079-3drenajeysubdrenajedepavimentos

8/20/2019 079-3drenajeysubdrenajedepavimentos

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Jaime Suárez Díaz Universidad Industrial de SantanderBucaramanga -ColombiaJaime SuJaime Suáárez Drez Dí í azaz Universidad Industrial de SantanderUniversidad Industrial de SantanderBucaramangaBucaramanga --ColombiaColombia

SUBDRENAJE DE PAVIMENTOSSUBDRENAJE DE PAVIMENTOSSUBDRENAJE DE PAVIMENTOS

Pavimentos asfálticos y Pavimentos de concretoPavimentos asf Pavimentos asf áálticos y Pavimentos de concretolticos y Pavimentos de concreto


2/115

7 0 0

1400

7 0 0

1 4 0 0

7 0 0

1 4 0 0

2100

7 0 0 14 0 0

2800

2 10 0

2 8 0 0

7 0 0

Colombia es un país de grandes volúmenes deprecipitaciónColombia es un paColombia es un paí í s de grandes vols de grandes volúúmenes demenes de

precipitaciprecipitacióónn

Junto con Brasil, Colombia es el país de mayoresprecipitaciones anuales promedio en América.

La susceptibilidad a saturación de los pavimentos enColombia es muy alta.

Junto con Brasil, Colombia es el paJunto con Brasil, Colombia es el paí í s de mayoress de mayoresprecipitaciones anuales promedio en Amprecipitaciones anuales promedio en Améérica.rica.

La susceptibilidad a saturaciLa susceptibilidad a saturacióón de los pavimentos enn de los pavimentos enColombia es muy alta.Colombia es muy alta.


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Las lluvias convectivas son de alta intensidad y saturanfácilmente la estructura del pavimento.Las lluviasLas lluvias convectivasconvectivas son de alta intensidad y saturanson de alta intensidad y saturanf f áácilmente la estructura del pavimento.cilmente la estructura del pavimento.

Gran parte de las precipitaciones enColombia son convectivas

Gran parte de las precipitaciones enGran parte de las precipitaciones enColombia sonColombia son convectivasconvectivas

E L A B

OR O: J A I ME S U

A RE Z DI A Z

E L A B

OR O: J A I ME S U

A RE Z DI A Z


4/115

Lo normal en Colombia es que la mayoría de los pavimentos van atrabajar con la estructura y sub-rasante saturada durante períodos

importantes de tiempo

Lo normal en Colombia es que la mayorLo normal en Colombia es que la mayorí í a de los pavimentos van aa de los pavimentos van atrabajar con la estructura ytrabajar con la estructura y subsub--rasante saturada durante perrasante saturada durante perí í odosodos

importantes de tiempoimportantes de tiempo

Los pavimentos deben funcionar enpresencia del aguaLos pavimentos deben funcionar enLos pavimentos deben funcionar en

presencia del aguapresencia del agua


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FSFS

El agua pasa con frecuencia por encima delos terraplenes de las víasEl agua pasa con frecuencia por encima deEl agua pasa con frecuencia por encima delos terraplenes de las vlos terraplenes de las ví í asas

E L A B

OR O: J A I ME S U

A RE Z DI A Z

E L A B OR O: J A I ME S U

A RE Z DI A Z


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Las inundaciones son parte de nuestro medio ambienteLas inundaciones son parte de nuestro medio ambienteLas inundaciones son parte de nuestro medio ambiente

J A

I ME S UA RE Z

DI A Z

J A

I ME S UA RE Z DI A Z


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E L A B OR O:

J A I ME S UA RE

Z DI A Z

E L A B OR O:

J A I ME S UA RE

Z DI A Z

Los pavimentos desde chiquitos (Desde el diseño) debenestar preparados para funcionar bajo aguaLos pavimentos desde chiquitos (Desde el diseLos pavimentos desde chiquitos (Desde el diseñño) debeno) debenestar preparados para funcionar bajo aguaestar preparados para funcionar bajo agua


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Es importante determinar para cada caso específico lasfuentes principales de agua y los volúmenes esperados

de infiltración

Es importante determinar para cada caso especEs importante determinar para cada caso especí í fico lasfico lasfuentes principales de agua y los volfuentes principales de agua y los volúúmenes esperadosmenes esperados

de infiltracide infiltracióónn

El agua penetra al pavimento y a la subrasantepor varios medios

El agua penetra al pavimento y a laEl agua penetra al pavimento y a la subrasantesubrasante

por varios mediospor varios medios


9/115

El diseEl diseñño adecuado del sistemao adecuado del sistema

La presencia deLa presencia deMedios de entrada de agua al pavimento y sub-rasanteMedios de entrada de agua al pavimento yMedios de entrada de agua al pavimento y subsub--rasanterasante

Por laPor la

bermabermaSucciSuccióónncapilar delcapilar delN.FreN.Freááticotico

Ascenso Ascenso

dedevaporvapor

Agua Aguasubterrsubterrááneanealaterallateral

Ascenso del nivel Ascenso del nivelfrefreááticotico

InfiltraciInfiltracióón superficialn superficial

Juntas y grietasJuntas y grietas


10/115

E L A B OR O:

J A I ME S UA RE

Z DI A Z

E L A B OR O: J A I ME S UA RE

Z DI A Z

FiltraciFiltracióón de Agua subterrn de Agua subterrááneanea


11/115

El agua de los niveles freáticos y de lascorrientes subterráneas pueden saturartotalmente la estructura del pavimento

El agua de los niveles freEl agua de los niveles freááticos y de lasticos y de lascorrientes subterrcorrientes subterrááneas pueden saturarneas pueden saturartotalmente la estructura del pavimentototalmente la estructura del pavimento

E L A B OR O:

J A I ME S UA RE

Z DI A Z

E L A B OR O: J A I ME S UA RE

Z DI A Z

vví í a Bucaramangaa Bucaramanga --BarrancabermejaBarrancabermeja


12/115

Por los bordes de la vía sin cunetas,

con cunetas sin revestimiento, o por la juntasde las cunetas se pueden infiltrar grandescantidades de agua

Por los bordes de la vPor los bordes de la ví í a sin cunetas,a sin cunetas,

con cunetas sin revestimiento, o por la juntascon cunetas sin revestimiento, o por la juntasde las cunetas se pueden infiltrar grandesde las cunetas se pueden infiltrar grandescantidades de aguacantidades de agua

InfiltraciInfiltracióón de agua de las cunetasn de agua de las cunetas


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Las cunetas son tal vez la fuente más importante

de infiltración.

Las cunetas son tal vez la fuente mLas cunetas son tal vez la fuente máás importantes importante

de infiltracide infiltracióón.n.


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El agua se acumula muy fácilmente en losbordes de la vía.El agua se acumula muy f El agua se acumula muy f áácilmente en loscilmente en losbordes de la vbordes de la ví í a.a.

Para que se infiltre se requiere

solamente que el agua estépresente.

Para que se infiltre se requierePara que se infiltre se requieresolamente que el agua estsolamente que el agua estéépresente.presente.

InfiltraciInfiltracióón por los bordes de la vn por los bordes de la ví í aa


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Un sitio de infiltraciUn sitio de infiltracióón concentrada es lan concentrada es la

junta entre el pavimento y la cuneta junta entre el pavimento y la cuneta

El agua de escorrentíasobre el pavimento o elagua de la cuneta se

puede infiltrar enforma masiva

El agua de escorrentEl agua de escorrentí í aasobre el pavimento o elsobre el pavimento o elagua de la cuneta seagua de la cuneta se

puede infiltrar enpuede infiltrar enforma masivaforma masiva

Estas juntas deben ser herméticasEstas juntas deben ser hermEstas juntas deben ser hermééticasticas


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La problemática de las juntas entre el asfalto y el

concreto no se le está dando en nuestro medio laimportancia adecuada

La problemLa problemáática de las juntas entre el asfalto y eltica de las juntas entre el asfalto y el

concreto no se le estconcreto no se le estáá dando en nuestro medio ladando en nuestro medio laimportancia adecuadaimportancia adecuada


17/115

Infiltración de agua por las juntas y grietasInfiltraciInfiltracióón de agua por las juntas y grietasn de agua por las juntas y grietas

Los estudios realizados en los Estados Unidos por laFHWA muestran que las lluvias se infiltran muy

fácilmente por las grietas y juntas de los pavimentos

Los estudios realizados en los Estados Unidos por laLos estudios realizados en los Estados Unidos por laFHWA muestran que las lluvias se infiltran muyFHWA muestran que las lluvias se infiltran muy

f f áácilmente por las grietas y juntas de los pavimentoscilmente por las grietas y juntas de los pavimentos


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Infiltración de agua por las juntas y grietasde pavimentos de concreto (Universidad de Maryland)Intensidad de lluvia 50 mm/hora

InfiltraciInfiltracióón de agua por las juntas y grietasn de agua por las juntas y grietasde pavimentos de concretode pavimentos de concreto (Universidad de(Universidad de MarylandMaryland))Intensidad de lluvia 50Intensidad de lluvia 50 mmmm/hora/hora

95953.753.750.1250.125

97972.502.500.1250.125

87873.753.750.0500.05089892.502.500.0500.050

79792.752.750.0350.035

76762.502.500.0350.035

70701.251.250.0350.035

% de% de

infiltraciinfiltracióón den dela escorrentla escorrentí í aa

Pendiente delPendiente del

pavimentopavimento%%

Ancho de la Ancho de la

junta o grieta junta o grietaPulgadasPulgadas


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InfiltraciInfiltracióón de agua por las juntas yn de agua por las juntas y

grietasgrietas

La infiltración disminuye a medida que se satura laestructura del pavimentoLa infiltraciLa infiltracióón disminuye a medida que se satura lan disminuye a medida que se satura laestructura del pavimentoestructura del pavimento


20/115

Presiones de poro

Desplazamiento del agua

Disminución de la capacidad de soporte

Deformación del pavimento

Presiones de poroPresiones de poro

Desplazamiento del aguaDesplazamiento del agua

DisminuciDisminucióón de la capacidad de soporten de la capacidad de soporte

DeformaciDeformacióón del pavimenton del pavimento

La presencia de saturación en la estructura

del pavimento y en la sub-rasantegenera :

La presencia de saturaciLa presencia de saturacióón en la estructuran en la estructura

del pavimento y en ladel pavimento y en la subsub--rasanterasantegeneragenera ::


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J A I ME S UA RE Z D

I A Z


I A Z

Disminución de la capacidad de soporteDisminuciDisminucióón de la capacidad de soporten de la capacidad de soporte

Una estructura saturada posee una capacidad muylimitada para resistir cargas repetidas aplicadasmuy rápidamente

Una estructura saturada posee una capacidad muyUna estructura saturada posee una capacidad muylimitada para resistir cargas repetidas aplicadaslimitada para resistir cargas repetidas aplicadasmuy rmuy ráápidamentepidamente


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I A Z


I A Z

La estructura actúa en condiciones no-drenadas y la

capacidad de soporte en estas condiciones es muy baja

La estructura actLa estructura actúúa en condiciones noa en condiciones no--drenadas y ladrenadas y la

capacidad de soporte en estas condiciones es muy bajacapacidad de soporte en estas condiciones es muy baja


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La sub-rasante es el elemento más

afectado por la saturación

La sub-rasante es el elemento más

afectado por la saturación

JAIME SUAREZ DIAZ


24/115

Los suelos arcillosos saturados poseen

muy baja capacidad de soporte

Los suelos arcillosos saturados poseenLos suelos arcillosos saturados poseen

muy baja capacidad de soportemuy baja capacidad de soporte


I A Z

J A I

ME S UA RE Z D

I A Z

Especialmente si se trata de suelosarcillososEspecialmente si se trata de suelosEspecialmente si se trata de suelos

arcillososarcillosos


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FSFSE L A B OR O: J

A I ME S UA RE Z DI A Z

E L A B OR O: J



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FSFSE L A B OR O: J


E L A B OR O: J


Los pavimentos saturados se deterioran muyrápidamente debido a las cargas repetidas en

condiciones no-drenadas

Los pavimentos saturados se deterioran muyLos pavimentos saturados se deterioran muyrráápidamente debido a las cargas repetidas enpidamente debido a las cargas repetidas en

condiciones nocondiciones no--drenadasdrenadas


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El comportamiento depende de las propiedadesEl comportamiento depende de las propiedadesde los materialesde los materiales

E L A B OR

E L A B OR Ó Ó

: J A I M

E S UA RE Z DI

A Z

: J A I M

E S UA RE Z DI

A Z

Los suelos granulares limpios bien drenados secomportan muy bien en condiciones de saturaciónLos suelos granulares limpios bien drenados seLos suelos granulares limpios bien drenados secomportan muy bien en condiciones de saturacicomportan muy bien en condiciones de saturacióónn


28/115

Las víaS deben diseñarse para que estén bajo agua durantedeterminados períodos de tiempo.En estos casos todos los elementos de infraestructura de la vía(Terraplenes, pavimentos, puentes, alcantarillas, etc.) debendiseñarse para que no sean destruidos y para que funcioneneficientemente durante y después de la inundación.

LasLas vví í aSaS deben disedeben diseññarse para que estarse para que estéén bajo agua duranten bajo agua durantedeterminados perdeterminados perí í odos de tiempo.odos de tiempo.En estos casos todos los elementos de infraestructura de la vEn estos casos todos los elementos de infraestructura de la ví í aa(Terraplenes, pavimentos, puentes, alcantarillas, etc.) deben(Terraplenes, pavimentos, puentes, alcantarillas, etc.) debendisediseññarse para que no sean destruidos y para que funcionenarse para que no sean destruidos y para que funcioneneficientemente durante y despueficientemente durante y despuéés de la inundacis de la inundacióón.n.

E L A B OR O: J


E L A B OR O: J



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La presencia deLa presencia de

Se generan presiones de poro y el agua trata de moverse ysalir del pavimento

Se generan presiones de poroSe generan presiones de poro

y el agua trata de moverse y y el agua trata de moverse ysalir del pavimentosalir del pavimento


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La falla por fatiga seproduce en menos de la

mitad del tiempo que enun pavimento no saturado

La falla por fatiga seLa falla por fatiga seproduce en menos de laproduce en menos de la

mitad del tiempo que enmitad del tiempo que enun pavimento no saturadoun pavimento no saturado


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En un sistema de transporte masivo o en una estaciEn un sistema de transporte masivo o en una estacióón den deservicio deservicio de acpmacpm es mas grave que en un parqueadero dees mas grave que en un parqueadero de

automautomóóviles o una estaciviles o una estacióón para automn para automóóviles.viles.

La falta de drenaje es mas grave cuandoLa falta de drenaje es mas grave cuandolas cargas de transito son muy altaslas cargas de transito son muy altas

ArticuladosMetrolinea Articulados ArticuladosMetrolineaMetrolinea


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Deformaciones del pavimento por cargas

repetidas en condiciones de saturación

Deformaciones del pavimento por cargasDeformaciones del pavimento por cargas

repetidas en condiciones de saturacirepetidas en condiciones de saturacióónn

A -67%

10000

A - 6.2 % Pasantes tamiz 200

Nota:En cada curva se indica el

porcentaje de saturación

MINIMO DE CICLOS DE CARGA

B - 9.1 % Pasantes tamiz 200C - 11.5 % Pasantes tamiz 200

B -75%

A -67%

C -63%

A -81%

C -80% C -68%

B -81%

50000 1000005000100050010050105

-5

-4

-3

-2

-1

D E F L E X I O N

E N

P U L G A D A S


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Utilizando en el diseño la resistencia de lasubrasante en condición de inmersión, no serequiere tener en cuenta el efecto del agua ?

UtilizandoUtilizando en elen el disediseññoo lala resistenciaresistencia de lade lasubrasantesubrasante enen condicicondicióónn dede inmersiinmersióónn , no se , no serequiererequiere tenertener enen cuentacuenta elel efectoefecto deldel aguaagua ??

E L A B OR

E L A B OR Ó Ó

: J A I ME

S UA RE Z DI A

Z

: J A I ME

S UA RE Z DI A

Z

??


34/115

Falla anticipada de los pavimentos por falta

de drenaje

Falla anticipada de los pavimentos por faltaFalla anticipada de los pavimentos por falta

de drenajede drenaje

E L A B OR O: J


E L A B OR O: J

A I ME S UA RE Z

DI A Z


35/115

Una vez se inicia el deterioro del pavimento la falla

demora muy poco tiempo

Una vez se inicia el deterioro del pavimento la fallaUna vez se inicia el deterioro del pavimento la falla

demora muy poco tiempodemora muy poco tiempo



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Christopher andMcGuffey (1997)NCHRP 1-34),

Los pavimentosbien drenadosduran

aproximadamenteel doble que lospavimentos mal

drenados

Los pavimentosLos pavimentosbien drenadosbien drenadosduranduran

aproximadamenteaproximadamenteel doble que losel doble que lospavimentos malpavimentos mal

drenadosdrenados


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Infiltraciónde agua Lubricación deLas partículas Materiales sedebilitan

Deterioro por humedecimiento de la carpetaasfáltica por períodos largos de tiempoDeterioroDeterioro porpor humedecimientohumedecimiento de lade la carpetacarpetaasf asf áálticaltica porpor perperí í odosodos largos delargos de tiempotiempo

JAIME SUAREZ DIAZ


38/115

SeparaciSeparacióónn

entreentreasfaltoasfalto yyagregadoagregado

DesmoronamientoDesmoronamiento de lade la carpetacarpeta porporhumedecimientohumedecimiento prolongadoprolongado

JAIME SUAREZ DIAZ


39/115

DesmoronamientoDesmoronamientoDesmoronamiento

JAIME SUAREZ DIAZ


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Expansión de la sub-rasanteExpansiExpansióón de lan de la subsub--rasanterasante

E L A B OR O: J

A I ME S UA RE Z

DI A Z

E L A B OR O: J A I ME S UA RE Z

DI A Z


41/115

E L A B OR O: J

A I ME S UA RE Z

DI A Z


DI A Z

Colapso y flujo de los rellenosColapso y flujo de los rellenosColapso y flujo de los rellenos


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Grado de saturación (%)

H u n d i m i e n t o ( m m )

60 70 80 90 100

2.5

5.0

7.5

10.1

12.6

15.1

6.2 % Finos9.1 % Finos

11.5 % Finos

Triturado

Grava

ComportamientoComportamiento deldel pavimentopavimento enen

CondicionesCondiciones nono--saturadassaturadas (NHI)(NHI)

Di i l tDi i l t ññ d ti ld ti l


43/115

El diseEl dise

ññ

o adecuado del sistemao adecuado del sistema


Disminuye el tamaDisminuye el tamañño de poros que retiene el aguao de poros que retiene el agua

Disminuye la permeabilidadDisminuye la permeabilidad

Aumenta la Aumenta la succisuccióónn y la resistencia al cortante y la resistencia al cortante

SaturadoSaturado NoNo--saturadosaturado

SueloSuelo

Agua Agua

Aire Aire


44/115

Cierto nivel de humedad puede ser benéficopara el comportamiento del pavimento.CiertoCierto nivelnivel dede humedadhumedad puedepuede serser benbenééficoficoparapara elel comportamientocomportamiento deldel pavimentopavimento..

MayorMayor resistenciaresistencia MenorMenor deformabilidaddeformabilidad MejoresMejores propiedadespropiedades dindináámicasmicas ConservaciConservacióónn de lade la densidaddensidad MenorMenor permeabilidadpermeabilidad MayorMayor permanenciapermanencia dede laslas propiedadespropiedades

CONCLUSICONCLUSIÓÓN:N: LasLas capascapas dede pavimentopavimento siempresiempredeberdeberí í anan trabajartrabajar concon unauna saturacisaturacióónn cercanacercana alal40 %40 %


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Hidro-planeoHidroHidro--planeoplaneo

HIDROPLANEO Acumulación de agua.


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HIDROPLANEOHIDROPLANEOg

Alta presión de agua en elcontacto llanta/pavimento.

Baja presión efectiva.

Baja resistencia al corte.

HIDROPLANEO

Accidente


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Accidentes Accidentes porpor hidrohidro--planeoplaneo

ASOCRETO ASOCRETO


48/115

Los canales o cunetas

no revestidas se

profundizan o amplían

Los canales o cunetasLos canales o cunetas

no revestidas seno revestidas se

profundizan o amplprofundizan o ampl ííanan

Erosión en lascunetas de la víaErosiErosióón en lasn en lascunetas de la vcunetas de la ví í aa


DI A Z


DI A Z


49/115


DI A Z


DI A Z

La fuerza tractiva del agua es muy grandeLa fuerza tractiva del agua es muy grandeLa fuerza tractiva del agua es muy grande


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Erosión por paso de corrientes de agua por encima de

la vía

ErosiErosióón por paso de corrientes de agua por encima den por paso de corrientes de agua por encima de

la vla vííaa


DI A Z


DI A Z


51/115

Erosión en los taludes de la bancaErosiErosióón en los taludes de la bancan en los taludes de la banca


DI A Z


DI A Z


52/115

El bombeo es un resultado de la aplicación decargas sobre un pavimento saturadoEl bombeo es un resultado de la aplicaciEl bombeo es un resultado de la aplicacióón den decargas sobre un pavimento saturadocargas sobre un pavimento saturado

El bombeoEl bombeo

PLACA DEPLACA DE

CONCRETOCONCRETO

BASE/SUBBASE EROSIONABLEBASE/SUBBASE EROSIONABLE

JUNTAJUNTA

VacVacííoo llenolleno dede

aguaagua

JAIME SUAREZ DIAZ


53/115

Dirección de movimiento

Base saturada

Grieta

Pavimento asfáltico flexible

Deflexión

Expulsión de aguaPresión hidrostática

subrasante-saturada

Deflexión

Bombeo en pavimentos asf Bombeo en pavimentos asf áálticoslticos

B b i t fálti

B b i t fBombeo en pavimentos asfááltilticos


54/115



Bombeo en pavimentos asfálticosBombeo en pavimentos asf Bombeo en pavimentos asf áálticoslticos

Dirección de movimientoBombeo en pavimentos det

Bombeo en pavimentos deBombeo en pavimentos dett


55/115

Subrasante saturada

P.C.C.

Base saturada

Pavimento de concreto

Agua librePresión hidrostática

o flujo de agua

Dirección de movimiento

El gua es expulsada violentamente

cargado particulas en suspención

concretoconcretoconcreto

ASOCRETO ASOCRETO


56/115




57/115

Erosión resultado del bombeoErosiErosióón resultado del bombeon resultado del bombeo

JAIME SUAREZ DIAZ

Terminal de Transportes de BucaramangaTerminal de Transportes de Bucaramanga

Terminal de Transportes de BucaramangaTerminal de Transportes de BucaramangaTerminal de Transportes de Bucaramanga


58/115

JAIME SUAREZ DIAZ

p gp gp g

Ef t d l ió l i d lEf tEf t d ld l iióó l i dl i d ll


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Efectos de la erosión relacionada con el

bombeo

EfectosEfectos de lade la erosierosióónn relacionadarelacionada con elcon el

bombeobombeo

Escalonamientodislocación y rotura de

losas.

Escalonamientodislocación y rotura de

losas.

ASOCRETO ASOCRETO

Deterioro de las juntas

Deterioro de las juntasDeterioro de las juntas


60/115



Deterioro de las juntasDeterioro de las juntasDeterioro de las juntas

Juntas al poco tiempo de iniciado elJuntas al poco tiempo de iniciado elJuntas al poco tiempo de iniciado el


61/115

Juntas al poco tiempo de iniciado el

proceso de erosión por bombeo

Juntas al poco tiempo de iniciado elJuntas al poco tiempo de iniciado el

proceso de erosiproceso de erosióón por bombeon por bombeo

JAIME SUAREZ DIAZ


62/115

Estación de servicio La Paz - Magdalena medioEstaciEstacióón de servicio La Pazn de servicio La Paz -- Magdalena medioMagdalena medio


63/115

JAIME SUAREZ DIAZ

Estación de servicio La Paz Magdalena medioEstación de servicio La Paz Magdalena mediog


64/115

JAIME SUAREZ DIAZ


65/115

JAIME SUAREZ DIAZ


66/115

BogotáBogotBogotáá

ASOCRETO ASOCRETO


67/115

Agua libre Agua Agua librelibre

ASOCRETO ASOCRETO


68/115

JAIME SUAREZ DIAZ

Soluciones a los problemas relacionadosSolucionesSoluciones aa loslos problemasproblemas relacionadosrelacionados


69/115

1. Controlar el agua antes de que se infiltre1. Controlar el agua antes de que se infiltre

Soluciones a los problemas relacionadoscon el agua en los pavimentosSolucionesSoluciones aa loslos problemasproblemas relacionadosrelacionadoscon elcon el aguaagua enen loslos pavimentospavimentos


70/115

Sellado de las juntasSellado de las juntas

El efecto condEl efecto condóónn


71/115

Las juntas requieren deLas juntas requieren deun mantenimientoun mantenimiento

continuo durante todacontinuo durante todala vida del pavimentola vida del pavimento

MantenimientoMantenimientopreventivopreventivo


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Impermeabilización de las bermas y separadores ImpermeabilizaciImpermeabilizacióón de las bermas y separadoresn de las bermas y separadores

Drenaje superficialDrenaje superficial


73/115

Drenaje superficialDrenaje superficial

Cunetas , alcantarillas , sumideros, entregas, etc.Cunetas , alcantarillas , sumideros, entregas, etc.


74/115


75/115

SubdrenajeSubdrenaje para el manejo del nivel frepara el manejo del nivel freáático y lastico y lascorrientes de aguacorrientes de agua

ASOCRETO ASOCRETO

Sub-drenes interceptoresSubSub--drenes interceptoresdrenes interceptores


76/115

E L A

B OR

E L A

B OR Ó Ó

: J A I ME S UA RE Z DI A

Z


Z


77/115

E L A

B OR

E L A

B OR Ó Ó


Z


Z

2. Manejar el agua después de que se infiltre2. Manejar el agua despu2. Manejar el agua despuéés de que se infiltres de que se infiltre


78/115

Sub-Bases abiertas

Sub-Bases resistentes

a la erosión

SubSub--Bases abiertasBases abiertas

SubSub--Bases resistentesBases resistentes

a la erosia la erosióónn

ASOCRETO ASOCRETO

Sub-bases o bases abiertasSubSub--bases o bases abiertasbases o bases abiertas


79/115

Son materiales muy permeables donde el agua drenalibrementeSon materiales muy permeables donde el agua drenaSon materiales muy permeables donde el agua drenalibrementelibremente

Ejemplo : Triturado limpioEjemplo : Triturado limpioEjemplo : Triturado limpio


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Tipos de base abierta (NCHRP Synthesis 239):

Tipos de base abierta (NCHRP Synthesis 239):


81/115

1. Material granular, grueso limpio.2. Material granular, grueso limpio con adición de

cemento.(135 a 150 Kg de cemento/m3)

3. Material granular, grueso limpio con adición deasfalto. (2 a 2.5 % de asfalto AC 40 o AR 8000)

1. Material granular, grueso limpio.2. Material granular, grueso limpio con adición de

cemento.(135 a 150 Kg de cemento/m3)

3. Material granular, grueso limpio con adición deasfalto. (2 a 2.5 % de asfalto AC 40 o AR 8000)

SubSub--base abiertabase abierta


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Problemas de la base abierta:Problemas de la base abierta:


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La presencia deLa presencia dePenetraciPenetracióón de la base dentro de lan de la base dentro de la subsub--rasanterasante

TraficabilidadTraficabilidad durante la construccidurante la construccióónn

UniUnióón estructural entre el concreto y la basen estructural entre el concreto y la base

ContaminaciContaminacióón de la base con material de lan de la base con material de la


84/115

subsub--rasanterasante

Las bases abiertas con aditivo presentan


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generalmente deformaciones menores quelas bases sin aditivo (NCHRP Synthesis 239)


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Bases cerradas VS Bases abiertasBases cerradas VBases cerradas VSS Bases abiertasBases abiertas

JAIME SUAREZ DIAZ


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Bases permeables aunque no totalmente

abiertas

Bases permeables aunque no totalmenteBases permeables aunque no totalmenteabiertasabiertas

JAIME SUAREZ DIAZ

Por ejemplo : Base de PescaderoPor ejemplo : Base de Pescadero

(Sin agregarle barro)(Sin agregarle barro)

Solución ideal:SoluciSolucióón ideal:n ideal:


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JAIME SUAREZ DIAZ

00--55505000--881616

55--2525884040--5555446060--8080½” ½”

9595--10010011” ” 1001001.51.5” ”

% de pasantes% de pasantesTamizTamiz

Granulometría de base permeable (New JerseyGranulometrGranulometrí í a de base permeable (Newa de base permeable (New JerseyJersey))

Normas INVIAS para Bases granularesNormas INVIAS para Bases granularesNormas INVIAS para Bases granulares


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55--151555--1515No. 200No. 200

1010--30301010--3030No. 40No. 402020--45452020--4545No. 10No. 10

3535--65653030--6060No. 4No. 4

5050--80804545--75753/83/8” ”

7070--

100100

6060--9090¾” ¾”

1001007070--10010011” ” --10010011 ½” ½”

BGBG--22BGBG--11

%%pasantespasantes

TAMIZTAMIZPARTICULAS FRACTURADAS:PARTICULAS FRACTURADAS:

MIN. 50%MIN. 50%

DESGASTE: MAX. 40%DESGASTE: MAX. 40%SOLIDEZ SULFATO DE SODIO:SOLIDEZ SULFATO DE SODIO:

MAX. 12%MAX. 12%

SOLIDEZ SULFATO DESOLIDEZ SULFATO DEMAGNESIO: MAX. 18%MAGNESIO: MAX. 18%

INDICE DE APLANAMIENTO:INDICE DE APLANAMIENTO:

MAX. 35%MAX. 35%

C.B.R C.B.R . : MIN. 80%. : MIN. 80%IP : < = 3IP : < = 3

EQUIVALENTE DE ARENA: MIN.EQUIVALENTE DE ARENA: MIN.30%30%

JAIME SUAREZ DIAZ

Normas INVIAS para sub-bases granularesNormas INVIAS paraNormas INVIAS para subsub--bases granularesbases granulares


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44--2020No. 200No. 2001010--4040No. 40No. 402020--5555No. 10No. 103030--7070No. 4No. 4

4040--80803/83/8” ” 5050--9090½” ½”

6060--10010011” ” 7070--10010011 ½” ½”

10010022” ”

PORCENTAJEPORCENTAJEPASANTESPASANTES

TAMIZTAMIZ

DESGASTE: MAX. 50%

SOLIDEZ SULFATO DE SODIO: MAX. 12%

SOLIDEZ SULFATO DE MAGNESIO: MAX. 18%

C.B.R. : MIN. 20-30 ó 40%

IP : < = 6

EQUIVALENTE DE ARENA: MIN. 25%

DESGASTE: MAX. 50%

SOLIDEZ SULFATO DE SODIO: MAX. 12%

SOLIDEZ SULFATO DE MAGNESIO: MAX. 18%

C.B.R. : MIN. 20-30 ó 40%

IP : < = 6

EQUIVALENTE DE ARENA: MIN. 25%JAIME SUAREZ DIAZ


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Se deben elaborarespecificaciones de bases y sub-bases utilizando los materiales

excelentes que hay en la región

Se deben elaborarSe deben elaborarespecificaciones de bases yespecificaciones de bases y subsub--bases utilizando los materialesbases utilizando los materiales

excelentes que hay en la regiexcelentes que hay en la regióónn

Es un error muy grave “Recetar” lasespecificaciones INVIASEs un error muy graveEs un error muy grave “ “RecetarRecetar” ” laslasespecificaciones INVIASespecificaciones INVIAS

ú di i l l bYY úú di i l l bdi i l l b


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Y es un error aún mas grave adicionarle a las bases y sub-bases materiales “Dispersivos” como son losmateriales de la formación Organos.

Y es un error a Y es un error aúún mas grave adicionarle a las basesn mas grave adicionarle a las bases y y subsub--bases materialesbases materiales “ “DispersivosDispersivos” ” como son loscomo son losmateriales de la formacimateriales de la formacióón Organos.n Organos.

Dispersión de los suelos finos que se acostumbraDispersiDispersióón de los suelos finos que se acostumbran de los suelos finos que se acostumbra


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Dispersión de los suelos finos que se acostumbraagregar en Bucaramanga a las bases y sub-basesgranulares

Dispersi Dispersi ó ó n de los suelos finos que se acostumbran de los suelos finos que se acostumbraagregar en Bucaramanga a las bases yagregar en Bucaramanga a las bases y sub sub - - basesbasesgranulares granulares

Ejemplo de base abierta : Pavimento de laEjemplo de base abierta : Pavimento de laEjemplo de base abierta : Pavimento de la


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Ejemplo de base abierta : Pavimento de laurbanización Bucarica en Bucaramanga

construído en 1977

Ejemplo de base abierta : Pavimento de laEjemplo de base abierta : Pavimento de laurbanizaciurbanizacióónn BucaricaBucarica en Bucaramangaen Bucaramanga

construconstruíídodo en 1977en 1977

JAIME SUAREZ DIAZ


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SubSub--drendren longitudinal de bordelongitudinal de borde

ASOCRETO ASOCRETO


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La colocación de sub-drenes longitudinales en

bases cerradas reduce las grietas de fatiga perono los hundimientos según la FHWA

La colocación de sub-drenes longitudinales en

bases cerradas reduce las grietas de fatiga perono los hundimientos según la FHWA

l i d b dEl ti dEl ti d bb dd


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• Disponibilidad de materiales• Requerimientos del drenaje

• Caudales esperados

• Costos

• Disponibilidad de materiales

• Requerimientos del drenaje

• Caudales esperados

• Costos

El tipo de sub-drena utilizar depende

de :

El tipo deEl tipo de subsub--drendrena utilizar dependea utilizar depende

de :de :

E L A B OR

E L A B

OR Ó Ó

: J A I ME

S UA RE Z DI A

Z

: J A I ME

S UA RE Z DI A Z


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E L A B OR

E L A B

OR Ó Ó

: J A I ME

S UA RE Z DI A

Z

: J A I ME

S UA RE Z DI A Z


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E L A B

OR

E L A B

OR Ó Ó

: J A I ME

S UA RE Z DI A Z

: J A I ME

S UA RE Z DI A Z

Sub-drenes sintéticosSubSub--drenes sintdrenes sintééticosticos


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E L A B

OR

E L A B

OR Ó Ó

: J A I ME

S UA RE Z DI A Z

: J A I ME

S UA RE Z DI A Z

Problemas de losProblemas de los subsub--drenes longitudinalesdrenes longitudinales


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Solo uno de cada tresSolo uno de cada tres subsub--drenes longitudinalesdrenes longitudinalesen los Estados Unidos funciona correctamenteen los Estados Unidos funciona correctamentepara lo que fue disepara lo que fue diseññado. (FHWA)ado. (FHWA)

Problemas de losProblemas de los subsub--drenes longitudinalesdrenes longitudinales


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Subdrenes debajo de las cunetasSubdrenesSubdrenes debajo de las cunetasdebajo de las cunetas

E L A B

OR

E L A B

OR Ó Ó

: J A I ME

S UA RE Z DI A Z

: J A I ME

S UA RE Z DI A Z


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ElEl subsub--drendren

recoge el aguarecoge el aguade la cuneta yde la cuneta yla infiltra haciala infiltra haciael pavimento yel pavimento ylala subsub--rasante.rasante.

NONOSubdrenesSubdrenes en cortes y en terraplenesen cortes y en terraplenes


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NONO

SISI

SubdrenesSubdrenes longitudinales en corteslongitudinales en cortes


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LosLos subdrenessubdrenes longitudinales deben construirselongitudinales deben construirsedebajo del pavimentodebajo del pavimento

Otra alternativa es reemplazar losOtra alternativa es reemplazar los subdrenessubdrenes porporcunetas profundascunetas profundas


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pp ppcunetas profundascunetas profundas

Un sub-dren tapado puede ser peor que no tener

sub-drenes .

UnUn subsub--drendren tapado puede ser peor que no tenertapado puede ser peor que no tener

subsub--drenes .drenes .


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El mantenimiento o limpieza los sub-drenes esesencial para garantizar la vida del pavimentoEl mantenimiento o limpieza losEl mantenimiento o limpieza los subsub--drenes esdrenes esesencial para garantizar la vida del pavimentoesencial para garantizar la vida del pavimento

Sub-drenes longitudinales + base permeable

SubdrenajeSubdrenaje integralintegral


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Sub-drenes longitudinales + base permeable

PlacaPlaca BermaBerma

Flujo de aguaFlujo de agua

TuberTuberí í aa

perforadaperforada

GeotextilGeotextil

Base permeableBase permeableTransiciTransicióónn

CalidadCalidad dede drenaje.AASHTOdrenaje.AASHTO (1993)(1993)


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jj ( )( )

(no drena)(no drena) Muy pobreMuy pobre

(1 mes) Pobre(1 mes) Pobre

(1 semana) Regular(1 semana) Regular

( 1 d( 1 dí í a)a) BuenaBuena

(2horas) Excelente(2horas) Excelente

Agua removida en Agua removida en

La calidad deldrenaje es la

calidad deli t

La calidad delLa calidad deldrenaje es ladrenaje es la

calidad delcalidad deli tpa imento


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calidad delpavimentocalidad delcalidad delpavimentopavimento


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El drenaje afecta el espesor de pavimentoEl drenaje afecta el espesor de pavimentode disede diseñño ?o ?


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de disede diseñño ?o ?


obras deobras debd js bd enaje no

Base y sub-bas deben cumplir

especificaciones de filtro

Pavimento


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El diseEl diseñño adecuado del sistema deo adecuado del sistema de subsub--drenaje esdrenaje esmas importante que elmas importante que el subdrenajesubdrenaje en sien si

subdrenajesubdrenaje nononecesariamentenecesariamente

mejora elmejora elcomportamientcomportamiento del pavimentoo del pavimento

(FHWA)(FHWA)

Material debe cumplir

como filtro

Base drenante

Filtro

Base y sub-base deben cumplir

especificaciones de permeabilidad

Pavimento

Sub-base drenante

El pavimento es algo más que una estructuraEl pavimento es algo mEl pavimento es algo máás que una estructuras que una estructura

NosNos

l dl id


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M E T R O L

I N E A

M E T R O L

I N E A

MuchoMucho

Pingo!Pingo!

olvidamosolvidamos

del drenajedel drenaje

079-3drenajeysubdrenajedepavimentos

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