Proyecto de tesis 12 nov. 2012
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Existe una necesidad en el Perú, debido a la corrupción de los Gobiernos Regional, Local y Distritales, que la las Universidades apunten hacia investigaciones como el uso de adoquines de concreto ...

Existe una necesidad en el Perú, debido a la corrupción de los Gobiernos Regional, Local y Distritales, que la las Universidades apunten hacia investigaciones como el uso de adoquines de concreto mejorados y de acuerdo a a la zona de aplicación, por su comprobada resistencia y durabilidad, en el caso del Perú, necesitamos aeropuertos para poder competir en los TLCs y eliminar la desnutrición. Ricardo Miranda Ph:d.
Pronto publicaré acerca de las Plataformas Agroindustriales en la Macro Región Sur. Atte.

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Proyecto de tesis 12 nov. 2012 Proyecto de tesis 12 nov. 2012 Document Transcript

  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” PROYECTO DE INVESTIGACIÓNI. DATOS GENERALES I.1. CÓDIGO : 2008165987 I.2. TÍTULO: “BASES HACIA EL DESARROLLO SOSTENIBLE : VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOS Y ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ - 2012. ” I.3. ÁREA DE INVESTIGACIÓN: Pavimentos I.4. AUTORES DEL PROYECTO: Borrador Ricardo Miranda Ortiz Ph.D., Calle Alarcón Roberto Carlos. I.5. ENTIDAD Y/O PERSONAS EN COORDINACIÓN: Municipalidad Provincial de Arequipa. I.6. FECHA DE PRESENTACIÓN DEL PROYECTO: 13 de Diciembre del 2012.II. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN: II.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: II.1.1. Descripción de la Realidad Problemática: En los últimos años las pistas de las principales ciudades de la Macro región Sur – Arequipa, Cusco, Puno, Tacna, Moquegua y otras de mediana envergadura y población, se han deteriorado de manera alarmante, situación 1
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” insoportable para los conductores, pasajeros y transeúntes debido a las molestias para desplazarse de un lugar a otro. También , existe la necesidad que , debido al auge económico que vive el Perú se planifique pistas para aeropuertos en las principales zonas que generan agricultura y agroindustria ( recordemos que existen tratados internacionales – TLC- , y aparte de la Minería no estaremos en condiciones de exportar nuestros productos de la Sierra y Selva por la falta de carreteras y la necesidad de construir por ende aeropuertos, así, con el fin de construir Plataformas Agroindustriales y que además de poder generar empleo podamos llegar al Mundo a través de aeropuertos, con la alternativa de usar pavimentos de concreto. La preocupación creciente sobe el mal estado de las pistas, tanto para los conductores como para los transeúntes ha ocasionado que se busquen nuevas alternativas de pavimentación. Las investigaciones realizadas en las tres últimas décadas por la UNC informan el mal estado de la pavimentación en el Perú lo cual es corroborado por CEDEX (Centro de Estudios de Carreteras), en sus investigaciones en la última década indica el peligro que tienen las personas al transitar por pavimentos en mal estado para lo cual es imprescindible suplir la preocupación creciente sobre éstas fallas dando a conocer otra alternativa de pavimentación como es el adoquín de concreto. Para la mayoría de personas el convivir con pavimentos en mal estado dando mal aspecto, es desagradable mucho más cuando peligra con su vida, ya que el pavimento es más que un accesorio de una carretera; si no, es la 2
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” cara de la ciudad, por lo cual se pretende buscar el material el cual nos brinde eficiencia y eficacia. A la incapacidad tecnológica habría que agregar otra condición desfavorable: las lluvias, el clima extremo y los huaycos que se producen en costa, sierra y selva, y que lógicamente estropean la capa asfáltica. Pero la mano del hombre contribuye también con este problema, pues no se construyen óptimas canaletas que drenen el agua de las precipitaciones. Siendo el Perú un país subdesarrollado, no cuenta con un sistema apropiado para el alcantarillado y sin mucho presupuesto para el mantenimiento de las pistas, cada vez que se desea hacer una refacción o cambio de tubería de desagüe prácticamente se destruye la pavimentación, lo que trae consigo pérdidas económicas muy grandes, además de dar una mala imagen a todas las personas que visitan el centro histórico colonial de la ciudad de Trujillo. Es así que podemos acotar también algunas características que a la hora de hacer el uso de un pavimento flexible o pavimento rígido estas no se toman en cuenta ya que en la mayoría de municipalidades de nuestra ciudad no posee mucha información de este elemento y es por eso que recurren a las tecnologías de siempre. Un pavimento es un piso construido por el hombre, con el fin de mejorar la calidad de un terreno existente, para que el tránsito sobre éste sea más rápido, confortable, seguro y económico. 3
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” Para construir un pavimento se colocan en orden ascendente, sobre el terreno al que se le denomina subrasante, la subbase, la base y la capa de rodadura que soporta directamente el tráfico. La base y la subbase generalmente están conformadas por material pétreo, suelos estabilizados, concreto pobre o concreto asfáltico. La capa de rodadura, que es la que le da el nombre al pavimento, casi siempre está hecha de uno de los tres materiales siguientes: concreto asfáltico, concreto de cemento o adoquines de concreto. Los adoquines de concreto son elementos macizos, prefabricados, de espesor uniforme e iguales entre sí, con forma de prisma recto tal que al colocarlos sobre una superficie encajen unos con otros de manera que solamente queden juntas entre ellos. Los pavimentos de adoquines poseen unas características particulares que se traducen en ventajas, sobre los otros tipos de pavimento, en varios aspectos específicos: Los adoquines que conforman la capa de rodadura son elementos prefabricados que llegan listos al lugar de la obra; por lo tanto su calidad se controla en fábrica. La construcción de la capa de rodadura involucra, además de la colocación de los adoquines, el llenado de las juntas y la compactación de la capa terminada. Sin embargo el de adoquines es un pavimento de muy fácil terminado, donde no intervienen procesos térmicos ni químicos, ni períodos de espera. 4
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” Debido a la sencillez del proceso constructivo, toda la estructura del pavimento se puede construir y dar al servicio en un mismo día, por lo cual las interrupciones en el tráfico son mínimas y se logran economías en tiempo, equipos, materiales, costos financieros y sociales; además, como se trabaja con pequeñas zonas a la vez, cualquier área se puede adoquinar por etapas con lo cual no se altera ninguna economía de escala, cosa que sí ocurriría con otros tipos de pavimento; esto resulta especialmente útil para la pavimentación de unas cuantas vías cuando no se dispone de los recursos completos para acometer un plan a gran escala; se puede, por lo tanto, adoquinar en varias etapas, a medida que se vayan produciendo las piezas o se obtengan los recursos1. Todos los procesos que intervienen en la construcción son sencillos y requieren de la utilización de poca maquinaria. Como la labor de colocación de las piezas es fundamentalmente artesanal, se utiliza mano de obra, que, según se organice el proceso constructivo, se puede multiplicar al crear varias frentes de trabajo simultáneamente. Como los adoquines son piezas pequeñas que no están unidas rígidamente unas con otras el pavimento de adoquines se adapta a cualquier variación en el alineamiento horizontal o vertical de la vía sin necesidad de elaborar juntas de construcción. La capa de rodadura es quizá el elemento más costoso de cualquier pavimento. Cuando se presenta una falla en los pavimentos o cuando hay que instalar o reparar las redes de servicios que van enterrados por la vía es1 NORMA TÉCNICA CE. 010 PAVIMENTOS URBANOS.http://www.ampeperu.gob.pe/documentos/NormasTecnicasAprobadasComisionPermaneteRNR/CE.010%20PAVIMENTOS_URBANOS.pdf 5
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” indispensable retirar, y con esto destruir, las distintas capas del pavimento. Cuando se tiene un pavimento de adoquines la capa de rodadura es recuperable, pues como no van pegados unos con otros se pueden retirar y almacenar ordenadamente para reutilizarlos luego, en el mismo o en otro lugar, para la construcción de un nuevo pavimento. Esta propiedad es la que hace que el pavimento de adoquines sea especial, pues se puede reparar fácilmente y por lo tanto resulta ideal para pavimentar aquellas vías que aún no tengan completas las redes de servicios. El mantenimiento de los pavimentos de adoquines es muy simple. Además de la reparación de las zonas que por problemas constructivos puedan presentar algún hundimiento, el pavimento de adoquines sólo requiere que se le retire la vegetación que pueda aparecer dentro de las juntas, en aquellas zonas abandonadas o por donde no exista tráfico permanente, y del llenado, mediante barrido de arena fina, de las juntas que se hayan vaciado. Nunca requiere de sobrecapas para mantener un buen nivel de servicio. Por estar compuesto por un gran número de piezas, el tráfico sobre un pavimento de adoquines genera más ruido que sobre los otros tipos de pavimentos, e induce mayor vibración al vehículo; por estas razones no es aconsejable para velocidades superiores a los 80 km/hora. Lo expuesto anteriormente refleja la versatilidad, bondad y economía de la pavimentación con adoquines de concreto. La gran acogida que ha tenido este sistema de pavimentación durante los últimos años en ciudades y poblaciones colombianas y los resultados arrojados por los planes promovidos por diversas entidades, con innegables beneficios socio- económicos, son ejemplos más que suficientes, sobre los cuales se puede 6
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” medir el verdadero alcance de la pavimentación de adoquines cono generadora de bienestar para la comunidad. II.1.2. Antecedentes Teóricos: La Propuesta técnica de Pavimentación con Adoquines de Concreto para mejorar el Ornato turístico de la Av. España de la ciudad de Trujillo, se realizó en el 2000 y hasta la fecha se mantiene en excelente estado,. Esta investigación ha utilizado el Tipo de estudio proyectivo y el diseño de estudio de investigación cualitativa: Teoría fundamentada pues se basa en propuestas y estudio teórico cuyo fin es hacer un diagnóstico; donde los resultados se evidencian a través de tablas y gráficos, tal como lo recomienda las normas estadísticas. A través de la investigación realizada juntamente con propietarios y trabajadores residentes en la zona que fueron 100 personas; se encontró que en su mayoría aceptan la propuesta técnica; y que gracias a ésta se mejorara indudablemente el ornato de la Av España de la ciudad de Trujillo, siendo los beneficiados los trujillanos y turistas en general. Según los resultados obtenidos en la investigación, responden al problema planteado, (¿Qué aspectos tendría La Propuesta Técnica…) ya que se demuestra la aceptación de la propuesta técnica más aun contribuyendo a un bien común para la sociedad. 7
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” Uso De Pavimentos de Adoquines de Concreto en Aeropuertos: Siete Años De Experiencia Colombiana, Germán Guillermo Madrid M. : Ingeniero Civil, MScCE , Director, SEGMENTA Consultoría / Educación, Medellín, Colombia. segmenta@epm.net.co, Con el patrocinio del INSTITUTO COLOMBIANO DE PRODUCTORES DE CEMENTO (ICPC) Bogotá / Medellín, Colombia. VISTA 1.1. TERMINAL AÉREO SIMÓN BOLÍVAR (TASBSA). BOGOTÁ, COLOMBIA El avance de las tecnologías se basa en el esfuerzo permanente por su desarrollo y en la ocurrencia de eventos que les permiten demostrar su efectividad y las impulsan a estados más altos de conocimiento y aceptación, con su consiguiente aprovechamiento y beneficio para el medio en que se utilizan. 8
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” La tecnología de la pavimentación con adoquines de concreto se inició formalmente en Europa a comienzos de los años 50, pero solo llegó a Colombia en 1974, gracias a la iniciativa de un grupo de profesionales y al soporte del Instituto Colombiano de Productores de Cemento (ICPC), quien, desde entonces, ha servido como su desarrollador e impulsor, no sólo en Colombia sino en varios países de Latinoamérica. Lo anterior ha sido posible, en muy buena medida, gracias a las experiencias personales, a la visión que se ha tenido, o a la apertura de mente con que se ha querido asimilar una tecnología, relativamente nueva para la ingeniería colombiana, como es el caso de la reconstrucción del pavimento del Terminal Aéreo Simón Bolívar TASBSA) en Bogotá, Colombia, en el cual el interés y apertura de mente de su Gerente, Julio Calle, hicieron posible que hoy haya prestado cinco (5) años de servicio la primera plataforma de aeropuerto con pavimento de adoquines en Colombia. Esta obra, diseñada y construida por la ingeniería colombiana, en uno de los nichos tecnológicos más especializados de la pavimentación con adoquines de concreto, es muestra fehaciente de que las cosas son posibles en cada lugar y momento, como los son en otros lugares y as su debido momento, sin necesidad de interponer la juventud tecnológica del medio o la necesidad de ensayar o adaptar tecnologías, eficientemente estudiadas en el exterior y que la ingeniería permite traer y aprovechar directamente. Esta ponencia presenta la de la plataforma del TASBSA, el segundo 9
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” proyecto en tamaño del continente Americano (después de los taxeos del Aeropuerto Internacional Dallas-Fort Worth, y el mayor de América Latina. VISTAS 1.2. PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN AEROPUERTOS DEL MUNDO El Terminal posee una plataforma de 105 m x 240 m, con una cubierta lineal en voladizo, a lo largo de su costa- do oriental, la cual alberga algunos servicios bajo cubierta. Presta diversos servicios a la aviación comercial y particular, entre ellos, a los talleres de reparación de la aerolínea Aerorepública (y en el momento de la recons- trucción, a ACES, ya desaparecida), las cuales usan el aeropuerto contiguo. 10
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” Su plataforma fue construida a principios de la década de los años 80, con una rodadura de concreto asfáltico que en 1998 ya presentaba un considerable estado de deterioro debido a:  Fatiga de la rodadura de concreto asfáltico, llegando hasta la pérdida de la misma, con apreciable deterioro por derrames de combustibles, derivados del petróleo y otras substancias de los aviones.  Infiltración de agua lluvia por empozamiento debido a la pérdida de la regularidad de la superficie y de los niveles por hundimientos e irregularidades de la superficie.  Degradación localizada del material de base por la penetración de agua y por la presencia de materiales con alto contenido de finos y alta plasticidad.  Posible sobreesfuerzo de la estructura del pavimento por las cargas aplicadas por los aviones que lo utilizaban (Boeing B727-100, 727- 200 y Airbus A320). Se presenta una recopilación del uso de pavimentos de adoquines de concreto en aeropuertos civiles y militares en todo el mundo, incluyendo el país, el nombre del aeropuerto, el área construida, el año o período de construcción, el uso y las aeronaves que los utilizan. Estas tablas se construyeron con información de las Conferencias y Talleres Internacionales sobre Pavimentación con Adoquines de Concreto, realizadas desde 1981, con datos de diversos ejemplares del Interlocking Concrete Pavement Magazine del Interlocking Concrete Pavement 11
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” Institute (ICPI) de los Estados Unidos y Canadá y con información de algunas otras fuentes y profe- sionales. El uso de pavimentos de adoquines de concreto en aeropuertos pasó, en 20 años, de las primeras aplicaciones realizadas por John Emery en el Aeropuerto Internacional de Lutton, en el Reino Unido, y que totalizaron unos 24.000 m2, a comienzo de la década de 1980, a la mayor aplicación en aeropuertos hasta el momento en el Aeropuerto Internacional Chek-Lap- Kook de Hong Kong, el último gran aeropuerto construido en el Siglo XX, con 372.000 m2 de pavimento de adoquines en la franja de estacionamiento que rodea el primer terminal. En este caso también se trata de adoquines de 80 mm de espesor, tipo Uni-Stone, biselados y con separadores, sobre una base de espesor considerable. En importancia le siguen otros como los de Kuala Lumpur (Malasia) con 68.000 m2, Cairns (Australia) con 60.000 m2, Nairobi (Kenia), con 58.000 m2, Fujaira (Emiratos Árabes Unidos) con 56.000 m2 y Glasgow (Escocia) con 42.000 m2. Se estima que a la fecha se han construido en el mundo más de un millón de m2 de pavimentos de adoquines en aeropuertos civiles y más de 150.000 m2 en aeropuertos militares. TABLA 1.3. PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN AEROPUERTOS CIVILES (COMPILADA POR GERMÁN G. MADRID, JULIO 2000). 12
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” II.1.3. Formulación del Problema 13
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” 2.1.3.1. Pregunta Principal • ¿Cuáles son las Ventajas y Aplicaciones de los Pavimentos de Adoquines de Concreto en Centros Históricos y Alrededores de las Principales Ciudades y Aeropuertos de la Macroregión Sur como una Alternativa de Pavimento Durable y Resistente? 2.1.3.2. Preguntas Secundarias • ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la aplicación de los Pavimentos de Adoquines de Concreto en Centros Históricos y Alrededores de las Principales Ciudades de la Macroregión Sur? • ¿Es Posible aplicar Pavimentos de Adoquines de concreto en las zonas productivas agrícolas y agroindustriales de la Sierra y Selva de la Macroregión Sur? • ¿Es posible medir la durabilidad y resistencia del uso de Pavimentos de Adoquines de concreto? 2.3.1. Justificación, Límites Y Alcances 2.1.4.1. Justificación El problema de la no masificación del uso del adoquín de concreto en la ciudad de las principales ciudades de la Macrregión Sur es importante desde el punto de vista de durabilidad, por ende económico, social y ambiental, dado que el asfaltado común persiste en su poca durabilidad y lo cierto es que se presta para malos manejos de los presupuestos a nivel de Gobiernos Regional, Local y Distritales, si bien es cierto que la provincia de 14
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” Arequipa en el transcurso de este año viene implementando la tecnología de los Pavimentos de Adoquines de Concreto en Centros Históricos y Alrededores de las Principales Urbanizaciones , es un buen inicio, sólo que por la falta de transparencia no tenemos datos de la inversión y menos datos técnicos, los cuales deberían ser informados a la población y colgados en Internet. 2.1.4.2. Límites Desde nuestro punto de vista las únicas limitaciones serán: - La falta de libros especializados en la biblioteca de la UAP, respecto al tema de investigación propuesto. - La escasa preparación en nuestros estudios respecto a los avances en la aplicación de tecnología aplicables a los Pavimentos de Adoquines de Concreto. 2.1.4.3 ALCANCES La investigación abarca la Macroregión Sur, y el uso que se le pueda dar en calles principales, accesos, calles peatonales, calles residenciales, calles industriales y aeropuertos en los principales centros de producción agrícola, agroindustria y hasta mineros. 2.2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE LA INVESTIGACIÓN 2 2.2.1. MARCO HISTÓRICO La historia de los pavimentos con adoquines se inicia prácticamente con nuestra civilización. Cuando se construyeron la Vías Romanas se emplearon2 Colaborador del artículo: Alvaro Granados, versión original: Petroquímica Comodoro Rivadivia S.A 15
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” bloques de piedra trabajados especialmente para obtener una superficie lisa. La duración de estas vías, muchas de las cuales todavía se pueden visitar, es el mejor testimonio de la calidad de ejecución de dichos trabajos y de la factibilidad del sistema constructivo de pavimentos segmentados. Los adoquines (del árabe ad-dukkân, "piedra escuadrada") son piedras o bloques labrados y de forma rectangular que se utilizan en la construcción de pavimentos. El material más utilizado para su construcción ha sido el granito, por su gran resistencia y facilidad para el tratamiento. Sus dimensiones suelen ser de 20 cm. de largo por 15 cm. de ancho, lo cual facilita la manipulación con una sola mano. Su origen se remonta a hace 25 siglos. Los cartagineses y romanos los utilizaban en sus grandes vías para dotarlas de rapidez y duración. Para lograr un transporte más cómodo se vio la necesidad de conseguir una superficie de rodamiento más continua y esto no se podía lograr con el empedrado anterior, que consistía en piedras sin tallar en estado natural. El adoquinado se utilizó de modo funcional hasta finales del siglo XIX. En tiempos de Napoleón se construyeron grandes avenidas en las ciudades, entre otras cosas para posibilitar que las grandes piezas de artillería circularan por las calles. Más adelante los franceses construyeron las carreteras de pavés. La aparición del automóvil hizo crecer el ritmo de pavimentación y el adoquinado dejó de ser rentable. Posteriormente aparecieron las superficies para el rodamiento de vehículos constituidas por adoquines de granito, ejecutadas durante muchos años en 16
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” diversos países de Europa y luego en América, incluyendo nuestro país. Una variante moderna de estas superficies son los pavimentos de adoquines intertrabados de hormigón. La norma IRAM correspondiente a “bloques de hormigón para pavimentos intertrabados” los define de la siguiente manera, Pavimento Intertrabado: Capa de rodamiento conformada por elementos uniformes macizos de hormigón de alta resistencia denominados “bloques”, que se colocan en yuxtaposición adosados y que debido al contacto lateral permiten una transferencia de cargas por fricción desde el elemento que la recibe hacia todos sus adyacentes, trabajando solidariamente y con posibilidad de desmontaje individual. En la actualidad, el empleo de los pavimentos de bloques intertrabados, de los que las aplicaciones urbanas constituyen una de las más importantes, ya que dan a los arquitectos y urbanistas la posibilidad de diseñar pavimentos muy atractivos, está experimentando un fuerte impulso, lo que es fácil de explicar si se consideran las ventajas que presentan como ser: Posibilidad de sacarlos y colocarlos nuevamente en forma simple y económica cuando se requiera instalar o reparar cualquier conexión subterránea, y corregir desnivelaciones superficiales sin perdidas de materiales y sin dejar señales en el pavimento. Posibilidad de reutilizar los bloques lo que representa un valor residual elevado. Productos premoldeados elaborados en plantas industriales con un control cuidadoso en la calidad del material y dimensiones del bloque. Habilitación al tránsito inmediatamente después de su colocación. Propiedades propias del hormigón en lo que se refiere a durabilidad, buena adherencia, elevada resistencia al desgaste y excelentes cualidades 17
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” reflectantes de la luz. Esto último deriva en un ahorro considerable en energía utilizada en la iluminación de calles. Diseñado y construido apropiadamente es capaz de soportar cargas muy altas, como las existentes en puertos, aeropuertos y patios de instalaciones industriales. Los pavimentos de adoquines también tienen ciertas limitaciones: Debido a la rugosidad superficial que presentan no es recomendable su utilización en calles con velocidades de circulación superiores a 60/65 Km./h. Esta limitación se convierte en ventaja para calles residenciales de baja intensidad de tránsito y poca densidad de semáforos. A velocidades mayores el conductor percibe molestas vibraciones que lo obligan a disminuir la marcha. Un párrafo especial merece la utilización de esta alternativa en la Patagonia. Es sabido por todos los que habitamos en ella que el clima es un factor condicionante para todo tipo de obra que se realice al aire libre, esto hace que en épocas de invierno transcurran muchos días sin que se puedan ejecutar obras a la intemperie (período de veda), por eso es bueno tener una alternativa de este tipo que haría que la gente pueda trabajar en la prefabricación de estos bloques, bajo techo, para en épocas más agradables instalarlos. Este tipo de pavimento se utiliza fundamentalmente en: calles públicas y privadas, veredas, plazas, sendas peatonales, patios, playas de estacionamiento, estaciones de servicio, centros comerciales, pisos industriales, puertos y aeropuertos. Ejemplos de aplicación cercanos tenemos, una cuadra en la calle Atagualpa Yupanqui entre Jornada y Chubut - Barrio Roca (Comodoro Rivadavia) y la playa de maniobras del puerto de Caleta Paula (Caleta Olivia) con una superficie 18
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” pavimentada de alrededor de 14.000 metros cuadrados, equivalente a 16 cuadras como la ejecutada en el barrio Roca. Hoy se utilizan los adoquinados con motivos estéticos y todavía muchos de los antiguos se encuentran en servicio y en buen estado, incluso en Bélgica y Francia se suelen utilizar para competiciones ciclistas, prueba de la gran robustez de este sistema. Asimismo, se han desarrollado adoquines de hormigón, los cuales se utilizan de manera similar a los antiguos adoquines de piedra y dan origen a lo que se denomina pavimentos articulados. A veces, a los adoquinados modernos se les añaden colorantes buscando un mejor resultado estético. 2.2.2. MARCO TEÓRICO 2.2.2.1. Pavimentos Un pavimento es un Elemento estructural monocapa o multicapa, apoyado en toda su superficie, diseñado y construido para soportar cargas estáticas y/o móviles durante un periodo de tiempo predeterminado, durante el que necesariamente deberá recibir algún tipo de tratamiento tendiendo a prolongar su vida de servicio .Estando formado por una o varias capas de espesores y calidades diferentes que se colocan sobre el terreno preparado para soportado. Los pavimentos con adoquines de concreto son una vieja idea, (pavimentos de piedra) traídas al presente, pero con un nuevo material (el concreto); con inmensas ventajas sobre los de piedra o los de arcilla cocida. 19
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” 2.2.2.2. Pavimentos con Adoquines de Concreto. 2.2.2.2.1 Adoquines de concreto Los adoquines de concreto son elementos macizos, prefabricados, de espesor uniforme e iguales entre sí, con forma de prisma recto tal que al colocarlos sobre una superficie encajen unos con otros, de manera que solamente queden juntas entre ellos. El espesor de los adoquines debe ser de 6 cm para pavimentos de tráfico liviano y de 8 cm para calles, patios industriales, muelles y aeropuertos. La transmisión de esfuerzos entre adoquines que se da por la trabazón horizontal, rotacional y vertical entre ellos, evita desplazamientos de los adoquines respecto a sus colindantes, ayuda también a la distribución de los esfuerzos de las capas superficiales a las capas internas, de forma tal, que las presiones en estas últimas sean menores. Para lograr este efecto todo el adoquinado debe estar confinado con elementos de borde tales como los bordes prefabricados de concreto o vaciados insitu. 2.2.2.2.2. Aspectos del Diseño La propiedad de distribuir las cargas de los adoquines de concreto depende esencialmente de la forma, el espesor, la resistencia mecánica y la forma de colocar los adoquines. Por ejemplo, el adoquín más recomendado para condiciones de tráfico pesado, como en patios industriales o puertos, es el de forma rectangular colocada en patrón de 20
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” espina de pescado a 402 o 452. El espesor de los adoquines debe ser de 6 cm para pavimentos de tránsito peatonal, vehículos livianos, y de 8 cm para calles, patios industriales, muelles y aeropuertos. Dependiendo también del orden del proceso constructivo, por ejemplo en condominios, la capa de rodamiento se coloca una vez que las viviendas han sido construidas. Esto permite el uso de adoquín de 6 cm de espesor. 2.2.2.3. Proceso Constructivo 2.2.2.3.1 Colocación de la base o sub-base Los adoquines deben estar colocados sobre una base o sobre una base y sub base, cuyos espesores pueden ser menores que para el asfalto y deben de tener obras adicionales de confinamiento como los bordillos prefabricados de concreto. El diseño de cada una de las capas del pavimento debe ir relacionado al tipo de terreno del proyecto (capacidad de carga), la vida útil del diseño, el tránsito y los materiales constructivos. Es fundamental la calidad de los materiales y el cumplimiento fiel de la densidad especificada (prueba Próctor). 2.2.2.3.2. Colocación de la cama de Arena La cama de arena que se coloca como base para los adoquines, debe tener un espesor de 4 cm; debe cumplir con los requisitos granulométricos y no poseer más de 3% en peso de limos y arcillas. 2.2.2.3.3. Instalación 21
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” La construcción del pavimento de adoquines seguirá, cuidadosamente, un orden en las actividades a realizar, para evitar desperdicios de tiempo y materiales, pues se tienen materiales y frentes de trabajo muy diferentes, que sólo cuando se coordinan debidamente permiten obtener un buen pavimento. La capa de arena ya colocada divide el área de trabajo en dos, porque ésta no se puede pisar ni desordenar. Por esto, se debe planear el suministro de materiales y equipos así: los de la base y la capa de arena llegarán por el lado hacia el cual avanza la pavimentación y los adoquines y la arena de sello lo harán por el lado terminado. Para poder colocar la capa de rodadura, que como se dijo está compuesta por la capa de arena, los adoquines y el sello de arena, es necesario tener listas todas las estructuras de confinamiento y de drenaje, que vayan a formar parte del pavimento, de modo que se forme una caja dentro de la cual se construya dicha capa. A continuación se describen las etapas constructivas de un pavimento de adoquines. • Se nivela la subrasante con las pendientes definidas por el diseño geométrico de la vía para el drenaje, de modo que sobre ésta se coloque después un espesor constante en toda el área del pavimento. Se retira el material que sobre en los cortes o se 22
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” rellenan las zonas bajas, o huecos, con un material igual o mejor que el de la subrasante. • La base se construye por capas de espesor constante en toda el área del pavimento. Cada capa debe quedar completamente terminada (compactada) antes de colocar la siguiente. El espesor de cada una de estas capas es función del equipo que se tenga para la compactación. • Como al compactar una cantidad definida del material de base se reduce su espesor, es necesario colocar uno mayor, de material suelto, para que al compactarlo quede con el espesor requerido por el diseño. • El confinamiento externo está conformado, en general, por el cordón de una acera, un bordillo contra una zona verde o un cordón a ras, contra otro tipo de pavimento. Como estos elementos están en contacto directo con las llantas de los vehículos, serán de concreto de muy buena calidad y muy bien terminados. • Los bordillos vaciados en obra se hacen con formaleta, vibrados y bien acabados, nunca de mortero tirado como revoque. Tienen un espesor de 10 cm para tránsito peatonal, 15 cm para vehicular y 45 cm de profundidad, para que penetren 15 cm en la base, Si son prefabricados, necesitan un respaldo firme (acera) o un contrafuerte de concreto, • Parte del confinamiento interno son las estructuras que están dentro del pavimento (sumideros, cámaras de inspección, cunetas, etc.) Sus paredes serán de concreto, prefabricadas o vaciadas, con 23
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” un espesor de 15 cm para tránsito vehicular, 10 cm para peatonal y con huecos de media pulgada de diámetro, cada 40 cm, en el nivel de la capa de arena, si son de drenaje. • No hay que construir cordones transversales de confinamiento para los adoquines cada cierta distancia, por temor a que se corran, excepto cuando haya cambios fuertes en pendiente de la vía. Si ésta tiene más del 10%, se confina al comenzar y terminar cada cuadra, en calles, y cada 100 m, en carreteras. • La capa de arena tendrá un espesor de 4 cm, antes de colocarle los adoquines, y será uniforme en toda la superficie del pavimento. Por esto, no se usa para corregir las irregularidades con que pueda haber quedado la base, porque si se hace así, luego aparecerán estas irregularidades en forma de ondulaciones de la superficie del pavimento. • Para colocar la arena se utilizan 3 reglas o codales, de madera o de aluminio, 2 de ellos como rieles y otro como enrasador. Deben tener 4 cm de alto. Los rieles se colocan paralelos, a ambos lados de la vía y en el centro, para cubrir todo su ancho con solo dos pasadas. • Estos rieles se asientan sobre la base ya nivelada y compactada. En el espacio entre ellos se riega suficiente arena suelta como para que quede un poco para arrastrar. El enrasador lo manejarán, desde fuera de los rieles, dos personas, pasándolo una o dos veces a lo largo, sin hacer zigzag. 24
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” • La superficie de la arena enrasada quedará completa, sin huecos ni rayones. Si antes de colocar los adoquines, esta superficie sufre alguna compactación por el paso de personas, animales, vehículos, etc., la zona alterada se debe soltar con un rastrillo de jardinería y se vuelve a enrasar con una regla pequeña o con una llana. • Es muy importante que tanto el patrón como la alineación de los adoquines se mantengan a lo largo de la vía o zona que se vaya a pavimentar. Para esto se deben utilizar hilos, a lo largo y a lo ancho de la vía, colocados mediante estacas de madera, trozos de varilla para refuerzo o unos cuantos adoquines bien alineados y nivelados. Durante la colocación de los adoquines y antes de compactarlos, los colocadores se deberán parar sobre tablas, tablones o láminas de madera contrachapada o aglomerada y se deberán formar caminos para los coches que transporten materiales (como adoquines o arena), sobre los adoquines sin compactar. Los adoquines se colocan directamente sobre la capa de arena ya enrasada. Cada adoquín se toma con la mano y, sin asentarlo, se recuesta sobre los adoquines vecinos, justo en el punto donde se debe colocar. Después de ajustarlo contra éstos, se descorre hacia abajo y se suelta cuando se ha asentado sobre la arena. No es correcto asentar al adoquín primero sobre la arena y luego correrlo contra los adoquines vecinos, porque de esta manera se arrastra arena que no va a permitir que quede una junta pequeña. • Tanto la compactación inicial como la compactación final, que se hace con el sellado de las juntas, se debe hacer con un 25
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” vibrocompactador de placa, de tamaño corriente, teniendo cuidado de no utilizar equipos muy grandes en pavimentos con adoquines de 6 cm de espesor porque pueden fisurarlos. En la compactación inicial se deben dar, al menos, dos pasadas de la placa, desde diferentes direcciones, recorriendo toda el área en una dirección antes de recorrerla en la otra, y teniendo cuidado de traslapar cada recorrido con el anterior para evitar escalonamientos. Las labores de compactación y sellado del pavimento se llevarán hasta un metro antes de los extremos no confinados del pavimento, como en los frentes de avances de la obra en la pavimentación de vías; y esa franja que queda sin compactar se terminará con el tramo siguiente. · Para sellar las juntas se debe usar una arena fina, como la que se emplea para morteros de repello. Para que penetre por las juntas debe estar seca y no tener granos de más de 2.5 mm de grosor. Nunca se le debe adicionar cemento, cal o reemplazarla por mortero, pues el sello quedaría quebradizo y se saldría con el tiempo. La arena se esparce sobre los adoquines, formando una capa delgada, que no los alcance a cubrir totalmente, y se barre con escobas o cepillos de cerdas duras, tantas veces como sea necesario, para que llene la junta. Este barrido se hace alternando con la compactación final, o simultáneo con ésta, si se dispone de personal. 26
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” La compactación final se hará con el mismo equipo y de la misma manera que la compactación inicial pero con el barrido simultáneo o alterno del sello de arena. Es muy importante que la arena no se empaste sobre los adoquines ni que forme morros que hagan hundir los adoquines al pasar la placa vibrocompactadora sobre ellos. Se deberán dar al menos cuatro pasadas con la placa vibrocompactadora en diferentes direcciones y traslapando cada recorrido con el anterior, o las pasadas necesarias para que los adoquines queden completamente firmes. Una vez terminada la compactación, se podrá dar al servicio el pavimento. 2.2.2.3.4. Almacenamiento y manipulación Para que el material no sufra quebraduras, despuntes ni fisuras, es necesario que quede correctamente almacenado en el sitio de instalación o almacenamiento temporal. Recordar que la seguridad es responsabilidad de todos, por lo que le sugerimos utilizar el equipo de seguridad personal adecuado para las labores que efectúe durante el almacenamiento, manipuleo y colocación de los adoquines 2.2.2.3.5. Utilización y Mantenimiento Con cada tipo de pavimento se deben tener cuidados diferentes, tanto para su utilización como para su mantenimiento Es muy importante que las comunidades que poseen pavimentos de adoquines sepan cómo cuidarlos, aprendan a identificar sus daños o 27
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” problemas y avisen a las oficinas de obras públicas para que realicen a tiempo, el poco mantenimiento que requieren; todo esto con el fin de que sean más cómodos, duren más y resulten más económicos. Para que funcione bien la junta entre adoquines debe permanecer llena. Si se pierde más de 1cm de sello, se debe buscar la causa de ésta, para corregirla y barrer arena fina seca, hasta que la junta quede llena de nuevo. La presencia de grama en la junta no es nociva; pero se puede retirar con un punzón metálico y llenar luego la junta. Si se hunde el pavimento por daños en redes de servicio o por brechas mal compactadas; se deben retirar los adoquines, hacer la reparación y volver a construir la franja del pavimento; dejando una corona de unos 2cm en la base ya compactada, para que al consolidarse la zona reparada llegue al nivel del resto del pavimento. En principio, el pavimento de adoquines se debe limpiar solo por barrido. El lavado con manguera se permitirá esporádicamente 2.2.2.4. Ventajas de los pavimentos de Adoquines Las ventajas de estos pavimentos se basan en que su capa de rodadura está hecha con adoquines de concreto; es decir, piezas prefabricados, que se pueden producir tanto en equipos sencillos y pequeños como en tecnificados y grandes; por parte de productores comerciales, grupos comunitarios o administradores municipales; sin importar la escala y la localización de los proyectos. Para su construcción se utiliza poca 28
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  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” Este rango amplio de aplicaciones implica la necesidad de formular diseños diferentes para la estructura del pavimento según el tipo de tráfico que va a soportar y las características del suelo sobre el cual se va a construir, con variaciones en el espesor de los adoquines y en el material y espesor de la base. Este diseño se puede elaborar con métodos apropiados que garantizan el buen desempeño y durabilidad del pavimento, lo que se refuerza con unos adecuados procedimientos y controles durante la construcción. VISTA 2.2. 31
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  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” Tabla 2.1., se presenta una recopilación del uso de pavimentos de adoquines de concreto en aeropuertos civiles y militares en todo el mundo, incluyendo el país, el nombre del aeropuerto, el área construida, el año o período de construcción, el uso y las aeronaves que los utilizan. Estas tablas se construyeron con información de las Conferencias y Talleres Internacionales sobre Pavimentación con Adoquines de Concreto, realizadas desde 1981, con datos de diversos ejemplares del Interlocking Concrete Pavement Magazine del Interlocking Concrete Pavement Institute (ICPI) de los Estados Unidos y Canadá y con información de algunas otras fuentes y profesionales. TABLA 2.1. PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN AEROPUERTOS CIVILES 41
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  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” El Terminal posee una plataforma de 105 m x 240 m, con una cubierta lineal en voladizo, a lo largo de su costa- do oriental, la cual alberga algunos servicios bajo cubierta. Presta diversos servicios a la aviación comercial y particular, entre ellos, a los talleres de reparación de la aerolínea Aerorepública (y en el momento de la reconstrucción, a ACES, ya desaparecida), las cuales usan el aeropuerto contiguo. Su plataforma fue construida a principios de la década de los años 80, con una rodadura de concreto asfáltico que en 1998 ya presentaba un considerable estado de deterioro debido a: • Fatiga de la rodadura de concreto asfáltico, llegando hasta la pérdida de la misma, con apreciable deterioro por derrames de combustibles, derivados del petróleo y otras substancias de los aviones. • Infiltración de agua lluvia por empozamiento debido a la pérdida de la regularidad de la superficie y de los niveles por hundimientos e irregularidades de la superficie. • Degradación localizada del material de base por la penetración de agua y por la presencia de materiales con alto contenido de finos y alta plasticidad. • Posible sobreesfuerzo de la estructura del pavimento por las cargas aplicadas por los aviones que lo utilizaban (Boeing B727-100, 727- 200 y Airbus A320). TABLA 2.2. 43
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” Lo anterior ocasionaba problemas a los usuarios y riesgo de deterioro de los aviones, a pesar de los esfuerzos e inversiones hechas por la administración del Terminal, en parches de concreto asfáltico y de losas de concreto o colocación de placas metálicas como puente en puntos críticos, etc. En contraste, la franja de pavimento de concreto construida debajo de la cubierta, presentaba un estado excelente, reconociendo el hecho de que no recibe directamente el sol ni del agua y que sólo las utiliza el tren delantero de los aviones que, por lo general, no carga más del 5 % del peso total. La Gerencia encargó un estudio para definir un nuevo pavimento para reconstruir la plataforma y soportar las cargas futuras, a la firma Ingeniería y Geotecnia Ltda. de Bogotá, quien entregó estructuras alternativas en con- creto asfáltico y en concreto hidráulico. La primera no representaba una solución fácilmente duradera al derra- me de combustible y derivados del petróleo, y la segunda era superior en costo. Luego se estableció contacto con el ICPC quien hizo una presentación en las oficinas del Terminal y entregó información complementaria a la Gerencia, lo que dio pié para que encargara un diseño alterno en 44
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” adoquines de concreto, mediando prediseños de factibilidad elaborados en el ICPC y verificados con John Emery en el Reino Unido. 2.2.2.6. Diseño El diseño del pavimento de adoquines de concreto lo hizo Ingeocim Ltda., en octubre de 1998, fundamentado en la investigación geotécnica del estudio anterior (caracterización de la estructura del pavimentos existente y de la subrasante). Además, hizo ensayos de carga con placa para obtener valores directos del Módulo de elas- ticidad de la estructura del pavimento y poderlo correlacionar con los valores de CBR del estudio inicial. Se uti- lizó una placa de 250 mm x 400 mm, de acero, y como reacción el tren de aterrizaje de un avión B727-200 se- gún la Norma ASTM D 1195. Los módulos se obtuvieron por retroanálisis por medio del software Kenlayer de- sarrollado por el Profesor Yang H. Huang (U. de Kentuky) que se basa en el método de elementos finitos. 2.2.2.6.1. Estado inicial del pavimento El estudio de Ingeniería y Geotecnia había mostrado la presencia de diferencias en los espesores y materiales constitutivos de la estructura del pavimento. La carpeta asfáltica, de 80 mm a 120 mm de espesor, presentaba alto deterioro por fisuración y baches. Ya se mencionó que se realizaron reparaciones parciales del pavimento existente con concreto asfáltico, suelo-cemento y concreto hidráulico. 45
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” En algunos sectores la base tenía alta plasticidad y alto contenido de partículas con tamaño inferior al tamiz 75 µm. El relleno existente debajo de la base, tenía espesores entre 1,0 m y 1,8 m, y debajo de éste había una arcilla habana, de alta plasticidad y consistencia blanda a media. El nivel freático se estaba a 1,20 m. La investigación del subsuelo fue amplia y permitió obtener una visión de las condiciones geotécnicas de la es- tructura del pavimento existentel y de la subrasante. Se hicieron nueve (9) apiques, seis (6) perforaciones con barreno, seis (6) ensayos de cono dinámico de Yoder (para determinación de CBR) y en el laboratorio realiza- ron ensayos de clasificación, humedad natural, peso unitario, granulometría, resistencia al corte no drenado con penetrómetro manual y veleta de laboratorio; a su vez, realizaron ensayos de compactación y CBR. En la Tabla 2.3. , se presentan las características del pavimento existente en la plataforma. TABLA 3. ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO EXISTENTE De acuerdo con los análisis realizados a partir de los resultados de las pruebas de placa, se llegó, después de varias iteraciones, a que la estructura del pavimento tenía los siguientes módulos de elasticidad, en 46
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” promedio: Estos módulos confirman el estado tan deteriorado del concreto asfáltico existente, pero permiten ver que las capas subyacentes pueden ser aceptables como subbase para la nueva estructura con adoquines. 2.2.2.6.2. Diseño del espesor y detalles del pavimento nuevo Para el diseño del nuevo pavimento de la plataforma se empleó el método de la Federal Aviation Administration (FAA) de los Estados Unidos, modificado por Knapton y Emery y, paralelamente, se utilizaron elementos finitos según el Progrma Kenlayer, antes mencionado. Como avión de diseño se encontró el B727-200 con las características descritas en la Tabla 2.4. Para un tráfico de 1.200 aviones por año, se obtuvo un espesor total del pavimento de 1 m, el cual se distribuye en: 47
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” La base tipo CBM3 (cement bonded material type 3) corresponde a un material granular ligado con cemento, con una resistencia a la compresión promedio de 10 N/mm 6 2 (102 kgf/cm2 ) a los 7 días y la subbase granular Tipo Tipo 2, a un material granular con un CBR mínimo de 20%, similar al que existía en la plataforma como material de base y subbase. Ambas son denominaciones de Departamento de Transporte del Reino Unido. TABLA 2.4. CARACTERÍSTICAS DEL AVIÓN DE DISEÑO (B 727-200) El diseño contempló construir la capa de base a partir de la estabilización con cemento de 280 mm del material existente, y un contenido del 11% en peso. Como subbase se adoptó el resto de la estructura existente. En un principio se planteó sellar las juntas entre adoquines con un sellante polimérico que impidiera pérdida de arena de sello por la acción de las turbinas de los aviones. Esta actividad la consideraría posteriormente la 48
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” ad- ministración del TASBSA, dependiendo del comportamiento de la primera etapa de construcción, pues los aviones no entran a la plataforma con turbinas encendidas. El drenaje de la plataforma es superficial, hacia el occidente, con el 0,7%, que se considera suficiente para evacuación del agua lluvia. La capa de arena drena hacia los cárcamos o canal localizados en el perímetro occidental. Adicionalmente se hicieron perforaciones de la capa de suelo- cemento, cada cinco metros, en ambas direcciones, con un tubo de 25 mm de diámetro, clavándolo por martillado y retirándolo luego. El espacio deja- do se llenó con la misma arena de la capa de arena y se dejó sin tapar por encima, ya que, por la naturaleza de la base y la subbase, no tendría posibilidad de migrar hacia abajo. 2.2.2.7. Aspectos de construcción de la estructura De acuerdo con la estructura del pavimento definida, resultó conveniente construir la capa de base estabilizada mezclando con cemento del material existente, usando una recicladora que a su vez, previamente, moliera el pavimento. Ésta, un equipo Caterpillar RR-250, removió, inicialmente, los primeros 100 mm de concreto asfáltico, cuando existía. Dicho material fue desechado. Luego se removió el material de base para producir el suelo- cemento. Una vez removido el material se agregó el cemento distribuido en sacos, que se vaciaron inmediata- mente antes de que pasara la recicladora. El suelo cemento se enrasó con una motoniveladora y se compactó con un rodillo. 49
  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” Para finales de junio de 1999 se habrán construido 6.900 m2 correspondientes a la primera etapa de pavimentación de la plataforma y se terminó para finales del año (18.562 m2). El procedimiento de construcción resultó relativamente sencillo pues no fue necesario retirar material ni remplazarlo por otro, lo que permitió una reducción importante de costos. La construcción de la rodadura en adoquines de concreto se hizo según los procedimientos corrientes definidos por el ICPC. Los rendimientos de colocación no fueron altos para los adoquines, unos 30 m2/persona-día, dada la naturaleza de reconstrucción del trabajo y el tener que depender de la distribución de las zonas que iban resultando de la colocación del suelo- cemento y éste, a su vez, de la necesidad de conservar el tráfico de aviones en la plataforma. Los adoquines se colocaron en patrón de espina de pescado, alineado con los ejes principales de la plataforma. Tienen separadores de 2 mm y bisel pequeño. Los ajustes se cortaron con sierra de disco y una vez terminada la construcción de la capa de rodadura, su compactación con placa vibrocompactadora y su sellado con arena, se le pasó un rodillo metálico estático, para mejorar la uniformidad de la superficie. Después de este procedimiento se observaron algunos adoquines partido, uno de cada mil (1/1.000), que se reemplazaron. Se dejó una pequeña cantidad de arena sobre la superficie, para que migrara hacia las juntas con la lluvia y el uso, y se acelere la maduración de la junta, hasta tanto no perjudique a los aviones por levantamiento de polvo. 50
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  • “VENTAJAS Y APLICACIONES DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE CONCRETO EN CENTROS HISTORICOSY ALREDEDEDORES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES Y AEROPUERTOS DE LA MACROREGIÓN SUR COMO UNA ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE Y RESISTENTE, PERÚ 2012. ” Las lecturas de los cambios de presión y deformaciones de tracción en la parte inferior de la capa de base se tomaron al momento del paso de un avión 727-200 (avión de diseño) con la presión de inflado normal de operación, el cual fue usado para el diseño. De acuerdo con los análisis de elementos finitos que se realizaron para el diseño, a ese nivel se debería transmitir una presión del orden del 10 % de la presión de inflado. Los resultados iniciales arrojaron que esta cifra sólo alcanzó el 5 %. En cuanto a las deformaciones a la tracción, resultaron del 35 % al 40 % de las previstas. 2.2.2.9. Conclusiones de la etapa de construcción La pavimentación del TASBSA se constituye en el proyecto más importante desarrollado en América Latina en este campo y enmarca uno de los primeros pasos en el empleo de esta tecnología en el continente. La alternativa de pavimento con adoquín resultó adecuada para este proyecto, desde los puntos de vista técnico y económico. Dentro de las ventajas técnicas más importantes se destacan su resistencia los combustibles y derivados del petróleo, que no tiene el pavimento asfáltico. La capa de suelo-cemento resultó muy apropiada para lograr un buen comportamiento a largo plazo del pavimento, ya que sus características mecánicas no se verán desfavorecidas por la presencia de un nivel freático a poca profundidad. La mezcla con cemento de los materiales existentes, para construir la capa de base, se tradujo en economía en la construcción del proyecto debido a que no fue necesario retirar materiales ni remplazarlos por otros nuevos. 52
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