“Materiales aplicados en los pavimentos”

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1.1 Clasificación de los materiales seleccionados en función de su composición y propiedades.

El adoquín es un elemento macizo de concreto, prefabricados, con paredes verticales, que ajustan bien unos contra otros, para formar una superficie completa, dejando solo una pequeña junta entre ellos, y que sirven como capa de rodadura o superficie para los pavimentos que llevan su nombre. Los materiales más utilizados para su construcción han sido el granito, por su gran resistencia y facilidad para el tratamiento y, sobre todo, el basalto que a su dureza se le añade la mayor facilidad de corte y sus dimensiones suelen ser de 20 cm. de largo por 15 cm. de ancho

El pavimento de adoquines de concreto está compuesto, casi siempre, por dos capas: la capa de rodadura (los adoquines) y la base. Ambas capas son importantes porque los adoquines sin base terminan por hundirse en el suelo; y la base sin los adoquines se deteriora muy rápido y no tiene la resistencia suficiente.

La determinación de los espesores de estas capas y de sus materiales, se conoce como diseño del pavimento de adoquines, y es el único proceso que permite construir un pavimento adecuado para las necesidades y condiciones que se tengan.

Los espesores de las capas dependen del tránsito que va a soportar el pavimento, de la dureza del suelo y de los materiales con que se van a construir estas capas; y deben tener la suficiente calidad para que el pavimento soporte el peso del tránsito, durante un tiempo determinado, sin deformarse ni deteriorarse.

La resistencia de los adoquines necesita ser mayor para aguantar la abrasión debido al tránsito, que para no partirse bajo las cargas de los tractores y camiones. Además, el desgaste ocasionado en los adoquines por el paso de personas o animales es igual o peor, que el de los vehículos. Por esto no se pueden usar adoquines de segunda calidad para áreas peatonales. Si estos no cumplen con los requisitos de medidas o resistencia, se utilizarán sólo en lugares donde no sea importante su calidad.

Para la construcción de un pavimento de adoquines se utilizan dos tipos de arenas: una para la capa de arena debajo de los adoquines (arena gruesa) y otra para el sello de arena (arena fina). Como se puede observar el adoquín pertenece a los materiales compuestos debido a que no solamente está conformado de un solo material si no que lo forman el cemento, el granito o el basalto.[pic 5][pic 6]

El asfalto es una mezcla sólida y compacta de hidrocarburos y de minerales que mayormente es empleada para construir el pavimento de las calzadas. El principal componente del asfalto es el bitumen es el fondo que queda tras la destilación fraccionada de petróleo

Sus características físicas más destacadas son la viscosidad, su pegajosidad y su intenso color negro; y como se mencionó en la introducción su uso primordial se da como aglomerante en mezclas asfálticas. Por lo general se presenta de manera sólida o semisólida según la temperatura ambiente; a la temperatura de ebullición del agua tiene consistencia pastosa, por lo que se extiende con facilidad.

Se utiliza mezclado con arena o gravilla para pavimentar caminos a instancias de la construcción de carreteras, autovías y autopistas, ya que es capaz de unir fragmentos de varios materiales y dar cohesión al conjunto a través de transformaciones en su propia masa que dan lugar al origen de nuevos compuestos.

El asfalto tiene buena resistencia al esfuerzo, es cohesivo, adherente, presenta impermeabilidad, capaz de resistir altos esfuerzos instantáneos y fluir bajo la acción de cargas permanentes, presenta las propiedades ideales para la construcción de pavimentos cumpliendo las siguientes funciones:

- Impermeabilizar la estructura del pavimento, haciéndolo poco sensible a la humedad y eficaz contra la penetración del agua proveniente de la precipitación.[pic 7]

- Proporciona una íntima unión y cohesión entre agregados, capaz de resistir la acción mecánica de disgregación producida por las cargas de los vehículos. Igualmente mejora la capacidad portante de la estructura, permitiendo disminuir su capacidad. [pic 8]

Por lo visto en las características anteriores del asfalto se clasifica como un material compuesto debido a que es una mezcla de hidrocarburos y minerales que además se le adiciona cemento y arenas.

El concreto hidráulico es una combinación de cemento Portland, agregados pétreos, agua y en ocasiones aditivos, para formar una mezcla moldeable que al fraguar forma un elemento rígido y resistente esta mezcla debe ser dosificada en masa o en volumen. Como su nombre lo dice, básicamente son pavimentos construidos en concreto, especialmente diseñados para soportar esfuerzos a flexión es el parámetro fundamental para diseñar las placas de concreto. Tiene unos sistemas de transferencias de cargas, que son unas dovelas que comunican lozas entre lozas eso permite que la loza no trabaje en una sola área.

Para satisfacer la demanda de diseñar, especificar y construir los pavimentos de concreto hidráulico con las mejores tecnologías a nivel mundial y con altos estándares en sus especificaciones, tuvo que llevarse a cabo un programa de capacitación intensivo y avanzado.

Para lograr la durabilidad es importante considerar además de la resistencia adecuada del concreto ante las solicitaciones mecánicas todos los agentes externos de exposición a los que estará sujeto el pavimento para elaborar la mezcla apropiada y definir las recomendaciones para la colocación del concreto hidráulico.

Se deben de realizar los proporcionamientos de mezcla adecuados, con ciertas relaciones agua / cemento, utilizando aditivos que permitan una reducción de agua en la mezcla y que den la trabajabilidad adecuada al concreto aun con revenimientos bajos como los utilizados en autopistas.

Poco a poco se ha ido logrando tener una mayor experiencia en el diseño, especificación y construcción de pavimentos de concreto hidráulico en México, estas experiencias han ido mostrando las ventajas de este tipo de soluciones, de tal modo que cada vez son más las entidades gubernamentales responsables de la construcción, mantenimiento y operación de las vías. [pic 9][pic 10]

1.2 Matriz de relación entre los materiales seleccionados y los diferentes grupos de materiales de ingeniería.

En la siguiente matriz se clasificarán los materiales al grupo correspondiente y además se mencionarán las ventajas de ellos en la aplicación de la pavimentación:

Material

Metales