Este documento presenta conceptos básicos sobre ingeniería de pavimentos. Explica que los pavimentos consisten en capas de materiales que distribuyen las cargas de vehículos a la subrasante. Describe los tres tipos principales de pavimentos - flexibles, rígidos y compuestos - y sus características de transmisión de cargas. También introduce los daños comunes que afectan a pavimentos flexibles y rígidos, como agrietamiento, ahuellamiento y bombeo.

1. Universidad Continental
Dr. Ing. Andrés Sotil Chávez
Clase 2
Parte 1 – Introducción a la
Ingeniería de Pavimentos

2. CONCEPTOS BÁSICOS
 Los pavimentos son estructuras que consisten en capas
superpuestas de materiales procesados por encima del
terreno natural con la finalidad de distribuir las cargas
aplicadas por un vehículo a la subrasante.
 La estructura del pavimento debería ser capaz de proveer:
 Una calidad de manejo aceptable
 Una adecuada resistencia al ahuellamiento, deslizamiento y
agrietamiento
 Apropiados niveles de reflejo de luz, y un nivel bajo de ruido.
 El objetivo final de la estructura es transmitir las cargas de
la llanta de tal manera que no se sobrepase la capacidad
portante de la subrasante.
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3. Cargas
de Llanta
PAVIMENTOS
Carpeta
Base
Subrasantes
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4. TIPOS DE PAVIMENTOS
 Básicamente hay tres tipos
 Flexible (asfalto)
 Concreto asfaltico
 Superficie estabilizadas con asfalto
 Superficie asfáltica de uso ligero
 Rígido (concreto)
 Compuesto (ambos)
 Rehabilitación concreto sobre asfalto
 Rehabilitación asfalto sobre concreto
 Los términos se refieren a como los materiales en los
respectivos pavimentos transmiten los esfuerzos y las
deflexiones a las capas subsecuentes
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5. PAVIMENTOS FLEXIBLES
 Estructura típica 
 Subrasante
 Compactada
(hasta 10 cm)
 Natural
Concreto Asfaltico
 Se puede encontrar
roca madre en
cualquier nivel
 Dependiendo de la
carretera, a veces no se necesita subbase
 Concreto Asfaltico (CA) consiste en
 Ligante Asfaltico = 4% – 6%
 Agregados = 94% – 96%
Base
Subbase
Subrasante
Capa Sellante
Riego de Liga
Geotextil
Calentados a 150oC, mezclados
y luego compactados

6. PAVIMENTOS FLEXIBLES
 Capa Base
 Estabilizada
CTB = Cement Treated Base o Base Estabilizada con
Cemento
BTB o ATB = Bitumen/Asphalt Treated Based o Base
Estabilizada con Betumen/Asfalto
 No Estabilizada (solo agregados)
 Los agregados en la capa base por lo general no son
mayores a 1 pulgada = 2.5 cm
 Capa Subbase
 Agregados, con mejores propiedades que la subrasante
 Subrasante
 Normalmente se compactan las primeras capas (10 cm)
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7. PAVIMENTOS FLEXIBLES
 Diseño de Pavimentos
 Se determinan los espesores de las diversas capas
 Espesores típicos
 Capa de rodadura (asfaltos): 1” a 12” (2.5 a 30 cm)
 Base: 4” a 12” (10 cm a 30 cm)
 Subbase: 4” a 20” (10 cm a 50 cm)
 Diseño de Mezclas
 Se determinan las proporciones de los materiales a usar
en cada capa
 Resistencia de la capa de rodadura (asfaltos)
 Resistencia de los agregados y de la capa existente
(subrasante)
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8. PAVIMENTOS RÍGIDOS
 La capa de rodadura de concreto
de cemento Portland (PCC)
puede ser:
 Normal o convencional
 Reforzado (acero)
 Subbase
 Estabilizada con cemento o
asfalto
 No estabilizada
 Subrasante compactada y natural
Concreto Portland
6”-14” (15 cm – 35 cm)
Subbase
6”-12” (15 cm – 30 cm)
Subrasante

9. SER O NO SER
 La pregunta típica es Concreto o Asfalto?
 La respuesta es DEPENDE
 En Perú, los pavimentos de concreto son casi
inexistentes:
 Motivos?
Primordialmente por el deseo de construir
carreteras y los flexibles son mas baratos (de
manera inicial) comparados con los de concreto
 POLÍTICA
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10. FLEXIBLE vs. RÍGIDO
FLEXIBLE
 Vida Estimada de
Servicio entre 10 a 20
años
 Costos iniciales bajos
 Requiere mantenimiento
continuo
 Reparación fácil pero
continua si no se hace
mantenimiento
RÍGIDO
 Vida Estimada de
Servicio entre 20 a 30
años (en Lima hasta 50)
 Costos iniciales altos
 Requiere mantenimiento
continuo pero mínimo
(primordialmente las
juntas)
 Reparación difícil pero
esporádica
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11. FLEXIBLE vs. RÍGIDO
FLEXIBLE
 Se puede añadir capas en
cualquier momento
 No pierde propiedades
antideslizantes
 Es mas suave y menos
ruidosa
 Soporta un mayor rango
de temperaturas
RÍGIDO
 Poner capas encima
produce grietas de
reflejo
 Soporta inundaciones y
contaminación de la
napa freática (JUL vs
PEM)
 Requiere capas inferiores
bien niveladas
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12. TRANSFERENCIA DE CARGA
 Pavimentos Flexibles
 Las cargas son transmitidas de “grano a grano” a través de la
estructura granular del pavimento.
 Ya que es flexible tiene menor capacidad portante, y esta
actúa como una capa elástica.
 Pavimentos Rígidos
 Las cargas de la llanta son transmitidas a la subrasante por la
fuerza estructural del pavimento como conjunto que actúa
como un plato rígido.
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13. PAVIMENTOS FLEXIBLES
 La carga de la llanta se
distribuye de la zona de
contacto a una área mucho
más amplia a través de las
capas.
 Las deformaciones ocurridas
en las capas bajas se reflejan
en la superficie (ondulaciones,
huecos, etc.).
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14. PAVIMENTOS RÍGIDOS
 Estos pavimentos tienen
suficiente fuerza de flexión
para transmitir la carga de
la llanta a un área mas
amplia en la capa inferior.
 El análisis se hace usando
la teoría de placas en vez de
la teoría de capas usada en
los pavimentos flexibles
 La carga de la llanta se
transmite por la capacidad
de doblarse de la losa
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15. TIPOS DE PAVIMENTOS FLEXIBLES
 Pavimentos Flexibles Convencionales
 Materiales caros colocados en las capas superiores y los
baratos en las partes bajas
 Pavimentos de Profundidad Total (Pavimentos
Perpetuos)
 Las capas bituminosas se colocan enciman de la
subrasante sin necesidad de bases o subbases.
 Esto es apropiado cuando no hay materiales disponibles
y el trafico es muy pesado
 Capas asfálticas con roca
 Se colocan capas de agregados entre dos capas asfálticas
 De esta manera se protege mas la subrasante y la parte
superior del pavimento. Prof. Andres Sotil

16. TIPOS DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
 Losas de Concreto Simple (JPCP)
 Pavimentos construidos con concreto simple y con
juntas de contracción espaciadas de manera continua
(5 a 10 metros)
 Barras de refuerzo o mecanismos de agarre son usados
para transferir la carga de una capa a otra.
 Losas de Concreto Reforzado (JRCP)
 Las losas son reforzadas con barras de acero, que aunque
no aumentan la capacidad portante de la losa, aumenta
el espaciamiento de las juntas de 10 m a 30 m.
 Pavimento Continuamente Reforzado (CRCP)
 Proceso mecanizado en la cual se elimina las juntas de
contracción
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17. TIPOS DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
Junta de Construcción
Portland Concrete
Barra de Transferencia
Acero de
Refuerzo
Junta Rellenada
Barra de Transferencia
JPCP
JRPC
CRCP
Junta de Expansión
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Barra de Transferencia

18. APLICACIONES TÍPICAS DE
PAVIMENTOS FLEXIBLES
 Carreteras y avenidas en ciudad en general
 Líneas auxiliares
 Bermas
 Rampas
 Estacionamientos
 Caminos paralelos a autopistas
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19. APLICACIONES TÍPICAS DE
PAVIMENTOS RÍGIDOS
 Líneas de trafico con volumen alto
 Conexiones entre carreteras
 Puentes
 Rampas de carreteras y/o autopistas
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20. FUNCIONES DE BASE Y SUBBASE
 Pavimentos Flexibles
1) Soporte Estructural
2) Drenaje
3) Prevencion/Control del Congelamiento
4) Reducir el efecto del cambio del volumen de la subrasante
 Pavimentos Rígidos
1) Drenaje
2) Prevención del bombeo
3) Prevencion/Control del Congelamiento
4) Reducir el efecto del cambio del volumen de la subrasante
5) Plataforma de construcción
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21. CARACTERÍSTICAS ÚNICAS DE LOS
PAVIMENTOS COMO ESTRUCTURA
 Deterioro Continuo y Rápido con el Tiempo
 Comparado con estructuras como edificios, los pavimentos
se deterioran mucho mas rápido
 Edificios o represas tienen tiempos de vida útil mayor a los
50 o 100 años.
 Sufre cargas repetidas (dinámicas)
 Edificios tienen cargas estáticas y dinámicas
 Carreteras y aeropuertos no tienen cargas estáticas
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22. CARACTERÍSTICAS ÚNICAS DE LOS
PAVIMENTOS COMO ESTRUCTURA
 Diferentes configuraciones de carga se aplican al
pavimento
Uniaxial
Una Rueda
Uniaxial
Dos Ruedas
Biaxial
Dos Ruedas
 El pavimento sufre diferentes
magnitudes de carga
 Trafico totalmente impredecible
Aeronaves
con diferentes tipos de suspensión
 Trafico canalizado Prof. Andrés Sotil

23. CARACTERÍSTICAS ÚNICAS DE LOS
PAVIMENTOS COMO ESTRUCTURA
 Cambio de las propiedades de los materiales con el
ambiente
 Temperatura
 Lluvia
 Envejecimiento del asfalto
 Congelamiento/descongelamiento
 Diferencia de propiedades de la subrasante con la
distancia
 Ej. Carretera Central o Panamericana
 Sistema multicapa
 Cuantas capas tiene la pared de un edificio? O la columna o
la viga? Prof. Andrés Sotil

24. CARACTERÍSTICAS ÚNICAS DE LOS
PAVIMENTOS COMO ESTRUCTURA
 Definición no convencional de falla
 Cuando falla una columna?
 Cuando falla un edificio?
 Cuando falla un puente?
 Cuando falla un pavimento?
 Falla vs. Daño
 Daño: ahuellamiento, grietas
 Falla: condiciones inaceptables de daños.
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25. DAÑOS TÍPICOS EN LOS
PAVIMENTOS FLEXIBLES
 La Nueva Guía de Diseño de Pavimentos de los EEUU
(MEPDG – Mechanistic Empiric Pavement Design
Guide) ha sido elaborada teniendo en cuenta los 4
grandes daños de un pavimento flexible:
 Agrietamiento por fatiga (piel de cocodrilo)
 Ahuellamiento
 Agrietamiento térmico
 Rugosidad (IRI – International Roughness Index)
 Otros daños
 Sangrado
 Ondulamiento
 Otros agrietamientos Prof. Andres Sotil

26. DAÑOS TÍPICOS EN LOS
PAVIMENTOS RÍGIDOS
 Los daños en estos pavimentos pueden ser:
 Agrietamiento
 Longitudinal
 Transversal
 Bombeo
 Desnivel entre losas (faulting)
 Deterioro de losas
 Rotura / quiebre de losa
 Sulfatados
 Falla de Juntas
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27. COMPORTAMIENTO DE LOS
PAVIMENTOS
EDAD (Tiempo, Trafico)
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CONDICIÓN (PCI, PSI, %)
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Debido a esta incertidumbre, los ingenieros de
pavimentos y las universidades se han dedicado por los
últimos 60 años a investigar a fondo los pavimentos
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