillas
Pavimentoconfinadoporbermadeconcreto

1745. MÉTODO SIMPLIFICADO DE DISEÑO PCA
EJEMPLO DE DISEÑO
Solución del problema
Considerandoeltipodevíayelhechodequeno
habrácargasexcepcionales,seescogelaCategoría3
detránsito
Paralacombinacióndesubrasanteysubbase
granular,enencuentraun―k‖combinadode120pci,
alcualcorrespondeunSoporteBajo
Seescogelatabladediseñoadecuadaalosdatos
delproblema(categoríadetránsito,tipode
transferenciadecargayexistenciadeconfinamiento)

1746. EJEMPLO DE TABLA DE DISEÑO DEL PAVIMENTOBajo Medio Alto Muy alto
6.5 83 320
7.0 52 220 550 1900
7.5 320 1200 2900 9800
8.0 1600 5700 13300
8.5 6900 23700
PAVIMENTO CON BERMAS DE CONCRETO
650
Módulo rotura
concreto (lb/pg2)
Espesor
losas (pg)
SOPORTE SUBRASANTE - SUBBASE
MÉTODO SIMPLIFICADO DE DISEÑO PCA

1747. MÉTODO SIMPLIFICADO DE DISEÑO PCA
EJEMPLO DE DISEÑO
Solución del problema(cont.)
Paraunmóduloderoturade650psi,latabla
muestraque
—7.5pulgadasdelosassoportanunTPDvchasta
de320vehículoscomerciales
—8.0pulgadasdelosassoportanunTPDvchasta
de1600vehículoscomerciales
ComoelTPDvcdelproblemaes630,seconcluye
queelespesordelosasrequeridoes8.0pulgadas

1748. CAPACIDAD DE SOPORTE
SENSIBILIDAD DE LOS FACTORES DE DISEÑO
Siseduplicaelmódulodereaccióndediseño,se
lograunadisminuciónmediade2cmenelespesorde
losassielsoporteesbajoomedio
Ladisminuciónesdelordende1cmparasoportes
demejorcalidad

1749. SENSIBILIDAD DE LOS FACTORES DE DISEÑO
RESISTENCIA DE DISEÑO DEL CONCRETOTránsito Junta Resistencia del concreto
Sin pasadores
No tiene influencia. El control lo ejerce la
erosión
Con pasadores
En promedio, un aumento de 3 kg/cm2 reduce
1 cm el espesor
Liviano a
medio
Con y sin pasadores En promedio, un aumento de 3 kg/cm2
disminuye 1 cm el espesor
Medio a
muy
pesado
BERMA PAVIMENTADA EN CONCRETO
Suconsideraciónpermitedisminuir,enpromedio,3cm
elespesordelpavimento

1750. COLOCACIÓN DE PASADORES EN JUNTAS TRANSVERSALESTránsito Resistencia del concreto Efecto de los pasadores
Alta Permite reducir el espesor en 5 cm
Media y baja Permite reducir el espesor en 2 cm
Alta Permite reducir el espesor de 2 a 3 cm
Media y baja No influye
Liviano a medioAlta a baja No influye
Liviano Alta a baja No influye
Pesadoymuy
pesado
Medio
SENSIBILIDAD DE LOS FACTORES DE DISEÑO

1751. ELEMENTOS AUXILIARES
DISEÑO DE JUNTAS EN
PAVIMENTOS RÍGIDOS

1752. FUNCIONES DE LAS JUNTAS DE LOS PAVIMENTOS RÍGIDOS
Controlarelagrietamientotransversalylongitudinal
generadoporlacontracciónrestringidadelconcretoy
porlosefectoscombinadosdelalabeoylascargasdel
tránsito
Permitirlosmovimientosdelaslosas
Asegurarunaadecuadatransferenciadecarga
Proveerespacioparaelmaterialdesello
DISEÑO DE JUNTAS

1753. FISURACIÓN INICIAL DEL CONCRETO
Lacontraccióngeneradadurantelasprimerashoras
devidadelpavimento,acausadelareducciónde
volumenytemperaturadelconcreto,generafricción
entreelpavimentoyelsoporte
Estafricciónproduceesfuerzosdetracciónque
causanunpatróndefisuramientotransversala
intervalosdelordende10a45metros
DISEÑO DE JUNTAS

1754. Debidoalaaccióndegradientestérmicos,los
segmentosenloscualessehadivididoelpavimento
tiendenaalabearse,generándoseesfuerzosdeflexión
proporcionalesalalongituddelossegmentos,los
cualesexcedenelmóduloderotura,dandolugarala
aparicióndefisurasintermedias
Elprocesosesiguerepitiendohastaquelas
dimensionesdelossegmentosseantales,quela
magnituddelesfuerzogeneradoporelgradiente
térmicoresulteinferioralmóduloderoturadelconcreto
DISEÑO DE JUNTAS
FISURACIÓN INICIAL DEL CONCRETO

1755. FISURACIÓN INICIAL DE UN PAVIMENTO RÍGIDO TÍPICO SIN JUNTAS
DISEÑO DE JUNTAS

1756. PROPÓSITO DEL PROYECTO DE JUNTAS
Determinarlasdimensionesdelaslosasque
conduzcanalaformamáseconómicadecontrolarla
fisuracióntransversalylongitudinaldebidaacambios
volumétricosdelconcretoyalalabeorestringido
DISEÑO DE JUNTAS

1757. TIPOS DE JUNTAS EN PAVIMENTOS RÍGIDOS
DISEÑO DE JUNTAS

1758. TIPOS DE JUNTAS EN PAVIMENTOS RÍGIDOS
DISEÑO DE JUNTAS

1759. TIPOS DE JUNTAS EN PAVIMENTOS RÍGIDOS
DISEÑO DE JUNTAS

1760. DISEÑO DE JUNTAS
TIPOS DE JUNTAS EN PAVIMENTOS RÍGIDOS

1761. DIMENSIONES MÍNIMAS DE LOS PASADORES DE CARGA
PCA (1975)mm pg
160-180 22,2 7/8 350 300
190-200 25,4 1 350 300
210-230 28,6 1 1/8 400 300
240-250 31,8 1 1/4 450 300
260-280 34,9 1 3/8 450 300
290-300 38,1 1 1/2 500 300
diámetro del pasador *Espesor del
pavimento (mm)
longitud
(mm)
separación entre
centros (mm)
DISEÑO DE JUNTAS

1762. Existeunareglasegúnlacualeldiámetrodelavarilla
nopuedesermenorde1/8delespesordelalosa(PCA,
1975)
LaPCA(1991)recomiendadiámetrosde1y¼‖para
espesoresdelosamenoresde250mmy1y½‖‖para
espesoresigualesomayoresa250mm
Existenrecomendacionessegúnlascualeslaslosasde
menosde170mmnorequierenpasadores,debidoaque
correspondenavíasdetránsitoliviano
DISEÑO DE JUNTAS
DIMENSIONES MÍNIMAS DE LOS PASADORES DE CARGA

1763. RECOMENDACIONES SOBRE VARILLAS DE ANCLAJE GRADO 60 EN
LAS JUNTAS LONGITUDINALES DE PAVIMENTOS RÍGIDOSCarril 3.05 mCarril 3.35 mCarril 3.65 m Carril 3.05 mCarril 3.35 mCarril 3.65 m
150 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20
175 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20
200 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20
225 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20
250 1,20 1,15 1,10 1,20 1,20 1,20
850 1000
Espesor
losa
(mm)
varillas de 1/2" varillas de 5/8"
Separación entre centros (m)Long
(mm)
Long (mm) Separación entre centros (m)
No se deben colocar varillas de anclaje a menos de 38 cm de la junta transversal
DISEÑO DE JUNTAS

1764. SEPARACIÓN ENTRE JUNTAS
Losregistroslocalesdecomportamientoconstituyenla
mejorguíaparaestablecerlaseparaciónentrejuntasque
controlenefectivamentelosagrietamientostransversaly
longitudinal
Lajuntaslongitudinalesdepavimentosrígidosdecallesy
carreterassuelencumplirladoblefuncióndedividirel
pavimentoencarrilesydecontrolarlasfisuraslongitudinales
Laseparaciónentrejuntastransversalesdecontracción,que
determinalalongituddelaslosas,debegarantizarquela
aberturadelajuntanoseaexcesivasilatransferenciadecarga
esportrabazóndeagregados
DISEÑO DE JUNTAS

1765. RECOMENDACIONES SOBRE LONGITUDES MÁXIMAS DE
LOSAS EN PAVIMENTOS DE CONCRETO SIMPLE
DISEÑO DE JUNTAS

1766. EJEMPLO DE APLICACIÓN DEL CRITERIO FHWA
LONGITUDES DE LOSA RESULTANTES PARA UN RANGO NORMAL DE
ESPESORES DE LOSAS Y MÓDULOS DE RELACIÓN DE SOPORTE DE
MANERA QUE L/l = 5l (pg) L (pie) l (pg) L (pie) l (pg) L (pie)
9 42.0 17.5 35.3 14.7 25.0 10.4
13 55.3 23.0 46.5 19.4 32.9 13.7
k=100 pci k=200 pci k=800pciEspesor de losa (pg)
Deacuerdoconlatabla,silossoportessonrígidos
(subbasesestabilizadas)lalongituddelaslosasdebeser
menor
—Delordende12piesparalosasde9pulgadasde
espesor,ydelordende15piesparalosasde13
pulgadas
DISEÑO DE JUNTAS

1767. COMPARACIÓN DE LONGITUDES MÁXIMAS DE LOSAS
SEGÚN DIVERSOS CRITERIOS
(espesor = 9 pulgadas)Criterio
FAA
PCA
Fordyce
L= 2x9 = 18 pies (5.5 m)
L=25*9/12 = 18.75 pies (5.7 m)
depende del tipo de agregado grueso
FHWA
Longitud máxima
k= 100 pci; L = 17.5 pies (5.3 m)
k= 200 pci; L = 14.7 pies (4.5 m)
k= 800 pci; L = 10.4 pies (3.2 m)
DISEÑO DE JUNTAS

1768. Lasjuntastienenporfinalidadayudarala
construcciónyminimizarlosagrietamientosaleatorios
delpavimento
Sedebetenerencuentaqueelconcretotiendesiempre
atomarlaformacuadrada
Laslosaslargasyestrechastiendenaagrietarsemás
quelaslosasaproximadamentecuadradas
Larelaciónlargo/anchonodeberíaexcederde1.4
RECOMENDACIONES GENERALES PARA LA DISPOSICIÓN
DE JUNTAS EN PAVIMENTOS DE CONCRETO SIMPLE
DISEÑO DE JUNTAS

1769. Laslosasdelgadassetiendenaagrietaramenores
intervalosquelaslosasespesas
Losladosdelaslosasenlaszonasdegironodeben
tenermenosde45cm
Sedebenhacerajustesmenoresenladistribuciónde
juntasdondehayasumiderosopozosdeinspeccióny
laslosasdondeellosquedenincluidossuelenarmarse
enlapartesuperior
DISEÑO DE JUNTAS
RECOMENDACIONES GENERALES PARA LA DISPOSICIÓN
DE JUNTAS EN PAVIMENTOS DE CONCRETO SIMPLE

1770. EJEMPLO DE DISTRIBUCIÓN DE JUNTAS EN
PAVIMENTOS DE CONCRETO SIMPLE
DISEÑO DE JUNTAS
reforzadas

1771. EJEMPLO DE DISTRIBUCIÓN DE JUNTAS EN
PAVIMENTOS DE CONCRETO SIMPLE
DISEÑO DE JUNTAS
reforzadas

1772. EJEMPLO DE DISTRIBUCIÓN DE JUNTAS EN
PAVIMENTOS DE CONCRETO SIMPLE
DISEÑO DE JUNTAS

1773. EJEMPLOS DE DISPOSICIÓN DE JUNTAS AISLADORAS
EN PAVIMENTOS DE CONCRETO SIMPLE
DISEÑO DE JUNTAS

1774. DISEÑO DE JUNTAS
REFUERZO DE LOSAS DE FORMA IRREGULAR O CON
ESTRUCTURAS FIJAS EN SU INTERIOR

1775. ESQUEMA DE TRANSICIÓN ENTRE PAVIMENTOS
ASFÁLTICO Y RÍGIDO
DISEÑO DE JUNTAS

1776. DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
Lasjuntasdebenserselladasparaminimizarla
infiltracióndeaguasuperficialydemateriales
incompresiblesdentrodeellas
Lascaracterísticasrequeridasdeunselladorson
diferentesparalosdistintostiposdejuntas.Un
selladorparaunajuntalongitudinalnorequieresertan
elásticocomoparaunajuntatransversal
DISEÑO DE JUNTAS

1777. DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
Lasdimensionesdelascajasdelasjuntassonun
factorimportanteenlaselecciónycomportamientode
losselladores
Lasdimensionesdelascajasseestablecenpara
ayudaralosmaterialesselladoresasoportarlos
movimientosdeaperturaycierredelasjuntas
Lasestimacionesdelosmovimientosdelasjuntas
transversalessehacenconlaecuación:
DISEÑO DE JUNTAS
DL = CL ( aDt + d)

1778. DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
Elanchodelacajaparaalojarelsellodebesercomo
mínimode6mmycomomáximode10mm
Elanchodecorteconlasierraylaprofundidadde
insercióndelcordónderespaldodeterminanlaforma
delsellador
Elfactordeforma(relaciónprofundidad/ancho)es
críticoparaeléxitoalargoplazodelosselladores
líquidos
DISEÑO DE JUNTAS
Cajas para selladores líquidos

1779. DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
DISEÑO DE JUNTAS
Cajas para selladores líquidos
Losmovimientosdeexpansiónycontraccióndelas
losasinducendeformacionesenelmaterialdeselloy
tensionesensusáreasdeadherenciaconlacaja
Unfactordeformamenorde1.0producetensiones
másbajasenelsellador,loqueminimizalapérdidade
adherenciaconlasparedesdelajunta

1780. DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
Cajas para selladores líquidos
DISEÑO DE JUNTAS

1781. DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
Cajas para selladores líquidos
Losselladoreslíquidosdevertidoencaliente
soportanhastaun20%dealargamientoconrespectoa
suanchooriginal,mientraslassiliconasyotros
materialesdebajomódulosoportanhastael100%
Enconsecuencia,elselladorsedebeescogerde
acuerdoconsualargamientomáximoesperadoacausa
delaretraccióndelconcreto
DISEÑO DE JUNTAS

1782. DL = CL ( aDt + d)
DL = 0.8*4*1000 ( 10
-5
*25+ 0.00045) = 2.24 mm
DISEÑO DE JUNTAS
DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
Cajas para selladores líquidos
Ejemplo
Sisetienenlossiguientesdatos:
C=0.8;L=4metros;α=10
-5
;ΔT=25ºCy
δ=0.00045:
Yseemplealaecuación:
Seobtienelasiguienteaberturamáximadelajunta:

1783. DeacuerdoconrecomendacionesdeACPA,elancho
mínimodelacajaparaalojarelsellodebeserde6mm
Comosegúnelejemplo,laaberturadelajuntaseráde
2.24mm,despuésdelacontraccióndelconcretoel
reservoriotendráunanchode6.0+2.24=8.24mm,lo
quehacequeelmaterialdesellodebatenerun
porcentajedealargamientomayorde2.24/6.0=0.37(37
%),conelfindesoportar,sindesprenderse,el
movimientodelajuntaensentidohorizontal
DISEÑO DE JUNTAS
DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
Cajas para selladores líquidos

1784. DISEÑO DE JUNTAS
Cajas para selladores líquidos
DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS

1785. DISEÑO DE JUNTAS
Cajas para selladores preformados
DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
Losselladorespreformadossecolocanparapermanecer
encompresióndentrodelajuntadurantesuvidaútil,aun
cuandolajuntaestéabiertaasumáximaanchura
Elloesnecesarioparamantenerlapresióndecontacto
requeridaentrelajuntayelsellador,demaneraqueéste
seconserveensulugar
Silajuntaseabrehastaunanchomayorqueeldel
sellador,éstefallará,porcuantocaerádentrodelajuntao
seráexpulsadoporeltránsito

1786. DISEÑO DE JUNTAS
Cajas para selladores preformados
DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
Esmuyimportanteelegireltamañocorrectode
selladoryqueéstemantengasuspropiedadeselásticas
Elselladordebepermanecerencompresión,
transmitiendoesfuerzosalascarasdelajuntaatravés
desusnervaduras
Silajuntasehacemuyestrechaylosesfuerzosde
compresiónsobreelselladorsonmuyaltos,éstepierde
suelasticidadyelsellofallacayendoalfondodela
juntaosiendoexpulsadodeésta

1787. DISEÑO DE JUNTAS
Cajas para selladores preformados
DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS

1788. DISEÑO DE JUNTAS
Procedimientoparaelegireltamañodelsellador
preformado
DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
Elprimerpasoconsisteencalcularlaaberturaque
puedetenerlajunta:DL = CL ( aDt + d)
Determinadaslasaberturasmáximaymínimadela
junta,seestableceelrangodetrabajodelsellador,de
maneraqueésteseencuentrecomprimidoporlomenos
20%,peronomásde60%
Estimadoelrangodetrabajo,sedeterminaelancho
querequiereelsellador

1789. DISEÑO DE JUNTAS
Ejemplodecálculodeltamañodelselladorpreformado
DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
Datos:
–Temperatura en el instante de colocar el sellador = 28 ºC
–Temperatura máxima del pavimento = 45 ºC
–Temperatura mínima del pavimento = 0 ºC
–Longitud de losa = 4.50 metros
–Coeficiente de dilatación térmica del concreto (α) = 10
-5
/º C
–Coeficiente de contracción por secado (δ) = 0.00045
–Factor de ajuste por fricción = 0.8

1790. DISEÑO DE JUNTAS
Ejemplodecálculodeltamañodelselladorpreformado
DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
Determinacióndelamayoraberturadelajunta(frío):
DL = 0.8*4.5*1000 [10
-5
*(28 -0)+ 0.00045] = 2.63 mm
DL = 0.8*4.5*1000 [10
-5
*(45 -28)+ 0.00045] = 2.23 mm
Determinacióndelamenoraberturadelajunta(calor):
Sielanchodecortedelajuntaes10mm,lasaberturas
máximaymínimadelacajaserán:
D máx. = 10 + 2.63= 12.63 mm
D mín. = 10 -2.23= 7.77 mm

1791. DISEÑO DE JUNTAS
Ejemplodecálculodeltamañodelselladorpreformado
DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
Determinacióndelrangodetrabajodelsellador
preformado
–Sielsellodebepermanecercomprimidonomenosde
20%cuandolajuntaestáabierta,nimásde60%cuando
estácerrada,surangodetrabajosedeterminaasí:
Ancho máximo del sello = Ancho mínimo de junta*5.0
Ancho mínimo del sello = Ancho máximo de junta*1.2

1792. DISEÑO DE JUNTAS
Ejemplodecálculodeltamañodelselladorpreformado
DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
Determinacióndelrangodetrabajodelsellador
preformado
Ancho máximo del sello = 7.77*5.0 = 38.9 mm
Ancho mínimo del sello = 12.63*1.2 = 15.2 mm

1793. DISEÑO DE JUNTAS
Ejemplodecálculodeltamañodelselladorpreformado
DISEÑO DEL SELLO DE LAS JUNTAS
Determinacióndelanchodelselladorpreformado
–Uncriterioestomarelpromediodeestosdosextremos
(27mm),aunqueunareglageneralestomareldobledel
anchodecorteenelmomentodesellado,sicumplelos
criteriosdelcálculo.Deacuerdoconestaregla,elancho
sería10*2=20mm(3/4‖)ysurangodetrabajo:
Máximo = 20 –0.2*20 = 16 mm (20% de compresión)
Mínimo = 20 –0.6*20 = 8 mm (60% de compresión)

1794. DISEÑO DE PAVIMENTOS DE
ADOQUINES

1795. CONTENIDO
Ventajasydesventajasdelospavimentosdeadoquines
Trabazónenlospavimentosarticulados
MétododediseñoICPI

1796. DISEÑO DE PAVIMENTOS DE ADOQUINES
VENTAJAS Y
DESVENTAJAS DE LOS
PAVIMENTOS DE
ADOQUINES

1797. VENTAJAS DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES
Porserelaboradosconunconcretooladrillodealtaresistencia,
losadoquinespresentanaltaresistenciaalascargasconcentradas,
alaabrasiónyalosagentesatmosféricos.Además,noson
afectadosporlosproductosderivadosdelpetróleo
Porelreducidotamañodelosbloques,elpavimentonoestá
sujetoalosesfuerzosporcambiostérmicosqueafectanalos
pavimentosrígidosyseacomodanfácilmenteapequeños
asentamientosdelsoporte
Losadoquinessonreutilizablescuandoserequieresuremoción
paraejecutartrabajossubterráneos
Suconstrucciónpuedeemplearmanodeobranocalificadasino
sedesealainstalaciónmecánica
INTRODUCCIÓN

1798. DESVENTAJAS DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES
Debidoalainnumerablecantidaddejuntasqueposee
elpavimento,lacirculaciónesincómodaysetraduceen
mayorescostosdeoperaciónvehicularenrelacióncon
otrasalternativasdepavimento
INTRODUCCIÓN

1799. DISEÑO DE PAVIMENTOS DE
ADOQUINES
TRABAZÓN EN LOS
PAVIMENTOS
ARTICULADOS

1800. Trabazónvertical
Selograportransferenciadecortanteentrebloques
vecinosatravésdelaarenapresenteenlasjuntas
Trabazónrotacional
Lamantienenlosadoquinessitienensuficiente
espesor,siseencuentranmuycercanosentresíysi
estánconfinadosporunsardinelquerestrinjalas
fuerzaslateralesdelasruedasdelosvehículos
TRABAZÓN EN LOS PAVIMENTOS
ARTICULADOS

1801. Trabazónhorizontal
Selogra,fundamentalmente,medianteunadecuado
ensambledelosadoquinesquedisperselasfuerzasde
frenado,aceleraciónygirodelosvehículos
Elensamblemásefectivoeseldeespinadepez
TRABAZÓN EN LOS PAVIMENTOS
ARTICULADOS

1802. TRABAZÓN EN LOS PAVIMENTOS
ARTICULADOS

1803. TRABAZÓN EN LOS PAVIMENTOS
ARTICULADOS

1804. DISEÑO DE PAVIMENTOS DE
ADOQUINES
MÉTODO DE DISEÑO
ICPI

1805. MÉTODO DE DISEÑO ICPI

1806. Medioambiente
Losensayosderesistenciadelasubrasantesedeben
realizarenlascondicionesdehumedadydensidadde
equilibrioesperadas
Cuandolaresistenciaseevalúeindirectamentea
partirdelaclasificacióndelossuelos,sedebe
establecerpreviamenteunaopcióndemedioambiente
ydrenaje
MÉTODO DE DISEÑO ICPI
FACTORES DE DISEÑO

1807. Medio ambiente
MÉTODO DE DISEÑO ICPI
FACTORES DE DISEÑO

1808. Resistenciadelasubrasante
UtilizarelvalordeCBRoelmóduloresilientede
diseño,cuandosedispongadeél
Sinosetienenresultadosdeensayosderesistencia,
adoptarvaloresporcorrelaciónconlaclasificacióndel
sueloylaopciónambiental
CuandoelCBR<3%,sedebecontemplarel
reemplazodelsueloporotrodemayorcapacidad
portante,laconstruccióndeunasubrasantemejorada,el
mejoramientodelsuelomedianteestabilizaciónoeluso
degeomallasy/ogeotextiles
MÉTODO DE DISEÑO ICPI
FACTORES DE DISEÑO

1809. Resistencia de la subrasante
MÉTODO DE DISEÑO ICPI
FACTORES DE DISEÑO

1810. Tránsito
Alternativa1
—Sisedisponededatossuficientes,calcularN
(EALs)
Alternativa2
—Sinohayinformacióndetalladadisponible
sobreeltránsito,emplearlatablasiguiente
MÉTODO DE DISEÑO ICPI
FACTORES DE DISEÑO

1811. Tránsito(Alternativa2)
MÉTODO DE DISEÑO ICPI
FACTORES DE DISEÑO

1812. Elespesordeadoquinesdeconcretoparatránsito
vehicularseestableceen80mm
Elespesordelacapadearenadesoportedelos
adoquines,oscilaentre25y40mm(estacapano
brindaaporteestructural)
Hayunagráficadediseñoparacadatipode
materialdebaseconsideradoporelmétodo(granular,
estabilizadoconasfalto,estabilizadoconcemento)
Partedelespesordelabasequeseobtieneenlas
gráficaspuedeserconvertidoaunespesor
equivalentedesubbasegranular
MÉTODO DE DISEÑO ICPI
DETERMINACIÓN DE ESPESORES

1813. Sedebenrespetarlossiguientesespesores
mínimosparalacapadebase:
—granular:100mmsiN<500,000ejes
150mmsiN≥500,000ejes
—estabilizadaconasfalto:75mm
—estabilizadaconcemento:100mm
MÉTODO DE DISEÑO ICPI
DETERMINACIÓN DE ESPESORES

1814. Factoresdeconversióndeespesordebaseaespesor
equivalentedesubbasegranular:
—parabasegranular:1.75
—parabaseestabilizadaconasfalto:3.40
—parabaseestabilizadaconcemento:2.50
MÉTODO DE DISEÑO ICPI
DETERMINACIÓN DE ESPESORES

1815. GRÁFICAS DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
ARTICULADOS DE CONCRETO
MÉTODO DE DISEÑO ICPI

1816. MÉTODO DE DISEÑO ICPI
GRÁFICAS DE DISEÑO DE PAVIMENTOS
ARTICULADOS DE CONCRETO

1817. Víaurbanaresidencialdedoscarriles
Suelopredominantedesubrasante:arcillalimosa(CH)
Nohaydatosdisponiblessobrelaresistenciadela
subrasantenisobretránsito
Deacuerdoconlainformaciónclimática,seanticipa
queelpavimentoestaráexpuestoanivelescercanosala
saturaciónmásdel25%deltiempo
Seprevéquelacalidaddeldrenajeseaaceptable
EJEMPLO DE DISEÑO
MÉTODO DE DISEÑO ICPI

1818. Tránsito
Comonohayinformacióndetalladadisponible,se
empleaelvalorNquerecomiendalatablarespectiva
(840,000ejesequivalentes)
Medioambiente
Porlascondicionesesperadas,seadoptalaopción1
paraelestablecimientodelaresistenciadelasubrasante
Resistenciadelasubrasante
Paralaclasedesuelo(CH)ylacondiciónambiental
(opción1),seadoptaunM
R=4,500psi(31MPa)
MÉTODO DE DISEÑO ICPI
SOLUCIÓN DEL EJEMPLO DE DISEÑO

1819. Caso de pavimento con base granular
Espesor adoquines de concreto = 80 mm
Espesor capa de soporte de arena = 25 a 40 mm
Espesor total de base (gráfica) = 330 mm
Espesor mínimo requerido de base granular = 150 mm
Espesor subbase granular = (330 -150)*1.75 = 320 mm
MÉTODO DE DISEÑO ICPI
SOLUCIÓN DEL EJEMPLO DE DISEÑO

1820. Caso de pavimento con base granular
MÉTODO DE DISEÑO ICPI
SOLUCIÓN DEL EJEMPLO DE DISEÑO

1821. Caso de pavimento con base estabilizada con asfalto
Espesor adoquines de concreto = 80 mm
Espesor capa de soporte de arena = 25 –40 mm
Espesor total de base (gráfica) = 135 mm
Espesor mínimo requerido de base = 75 mm
Espesor subbase granular = (135 -75)*3.40 = 200 mm
MÉTODO DE DISEÑO ICPI
SOLUCIÓN DEL EJEMPLO DE DISEÑO

1822. Caso de pavimento con base estabilizada con asfalto
MÉTODO DE DISEÑO ICPI
SOLUCIÓN DEL EJEMPLO DE DISEÑO