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  • 1. PAVIMENTOS 1 OBJETIVO GENERAL Presentar y dar a conocer cada una de las etapas utilizadas en la elaboración de infraestructuras de transportes, empleando pavimentos flexibles, por medio de un procedimiento constructivo, estableciendo criterios y aplicando normas para su realización durante su proceso de construcción, ayudando a comprender de una manera descriptiva y viable dicho procedimiento. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Conocer conceptos básicos referidos al tema de pavimentos. Conocer los procedimientos y normas empleados en la construcción de pavimentos flexibles en carreteras. Analizar las etapas establecidas para la realización de carreteras empleando pavimentos flexibles.
  • 2. PAVIMENTOS 2 MAQUINARIA Y EQUIPO RETROEXCAVADORA DE LLANTAS RETROEXCAVADORA DE HORUGAS MOTONIVELADORA VIBROCOMPACTADOR FINISHER COMPACTADOR DE LLANTAS INGERSELL 12 TONELADAS SELLADOR DE LLANTAS IRRIGADOR DE AGUA (CARRO TANQUE) VOLQUETAS VIBROCOMPACTADOR MANUAL (CANGURO) VIBROCOMPACTADOR MANUAL (RANA) PULIDORA BOSCH MEZCLADORAS DE 1 ½ BULTO TALADRO BOSCH HIDROLAVADORA
  • 3. PAVIMENTOS 3 Definición de Pavimentos Flexibles Los Pavimentos Flexibles consisten en una superficie bituminosa soportada por una capa de material granular, y una capa de una mezcla adecuada de materiales gruesos y finos, dónde las cargas de tránsito se transfieren desde la superficie de rodamiento a los materiales subyacentes de soporte, a través del contacto de los agregados, el efecto friccionante de los materiales granulares y la cohesión de los materiales finos. Propósitos de los Pavimentos Flexibles La superficie de rodamiento de los pavimentos flexibles se suelen construir en materiales bituminosos, de tal modo que permanezcan en contacto con el material subyacente, aunque presenten pequeñas irregularidades. Los pavimentos flexibles deben satisfacer los siguientes propósitos: a) Resistir y distribuir adecuadamente las cargas producidas por el tránsito. b) Tener la impermeabilidad necesaria. c) Resistir la acción destructora de los vehículos. d) Tener resistencia a los agentes atmosféricos. e) Tener una superficie de rodamiento adecuada que permita en todo tiempo un tránsito fácil y cómodo de los vehículos. f) Presentar cierta flexibilidad para adaptarse a algunas fallas de la base o subbase. Tipos de Pavimentos Flexibles Los pavimentos flexibles se subdividen en tres grupos: Pavimentos de Tipo Alto, Pavimento de Tipo Intermedio y Pavimento de Tipo Bajo. Pavimento de Tipo Alto: Los pavimentos de tipo alto tienen una superficie de rodamiento que soportan en forma adecuada la carga esperada de tránsito, sin deterioro visible debido a desgaste y no son susceptibles a las condiciones del tiempo.
  • 4. PAVIMENTOS 4 Pavimento de Tipo Intermedio: Los pavimentos de tipo intermedio tienen superficies de rodamiento que van desde la superficie tratada hasta aquellos cuyas calidades son un poco inferiores a las de los pavimentos de tipo alto. Pavimento de Tipo Bajo: Los pavimentos de tipo bajo se usan principalmente en caminos de bajo costo, y sus superficies de rodamiento van desde las no tratadas, pasando por materiales naturales sueltos hasta con superficie tratada. SUBRASANTE La subrasante suele ser del material natural ubicado a lo largo del alineamiento horizontal del pavimento, y sirve como cimiento de la estructura del pavimento. Esta se sitúa por arriba de las terracerías y es la capa que se encarga de soportar la base, subbase y carpeta del pavimento. Se podrá necesitar tratar el material de la subrasante, para alcanzar ciertas propiedades de resistencia que se requieren para el tipo de pavimento que se esté construyendo. LOCALIZACION Y REPLANTEO CON EQUIPO: Se lleva a cabo la localización y el replanteo del proyecto con equipo de topografía y personal calificado. Se realizó 1332,70 ML
  • 5. PAVIMENTOS 5 DEMOLICION DE PAVIMENTO EN CONCRETO RIGIDO SIMPLE: Fue ejecutada la demolición de pavimento rígido existente en la calzada intervenida SUMINISTRO E INSTALACIÓN DE TUBERÍA PVC PARA ALCANTARILLADOS 10" (INC. NIVELACIÓN DE PRECISIÓN): Fue instalada tubería de 10” en la conexión de los sumideros que se reconstruyeron y de algunos de los pozos de inspección nuevos. Se instalaron 43,60 ML
  • 6. PAVIMENTOS 6 SUMINISTRO E INSTALACIÓN DE TUBERÍA PVC PARA ALCANTARILLADOS 8" (INC. NIVELACIÓN DE PRECISIÓN): Se realizó la instalación de tubería de 8”. ACOMETIDA DOMICILIARIA DE ACUEDUCTO 3X1/2”: Se realiza la instalación de las acometidas de acueducto.
  • 7. PAVIMENTOS 7 EXCAVACION. SECAS CONGLOMERADO MANUAL INC. RETIRO: Se realizan excavaciones para la construcción de la estructura de pavimento, sardineles, andenes, bordillos, pozos de inspección, sumideros laterales, cajas de inspección, la instalación de tuberías y la excavación de fallos. SUBBASE Capa de material que se construye directamente sobre la terracería y está formado por un material de mejor calidad que ésta, obtenido generalmente de depósitos cercanos a la obra. SUB BASE GRANULAR DE RIO SELECCIONADO TAM. MAX. 2”: Se realiza instalación de la subbase granular con material seleccionado de tamaño máximo 2” El material se extiende con motoniveladora y debidamente compactado con Vibrocompactador. Instalación de la subbase
  • 8. PAVIMENTOS 8 UMIDEROS AGUAS LLUVIAS EN CONCRETO 3000PSI REFORZADO ELAB. OBRA, E=0.20M, SEC 0.5*0.6M, INC. ADECUACION DE REJILLA EN PERFIL U 3X1.1/2X1/4": Se realiza la construcción de sumideros, debido que los existentes quedan dentro los andenes. CAÑUELA POZO DE INSPECCION PARA TUBERIAS ENTRE 8" Y 12" (CONCRETO F´C=28 MPA ELAB EN OBRA): Se realizó la construcción de cañuelas para pozos de inspección. Se construyeron 4 UND.
  • 9. PAVIMENTOS 9 CILINDRO POZO INSPECCION D=1.20M (CONCRETO SIMPLE F’C=21 MPA ELAB. EN OBRA E=0.20 M: Se realiza la construcción de cilindro para pozos de inspección. PLACA CIRCULAR CUBIERTA - POZO INSPECCIÓN D=1.20M (CONCRETO F'C=21 MPA REFORZ. ELAB. EN OBRA, E=0.20M INC. AROTAPA + AROBASE): Se realiza la construcción de placa cubierta para pozos de inspección.
  • 10. PAVIMENTOS 10 PLACA CIRCULAR BASE - POZO INSPECCIÓN D=1.20M (CONCRETO F'C=28 MPA REFORZ. ELAB. EN OBRA, E=0.20M): Se realiza la construcción de placa base para pozos de inspección. SUMINISTRO E INSTALACION DE VALVULA COMPUERTA ELASTICA EN H.D.3” (INCLUYE CAJA VALV. Y ANCLAJE EN CONCRETO): Se realizó el suministro e instalación de la válvula H.D.3” con sus respectivos accesorios. Se instalaron 2 UND.
  • 11. PAVIMENTOS 11 CONCRETO 3000 PSI ELAB.EN OBRA (PARA NIVELACION DE SUMIDEROS AGUAS LLUVIAS, CAJAS DE INSPECCION Y VALVULAS): Se realizó la renivelación de los sumideros del sistema de alcantarillado existentes y las válvulas del sistema de acueducto, con el fin de que queden al nivel de la nueva superficie de rodadura. ACERO DE REFUERZO DE 60000 PSI: Fue utilizado acero de 60000 PSI para el refuerzo en los sumideros renivelados y los anclajes en cilindros de pozo. Se utilizaron 423,20 KG.
  • 12. PAVIMENTOS 12 Compactación de la subbase Subbase Instalada
  • 13. PAVIMENTOS 13 BORDILLO EN CONCRETO 3000 PSI H= 0,2 B= 0,12: Construcción de los bordillos de las especificaciones descritas en los andenes, para dilatación entre placas y transición en el paramento de las viviendas. RELLENO MATERIAL TAMAÑO MAXIMO 2" COMPACTACION MECANICA: Fue ejecutado en su totalidad el relleno de material de 2”, el cual fue extraído de la mina autorizada del rio Guamal y debidamente compactado. Se Rellenó un total de 1.005,37 M3
  • 14. PAVIMENTOS 14 PLACA DE CONTRAPISO E= 10 CM (3000 PSI) ESTAMPADO: Construcción de la placa de contrapiso en concreto estampado con las especificaciones técnicas exigidas y los productos que este requiere.
  • 15. PAVIMENTOS 15 BASE Capa de material que se construye sobre la base, debiendo estar formada por materiales de mejor calidad que el de la subbase, obtenido generalmente de depósitos cercanos a la obra. BASE TRITURADA TAM MAX. ½” CONFORMACION: Se realiza la instalación de la base con material de rio tamaña máximo ½”, la cual se extiende debidamente con motoniveladora y posteriormente compactada.
  • 16. PAVIMENTOS 16 Conformación de base Compactación de base Base instalada
  • 17. PAVIMENTOS 17 IMPRIMACION ASFALTICA: Se realiza la aplicación de la liga asfáltica. CARPETA ASFÁLTICA Es la capa superior del pavimento y se construye inmediatamente arriba de la base y suele estar compuesta de una mezcla de agregados minerales y materiales asfálticos. Debe de resistir las altas presiones de los neumáticos, así como las fuerzas abrasivas del tránsito y proporcionar una superficie de manejo resistente a los derrapes, y poder evitar la penetración del agua superficial a las capas la subyacente.
  • 18. PAVIMENTOS 18 CARPETA ASFALTICA E=0.07 M: Se realiza la instalación de carpeta asfáltica (MDC-2). DEMARCACION VIA PINTURA TP: Se realizó la demarcación de la vía con Pintura TP, según los requerimientos del manual de señalización del Invias.
  • 19. PAVIMENTOS 19
  • 20. PAVIMENTOS 20 SUMINISTRO E INSTALACION GRAMA TRENZA INC. TIERRA NEGRA, ABONO, PODA ANTES DE ENTREGAR: Se realizó la instalación de la grama trenza en el separador de la carrera séptima, además se le realizo la poda de la misma. Se instaló 787,21 M2 CBR Definición y características El CBR es un ensayo para evaluar la calidad del un material de suelo con base en su resistencia, medida a través de un ensayo de placa a escala. CBR significa en español relación de soporte California, por las siglas en inglés de «California Bearing Ratio», aunque en países como México se conoce también este ensayo por las siglas VRS, de Valor Relativo del Soporte. El CBR es uno de los ensayos más extendidos y aceptados en el mundo debido al relativo bajo costo de ejecución.
  • 21. PAVIMENTOS 21 Según la norma ASTM D 1883-07, el CBR es un ensayo de carga que usa un pistón metálico, de 0.5 pulgadas cuadradas de área, para penetrar desde la superficie de un suelo compactado en un molde metálico a una velocidad constante de penetración. Se define CBR, el parámetro del ensayo, como la relación entre la carga unitaria en el pistón requerida para penetrar 0.1” (2.5 cm) y 0.2” (5 cm) en el suelo ensayado, y la carga unitaria requerida para penetrar la misma cantidad en una piedra picada bien gradada estándar; esta relación se expresa en porcentaje. Bien, por cada espécimen de suelo se calculan dos valores de CBR, uno a 0.1” de penetración, y el otro a 0.2” de penetración. La pregunta de siempre es ¿cuál de los dos es el CBR que se reporta? ASTM dice que el que se reporta es el de 0.1” mientras este sea menor que el de 0.2”. En el caso en el que el valor de CBR para 0.1” fuera mayor que el de 0.2” habría que repetir el ensayo para ese espécimen (La norma en inglés dice «rerun», que traducimos como volver a hacer el ensayo, pero no aclara si hay que volver a fabricar el espécimen o si se puede utilizar la opción de voltearlo y ensayarlo por el otro extremo).
  • 22. PAVIMENTOS 22 Los valores de CBR cercanos a 0% representan a suelos de pobre calidad, mientras que los más cercanos a 100% son indicativos de la mejor calidad. Antes de que pregunten les digo que sí, es posible obtener registros de CBR mayores que 100%, típicamente en suelos ensayados en condición «en seco» o «tal como se compactó». Ante las preguntas que nos hay llegado prometo escribir un artículo especialmente para soportar este aspecto con resultados reales de pruebas. En la versión de CBR de laboratorio, los especímenes de suelo se compactan con el equipamiento del ensayo Proctor, utilizando moldes de 6” de diámetro y martillo grande. La velocidad de penetración del pistón durante el ensayo es constante e igual a 1.27 mm/min. Variantes del ensayo de laboratorio Según ASTM, para la versión de laboratorio del ensayo CBR existen dos variantes, una llamada «CBR para humedad óptima», y la otra llamada «CBR para un rango de contenidos de agua». El CBR para humedad óptima es la variante más popular y es conocida también como «CBR de tres puntos». Consiste en elaborar tres especímenes compactando el suelo con energías de compactación de 12, 25 y 56 golpes por capa. La humedad de mezclado del suelo es la humedad óptima del Proctor Modificado. Para obtener el CBR del suelo se prepara una gráfica con los resultados del ensayo de los tres especímenes poniendo en las abscisas al grado de compactación o la densidad y en las ordenadas al valor de CBR, y se unen los puntos a través de una curva. El CBR del suelo se define como el intercepto correspondiente al grado mínimo de compactación establecido por la especificación del proyecto o agencia solicitante. Aunque ASTM explica que esta variante está destinada a suelos que no son susceptibles al humedecimiento (por ejemplo, suelos granulares limpios), es práctica común utilizarla para todo tipo de suelos (corriendo el riesgo de no evaluar la influencia de la humedad en un suelo susceptible a la humedad).
  • 23. PAVIMENTOS 23 El CBR para un rango de humedad es conocido también como «CBR de 15 puntos» y ASTM lo recomienda para suelos susceptibles a la humedad (suelos cohesivos o todos los suelos no limpios) o en los que se quiera evaluar el efecto de la humedad en la resistencia. ASTM dice que se preparan varios especímenes de suelo compactándolos en un rango de contenidos de agua similares a los que se piensa estará sometido en campo, y a varios niveles de energía de compactación, típicamente 12, 25 y 56 golpes por capa. Aunque antes el procedimiento ASTM proponía un método gráfico para definir el CBR, a partir de la versión 2005 de la norma D 1883 dicho procedimiento fue suprimido luego de la actualización de 2005. Entiendo que deja libre al laboratorista la interpretación. La variante de CBR para un rango de humedad es propicia para elaborar experimentos factoriales e interpretarlos con mapas de resistencia al estilo RAMCODES.
  • 24. PAVIMENTOS 24 Condiciones de hidratación y sobrecarga Además de todas estas consideraciones, en el ensayo de CBR se pueden variar tanto la condición de hidratación, como el número de sobrecargas anulares. Para ASTM, la condición de hidratación por defecto es la de 4 días de inmersión, a menos que la agencia o especificación solicite una diferente, como por ejemplo «tal como se compactó», o la llamada «humedad de equilibrio». La de 4 días es también la condición más utilizada en todo el mundo; inclusive hay especificaciones que la requieren expresamente (independientemente de que el suelo no vaya a estar en esa condición durante la vida útil del pavimento o estructura civil).
  • 25. PAVIMENTOS 25 ASTM dice que el número de sobrecargas, que es un máximo de tres, deben utilizarse según el nivel de confinamiento al que se estime vaya a tener el suelo en la estructura. El número mínimo es una. Uso del ensayo El CBR es un ensayo que se puede utilizar para evaluar y diseñar. Se evalúan subrasantes o superficies de colocación de estructuras. Por otra parte, se diseñan suelos para ser utilizados como materiales de base y subbase de pavimento, o para rellenos estructurales. En el siguiente artículo se profundiza más sobre esta diferencia de criterios para utilizar el CBR. (http://blogramcodes.blogspot.com/2012/07/cbr-y-la-diferencia-entre-evaluar-y.html).
  • 26. PAVIMENTOS 26 Limitaciones del ensayo La siguiente es una lista no exhaustiva de limitaciones que tiene el CBR y que suscitan la mayoría de las críticas a este ensayo: 1. El valor de CBR no comporta, per se, un parámetro geomecánico, aunque está asociado a múltiples correlaciones y métodos semiempíricos de diseño de pavimentos. 2. Durante el ensayo bajo condición de 4 días de inmersión no es posible controlar el grado de saturación del suelo. El espécimen es sacado del agua y dejado escurrir por 15 minutos antes de ser ensayado. Este escurrimiento incrementa la succión en el suelo de forma descontrolada, lo que da lugar a resultados sesgados. 3. La gráfica densidad versus CBR recomendada en el procedimiento ASTM para obtener el CBR de diseño del suelo no es, por definición, una curva de diseño. Por tanto, en el sentido estricto, no debería ser usada para diseñar el suelo compactado. De hacerse se obtendrían resultados sesgados ya que no hay forma de asegurar que todos los especímenes pertenecientes a la gráfica tienen el mismo grado de saturación. Formas de superar estas limitaciones Para convertir el CBR en módulo elástico se puede analizar como un ensayo de placa a escala. Esto es válido tanto para la versión de laboratorio como la de campo. Esto se explica en detalle en el siguiente artículo. (http://blogramcodes.blogspot.com/2012/07/convirtiendo-el-criticable-cbr-en-el.html). Con este procedimiento se superaría la primera limitación. Se debe evitar a toda costa el ensayo bajo cuatro días de inmersión pues no es posible controlar el grado de saturación del suelo. Para ver esto en detalle por favor lea el siguiente artículo. (http://blogramcodes.blogspot.com/2012/07/por-que-desconfiar-del-cbr-4-dias.html). Para hacer propiamente curvas de diseño con el ensayo CBR se recomienda utilizar el procedimiento RAMCODES y el software SoilDesigner, tal como se explica en el siguiente artículo. (http://blogramcodes.blogspot.com/2012/04/tres-formas-de-disenar-un-suelo.html)
  • 27. PAVIMENTOS 27 El comentario final es que, aún siguiendo la norma ASTM, teniendo la competencia del mejor laboratorista, los equipos nuevos y recién calibrados, y dejando de un lado las variaciones propias del ensayo como proceso estocástico, un mismo suelo puede tener tantos valores de CBR como condiciones de ensayo se tengan. Esta afirmación es lo suficientemente fuerte para provocar una intensa polémica, y la cantidad de información es tal que es necesario tiempo para digerir esta idea poco a poco. Aquí les dejo estos dos artículos que explican con extensión y soportan técnicamente esta afirmación. http://blogramcodes.blogspot.com/2012/07/cuantos-cbr-puede-tener-un-mismo-suelo.html http://blogramcodes.blogspot.com/2012/07/cuantos-cbr-tiene-un-suelo-parte-ii.html El comprender muy bien estos conceptos les podrá permitir ahorrar tiempo y dinero en la construcción con suelos compactados, tal como se explica en este artículo. http://blogramcodes.blogspot.com/2012/07/como-ahorrar-tiempo-y-dinero.html
  • 28. PAVIMENTOS 28 DESTILACIÓN El ensayo de destilación se emplea para determinar las proporciones relativas de betún asfáltico y disolventes presentes en el asfalto fluidificado. Se emplea también para medir las cantidades de disolvente que destilan a diversas temperaturas, que indican las características de evaporación del disolvente. Estas a su vez, indican la velocidad a que el material curará después de su aplicación. El asfalto recuperado en el ensayo puede emplearse para realizar los ensayos descritos al hablar de betunes asfálticos. El ensayo se realiza colocando una cantidad especificada de asfalto fluidificado en un matraz de destilación conectado a un condensador. El asfalto fluidificado se calienta gradualmente hasta una temperatura especificada y se anota la cantidad de disolvente destilada a diversas temperaturas. Cuando se alcanza la temperatura de 360 ºC se mide la cantidad de asfalto restante y se expresa como porcentaje en volumen de la muestra original. Los procedimientos y aparatos necesarios para la realización del ensayo de destilación sobre los asfaltos fluidificados se detallan en los métodos AASHTO T78 y ASTM D402. PUNTO DE INFLAMACIÓN El punto de inflamación de los asfaltos fluidificados como el asfalto líquido (RC) y el (MC) se mide mediante el ensayo de punto de inflamación en vaso abierto. La finalidad del ensayo es la misma indicada para los betunes asfálticos. El aparato se modifica para hacer posible el calentamiento indirecto del asfalto fluidificado. Los aparatos y procedimientos para la realización de este ensayo se describen en los métodos AASHTO T79 y ASTM D1310. VISCOSIDAD Cuando el concreto asfáltico se usa encima de base de emulsiones asfálticas de Tipo II ó Tipo III, se recomienda los espesores mínimos de concreto asfáltico de la Tabla VI.11. Las sustituciones de mezclas de emulsiones asfálticas Tipo I pueden hacerse como se indica en la Tabla VI.11. Cuando se usan bases de emulsiones asfálticas Tipo I, se requerirá un tratamiento de la superficie.
  • 29. PAVIMENTOS 29 Requerimientos de Calidad para Sub-Base Granular Ensayo Requerimiento Abrasión Los Angeles 50 % máximo CBR de laboratorio 30-40 % mínimo Limite Líquido 25% máximo Índice de Plasticidad 4% máximo Equivalente de Arena 35% mínimo Sales Solubles Totales 1% máximo Requerimientos del Agregado Grueso de Base Granular Ensayo Requerimientos Partículas con una cara fracturada 80% mínimo Partículas con dos caras fracturadas 50% mínimo Abrasión Los Ángeles 40% máximo Sales Solubles 0,5% máximo Pérdida con Sulfato de Sodio 12% máximo Pérdida con Sulfato de Magnesio 18% máximo
  • 30. PAVIMENTOS 30 Requerimientos del Agregado Fino de Base Granular Ensayo Requerimientos Índice Plástico 2% máximo Equivalente de arena 45% mínimo Sales solubles 0,5% máximo Índice de durabilidad 35% mínimo
  • 31. PAVIMENTOS 31 CONCLUSIONES Este procedimiento constructivo facilita y otorga la emisión confiable de información, además de ser un soporte para cada una de las etapas de construcción de pavimentos flexibles empleadas en infraestructuras de transporte que se efectúan y el entorno en que se desenvuelven, ya que nos permite identificar con mayor exactitud y facilidad los materiales a emplear, maquinaria y equipo, así como los requisitos de calidad que deben cumplir los materiales para una óptima funcionalidad. En conclusión todo lo anterior satisface los objetivos tanto generales como particulares que al principio de este trabajo se expusieron, dando así una buena herramienta de información al elaborar un procedimiento de construcción de pavimentos flexibles.