Este documento presenta información sobre los conceptos básicos de pavimentos, incluyendo antecedentes históricos, definiciones, partes de un pavimento, clases de pavimentos y consideraciones estructurales. Explica la evolución de los pavimentos desde las primeras carreteras de piedra construidas por los romanos hasta los pavimentos modernos de concreto y asfalto. También describe los componentes clave de un pavimento como la carpeta, base y sub-base, y sus funciones respectivas.

1. PAVIMENTOS
CURSO: DISEÑO MODERNO DE
PAVIMENTOS
UNIVERSIDAD: “ALAS PERUANAS”
FILIAL HUARAZ
PROFESOR: ING. CARLOS PAJUELO CUBILLAS

2. CONCEPTOS BÁSICOS
Generalidades:
Los pavimentos en la infraestructura vial:
Deben diseñarse, construirse y conservarse
para cumplir sus fines de propiciar un
óptimo transporte.

3. Filosofía en el diseño y construcción
de pavimentos
Pavimentos muy bien diseñados y
construidos para una situación presente,
que sean capaces de afrontar el desarrollo
futuro con intervenciones de refuerzo
hacia arriba, en adición a lo antes hecho.
Para un mejor comportamiento y
menores costos globales.

4. Antecedentes históricos
Pavimentos de Concreto: Comenzó en 1865
en Inverness (Escocia), 41 años después de
que Joseph Aspdin obtuviera la patente
para producir cemento portland. Después
en Edimburgo (Escocia) en 1872 y1886.
En América, la primera experiencia se
remonta a 1891 en Bellfountain (Ohio, EE.
UU), se construyó una franja de 80 m y 2.4
m de ancho que aún existe.

5. Antecedentes históricos
Invención de la Rueda: Minas de la ciudad
de Ur, Mesopotámica (Asia menor), se
encontró una carreta de cuatro rueda que
data del 3000 a.C. (en la tumba de la reina).
Probablemente allí hace unos 5000 años se
haya originado la necesidad de construir
superficie de rodamiento.

6. Antecedentes históricos.
Caminos de piedras: Los más antiguos
los construidos por el Rey Keops de Egipto, para la
construcción de las pirámides (Historiador. Heródoto
485-425 a.C.)
Los primeros construidos científicamente, fueron en
el imperio Romano. Vía APPIA, de Roma a
Hidruntum, iniciada por Appius Claudius en el año
312 a.C.

7. Antecedentes históricos. (vía Appia
en Roma)

8. Antecedentes históricos
La red de caminos romana consistía en
100.000 kilómetros (62.000 millas).
Por ley, todo el público tenía derecho a
utilizar los caminos romanos, pero el
mantenimiento era la responsabilidad de
los habitantes del distrito.

9. Antecedentes históricos
Estructura de típica de pavimento de una
vía romana.

10. Antecedentes históricos
Pavimentos flexibles:
Pavimentos de Telford.
La primera penetración en los pavimentos
modernos de hoy se puede considerar en
los pavimentos de Thomas Telford (1757).
Telford procuró, construir los caminos
relativamente planos para reducir el
número de los caballos necesitados para
acarrear la carga.

11. Antecedentes históricos
La sección del pavimento de Telford era
cerca de 350 a 450 milímetros (14 a 18
pulgadas) y generalmente tres capas.
(Collins y Hart, 1936).

12. Antecedentes históricos
Encima de la capa de piedras grande
colocaba dos capas de piedras una de (150 a
250 mm máximo (6 a 9 pulgadas) y tamaño
de la partícula 65 mm (2.5 pulgadas) de
grueso.
Y para la segunda usaba grava densa, 40
mm (1.6 pulgadas).

13. Antecedentes históricos
Pavimentos macadam.
Introdujeron el uso de agregados angulares.
John MacAdam.

14. Antecedentes históricos.
El primer pavimento macadam fue
construido en Meryland EE.UU 1823.

15. Antecedentes históricos
Pavimentos macadán de alquitrán:
El primer pavimento de macadam de
alquitrán fue colocado fuera de Nottingham
(camino de Lincoln) en 1848 (Hubbard,
1910; Collins y Hart, 1936). Pronto después
de este proyecto, fueron construidos en
París (1854) y Knoxville, Tennessee (1866)
en Washington 1871.

16. Antecedentes históricos
En aquel momento, tales pavimentos eran
considerados convenientes solamente para
el tráfico ligero.

17. Antecedentes históricos
Debido a la falta de especificación del
alquitrán, la mayor parte de estas calles
fallaron. Esto desacredito al alquitrán,
dando paso a la industria del asfalto
(Hubbard, 1910).

18. Antecedentes históricos.
El asfalto: primeros construidos en el Palais
real y Honore del Rue en París en 1858
(Abraham, 1929). El primer pavimento
colocado en los E.E.U.U. estaba en Newark,
New Jersey, en 1870.

19. Definiciones
Pavimentos: Conjunto de capas de material
seleccionado que reciben en forma directa
las cargas del tránsito y las transmiten a los
estratos inferiores en forma disipada,
proporcionando una superficie de
rodamiento, la cual debe funcionar
eficientemente.

20. Definiciones
Las condiciones necesarias para un
adecuado funcionamiento son las
siguientes: ancho, trazado horizontal y
vertical, resistencia adecuada a las cargas
para evitar las fallas y agrietamientos,
además de una adherencia adecuada entre
el vehículo y el pavimento aún en
condiciones húmedas.

21. Definiciones
Deberá presentar una resistencia adecuada a los
esfuerzos destructivos del transito, de la intemperie y
del agua. Debe tener una adecuada visibilidad y
contar con un paisaje agradable para no provocar
fatigas.

22. Definiciones
La resistencia de las diferentes capas no solo
dependerá del material que la constituye, también
resulta de gran influencia el procedimiento
constructivo; siendo dos factores importantes la
compactación y la humedad, ya que cuando un
material no se acomoda adecuadamente, éste se
consolida por efecto de las cargas y es cuando se
producen deformaciones permanentes.

23. Importancia de los pavimentos en la economía y
en el desarrollo de los pueblos
Rapidez
Seguridad
Confort
Mitigación ambiental
Disminución costos de operación vehicular
Disminución costos de mantenimiento
Crecimiento de las ciudades
Importaciones y exportaciones.

24. Características que debe reunir un
pavimento.
Resistente a la acción de las cargas
impuestas por el tránsito.
Resistente ante los agentes del
intemperismo
Textura superficial (seguridad vial)
Resistente al desgaste
Durable
Drenaje adecuado

25. Características que debe reunir un
pavimento.
Moderado ruido de rodadura (interior y
exterior del vehículo)
Debe ser económico
Color adecuado para evitar reflejos.

26. Partes de un Pavimento
Sección estructural general de un
pavimento
-Carpeta
-Base granular
-Sub-base granular
-Sub-rasante.

27. Partes de un Pavimento
LAS FUNCIONES DE ESTAS CAPAS SON:
SUB-BASE. Cumple una función de economía ya
que nos ahorra dinero al poder transformar un
cierto espesor de la capa de base a un espesor
equivalente de material de sub-base (no siempre
se emplea en el pavimento), impide que el agua de
la sub-rasante ascienda por capilaridad y evitar
que el pavimento sea absorbido por la sub-
rasante. Deberá transmitir en forma adecuada los
esfuerzos a las sub-rasante.

28. Partes de un Pavimento
BASE. Es la capa que recibe la mayor parte de
los esfuerzos producidos por los vehículos.
Regularmente esta capa además de la
compactación necesita otro tipo de
mejoramiento (estabilización) para poder
resistir las cargas del tránsito sin deformarse y
además de transmitirlas en forma adecuada a
las capas inferiores. Además tiene una función
económica (respecto a la Carpeta)

29. Partes de un Pavimento
Carpeta:
-Superficie de rodamiento.
-Impermeabilidad
-Resistencia: Su resistencia a la tensión
complementa la capacidad estructural del
pavimento.

30. Partes de un Pavimento
Sub-rasante: Parte superior de la
explanación o del terraplén sobre la cual se
construye el pavimento.
- Función básica: Proporcionar apoyo
adecuado al pavimento.
- Hay 3 tipos según la sección geométrica:
- --En corte
- --Terraplén
- --Mixta. (ej:)

31. Partes de un Pavimento
Según el tipo de material:(Sub-rasante)
- Roca.
- Suelo friccionante
- Suelo cohesivo

32. Clases de Pavimento
Flexible
Rígido
Articulado
Semi-rígido.

33. Clases de Pavimento
El pavimento flexible resulta más económico
en su construcción inicial, tiene un periodo de
vida de entre 10 y 15 años, pero tienen la
desventaja de requerir mantenimiento
constante para cumplir con su vida útil. Este
tipo de pavimento está compuesto
principalmente de una carpeta asfáltica, de la
base y de la sub-base.

34. Clases de Pavimento
Pavimento flexible: (ej. sección)
-Económico
-Se deforma con la carga pero se recupera
cuando se quita la carga.
-Según el tráfico (pesado), se utiliza base
asfáltica y carpeta.
-Carpeta: ligante 5-7%
-Base asfáltica: 2-4%

35. Clases de Pavimento
El pavimento rígido se compone de losas de
concreto hidráulico que en algunas
ocasiones presenta un armado de acero,
tiene un costo inicial más elevado que el
flexible, su periodo de vida varia entre 20 y
40 años; el mantenimiento que requiere es
mínimo y solo se efectúa (comúnmente) en
las juntas de las losas.

36. Clases de Pavimento
Articulado: Capa de rodamiento
conformada por elementos uniformes
macizos de hormigón de alta resistencia
denominados "bloques", que se colocan en
yuxtaposición adosados y que debido al
contacto lateral permiten una transferencia
de cargas por fricción desde el elemento
que la recibe hacia todos sus adyacentes,
trabajando solidariamente y con posibilidad
de desmontaje individual.

37. Clases de Pavimento

38. Clases de Pavimento

39. Clases de Pavimento
Articulado.

40. Clases de Pavimento
Semi-rígido.
Misma estructura de un pavimento
flexible, una de sus capas se encuentra
rigidizada artificialmente con un aditivo
que puede ser:
asfalto, emulsión, cemento, cal, y químicos.

41. Consideraciones Estructurales
De la base y sub-base:
-Dar capacidad estructural al pavimento
-Amortiguar cambios volumétricos de la
sub-rasante
-Facilitar el drenaje
-Servir de rodadura provisional

42. Consideraciones Estructurales
Carpeta:
-Capa de rodadura
Capas Granulares (Firmes):
-Base
-Sub-base
-Sub-rasante mejorada
-Sub-rasante

43. Consideraciones Estructurales
Tipos de base y sub-base
Gradación: Abierta, cerrada o densa,
Intermedia.
Bases asfálticas: Granular estabilizada con
asfalto, macadam asfáltico.
Bases estabilizada: Suelo cemento, suelo
asfalto, suelos con aditivos químicos
especiales.