Alban Laura 2016-02 Taller 1 SR2

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CARACTERIZACION AVANZADA DE MEZCLAS ASFALTICAS
  UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA  –  SEDE IBAGUE CURSO: SEMINARIO REGIONAL II TEMA CURSO: CARACTERIZACIÓN AVANZADA DE MEZCLAS ASFÁLTICAS PARA CARRETERAS TALLER 1 APELLIDOS: Albán Grimaldo_____________________  NOMBRES: Laura Sofía__________________________  CODIGO:  321225_______________________________ Propósito:  Establecer claramente el concepto detrás del proceso de diseño de un pavimento flexible, y en dónde entran las características de los materiales dentro del proceso de diseño del pavimento. Metodología: Utilice todos los recursos que considere apropiados para responder las preguntas planteadas (consultas en internet, textos, consulta con compañeros, etc). Las explicaciones deben estar sustentadas en el texto escrito; por tal motivo, incluya todas las suposiciones que se hagan en el texto (en otras palabras, si no está escrito, no puede ser utilizado como argumento para defender una respuesta). Aunque el tiempo dispuesto para resolver el taller es de cuatro (4) horas, puede tomar el tiempo que considere necesario para responder las preguntas dadas. ******************************************************************************************** IMPORTANTE: El archivo con las respuestas del taller resuelto debe ser enviado al correo electrónico luisg.diazv@campusucc.edu.co a más tardar el día JUEVES 01 de SEPTIEMBRE DE 2016 a las 3:00PM. ******************************************************************************************** Las soluciones deben estar impresas como archivo pdf a partir del mismo formato de Word dado. El archivo debe estar identificado de la siguiente manera: PrimerApellido_PrimerNombre__2016-02_Taller 1_ SR2.pdf TIEMPO DESTINADO PARA RESOLVER EL TALLER: 4 HORAS Conteste las siguientes preguntas: 1.   ¿Qué es un pavimento? R: Conjunto de capas superpuestas dispuestas horizontalmente sobre la subrasante, obtenida por el movimiento de tierras, que cuentan con diferente espesor y se constituyen de materiales debidamente compactados. Dichas capas deberán ser resistentes a los agentes de intemperismo y a las cargas del tránsito que le serán impuestas sin presentar deterioros que puedan incurrir en la seguridad y en la correcta movilización de los usuarios, ello teniendo en cuenta el periodo para el cual fue diseñada la estructura del pavimento.  2.   ¿Qué es un Pavimento Flexible? R: Tipo de pavimento constituido por una carpeta bituminosa resultado de una mezcla de materiales asfálticos y granulares, que se encuentra apoyada sobre una capa de base granular y una capa de subbase. Es de aclarar que se puede prescindir de alguna de las dos, ello conforme las características o necesidades de la obra. El pavimento flexible, deberá contar con las características adecuadas para que sea capaz de proporcionar una superficie de rodamiento uniforme y a su vez ser resistente a la acción del tránsito, a la del intemperismo y demás agentes que resulten perjudiciales para su estructura. Cada una de las capas de un pavimento flexible cumplen una determinada función, las cuales están orientadas básicamente a la resistencia que deben presentar al momento de soportar los esfuerzos transmitidos por las cargas de los vehículos en el caso de las capas superficiales y su capacidad de trasmitirlos a las capas inferiores en una intensidad apropiada. -   Subbase granular: Reduce el costo del pavimento al emplearse un material de menor costo de manera que se pueda invertir un poco más en materiales calificados para la capa de rodadura. Además de esto, tiene como función proteger a la base impidiendo que los finos provenientes de la subrasante menoscaben su calidad. En cuanto a resistencia, soporta los esfuerzos transmitidos por las cargas de los vehículos a través de las capas superiores y los transmite a la subrasante a una intensidad adecuada; y finalmente protege a la base impidiendo que el agua suba por capilaridad. -   Base granular: Capa de material   construida sobre la subbase que deberá transmitir a esta y a la subrasante los esfuerzos producidos por el tránsito a una intensidad apropiada. Es válido mencionar, que los materiales con los que se construye serán de mejor calidad que los de la subbase. -   Carpeta: Resiste la acción de los vehículos; debe proporcionar una superficie de rodamiento uniforme de tal forma que le asegure a los usuarios un tránsito seguro y confortable. Esta capa, se encarga de impedir el paso del agua hacia el interior del pavimento. 3.   Hay dos tipos de categorías de falla en pavimentos flexibles; ¿cuáles son? R: Las fallas en los pavimentos flexibles pueden ser de dos tipos: Falla Estructural: Deficiencia de la carpeta de rodadura que tiene como srcen una falla de una o más capas de la estructura del pavimento lo que ocasiona a corto o a largo plazo   una reducción en su capacidad de carga y en la resistencia a los factores climáticos. Para la corrección de este tipo de fallas se hace necesario corregir el problema desde la raíz de tal forma que no se vuelva a presentar, evitando a su vez con ello una reparación más costosa. Según Montejo (2002), para corregir una falla estructural es pertinente el refuerzo sobre el pavimento existente, es decir, la nueva estructura del pavimento estaría formada por la subrasante - pavimento antiguo - refuerzo, logrando con ello que el paquete estructural responda a las exigencias del tránsito presente y futuro. Este tipo de falla se pueden clasificar de acuerdo al elemento estructural donde se srcinan: -   Fallas directamente en la carpeta.  -   Fallas ocasionadas en la interfase carpeta-base, resultado de un mal acoplamiento entre los materiales de ambas capas. -   Fallas srcinadas en la base o subbase como consecuencia de la inestabilidad en algunas de ellas. -   Fallas srcinadas por repetición de cargas. -   Fallas ocasionadas por agentes climatológicos. Dentro de las fallas estructurales más representativas se encuentran: -    Ahuellamiento:  se deriva de una deformación permanente en cualquiera de las capas del pavimento o la sub-rasante, usualmente producida por consolidación o movimiento lateral de los materiales debidos a la carga del tránsito. -    Agrietamiento por fatiga: serie de fisuras interconectadas con patrones irregulares, generalmente ubicadas en zonas donde hay repeticiones de carga. La fisuración tiende a iniciarse en el fondo de las capas asfálticas, donde los esfuerzos de tracción son mayores bajo la acción de cargas, en donde desarrollan un parecido con la piel de cocodrilo. La causa más frecuente es la falla por fatiga de la estructura o de la carpeta asfáltica debido principalmente a deformaciones en la subrasante, espesor de la estructura ineficiente, etc. -   Baches profundos: Hundimiento local de la calzada, con agrietamiento en malla cerrada y generalmente pérdida parcial de bloques de la capa de rodadura (carpeta).   Falla funcional: Consiste en deficiencias superficiales del pavimento debido a fallas en la capa asfáltica que afectan en cierto grado el tránsito seguro y cómodo de los usuarios. Para su corrección, Montejo (2002) indica que se hace pertinente regularizar la superficie y conferirle la necesaria impermeabilidad y rugosidad. Dentro de las fallas funcionales se pueden presentar las siguientes: -   Por desprendimiento de las partículas (Raveling):  pérdida de la superficie del pavimento debida a la pérdida del ligante asfáltico y de las partículas sueltas de agregado. Dentro de esta se encuentran: pérdida de agregado por acción del tránsito, pérdida de la capa de rodadura, pérdida de base. -   Baja resistencia a la fricción: Alisamientos, dentro de los cuales se puede presentar:   Exudación del asfalto (llorado): Presencia de asfalto sin agregado en la superficie. Desgaste de Áridos: Presencia de agregados que presentan una cara plana en la superficie, generalmente embebidos en el ligante (asfalto). -   Falla por contracción: Grietas que se srcinan por la contracción del asfalto y los ciclos de temperatura; este tipo de falla no está asociada a cargas, sino al endurecimiento significativo del asfalto. Es válido mencionar, que los dos tipos de falla no guardan una relación directa, sin embargo, es muy posible que cuando se presenta una falla estructural ésta conduce en un mediano plazo a la aparición de una falla funcional. Del mismo modo, cuando a una falla funcional no se le asigna una pronta atención, puede también desencadenar una falla estructural.  4.   ¿Cuáles son los criterios para el diseño estructural de un pavimento flexible? Pista: ¿Qué es lo que se quiere evitar que suceda durante el período de diseño? R: Durante el periodo de diseño de un pavimento flexible resulta pertinente evitar la aparición de fallas producto de la aplicación de esfuerzos superiores a los admisibles; es por ello, que al momento de efectuar el diseño de este tipo de pavimentos es preciso tomar en consideración ciertos criterios relacionados principalmente con los espesores de las capas y los materiales empleados para su construcción, esto a modo de proteger a la subrasante por medio de la provisión de capas de materiales adecuados, que permita alcanzar a su vez el nivel de servicio deseado. Para lograr lo planteado, se deberá tener en cuenta factores de tiempo, tránsito, materiales, suelos de subrasante, condiciones ambientales, detalles constructivos y económicos; el factor tránsito es de especial interés dadas las cargas impuestas a la carpeta de rodadura y su posterior distribución a la subrasante, puesto que si estas resultan excesivas, las probabilidades de aparición de grietas o deformaciones permanentes en la capa de rodadura y en la estructura del pavimento respectivamente, tienden a ser altas, por lo cual se hace necesario que la selección de materiales se base en una combinación de elementos como calidad, disponibilidad y economía, de tal forma que el diseño cumpla las especificaciones y se pueda lograr un equilibrio estructural de cada capa al estas contar con características mecánicas que le permitan guardar una relación entre los esfuerzos a los que son sometidas y su profundidad, garantizando en consecuencia, la permanencia de sus propiedades en el tiempo y la prolongación la vida útil de cada una de ellas. Los ensayos de resistencia deben ser complementados con ensayos de durabilidad de tal forma que se tenga seguridad de la permanencia de sus propiedades en el tiempo. 5.   Desde el punto de vista de los cálculos y la metodología, ¿qué clase de métodos de diseño existen para el diseño de Pavimentos Flexibles? R: Métodos de Diseño Empírico: -   Se basan en resultados de experimentos o en la experiencia. -   Requieren un elevado número de observaciones para establecer relaciones aceptables entre las variables y los resultados de las pruebas. -   Ejemplos de métodos de diseño de concepción empírica: AASHTO-93 y el INVIAS-98. En los métodos empíricos se correlaciona el comportamiento de los pavimentos in situ a través de observaciones y mediciones de campo, con los factores que causan los mecanismos de degradación en estas estructuras. Los factores más importantes son las cargas impuestas por el tránsito, las condiciones ambientales (principalmente temperatura y precipitación) a las cuales se encuentra sometida la estructura, el tipo de suelo o terreno de fundación (subrasante), la calidad de los materiales empleados y deficiencias durante el proceso constructivo. Todos estos factores son controlados y medidos durante las fases de estudio para correlacionarlos con los mecanismos de degradación y crear así el método de diseño. En las metodologías empíricas, se busca controlar dos mecanismos principales de la degradación como lo son la fatiga y el exceso de deformación permanente. En el caso de las primeras, están asociadas a la respuesta resiliente que presenta la estructura cuando se mueven las cargas vehiculares y para las últimas, ocurren cuando
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