¿Por qué los pavimentos flexibles generalmente se construyen en capas con mejores materiales en la parte superior?

Lo siguiente no constituye asesoramiento profesional de ingeniería. Tengo un diploma en Tecnología de Ingeniería Civil, y estoy estudiando para obtener una Licenciatura en Ingeniería Civil. Como resultado, he estudiado esto un poco.

Por pavimento flexible, supongo que está hablando de pavimento con concreto de cemento asfáltico (es decir, HL3 cubierto con HL8). Existen otros tipos de pavimentos flexibles que no tengo idea de cómo explicar con simplicidad.

El pavimento flexible generalmente se hace en capas (llamadas elevaciones) para garantizar la compactación. Simplemente, si uno intentara pavimentar 8 “(aproximadamente 200 mm) de asfalto en un solo disparo, ninguna cantidad de fuerza normal fácilmente alcanzable sería capaz de superar la fricción para compactar el agregado en el fondo de dicha capa. Esto conduce a una alta porosidad del asfalto, lo que permite grandes volúmenes de agua y otro material no deseado en los espacios porosos entre los agregados, además de reducir el área de contacto del aglutinante (en nuestro caso, el cemento asfáltico bituminoso, que actúa como un pegamento). Este es un doble golpe para la longevidad de los asfaltos; tomar hielo por ejemplo. Si el agua se filtra en los espacios de los poros y se congela (el agua se expande a medida que se convierte en hielo, por debajo de 4 grados centígrados). A continuación, puede forzar la separación del agregado, lo que conduce a desmoronamientos y pérdida de agregado. Esto se ve agravado por la menor eficacia del aglutinante debido a la superficie de contacto menos común. Por lo tanto, este factor de compactación ya ha reducido drásticamente la vida útil del pavimento cuando se realiza incorrectamente.

Según por qué se colocan mejores materiales en la parte superior, esta también es una explicación multifacética, pero las dos más importantes son: infiltración reducida, conducción más suave. Como discutimos anteriormente, el agua que puede penetrar en la superficie del pavimento puede conducir a la pérdida de aglutinante y pérdida de agregado. El agregado más pequeño y resistente conduce a un pavimento más duradero debido al desgaste reducido (generalmente calificado por el Índice Internacional de Rugosidad, IRI) y a una conducción más suave, lo que permite que los vehículos viajen más rápido (también reduce el desgaste a través de una exposición más corta a cargas pesadas).

Literalmente, se puede escribir una biblioteca sobre los efectos de diferentes componentes del concreto de cemento asfáltico. Mucho más de lo que Quora permitiría aquí.

El propósito de cualquier pavimento es distribuir las cargas de tráfico para que no excedan la capacidad de carga de la subrasante. Es por eso que se superponen capas de mejores materiales de carga sucesivos, las capas superiores distribuyen la carga para que no se exceda la capacidad de las capas inferiores. La capa de asfalto es la última porque también tiene la propiedad de proteger el pavimento contra la penetración de agua.