Fundamentos de Ingeniería de Pavimentos: Tipos, Deterioro y Estabilización de Suelos

Tipos de Pavimentos y sus Componentes

Pavimento Rígido

Es aquel que posee una losa de concreto. Está compuesto por varias capas, con la particularidad de que la capa superior es de concreto de cemento tipo Portland, con o sin refuerzo metálico.

Pavimento Flexible

Es aquel que tiene base asfáltica. Consta de una o varias capas sobre el terreno de fundación, y su capa superior está compuesta por algún aglomerado combinado con asfalto.

Mecanismos de Envejecimiento y Endurecimiento del Asfalto

A continuación, se definen los principales mecanismos que causan el envejecimiento o endurecimiento de un asfalto:

1. Oxidación

   Es producida por la exposición al aire y al agua. La oxidación por el aire es un proceso lento, pero la causada por el agua puede ser más grave.

2. Volatilización

   Consiste en la evaporación de los constituyentes más livianos (volátiles) presentes en el asfalto.

3. Tixotropía

   Aunque es una propiedad de ciertos fluidos, en el contexto del asfalto, se refiere a la tendencia a perder resistencia o disminuir la viscosidad al ser sometidos a una tensión cortante (cizalla) a medida que transcurre el tiempo.

Capas Constituyentes de un Pavimento

Las capas que pueden formar parte de la estructura de un pavimento son:

• Capa de Rodadura (o Rodamiento)
• Base
• Subbase
• Material Seleccionado

Procesos de Estabilización de Suelos

Se explican los procesos utilizados para mejorar las propiedades de los suelos de fundación:

1. Estabilización Mecánica

   Se logra mediante el uso de equipos de compactación. Se recomienda el uso de amasadores para suelos cohesivos y vibración para suelos granulares, utilizando aplanadoras para las capas.

2. Estabilización Química

   Consiste en la modificación del suelo mediante la adición de algún aditivo químico (como cal o cemento).

3. Estabilización Térmica

   Es un método poco usual que implica la aplicación de calor o electricidad para lograr la compactación y mejora de las propiedades del suelo.

Factores que Afectan el Comportamiento de Pavimentos Flexibles

Se detallan los principales factores que influyen en el desempeño de los pavimentos flexibles:

1. Tránsito (Cargas)

   Afecta debido al peso bruto y la presión de inflado de los neumáticos. Otros factores relacionados incluyen las propiedades de la subrasante y los materiales del pavimento, la repetición de la carga, el radio de influencia de la carga, la velocidad (a mayor velocidad, menor deformación), y la configuración de la rueda y el eje.

2. Clima

   Incluye la precipitación, los ciclos de congelación y descongelación (especialmente en primavera), la expansión y contracción térmica, y los ciclos seco-húmedo.

3. Geometría

   Se refiere a la distribución del tránsito sobre la superficie del pavimento.

4. Posición (Condiciones del Terreno)

   Factores como la sección transversal (corte o relleno), la profundidad del nivel freático (masa de agua), la presencia de derrumbes o depósitos blandos profundos.

Factores que Afectan el Comportamiento de Pavimentos Rígidos

Se explican los factores que impactan el desempeño de los pavimentos de concreto:

1. Clima

   La precipitación puede producir bombeo y estallido (pumping and blow-up). También influye la variación diaria de la temperatura, que genera esfuerzos internos.

2. Construcción y Mantenimiento

   Incluye la instalación y el mantenimiento defectuoso de las juntas, deficiencias de nivelación, una subrasante excesivamente seca, el uso de agregados sucios, la baja durabilidad del agregado, y la mala o pobre compactación de la superficie de apoyo.