Proceso Constructivo de Un Pavimento Rigido

UNIVERSIDAD PRIVADA SAN PEDRO

FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CURSO: CONTRUCCIONES II TEMA: PROCESO CONSTRUCTIVO DE UN PAVIMENTO RIGIDO GRUPO: N° 9 DOCENTE: ING. EDUARDO MENDOZA VIDAL INTEGRANTES: PALACIOS MACHADO P. JAVIER INCHICAQUI ROSALES MAYRA S. MEDINA ROSALES FERNANDO C. CASIANO PONTE MARITZA MONTES LAZARO ANTHONY B. BARRIONUEVO FREDY AGUILAR CESAR

HUARAZ, JUNIO DE 2013

PROCESO CONSTRUCTIVO DE UN PAVIMENTO RIGIDO

I PRESENTACION II INTRODUCCION III OBJETIVOS IV MARCO TEORICO V PROCESO CONSTRUCTIVO VI CONCLUSIONES VII RECOMENDACIONES VIII BIBLIOGRAFIA

I PRESENTACION II INTRODUCCION III OBJETIVOS IV MARCO TEORICO Pavimento, es una estructura formada por una o más capas de material tratado, cuya función es la de proporcionar al usuario un tránsito cómodo, seguro y rápido, al costo más bajo posible. Los tipos de Pavimento existentes son: Flexibles, rígidos y otros (Empedrados, adoquín, estampado, etc).

pavimentos rígidos están constituidos en su forma más sencilla; por una sub-rasante, una capa sub-base, una capa base y una capa de concreto; este tipo de pavimento actualmente es muy utilizado en las ciudades de nuestro país la cual posee un alto costo y un tedioso proceso constructivo, pero el mismo debe ser empleado en carreteras en donde el tránsito vehicular sea elevado, en especial los vehículos pesados, ya que este tipo de pavimento tiende a ser mas duradero en el tiempo que los pavimentos flexibles, y requieren de menos mantenimiento.

PAVIMENTOS-RÍGIDOS

Ante todo se debe conocer que los pavimentos flexibles son aquellos que tienden a deformarse y recuperarse después de sufrir deformación, transmitiendo la carga en forma lateral al suelo a través de sus capas. Está compuesto por una delgada capa de mezclas asfálticas, colocada sobre capas de base y sub-base, generalmente granulares. En tanto que los Pavimentos Rígidos: Son aquellos formados por una losa de concreto sobre una base, o directamente sobre la sub-rasante. Transmite directamente los esfuerzos al suelo en una forma minimizada, es auto-resistente, y la cantidad de concreto debe ser controlada. En función a lo señalado anteriormente; se puede diferenciar que en el pavimento rígido, el concreto absorbe gran parte de los esfuerzos que las ruedas de los vehículos ejercen sobre el pavimento, mientras que en el pavimento flexible este esfuerzo es transmitido hacia las capas inferiores (Base, Sub-base y Sub-rasante).

COMPÓNENTES DE UN PAVIMENTO RIGIDO

CAPA SUB RASANTE.- Nivel superior del terraplén o del terreno natural, si no hay terraplén, sobre el cual se coloca la capa sub-base o la base. Actúa como el terreno de cimentación del pavimento, puede ser el terreno natural, debidamente recortado y compactado; o puede ser, material de buena calidad seleccionado para relleno, debido a los requerimientos del proyecto, cuando el suelo natural es deficiente. CAPA SUB BASE.- Estructura de suelo formada de una capa de materiales pétreos bien graduados, construida sobre la capa sub-rasante, la cual cumple con los mismos requisitos de compactación y calidad especificados para la capa sub-rasante. Para el caso de los pavimentos de concreto, en ocasiones resulta conveniente colocar una capa sub-base cuando las especificaciones para el concreto son más exigentes. BASE.- Capa intermedia entre la capa de rodamiento y la capa sub-base. Generalmente se usa en los Pavimentos flexibles y se compone de materiales pétreos con buena distribución granulométrica, esta capa permite reducir los espesores de carpeta ya que tiene una función estructural importante al reducir los esfuerzos cortantes que se trasmiten hacia las capas inferiores, proporcionando además una función drenante del agua atrapada dentro del cuerpo del pavimento.

LOSA.- Superficie de rodamiento constituida por materiales endurecidos para disipar los esfuerzos hacia las terracerías. Se forma de materiales granulares con o sin liga o más comúnmente de concreto hidráulico en sus diferentes variantes.

JUNTAS DE DILATACIÓN.-Elemento que permite los movimientos relativos entre dos partes de una estructura o entre la estructura y otras con las cuales trabaja. Los materiales de construcción, por lo general, se ven sometidos a contracciones, expansiones o alabeos debidos a variaciones del tenor de humedad y temperatura ambientes. Estas tensiones no deben ser superiores a la resistencia interna del material para no llegar a fisurarlo. Algunas estructuras por sí mismas pueden soportar estas tensiones (ej.: carriles del ferrocarril); otras requieren de refuerzos tales como las armaduras para absorber las tensiones. Para controlar los movimientos que generan las tensiones producidas en el interior de las estructuras, se recurre a las Juntas de Dilatación. JUNTAS LONGITUDINALES: las juntas longitudinales son las que se construyen paralelamente a lo largo del eje del pavimento rígido. JUNTAS TRANVERSALES: la juntas transversales son las evitan el agrietamiento de los elementos de la junta. BARRAS DE TRNSMISION: son los aceros que cumplen la función de transmitir las cargas o esfuerzos actuantes en un paño de loza a otro paño.

BARRAS DE AMARRE: son los aceros que cumplen la función de unificar paño tras paño de losa. MATERIALES DEL CONCRETO: el concreto será diseñado en función al esfuerzo o cargas a la cual será sometida. Los materiales que componen el concreto son generalmente el cemento, el agua, los agregados finos y gruesos, y para casos especiales el uso de aditivos.

RUGOSIDAD: es el conjunto de irregularidades que posee una superficie. La mayor o menor rugosidad de una superficie depende de su acabado superficial. Éste, permite definir la microgeometría de las superficies para hacerlas válidas para la función para la que hayan sido realizadas.

REQUERIMENTOS MÍNIMOS PAVIMENTOS RÍGIDOS:       

PARA

LA

CONSTRUCCIÓN

DE

Requisitos de los Materiales. Dosificación. Equipos Necesarios. Procedimiento Constructivo. Juntas de Concreto. Sellos de Juntas. Prevención y Corrección de Defectos.

Antes de construir la losa de concreto que va a representar el pavimento rígido, se debe acondicionar la base de apoyo mediante el siguiente procedimiento:    

Se escarificara la base del terraplén hasta 20 centímetros. Se coloca el material apilonado a lo largo de la carretera. Con una moto-niveladora se tumba el material apilonado, formando un camellón a lo largo de la carretera. Mezclar material e incorporar la humedad optima y compactar, aplicando la siguiente ecuación: Humedad Optima = Humedad del agregado + Humedad hidroscópica del material.





Colocación de capas sueltas que al compactarla quedan con un espesor de 20-30 centímetros. La compactación se hace por capas, por ello se debe escarificar la capa inmediata inferior 5.00 centímetros, para lograr un buen adosamiento entre la capa inferior y superior evitando así planos de falla. En la última capa debemos darle a la sección transversal una pendiente de 2%, esto con el fin de garantizar que el espesor de la capa del pavimento sea igual en toda la sección transversal de la carretera. Esto se hace con una moto-niveladora, la cual hace el perfilado y el acabado o conformación final se realiza con el compactado de rodillo liso; la tolerancia admisible será de ± 3 centímetros con respecto a la cota del proyecto.

Para el acondicionamiento de la superficie de apoyo, y lograr que la misma sea eficiente, se utilizan los siguientes equipos:     

Moto-niveladoras y equipos complementarios. Compactadora vibradora o aplanadora de ruedas neumáticas autopropulsada. Camiones volteo. Camiones tanque. Herramientas generales de trabajo.

Acondicionada la base de apoyo se procede a lo colocación del acero de refuerzo el cual absorberá los esfuerzos a tracción, el mismo puede ser malla electro-soldada (Malla Trukson) o cabillas empalmadas. Cuando a los largo de la vía no hay elementos como bocas de visitas se coloca malla trukson a lo largo y al diámetro seleccionado según las cargas que transitan o transitaran por la vía, en tanto que si hay elementos se hace el armado con cabillas a la sección que encierra el elemento para el posterior vaciado.

Luego sobre la base compactada, la que deberá estar limpia, se recomienda aplicar una membrana asfáltica del tipo MC-30 o similar, con el objetivo de crear un puente de adherencia entre la base y el concreto fresco. Además, sirve para minimizar problemas de alabeo de losas y evitar la pérdida de agua de amasado. Deberán verificarse los requisitos topográficos, ya sea de la base, como así mismo del trazado, pendientes y peraltes, una vez colocado se deja entre 24 horas y 48 horas al aire libre, para la evaporación de los volátiles. Posteriormente se hace el vaciado del concreto, y el mismo se hace por paños, los cuales están previamente encofrados; la composición del concreto dependerá de cómo se vaya a efectuar el encofrado.

El concreto debe cumplir con dos propiedades fundamentales como lo son el módulo de Resistencia a la ruptura y módulo de elasticidad. RESISTENCIA A LA RUPTURA: Debido a que los pavimentos de concreto trabajan principalmente a flexión es recomendable que su especificación de resistencia sea acorde con ello, por eso el diseño considera la resistencia del concreto trabajando a flexión, que se le conoce como resistencia a la flexión por tensión (S´c) ó Modulo de Ruptura (MR) normalmente especificada a los 28 días. Los valores recomendados para el módulo de ruptura varían desde 41 Kg/cm2 (583 psi) hasta los 50 Kg/cm2 (711 psi) a los 28 días dependiendo del uso que vayan a tener. A continuación se presenta el modulo de ruptura recomendado según el tipo de

pavimento:

MÓDULO DE ELASTICIDAD: Es un parámetro que indica la rigidez y la capacidad de distribuir cargas que tiene una losa de pavimento. Es la relación entre la tensión y la deformación. Las deflexiones, curvaturas y tensiones están directamente relacionadas con el módulo de elasticidad del hormigón. En los pavimentos de hormigón armado continuos, el módulo de elasticidad junto con el coeficiente de expansión térmica s y el de retracción del hormigón c, son los que rigen el estado de tensiones en las armaduras. El módulo de elasticidad está relacionado con el módulo de rotura a través de la expresión:

V PROCESO CONSTRUCTIVO 1. COLOCACIÓN DEL CARTEL DE IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Esta es la primera tarea a realizarse.

2. TRAZO Y REPLANTEO Luego de haber colocado el cartel de obra se procede a la etapa del trazo y replanteo.

Primero se procede a identificar los puntos dejados en el levantamiento topográfico, y así mismos el nivel a que se encuentran dichos puntos

Después de haber identificado dichos puntos se procede al trazo del eje principal de la calle hacer pavimentada la cual se realizó con yeso.

Ejecutado el trazo de la vía, el INGENIERO procese a instalar el Nivel para el replanteo de puntos tomados Con la ayuda de un operario el ingeniero se dispone a tomar los puntos nuevamente, cada punto tomado se coloca en la separación del trazo del eje de la vía

El replanteo de puntos se hace con el fin de tener un acercamiento del perfil que se muestra en el expediente técnico que se requiere para dicha vía

3. CORTE Y MOVIMIENTO DE TIERRAS Luego de haber ejecutado el trazo y replanteo de los puntos de control se procede a realizar el movimiento de tierra. Primero se inicia con una limpieza general de toda la vía, para evitar que exista algún obstáculo que pueda demorar el trabajo del CARGADOR FRONTAL

Luego de haber hecho una limpieza general de la vía se procede con el corte del terreno. El CARGADOR FRONTAL comienza a hacer el corte en un inicio superficialmente, para ver la dureza del suelo.

Comenzando a cortar el terreno superficialmente, llevando la tierra de desmonte a un punto de acumulación para que luego pueda ser cargado a los volquetes que los trasladaran a lugares de depósito de tierras. Dicho proceso se hace reiteradas veces hasta que el tramo tomado sea cortado hasta el nivel requerido.

4.- REPARACIÓN DE REDES E INSTALACIONES EXISTENTES Luego de hacer el movimiento de tierra se procede a hacer la excavación de zanjas, uno de los trabajos hechos aquí es aquel que tiene que ver con la reparación de redes e instalaciones existentes de agua potable y desagüe.

Se hace la excavación con maquinaria pesada y manualmente en coordinación con la empresa que presta este servicio.

Una vez concluida las obras de saneamiento se procede a tapar todas las zanjas realizadas.

5. MEJORAMIENTO DE LA SUB RASANTE Se mejora colocando material granular de préstamo o de cantera de 15 a 20 cm, la cual se realiza en 3 etapas.

El CAMIÓN VOLQUETE se encarga de dejar en punto específicos el material.

Luego una MOTONIVLADORA se encarga de extender el material hasta el nivel requerido.

Luego se procede a compactar este material con el RODILLO hasta lograr una superficie horizontal, paralela a la sub rasante.

6. CONFORMACIÓN DE LA BASE Después del mejoramiento de la sub rasante se pasa a la etapa de la conformación de la base, la cual también consta de 3 etapas. El CAMIÓN VOLQUETE se encarga de dejar en punto específicos el material.

Luego se procede a poner puntos de nivel para que la MOTONIVELADORA se encargue de extender el material hasta el nivel requerido.

La expansión del material manualmente se realiza cuando la maquina MONOTIVELADORA no puede entrar en esa zona. Y para hacer esta expansión de material se realiza a través de una palana y un pico.

Una vez realizado la expansión del material se procede a verificar los puntos de nivel para ver si la capa requerida tiene la dimensión especificada. Estos puntos son señalizados con yeso.

Verificada el espesor de la capa se procede a la compactación del material mediante el uso del rodillo.

Como el rodillo no puede entrar en algunas zonas se hace el uso de la plancha compactadora.

Después que la vía fue compactada se procede a señalar trazos con yeso para las divisiones del encofrado del pavimento.

7.ENCOFRADO DE PISTAS Comprende la ejecución y colocación de la madera necesaria para contener el vaciado del concreto de los diferentes elementos que conforman al pavimento.

En el proceso del encofrado se debe usar madera tornillo por ser de alta resistencia al pandeo y al empuje del concreto al momento del vaciado, en la actualidad se hace uso de las planchas metálicas, la cual ayuda a ganar tiempo y avanzar con el proceso.

Antes de la colocación la madera debe ser humedecida y lubricada para evitar la adherencia del concreto.

Antes del vaciado del concreto, se verifica que no haya fisuras por donde podría escapar el concreto, también se nivela con más precisión y se compacta el suelo para evitar el mezclado del concreto con el material del afirmado.

8.- VACEADO PARA COMFORMAR LA LOSA DE CONCRETO El concreto se elabora en la mezcladora empleando latas y palanas para llenar la mezcladora de agua, arena gruesa y gravilla, las carretillas se usan para trasladar el concreto. Previamente el Ingeniero verifica que las dimensiones de los paños a vaciar el concreto correspondan a las de los planos.

Se vacea el concreto por paños, cuando la que está a lado ya ha fraguado. Luego se somete a un proceso de vibrado cada 30 cm del vaciado de unos 8 a 15 segundos.

Por efectos de la alta temperatura (días soleados) se cubre el pavimento con un plástico evitando de esa manera la deshidratación y el fisuramiento pavimento.

del

9. JUNTAS DE DILATACIÓN Las juntas vienen a ser la separación de uno y otro paño por una madera longitudinal y transversal. Las cuales son empleadas para evitar el agrietamiento del pavimento por efectos estructurales del mismo y por condiciones climáticas respectivas. Se deja un espacio libre entre paños para disminuir los esfuerzos de compresión en el pavimento. Esta junta permite el libre movimiento al dilatarse el pavimento por efectos de temperatura.

Estas juntas se hacen en la intersección de los paños, Tienen 2 pulgada de espesor y 20 cm de alto, lo mismo que el paño.

Normalmente estas juntas se las hacen colocando una tabla y en algunos casos colocando tecnopor.

10.

CURADO

Luego del vaceado del concreto y cuando este haya fraguado (pasado las 24 horas) se procede a desencofrar los paños de concreto. Una vez desencofrado se procede a hacer el curado del concreto. Sabemos que desde que el agua tiene contacto con el cemento, se produce una reacción química, llevando por consecuencia inmediata a empezar el curado del concreto, por ello en el curado del concreto del pavimento, se observa la preocupación por el clima, el tiempo, y entre otros factores.

Para poder tener un óptimo curado, el concreto necesita de una humedad requerida, por lo cual si este, se lo expone al sol o a factores climatológicos que afecten a la humedad del concreto, este no tendrá el curado requerido y por lo tanto afectara a su resistencia portante.

El curado de las losas de concreto de pavimento rígido es la etapa siguiente del vaceado, fraguado y desencofrado del concreto.

Primero se inicia con una remojada de agua superficialmente, tantas veces sea necesario ya que el agua se valla escurriendo alrededor de las losas.

Luego se procede a cubrir las losas con arena gruesa mojada en formas de cono las cuales se pueden ver en la figura.

Si la arena va secando por efectos de temperatura debe ser remojada para que el agua pueda entrar de forma proporcional a las losas de concreto y asi tener un óptimo curado.

11.

SELLADO DE JUNTAS

Sellar es colocar un producto adecuado en una junta para impedir la penetración de humedad o aire por ese espacio entre elementos, se realiza en el mismo material o en otros de diferente naturaleza.

Las juntas deben sellarse para conservar ese espacio donde se producirán los movimientos, para impedir que penetre agua u otro elemento y para proteger los bordes del deterioro por impacto de cargas puntuales. Cuando las juntas se sitúan bajo tráfico rodado, tienen influencia en los costes de mantenimiento de la estructura y también en la seguridad de uso permitiendo que ambos lados de la junta queden nivelados para que el rodado transite sin saltos.

Las juntas serán rellenados con material de asfalto (brea + arena gruesa) cocido, en una proporción de 1:4.

12.

LIMPIEZA Este trabajo consiste en la limpieza del pavimento de todo escombro y material indeseable necesarios para concluir con la obra especificada y proceder a la inauguración de dicha pavimentación.

13. SEÑALIZACIÓN

Esta etapa es necesaria para el ordenamiento y señalización para el tráfico vehicular y peatonal.

Se procede a pintar sobre el pavimento la Línea Central, las Líneas de Pare y Cruce de Peatones; además de las flechas direccionales.

VI CONCLUSIONES VII RECOMENDACIONES VIII BIBLIOGRAFIA