Requerimientos Técnicos y de Calidad de Materiales - Grupo 07

“AÑO DEL FORTALECIMIENTO DE LA SOBERANÍA NACIONAL”. FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL INTEGRANTES: • • • • • •

ALEJANDRO PALOMINO, Kevin APONTE DIOSES, Héctor CABELLO INOCENTE, Davis PADILLA SALINAS, Daniel VALVERDE COLLAZOS, Daniela VÁSQUEZ BERNAL, Wilfredo

TITULO DEL INFORME: • REQUERIMIENTOS TÉCNICOS Y DE CALIDAD DE MATERIALES

DOCENTE: • GONZALO EDUARDO FRANCE CERNA

CURSO: • PAVIMENTOS

GRUPO: • N°07

NUEVO CHIMBOTE 2022

Contenido 1.

INTRODUCCION: ............................................................................................................... 3

2.

DESARROLLO: .................................................................................................................. 3 2.1 REQUERIMIENTOS TÉCNICOS PARA PAVIMENTOS FLEXIBLES: ................... 4 2.2 PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE BASES Y SUB BASES: ........................ 4 2.3 FUNCIONES DE LA DISTINTAS CAPAS DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE: ........ 5 2.3.1 SUB RASANTE:........................................................................................................ 5 2.3.2 CAPAS DE RELLENO: ............................................................................................ 6 2.3.3 CAPA SUB BASE: .................................................................................................... 6 2.3.4 CAPA BASE: ............................................................................................................. 7 2.3.5 CAPA DE RODADURA: .......................................................................................... 7

2.4. MATERIALES PARA PAVIMENTOS: ............................................................................. 7 2.5. FUNCIONES: ...................................................................................................................... 8 2.6. REQUERIMIENTOS PARA LAS CAPAS: ...................................................................... 9 2.6.1 SUB BASE GRANULAR: .......................................................................................... 10 2.6.2. BASE GRANULAR: ................................................................................................... 10 2.6.3. PAVIMENTOS ASFÁLTICOS EN FRÍO: ............................................................... 11 2.6.4 PAVIMENTOS ASFÁLTICOS EN CALIENTE: ...................................................... 11 3. 4.

CONCLUSIONES: ........................................................................................................ 12 REFERENCIA BIBLIOGRAFICA: .................................................................................. 13

1. INTRODUCCION: Desde nuestros antepasados o, mejor dicho, en el principio de la existencia del ser humano, se ha tenido la necesidad de comunicarse, motivo por el cual se ha venido abriendo desde una brecha hasta las grandes autopistas de hoy en día, junto con el desarrollo de diversas técnicas y métodos para la más adecuada construcción de los caminos. Desde las construcciones a base de piedras y aglomerantes hasta hoy en día que hay métodos muy perfeccionados. Gracias a la experiencia de los años, hoy encontramos autopistas de pavimento flexible y rígido que nos proporcionan caminos seguros y consistentes. Se llama pavimento al conjunto de capas de material seleccionado que reciben en forma directa las cargas del tránsito y las transmiten a los estratos inferiores en forma disipada, proporcionando una superficie de rodamiento, la cual debe funcionar eficientemente. Las condiciones necesarias para un adecuado funcionamiento son las siguientes: anchura, trazo horizontal y vertical, resistencia adecuada a las cargas para evitar las fallas y los agrietamientos, además de una adherencia adecuada entre el vehículo y el pavimento aun en condiciones húmedas. Deberá presentar una resistencia adecuada a los esfuerzos destructivos del tránsito, de la intemperie y del agua. Debe tener una adecuada visibilidad y contar con un paisaje agradable para no provocar fatigas. Puesto que los esfuerzos en un pavimento decrecen con la profundidad, se deberán colocar los materiales de, mayor capacidad de carga en las capas superiores, siendo de menor calidad los que se colocan en las terracerías además de que son los materiales que más comúnmente se encuentran en la naturaleza, y por consecuencia resultan los más económicos.

2. DESARROLLO: Es importante tener en cuenta que el pavimento puede revestirse con diferentes materiales, como piedras o maderas. El término, sin embargo, suele asociarse en algunos países al asfalto, el material utilizado para construir calles, rutas y otras vías de comunicación. Por ejemplo: “El pavimento de este camino está en pésimas condiciones”, “Miguel decidió visitar el pueblo pensando que el camino tenía pavimento, pero se encontró

con un sendero de tierra”, “El gobierno debería invertir más dinero para mejorar el pavimento de estas calles”. Se cree que uno de los métodos más antiguos de pavimentación fue aquel que se conoce como calzada romana, creado para facilitar las comunicaciones y traslados dentro del Imperio. Esta calzada fue desarrollada en diversas etapas y algunos de sus trechos aún permanecen en buenas condiciones. Las denominadas mezclas asfálticas y el concreto son los materiales más habituales para crear el pavimento urbano, ya que tienen un buen rendimiento de soporte y permiten el paso constante de vehículos sin sufrir grandes daños. En los últimos años se ha promovido el desarrollo de pavimento que sea sostenible y que respete el medio ambiente. En este sentido cabe mencionar la creación de pavimento que combina el asfalto con el polvo de caucho que se obtiene a partir de neumáticos reciclados y la utilización del producto conocido como poder, que tiene la capacidad de absorber la contaminación que producen los tubos de escape de los vehículos.

2.1

REQUERIMIENTOS

TÉCNICOS

PARA

PAVIMENTOS

FLEXIBLES: •

Los pavimentos flexibles distribuyen los esfuerzos aplicados en áreas pequeñas debido a su menor rigidez, por lo que tienden a deformarse y a recuperar su condición una vez que la carga es retirada. Este tipo de pavimentos están compuestos por una capa de rodamiento bituminosa, apoyada generalmente sobre dos capas no rígidas, la base y la sub - base

2.2 PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE BASES Y SUB BASES: •

Los materiales agregados a la construcción de las bases y sub - base deben cumplir con los estándares de calidad exigidos por la normativa. Las canteras que suministran los materiales que se aplican para la construcción de bases y sub - bases están sujetas a previa aprobación

del ministerio antes del despacho de los materiales dirigido a la construcción de bases y terraplenes.

2.3 FUNCIONES DE LA DISTINTAS CAPAS DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE: • En general, la estructura flexible del pavimento consta de dos conjuntos característicos

de capas con

diferentes

propiedades

mecánicas:

las capas de agregados “sueltos” asentados en la subrasante y las capas “ligadas” por asfalto, asentadas sobre las primeras

2.3.1 SUB RASANTE: •

La Sub rasante es la capa en la que se apoya la estructura del pavimento y la característica especial que define la propiedad de los materiales que componen la sub rasante, se conoce como Módulo de Resiliencia (Mr.). Inicialmente cuando se comenzaron a efectuar los primeros diseños de pavimento, este concepto estaba basado en las propiedades de la subrasante tales como: •

Granulometría

•

Plasticidad

•

Clasificación de suelos

•

Resistencia al corte

•

Susceptibilidad a las variaciones de temperatura

•

Drenaje

Posteriormente se tomaron en cuenta las propiedades básicas de la subrasante y se analizaron otro tipo de ensayos que Permitieran conocer en mejor forma el comportamiento de estos suelos. Se efectuaron ensayos utilizando cargas estáticas o de baja velocidad de deformación tales como el CBR, ensayos de compresión simple. Estos se cambiaron por ensayos dinámicos y de repetición de cargas como el del módulo de resiliencia, que son pruebas que demuestran en mejor forma el comportamiento y lo que sucede debajo de los pavimentos en lo que respecta a tensiones y deformaciones. Las propiedades físico-mecánicas son las características utilizadas para la selección de los materiales, las especificaciones de construcción y el control de calidad. La calidad de los

suelos en el caso de las sub rasantes, se puede relacionar con el módulo de resiliencia, módulo de Poisson, valor soporte del suelo (CBR) y el módulo de reacción de la sub rasante.

2.3.2 CAPAS DE RELLENO: •

El relleno, también llamado relleno compactado cuando precede a una compactación, es un procedimiento realizado en el sector de la construcción con el objetivo de mejorar la cota del perfil del terreno o restituir ese nivel después de una excavación. Es necesario para obtener el nivel necesario para distintas obras. Estos rellenos en algunas ocasiones sirven de base para construcciones y en otras como superficie para zonas verdes. Dependiendo del uso que se le quiera dar, se utilizan distintos materiales y distintos grados de compactación.

Hablamos de relleno estabilizado al utilizado para obras que requieran un alto grado de compactación y un volumen permanentemente estable. Cuando se procede a rellenar un área, se suele colocar en capas llamadas elevadores. El nivel de capacidad de compactación de las primeras capas del relleno depende principalmente del material natural que se cubra. Si el material que se cubre es inadecuado, el peso del relleno lo comprime por un período prolongado ocasionando grietas en el relleno o en la estructura soportada por este. Si el material natural no es adecuado, puede corregirse con diversas técnicas. El rebobinado consiste en pasar por el área de llenado con una pieza de construcción pesada y así poder observar si se producen desvíos

2.3.3 CAPA SUB BASE: •

Las sub – bases están compuestas por agregados obtenidos por proceso de trituración o de tamizado, también es la capa de la estructura del pavimento destinada fundamentalmente a soportar, transmitir y distribuir con uniformidad las cargas aplicadas en la superficie de rodadura del pavimento, y son transmitidas a la cimentación (subrasante). Para esta capa se utilizan agregados

provenientes de bancos de materiales que cumplan con las especificaciones técnicas para una sub - base, que serán colocados sobre la superficie de la subrasante

2.3.4 CAPA BASE: •

La capa base sirve como base para la pavimentación. Dependiendo de los esfuerzos que se esperan, la carretera se compone de varias capas de diverso espesor para soportar las más diversas condiciones climáticas y permanecer útiles por muchas décadas.

2.3.5 CAPA DE RODADURA: •

La capa de rodadura es un tratamiento superficial no muy espeso, ya que es menor a los 4 centímetros, conformado por una mezcla de agregados pétreos y asfalto. Dicha capa se puede producir en frío o en caliente, y tiene como finalidad el proteger la superficie del pavimento de los agentes externos que pudieran causarle daño.

Además, esta capa es un elemento extra en materia de seguridad, pues mejora la textura, la fricción y visibilidad del pavimento. También disminuye el ruido y facilita el desalojo rápido del agua de lluvia. Sin olvidar que resiste deformaciones y distribuye uniformemente las cargas de tránsito.

2.4. MATERIALES PARA PAVIMENTOS: Los materiales de construcción son todas aquellas materias primas y productos que se usan en la construcción de edificios, residencias, carreteras y otras estructuras de la ingeniería civil y obras arquitectónicas. Los materiales de construcción deben resistir ante acciones perjudiciales (golpes, peso, y otros) y al mismo tiempo, presentar esteticidad. Todo ello con el fin de preservar la integridad de la estructura, a nivel de seguridad y servicio. A continuación, se detallará aquellos utilizados principalmente en la pavimentación. ➢ Hormigón -

El hormigón es un material compuesto con la dureza de una piedra. Se origina de la unión fisicoquímica de agregados gruesos (gravas) y de

agregados finos (arena), lo cual es posible por la capacidad aglutinante del cemento, que se detona una vez este interactúa con el agua. ➢ Asfalto -

El asfalto es un material constructivo aglutinante. Se caracteriza por ser viscoso, de color oscuro y por su variada consistencia. Puede ser sólida, semisólida o líquida.

➢ Adoquín -

El adoquín es una piedra trabajada que se caracteriza por su forma rectangular. Usualmente es similar a un bloque macizo, aunque pueden desarrollar otros tipos de formas.

➢ PVC -

PVC es el acrónimo estandarizado de policloruro de vinilo. El PVC es un material de construcción sintético. Técnicamente se trata de un polímero de cloruro de vinilo (C2H3Cl).

➢ Resina epoxi -

La resina epoxi es un material constructivo sintético. Hace referencia a un conjunto de polímeros y prepo limeros que están conformados por grupos epóxidos, también conocidos como poli epóxidos.

➢ Poliuretano -

El poliuretano (PU) es un material sintético de naturaleza polimérica pero que está constituido por bases hidroxílicas y diisocianatos.

➢ Linóleo -

El linóleo es un material de construcción usado como revestimiento de

pavimento. Este se fabrica por medio de la solidificación de una mezcla de aceite de lino, serrín y polvo de corcho.

2.5. FUNCIONES: •

La función de un pavimento es la de proveer una superficie de rodamiento al tránsito y distribuir las cargas aplicadas por el mismo, sin que se sobrepasen las tensiones admisibles de las distintas capas del pavimento y de los suelos de fundación.

•

Los pavimentos están formados por capas de resistencia decreciente con la profundidad. Generalmente se componen de: carpeta de rodamiento (que puede ser asfáltica o de hormigón),

base y subbase apoyado todo este conjunto sobre la subrasante. En algunos casos puede faltar alguna de estas capas.

2.6. REQUERIMIENTOS PARA LAS CAPAS: •

El desempeño de un pavimento, entre varios factores, depende fundamentalmente del comportamiento individual y en conjunto de su fundación y de sus capas granulares, capa de rodadura y otras capas de las que pudiese estar compuesta su estructura.

•

Las capas granulares típicas de un pavimento flexible son la sub - base y base. En el caso de los pavimentos rígidos puede omitirse la capa de base granular, dependiendo esto del nivel de solicitaciones del tráfico y de la calidad de la fundación.

•

Es importante prestar la debida atención a las características de los materiales que se emplean para estas capas granulares, pues de lo contrario cualquier deficiencia puede traducirse en fallas prematuras, desempeños deficientes y bajos índices de condición de los pavimentos.

En especial, se recomienda tomar máximos cuidados en los siguientes aspectos: Especificaciones claras: no es suficiente solamente adoptar los requisitos de especificaciones generales, es necesario realizar una adecuada revisión y análisis para la correcta formulación de las especificaciones para cada proyecto en particular. Estudiar alternativas para materiales locales disponibles: no siempre es posible proyectar la estructura de los pavimentos con capas granulares convencionales. Dependiendo de la disponibilidad de materiales locales y sus características particulares a veces es necesario proponer materiales alternativos o suelos estabilizados para este fin. Dominio de los requisitos técnicos: es fundamental que el constructor y el supervisor conozcan y dominen los requisitos técnicos asociados a los materiales y procedimientos constructivos, así como de las limitaciones planteadas en las especificaciones técnicas, de modo que se puedan satisfacer las exigencias y garantizar su adecuado desempeño. Previsión de costos: en la etapa de elaboración del presupuesto de un proyecto es necesario conocer los costos reales para la obtención de estos materiales con

las características técnicas exigidas. A veces incomprensiblemente a estos materiales se les confunde con “afirmado”, el cual posee características limitadas para desempeñarse como capa granular de la estructura de un pavimento y comúnmente tiene un costo menor, esto resulta en un gran problema cuando al constructor se le exige la colocación de materiales de calidad pues ha estimado un costo insuficiente. Oportuno control de calidad: no basta realizar ensayos de confirmación, se requiere de un plan de control de calidad bien estructurado, que realice además evaluaciones de carácter preventivo para evitar re - trabajos, optimizar costos y plazos de ejecución y garantizar el cumplimiento de las exigencias técnicas.

2.6.1 SUB BASE GRANULAR: Es la capa de material que se construye directamente sobre la terracería y su función es: Reducir el costo de pavimento disminuyendo el espesor de la base. Proteger a la base aislándola de la terracería, ya que, si el material de la terracería se introduce en la base, puede sufrir cambios volumétricos generados al cambiar las condiciones de humedad dando como resultado una disminución en la resistencia de la base. Proteger a la base impidiendo que el agua suba por capilaridad. Transmitir y distribuir las cargas a las terracerías. Beneficios: es altamente resistente a la erosión y permite el libre drenaje con el fin de prevenir el bombeo. Se somete a menores presiones que la Base Granular Usos y aplicaciones: se emplea como capa en la instalación de pavimentos asfálticos y de Granular.

2.6.2. BASE GRANULAR: Es la capa de material que se construye sobre la subbase. Los materiales con los que se construye deben ser de mejor calidad que los de la subbase y su función es la de tener la resistencia estructural para soportar las presiones transmitidas por los vehículos. Tener el espesor suficiente para que pueda resistir las presiones transmitidas a la sub base. Aunque exista humedad la base no debe de presentar cambios volumétricos perjudiciales. Beneficios: posee alta resistencia a la deformación lo que hace que soporte presiones altas. Usos y aplicaciones: se emplea en la conformación de estructuras de pavimento.

2.6.3. PAVIMENTOS ASFÁLTICOS EN FRÍO: Las mezclas asfálticas en frío se vuelven atractivas, como una alternativa en contraposición con el uso de las mezclas asfálticas en caliente, debido a la creciente necesidad de encontrar soluciones que representen una economía en las inversiones, y que al mismo tiempo permitan un desarrollo sostenible. La producción de estas mezclas implica un ahorro en el consumo de energía, así como, una reducción en la generación de vapores tóxicos y polvo. Como ventaja que presentan este tipo de mezclas está su versatilidad, pues permite utilizar una gran variedad de agregados y tipos de emulsiones; además, pueden ser utilizadas en condiciones ambientales diversas. Cuando se trata de capas de rodamiento, las mezclas frías de graduación densa se utilizan típicamente para tránsitos medios y livianos, pero las de graduación abierta se han utilizado con éxito para tránsitos pesados. Para la reparación de deterioros, como roturas de la superficie, se podrán utilizar las mezclas en frío, seleccionando la que más se adapte a las características del deterioro.

2.6.4 PAVIMENTOS ASFÁLTICOS EN CALIENTE: El asfalto en caliente tiene un uso muy extendido en la construcción. Aunque existen otras opciones, las características y beneficios que ofrece el asfalto en caliente deben conocerse. Además, en Involucra nos dedicamos desde hace años a trabajos de este tipo y por esta razón conocemos este material muy bien. ¿Tiene algún beneficio específico este tipo de asfalto? ¿Ofrece mejoras para la carretera? Éstas son algunas preguntas que resolveremos a continuación. Pero antes de empezar, queremos dejar claro que el concepto de asfalto en caliente hace referencia a que el asfalto se coloca con una temperatura muy superior a la del ambiente. La razón está clara. Se necesita una viscosidad adecuada para poder trabajarlo y que el resultado sea el mejor. Este es nuestro cometido. Ahora sí, veamos más sobre este tipo de material y por qué su uso está tan arraigado.

El asfalto en caliente tiene varios beneficios entre los que destaca su durabilidad. Por esta razón es el asfalto que se suele aplicar en las carreteras. Lo que se

busca es un producto duradero y resistente. De esta manera, mejora la superficie al corregir posibles desperfectos (agujeros, fracturas, superficie irregular). Otros de los beneficios es que tiene una gran resistencia a que se resquebraje por bajas temperaturas. Solamente hay que ver este año en Madrid como llegó a nevar. El asfalto logró soportar las temperaturas tan bajas que hacía años que no se sentían en la capital. Con todo, este tipo de asfalto también cuenta con una alta resistencia al daño por humedad, algo importante para muchas zonas de España. Para conseguir todo esto, es necesario que se calienten todos los elementos a una temperatura óptima que permita asegurar que la mezcla que se va a obtener es uniforme. Esto es fundamental para que el asfalto en caliente tenga todos los beneficios expuestos anteriormente y es lo que logramos en Involucra. Nuestro cometido es que el asfalto tenga la mejor calidad para que pueda durar y resistir largo tiempo.

3. CONCLUSIONES: •

Si se decide hacerlo por la temperatura durante su elaboración de dividirá en mezclas en caliente o en frío. En la clasificación se considera el porcentaje de vacíos de aire, las mezclas pueden ser densas o cerradas, semidensas y semicerradas, abiertas o porosas. Por otro lado, si se tiene en cuenta la curva granulométrica se pueden diferencias en mezclas continuas o discontinuas.

•

Lo primordial del diseño de pavimentos, es contar con una estructura sostenible y económica que permita la circulación de los vehículos de una manera cómoda y segura, durante un periodo fijado por las condiciones de desarrollo, tomando en cuenta todas y cada una de las variables que se consideran en el diseño del mismo, de acuerdo a las características del sitio.

•

Otro punto importante para el diseño de pavimentos es tomar en cuenta las juntas que son diseñadas para transferir las cargas del tráfico entre las losas, controlar el agrietamiento longitudinal y transversal, disipar tensiones debidas a agrietamientos inducidos debajo de las mismas juntas; todo esto con la ayuda de las pasas juntas

4. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA: •

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9

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