Pavimentos : materiales, construcción y diseño

Pavimentos : materiales, construcción y diseño

Con base en una amplia revisión bibliográfica, se describen y reportan estados del conocimiento completos sobre la forma como se han investigado en el mundo materiales para carreteras como son los asfálticos, los granulares no tratados y estabilizados con cementantes hidráulicos. Asimismo, se describen para estos materiales los conceptos y fundamentos básicos que el Ingeniero debe conocer a la hora de emplearlos como materiales de construcción de estructuras de pavimentos para carreteras y vías urbanas. Se reportan los mecanismos de daño de pavimentos y las ecuaciones matemáticas más utilizadas en el mundo para intentar predecir el comportamiento que experimentan los materiales que componen estas estructuras viales. Además se presentan, de manera resumida y didáctica, las especificaciones técnicas de construcción y los ensayos que se deben ejecutar a la hora de evaluar los requisitos mínimos de calidad de los materiales que conforman pavimentos. En síntesis, el presente documento técnico trata los aspectos más importantes que el ingeniero debe conocer a la hora de diseñar, construir, controlar e investigar pavimentos para carreteras y vías urbanas.

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  • Derechos de autor
  • Contenido
    • Introducción
    • 1. Materiales o ligantes asfálticos
      • 1.1 Cemento asfáltico
        • 1.1.1 Generalidades
        • 1.1.2 Rigidez del cemento asfáltico
        • 1.1.3 Estructura físico-química
      • 1.2 Cemento asfáltico modificado
      • 1.3 Emulsiones asfálticas
      • 1.4 Asfaltos líquidos, rebajados o cut-back
      • 1.5 Asfaltos espumados
      • 1.6 Crudo de Castilla
      • 1.7 Asfaltos naturales
    • 2. Mezclas asfálticas
      • 2.1 Generalidades
      • 2.2 Agregados pétreos
      • 2.3 Mezcla asfáltica abierta en frío
      • 2.4 Mezcla asfáltica abierta en caliente
      • 2.5 Mezcla asfáltica densa en frío
      • 2.6 Concreto asfáltico
      • 2.7 Mezclas de arena - asfalto
      • 2.8 Tratamientos superficiales
      • 2.9 Lechadas asfálticas (slurry and seal)
      • 2.10 Mezcla asfáltica drenante
      • 2.11 Mezclas discontinuas en caliente o microaglomerados
      • 2.12 Mezclas tibias
      • 2.13 Mezclas asfálticas modificadas
      • 2.14 Mezclas asfálticas recicladas en frío
      • 2.15 Mezclas asfálticas recicladas en caliente
      • 2.16 Bases estabilizadas con emulsión
      • 2.17 Base o granular estabilizado con asfalto en caliente
      • 2.18 Granular estabilizado con crudo de Castilla
      • 2.19 Rigidez de mezclas asfálticas
    • 3. Mecanismos de daño de mezclas asfálticas para el diseño
      • 3.1 Ahuellamiento en mezclas asfálticas
        • 3.1.1 Generalidades
        • 3.1.2 Ensayos y equipos
        • 3.1.3 Factores que afectan la resistencia a la deformación permanente
        • 3.1.4 Ecuaciones para la predicción de la deformación permanente
      • 3.2 Fatiga en mezclas asfálticas
        • 3.2.1 Generalidades
        • 3.2.2 Ensayos
        • 3.2.3 Factores que afectan la resistencia a fatiga
        • 3.2.4 Ecuaciones empíricas
      • 3.3. Daño por humedad
    • 4. SUPERPAVE
      • 4.1 Generalidades
      • 4.2. Niveles de diseño
      • 4.3. Diseño de mezcla
      • 4.4. Ensayos para evaluar el comportamiento de la mezcla diseñada
    • 5. Envejecimiento de asfaltos y mezclas asfálticas: estado del conocimiento
      • 5.1. Generalidades
      • 5.2. Algunos estudios reportados
    • 6. Evaluación de pavimentos
      • 6.1. Inventario de daños
        • 6.1.1. Fisuras
        • 6.1.2 Deformaciones
        • 6.1.3 Pérdida de las capas de la estructura
        • 6.1.4 Daños superficiales
        • 6.1.5 Otros
      • 6.2 Inspección de obras de drenaje
      • 6.3 Estado superficial a través del MDR
      • 6.4 Determinación del PCI
      • 6.5 Determinación de la irregularidad superficial
      • 6.6 Determinación del PSI
      • 6.7 Determinación del OPI
      • 6.8 Determinación de la textura superficial
      • 6.9 Evaluación estructural
        • 6.9.1 Medidas de deflexión – Ensayos no destructivos
      • 6.10 Ensayos destructivos
      • 6.11 Determinación de la capacidad estructural
      • 6.12 Exploración geotécnica
      • 6.13 Medición de ruido
    • 7. Asfaltos modificados con caucho: estudio de su aplicación en Colombia
      • 7.1 Introducción
      • 7.2 Generalidades
      • 7.3 Especificaciones colombianas
      • 7.4 Ventajas de la utilización del asfalto-GCR
      • 7.5 Desventajas de la utilización del asfalto-GCR
      • 7.6 Justificación de utlilización en Colombia de mezclas asfálticas modificadas con GCR
      • Anexo A. Ficha técnica del crudo de Castilla
      • Anexo B. Especificación PG (AASHTO MP 1)
    • 8. Capas granulares: generalidades
      • 8.1 Base granular
      • 8.2 Subbase granular
      • 8.3 Controles construtivos de bases y subbases
      • 8.4 Afirmados
      • 8.5 Subrasante mejorada
      • 8.6 Subrasante
        • 8.6.1 CBR (Californian Bearing Ratio)
        • 8.6.2 Penetrómetro dinámico de cono (PDC)
        • 8.6.3 Prueba de placa
        • 8.6.4 Módulo resiliente
        • 8.6.5 Estudios adicionales
    • 9. Aspectos para tener en cuenta de los granulares en los métodos de diseño flexible
      • 9.1 Metodologías de diseño de pavimentos flexibles y especificaciones de materiales
        • 9.1.1 Métodos de diseño empíricos
        • 9.1.2 Métodos de diseño analíticos, mecanicistas o racionales
      • 9.2 Nuevos métodos de análisis de pavimentos
        • 9.2.1 Programas de elementos finitos (FEM)
        • 9.2.2 Programas de elementos discretos (DEM)
    • 10. Comportamiento resiliente de materiales granulares
      • 10.1 Módulo resiliente
      • 10.2 Factores que influyen en el comportamiento resiliente de materiales granulares gruesos
        • 10.2.1 Influencia del esfuerzo
        • 10.2.2 Influencia del contenido de agua
        • 10.2.3 Influencia de la densidad
        • 10.2.4 Influencia de la granulometría, tamaño máximo, cantidad de finos y forma de la partícula
        • 10.2.5 Influencia del número, frecuencia de carga e historia de esfuerzo
        • 10.2.6 Influencia del tipo de ensayo
        • 10.2.7 Anisotropía
      • 10.3 Ecuaciones resilientes (elásticas no lineales) para materiales granulares gruesos
      • 10.4 Factores que influyen en el comportamiento resiliente de materiales fino-granulares
        • 10.4.1 Influencia del esfuerzo
        • 10.4.2 Influencia del contenido de agua
        • 10.4.3 Influencia de la densidad
      • 10.5 Ecuaciones resilientes (elásticas no lineales) para materiales fino-granulares
      • 10.6 Síntesis
    • 11. Deformación permanente en materiales granulares no tratados
      • 11.1 Deformación permanente
      • 11.2 Factores que influyen en la resistencia a la deformación permanente de materiales granulares gruesos
        • 11.2.1 Influencia del esfuerzo
        • 11.2.2 Influencia de la historia de esfuerzo
        • 11.2.3 Influencia del contenido de agua
        • 11.2.4 Influencia de la densidad
        • 11.2.5 Influencia del número y frecuencia de carga
        • 11.2.6 Influencia de la granulometría, tamaño máximo, cantidad de finos y forma de la partícula
        • 11.2.7 Influencia del tipo de ensayo
      • 11.3 Ecuaciones de deformación permanente para materiales granulares gruesos
      • 11.4 Factores que influyen en la resistencia a la deformación permanente de materiales fino-granulares
        • 11.4.1 Influencia del esfuerzo
        • 11.4.2 Influencia del contenido de agua
        • 11.4.3 Influencia de la frecuencia de carga
      • 11.5 Ecuaciones de deformación permanente en materiales fino-granulares
      • 11.6 Síntesis
    • 12. Materiales ligados con cementantes hidraúlicos
      • 12.1 Losa de concreto hidráulico para pavimento rígido
        • 12.1.1 Generalidades
        • 12.1.2 Elementos que conforman la losa
        • 12.1.3 Mecanismos de daño en el diseño de pavimentos rígidos
        • 12.1.4 Aspectos constructivos y especificaciones de materiales
      • 12.2 Base de concreto hidráulico
      • 12.3 Bases estabilizadas con cemento hidráulico
      • 12.4 Suelo-cemento
      • 12.5 Adoquines de concreto
    • 13. Diseño de pavimentos
      • 13.1 Variables de diseño
        • 13.1.1 Subrasante
        • 13.1.2 Tránsito
      • 13.2 Método AASHTO (1993) - Pavimentos flexibles y semirrígidos
      • 13.3 Método AASHTO (1993) – Pavimento rígido
      • 13.4 Diseño racional para pavimento flexible, rígido y semirrígido
  • Acerca de los autores
  • SIL

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