Pavimentos

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INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS DEL PAVIMENTO Image: 65ba9c06-9cfb-4d75-b234-374abcf0c89f (image/jpg)	La Organización de Los Estados Americanos expone la siguiente definición del pavimento:
“ La superestructura de una vía, construida sobre la sub-rasante y compuesta normalmente por la sub-base, la base y la capa de rodamiento, cuya función principal es soportar las cargas rodantes y transmitir los esfuerzos al terreno,	... distribuyéndolos en tal forma que no se produzcan deformaciones perjudiciales, así como proveer a la superficie lisa y resistente para los efectos del tránsito”
En la década de los 60 surge una nueva definición conocida como “definición funcional”, la cual establece:	“El pavimento es la parte superior de una carretera, pista de aterrizaje o estacionamiento y cuyo objetivo es servir al tráfico de una manera segura, cómoda, eficiente, permanente y económica”
DISEÑO DE PAVIMENTOS:	Proceso de determinación de una combinación de tipos de materiales y espesores de capas construidas con tales materiales, que garanticen el comportamiento estructural de su conjunto, al igual que el cumplimiento de las funciones para las cuales han sido diseñado.
CARACTERÍSTICAS DEL DISEÑO:	• Es de desarrollo reciente, se inicia en 1945 debido al desarrollo de las poblaciones. • Es dinámico, debido a que los métodos están cambiando continuamente al producirse nuevos datos, tanto e campo como en laboratorio.
• Es atípico entre todos los diseños, se diseña bajo la hipótesis de que fallará en un tiempo determinado. • Es un diseño a futuro, toma en consideración la variable del “tiempo”.	• No es uniforme o único, pues dispone de diversos métodos, siendo aplicable un mismo método a diversos sitios o regiones. • Es crítico, debido a que están sujetos a condiciones ambientales, abusos del tráfico y mal mantenimiento, condiciones que no son controlables.
• Tiene una alta incidencia en la economía por muy pequeñas que sean las variaciones en valores de diseño. • Afecta la vida diaria del individuo; se debe asegurar la vida, comodidad y economía del usuario de la vía.	• Requiere del uso de mucho criterio, pues no existen dos diseños de pavimento en condiciones idénticas.
TIPOS DE PAVIMENTOS:	Pavimentos flexibles: Su superficie de rodamiento está constituida por una mezcla asfáltica y sus características son:
• La capacidad estructural del movimiento es proporcionada por las capacidades de aceptación y distribución de cargas de cada una de las capas que conforman la estructura. • Al menos la capa superior es asfáltica.	• Pequeñas variaciones del suelo de fundación tiene gran incidencia en la capacidad estructural del pavimento. • Las propiedades de las mezclas, afectan aún cuando es en menor grado, la resistencia del conjunto es multicapa.
Pavimento rígido: • Distribuye las cargas sobre un área grande del suelo por la rigidez y alto módulo de elasticidad de sus componentes. • Construidos de concreto-cemento en la capa de rodamiento.	• Su comportamiento se ve influenciado por la resistencia del concreto. • Variaciones pequeñas del suelo de fundación tiene poca incidencia en la capacidad estructural de pavimento.
Otras maneras de clasificar los pavimentos es por: • Tipo de tráfico que soportan. • Intensidad del tráfico que circula sobre ellos. • Manera como son construidos.	TIPOS DE PAVIMENTOS FLEXIBLES:
Están compuestos por: • Sub-rasante: Ancho total de la vía que constituye la fundación para el pavimento, hombrillos y zonas de estabilización, compuesta por suelo.	Esta NO FORMA PARTE DEL PAVIMENTO, pero es fundamental en su determinación. En diseño geométrico, se refiere al plano que separa la infraestructura y la superestructura del pavimento.
En diseño de pavimento, se refiere a los últimos centímetros del rellano o corte del movimiento de tierras.	• Material Seleccionado: Material de préstamo que brinda estabilidad a las capas superiores, utilizado cuando la sub-rasante era de mala calidad. Sirve de filtro, razón por la cual su espesor es pequeño.
• Sub-base: Construida sobre la sub-rasante que sirve como soporte de la base. Su función principal es el drenaje, por lo tanto, se debe construir en material granular.	• Base: Absorbe y disipa las cargas provenientes del peso de los vehículos sobre la sub-base o sub-rasante de la vía, elaborados en agregados, suelos o agregados tratados.
• Capa de rodamiento o carpeta de drenaje: Capa superior del pavimento que soporta directamente al tránsito, compuesta por una o más capas. Debe ser 100% impermeable. Elaborada por una mezcla de agregados y cemento asfáltico.	El diseño de pavimento también se conoce como “Sistema general de pavimentos” y en Venezuela se le denomina “Gerencia de Inversión de Pavimentos (GIP)”, referida a una serie de actividades coordinadas, fáciles e integradas, cuyo fin es el de obtener un pavimento funcional.
UNIDADES DE DISEÑO:	Se los tramos de la vía que presentan condiciones similares de topografía, drenaje, clima, tráfico, suelos existentes y materiales de construcción. Por las facilidades de diseño, se tiene como regla general que las unidades de diseño tengan una longitud mínima de 2 km.
FACTORES QUE INFLUYEN EN EL DISEÑO DE UN PAVIMENTO:	Conformado por dos fases, las cuales son mutuamente dependientes: • Cuantificación del tránsito, caracterización del material de fundación, de los materiales y mezclas que serán usados en el pavimento. • Determinación de los espesores de las capas.
MÉTODOS DE DISEÑO:	Deben tomarse en consideración los siguientes elementos, relacionados con el procedimiento de diseño seleccionado: • Los conceptos empleados para predecir los parámetros de falla.
• Los métodos de evaluación de las propiedades de los materiales o mezclas que participan en la estructura del pavimento. • Determinación de la relación entre los criterios de falla y de comportamiento esperado del pavimento.	CONCEPTOS ESTRUCTURALES BÁSICOS EN LOS PAVIMENTOS FLEXIBLES:
En este tipo de pavimento su capacidad de soporte se debe a la forma en como se distribuyen las cargas aplicadas sobre la superficie. Un pavimento flexible consiste de una serie de capas con el menor material cercano a la superficie.	Como consecuencia, la carga aplicada se reduce con la profundidad. La forma como ésta varíe dependerá de las propiedades de los distintos materiales empleados en la construcción del pavimento.
Cada vez que un vehículo pasa sobre una sección de un pavimento, éste sufre deformación o deflexión, que es recuperable, es decir, sufre deformación elástica.	ESFUERZOS EN LOS PAVIMENTOS FLEXIBLES:
Hipótesis: • Un pavimento es un “sistema multicapa”. • Los materiales de cada capa son homogéneos.	• Cada capa tiene un espesor finito, excepto la sub-rasante; todas las capas, sin embargo, son infinitas en la dirección lateral. • El material que forma cada capa es isotrópico.
• Se desarrolla fricción entre capas. • No ocurren esfuerzos cortantes en la capa de rodamiento. • Los esfuerzos para cualquier material se definen mediante: la relación de Poisson (µ)y su Módulo de elasticidad(ε)	TIPOS DE FALLAS EN LOS PAVIMENTOS:
Estructural: Colapso o rotura de uno o más de los componentes del pavimento, de tal forma que los hacen incapaz de soportar cargas impuestas.	Funcional: Condición del pavimento que cause incomodidad o inseguridad al conductor o grandes esfuerzos sobre el vehículo al transitar sobre el pavimento. La falla funcional puede venir, o no, acompañada de una falla estructural.
El grado de fallas de un pavimento es progresivo y la calificación de la severidad de las fallas es subjetiva.	Las fallas pueden provenir de múltiples razones, entre ellas: • Sobrecargas. • Efectos de condiciones ambientales. • Defectos de construcción. • Variabilidad propia de los materiales. • Mantenimiento inadecuado. • Mal diseño.
PROCESO Y ESTRATEGIAS DE DISEÑO:	Uno de los conceptos incorporados en los nuevos métodos de diseño es el relacionado con su “habilidad de prestar servicio”, mejor conocida como “servicapacidad”, en un momento después de haber sido construido.
La servicapacidad es una calificación, fundamentada en la evaluación subjetiva de los usuarios, del estado de pavimento y de su relación con la funcionalidad en un momento determinado.	A medida que el tráfico hace uso del pavimento, al transcurrir el tiempo, los valores de servicapacidad irán disminuyendo. La rata de disminución será función del nivel de mantenimiento que se le aplique.
Existe un número infinito de soluciones para el diseño inicial, dependiendo de cada una de ellos del año de servicios que el proyectista espera lograr del pavimento antes de que éste requiera un mantenimiento mayor.	La “vida útil” del pavimento, será el producto del proceso de estudio comparativo de las diversas alternativas. Además, se debe tomar en cuenta los aspectos técnicos, los económicos y las consecuencias de afectar, en mayor o menor grado al usuario de la vía.
Según el Ingeniero Matt Witzack, profesional de la ingeniería de pavimentos, describe a la misma como:	"La Ingeniería de Pavimentos es el arte de utilizar unos materiales que no entendemos completamente, en formas que no podemos analizar con precisión, para que soporten cargas que no sabemos predecir con exactitud, en forma tal que nadie sospeche nuestra ignorancia”.
RED VIAL NACIONAL:	En función de la importancia de la vía: • Carreteras troncales: Sistema de carreteras que contribuyen o contribuirán a la integración nacional y al desarrollo económico del país, proveen la interconexión regional y la comunicación internacional.
Éstas absorben altos volúmenes de tráfico entre los centros poblados de mayor importancia. Se clasifican con las siglas “TO” seguidas de dos dígitos, los dígitos impares significan que su trazado es “W-E” ó “E-W” y los pares a aquellas cuyo sentido es “N-S” Ó “S-N”.	En los mapas de vialidad las carreteras troncales se identifican por estar encerradas de una figura en forma de escudo.
• Carreteras locales: Permiten la comunicación desde los centros poblados a vías de mayor importancia y reciben el tránsito proveniente de ramales y sub-ramales.	• Carreteras de ramales: Intercomunican centros poblados de menor importancia y permiten su acceso a la red primaria. Son de interés estadal y se identifican en los mapas de vialidad por estar encerradas de una figura en forma de rectángulo.
• Carreteras sub-ramales: Permiten el acceso a fundos y centros poblados de muy baja densidad. Se identifican en los mapas de vialidad igual que los ramales.	De acuerdo al tipo de superficie de rodamiento: • De concreto: Son aquellas cuya superficie de rodamiento está construida en una mezcla de concreto-cemento.
• Carreteras de asfalto: Vías cuya superficie de rodamiento está formada por una mezcla asfáltica, ya sea en frío o caliente. Dentro de este grupo se incluyen las vías de concreto-cemento que han sido pavimentadas con mezclas asfálticas.	En Venezuela el 99.80% del sistema vial corresponden a carreteras de asfalto. • Carreteras engranzonadas: Aquellas con carpeta de rodamiento de material granular grueso o fino.
• Carreteras de tierra tratada: Presentan como carpeta de rodamiento una mezcla estabilizada del suelo y agregado (arena, grava, piedra picada o escoria). Como cementante se emplea asfalto, cal, cemento, aceite sulfonado, o cualquier otro agente de estabilizante.	• Carreteras de tierras: Construidas simplemente por suelo natural.

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