trabajo caminos definitivo

Universidad de La Serena Facultad de Ingeniera Departamento de Obras Civiles Laboratorio de Hormign Armado II

Construccin de un Pavimento Rgido Obra: Interconexin Sectores Alto-Centro, Coquimbo, 1 Etapa. Constructora: Trbol Ltda.

Alumnos:

Marcela Castillo P. Katherine Daz R. Paola Vsquez M. Fecha entrega: 23 de Octubre de 2009 Asignatura: Caminos II Profesor: Jos Canales

ndice ndice Introduccin Construccin del pavimento rgido Preparacin del terreno Proceso de hormigonado Juntas Toma de muestras y ensayes Conclusiones .. .3 .4 .9 11 . 13 . .. 1 .2

Construccin de un Pavimento Rgido. Interconexin Sectores Alto-Centro, Coquimbo.

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IntroduccinEl siguiente informe trata sobre el procedimiento constructivo de un pavimento de hormign en un rea urbana, emplazada en la ciudad de Coquimbo. La obra visitada durante la presente investigacin forma parte del proyecto de mejoramiento vial urbano, Interconexin Sectores Altos y Centro de Coquimbo , a cargo de la Constructora Trbol Ltda, en el proceso de construccin de la doble calzada de la Avenida Videla entre la Ruta 5 y calle Balmaceda. De manera secuencial se detallarn procedimientos que abarcan la etapa de preparacin de la subrasante, la construccin del pavimento y las mediciones respecto de la calidad de materiales, requisitos constructivos y de la obra en general. Tambin se describirn dos mtodos de pavimentacin, por un lado el ya conocido sistema tradicional mediante cercha y por otro el empleo de un tren pavimentador, cuyo uso an no se ha masificado en nuestro pas.


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Construccin de un Pavimento Rgido1. Preparacin del terreno. Una vez que se ha removido el pavimento existente y se ha despejado la zona, comienza el proceso de preparacin de la subrasante. Primero, el terreno se nivela topogrficamente y se establecen las cotas para la subrasante dada por proyecto, creando puntos de referencia mediante un estacado perimetral de la calzada cada 20 metros y 10 metros en las curvas peraltadas. Una vez finalizada esta etapa, se verifica si el material granular existente cumple con los requerimientos de subrasante (CBR=10 y 95% de la DMCS), para as mantenerlo como material constituyente de la sta. En nuestro caso, la mayora del terreno cumpli, excepto un tramo en el que se encontr CBR 3, en ste se realiz un mejoramiento del terreno, que consiste en remover una capa de 30 cm de espesor y reemplazarla por material integral bajo malla 3 que se compr a la empresa IVOCAR. Para el resto del sector se escarifica y luego compacta el material existente. Para el proceso de compactacin se utiliza un rodillo de 7 toneladas, el que realiza las pasadas necesarias sobre la subbase, de 15 cm de espesor, hasta llegar al 95% de la DMCS. Para lograr un mejor resultado se cuenta con un camin aljibe que riega la superficie previo al paso de la maquinaria. En esta etapa se debe verificar que la densidad alcanzada sea la dada por el proyecto, para lo cual se realiza un ensaye mediante densmetro nuclear. Como ltima preparacin del terreno antes de la pavimentacin, se realiza un arenado de la superficie, que consiste en extender una capa de arena de 5 mm que se humedece y plancha con rodillo, y cuya nica funcin es actuar como nivelante del terreno.

Foto n1 Compactacin del terreno

Foto n2 Verificacin de cotas

Foto n3 Escarificacin del terreno

Foto n4 Camin aljibe


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Foto n5 Subrasante preparada.

2. Proceso de hormigonado. 2.1 Procedimiento y maquinarias El procedimiento constructivo de la losa de hormign vara segn el equipo a utilizar de acuerdo a las condiciones del terreno. Si el espacio de sobre ancho existente es el suficiente para poner en obra el tren, se privilegia el uso de ste, por su alto y mejor rendimiento. Pero para sectores singulares o con poco o nulo sobre ancho, se hace ineludible el empleo de una cercha vibradora, e incluso, el trabajo manual. El tren pavimentador es un equipo formado por un set de moldajes deslizantes metlicos de textura lisa, con un set de 10 vibradores de inmersin y un sistema de sensores que se guan mediante la lienza a ambos costados de la pista con el fin de direccionar el equipo, el cual avanza a una velocidad que puede llegar a los 6 ml/min. El nombre comercial de esta maquinaria es COMMANDER III, marca GOMACO y su valor se estima por sobre U$ 500000. El objetivo de este tipo de equipo es esparcir, enrasar y compactar el hormign de tal modo que se restringa al mnimo el trabajo manual. El modo de operar el tren pavimentador se basa en un sistema de sensores que van direccionando y dando el espesor de diseo del pavimento. Este sistema de sensores consiste en 3 sensores de nivel y 2 de direccin los cuales funcionan leyendo la informacin que entregan las diferencias de cotas de los lienzos que se encuentran a cada extremo de la pista en construccin. Este tipo de maquinaria requiere indispensablemente de un especialista capaz de operar el equipo, cuidando el correcto funcionamiento de los sensores, de definir el espesor y corroborar este mismo. El uso de moldajes deslizantes tiene un requerimiento especial respecto al cono de Abrams del hormign, debido a que ste no debe ser muy fluido para evitar que exista un derrame lateral a medida que los moldajes se desplacen. Razn por la cual el control del cono de la mezcla es fundamental en el procedimiento en terreno y el incumplimiento de este requisito provoca el rechazo inmediato de la mezcla de hormign de la obra.


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Foto n6 Tren Pavimentador

Foto n7 Set de vibradores del tren

Foto n 8 Sensor de movimiento

Foto n 9 Controles del tren

A continuacin una breve descripcin del procedimiento constructivo en terreno: Sobre la base previamente acondicionada y con los lienzos ya dispuestos segn topografa se localiza el equipo pavimentador ajustando los sensores con los lienzos y manteniendo una distancia con la losa construida anteriormente, debido a que el tren necesita montarse sobre el terreno granular. Una vez que el tren pavimentador se ha dispuesto en terreno para su operacin, se reciben los camiones de hormign PETREOS, que es vaciado totalmente del camin mediante la canoa en el centro de la pista en construccin, previa verificacin del cono. A medida que el tren opera, ste mismo genera un esparcimiento homogneo del hormign en todo su ancho debido al vibrado. Mientras el tren avanza, el operador especialista en este equipo verifica el espesor de la losa que debiera ser 18 cm segn el diseo. Mientras tanto el equipo enrasa la mezcla dejando una superficie lisa, y un jornal va introduciendo las barras de amarre longitudinales en el borde que tendr continuidad con la pista adyacente. El borde que coincide con la cuneta no tiene tratamiento para generar enlaces. La compactacin de la mezcla de hormign se realiza en todo el ancho de la losa mediante el set vibradores de inmersin espaciados cada 30 cm aproximadamente. Posteriormente se procede a cuidar la cuadratura de los bordes mediantes moldajes metlicos de aproximadamente 4 metros de longitud, el cual no debiera ser necesario ya que el tren cuenta con moldajes deslizantes, pero se implementa como medida de seguridad para que no se produzcan deformaciones en los bordes.


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Con el hormign an en estado fresco, se procede a peinar su superficie con un escobilln de cerdas metlicas de profundidad 1.5 mm, que proporciona un rea suavemente estriada en la direccin paralela al eje de la calzada, la que debe quedar pareja y uniforme. Este cepillado tiene por finalidad dar cierta rugosidad al pavimento, determinada por proyecto, que evita la acumulacin de agua sobre la superficie y disminuye el deslizamiento entre el pavimento y los neumticos. Luego, se da paso al curado, aplicando una membrana a base de resinas y solventes, la que le provee de una pelcula impermeable, que tiene por finalidad mantener el agua de amasado de la mezcla de hormign, de manera de evitar fisuras en ste. Toda la superficie expuesta al aire debe ser rociada por esta mezcla, incluso los costados.

Foto n10 Llegada del camin

Foto n11 Colocacin de las barras de amarre

Foto n12 Vibrado de la mezcla

Foto n13 Platachado

Foto 14 Terminaciones

Foto n15 Curado


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En aquellos sectores donde el ancho de la calzada es superior al ancho del tren pavimentador, en cercanas de intersecciones y generaciones de islas se hace necesario el uso de cerchas vibradoras complementndola con el trabajo manual. Una breve descripcin del procedimiento constructivo: Los moldajes tienen forma machihembrada para generar trabazn en el borde con continuidad a la pista adyacente, mientras que en aquel borde que se encuentra con la cuneta se usa un moldaje liso. El espesor de la losa se asegura con la altura de los moldajes y el largo de estos es de 3 metros. La mezcla de hormign es vertida desde el camin sobre la base acondicionada y los jornales se encargan de esparcir la mezcla mediante palas en todo el ancho del rea de trabajo y superando la altura del moldaje en una pequea cantidad para asegurar el espesor de la losa despus de la compactacin. La compactacin se realiza mediante vibradores de inmersin manuales, y luego se complementa con la cercha vibradora, solo para una mejor compactacin de la superficie Posteriormente se utilizan regla metlica y platacho para enrazar la superficie y se efectan las terminaciones de cepillado, curado y confeccin de juntas de la losa construida del mismo modo que los procedimientos detallados en el uso del tren pavimentador.

Foto n16 Cercha vibradora

Foto n17 vibracin con cercha

Foto n18 Terminaciones

Foto n19 Superficie acabada


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2.2 Soluciones constructivas Entre una losa ejecutada anteriormente y el comienzo de una nueva con tren pavimentador o cercha, queda un tramo sin hormigonar que es el espacio necesario para que opere la maquinaria. Este sector se hormigona de forma manual, simultneamente con el avance del equipo.

Foto n20 Hormigonado del tramo inicial

Foto n21 Terminacin en el tramo

En aquellos sectores donde existe una interseccin de calles se realiza un ochado, lo que corresponde a una trabazn de las pistas de viraje para evitar el agrietamiento en sectores crticos y tambin generar una especie de continuidad de la pista destinada a la maniobra del viraje. Estos dispositivos son construidos manualmente y tienen una forma de cua la cual coincide con la presencia de una isla, permitiendo la maniobrabilidad necesaria en el sector. En presencia de cmaras de inspeccin se coloca un anillo metlico junto al satlite con tapa inferior metlica sobre la base acondicionada y se procede a pavimentar, haciendo uso del equipo en funcionamiento sobre el satlite, ya sea con tren pavimentador o con cercha vibradora. Luego un jornal se acerca y limpia el rea de contacto entre el anillo y el satlite y una vez que la zona endurezca se retira el anillo.

Foto n22 Ochado

Foto n23 Solucin en cmara de inspeccin


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3. Juntas. 3.1 Juntas transversales de contraccin Estas juntas se construyen cada 4 metros en forma perpendicular al eje del pavimento y consisten en realizar un aserrado en el hormign mediante una cortadora elctrica que tiene un disco de diamante en su extremo inferior, el cual provoca una hendidura de 3-4 mm de espesor y una profundidad de2 cm. Su objetivo es inducir en forma controlada las grietas que se producen en el hormign a causa de su retraccin. Su realizacin es programada en terreno por el Contratista, determinando el momento exacto en que la sierra no generar ningn dao por un aserrado prematuro pero antes de que comiencen las grietas por retraccin. 3.2 Juntas transversales de construccin Estas juntas se realizan cada vez que termina una jornada de hormigonado y consisten en introducir en el centro del espesor del pavimento barras de acero de calidad A63-42H, dimetro J22, longitud 600 mm y espaciadas cada 300 mm, para que, cuando se contine con el siguiente tramo de hormigonado, el extremo de la barra sea insertado en ste, con la finalidad de que exista continuidad en las losas, pero permitiendo la retraccin del hormign, razn por la que las barras son lisas y van engrasas al momento del hormigonado.

Foto n24 Juntas transversales de construccin

Foto n25 Juntas transversales de contraccin

3.3 Juntas longitudinales de contraccin y construccin Son las paralelas al eje del camino. Para el caso de la juntas de contraccin, stas se construyen cada 3.5 metros, o sea, quedan determinadas por la construccin y ancho de la calzada. Las juntas de construccin consisten en poner en forma transversal al mismo eje, barras de amarre de acero de calidad A63-42H, dimetro J12, longitud 650 mm y espaciadas cada 600 mm. En este caso, las barras son rugosas y no van cubiertas con grasa, ya que su objetivo es generar trabazn entre ambos paos de hormign.


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Foto n26 Juntas longitudinales de construccin

Foto n27 Junta longitudinal de contraccin

3.4 Sellado de juntas Para el sellado de las juntas, primero se procede a eliminar cualquier desecho presente en la caja, luego se barre con una escobilla de acero y se finaliza con un soplado de aire comprimido, de manera de eliminar cualquier vestigio de contaminantes. La profundidad del material sellante debe ser como mnimo del ancho de la caja. El esparcimiento de la mezcla que selle las juntas debe ser cuidadoso y limpio, de manera de rellenar solo el ancho de la caja, con 4 o 5 cm por debajo de la cota de rasante.


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4. Toma de muestras, ensayes y exigencias. Las Especificaciones Tcnicas Generales de la obra, determinan los ensayos a ejecutar, la cantidad requerida y los perodos de tiempo en los que se deben realizar. A continuacin se detallan los realizados por el laboratorio in situ y certificados por INVEC, estos son: 4.1 Docilidad - Cono de Abrams Este ensayo se realiza una vez por cada camin mixer que llega a la obra, obteniendo la muestra representativa luego de haber vertido aproximadamente un 10% del volumen total. Por requerimientos de diseo, la bajada de cono mxima permitida es de 5 cm. Cabe sealar que el grado de docilidad del hormign fresco es un parmetro importantsimo sobre todo en la etapa de construccin con tren pavimentador, ya que al no usar moldajes, un cono mayor producira mucho desplazamiento lateral en los extremos de la calzada en construccin. 4.2 Densidad y Rendimiento El hormign premezclado es suministrado por Petreos, empresa encargada de certificar su densidad y rendimiento, para lo cual es asesorado por el IDIEM, unidad que presta directamente sus servicios de control de ridos y hormigones. 4.3 Ensaye a la traccin por flexin de probetas prismticas Por medio de este ensayo conocemos la resistencia a la flexotraccin que por requerimientos de diseo debe ser de HF 4.5, para lo que se toma una muestra de seis probetas gemelas cada 100 construidos, que se ensayan a los 7 das, a los 28 y a los 90 das. Las probetas utilizadas son de 150 mm de arista y 530 mm de largo. Luego de su confeccin, y vibrado mediante inmersin, se dejan en el lugar mismo de su construccin por las 48 horas siguientes, y luego de este tiempo son transportadas al laboratorio in situ, donde el sistema de curado ocupado es el de piscina. 4.4 Ensaye a la compresin de probetas cbicas Por medio de este ensayo conocemos la resistencia a la compresin que por requerimientos de diseo debe alcanzar los 350 MP a los 90 das, para lo cual se deben construir 6 probetas cubicas cada 100 construidos, a las que se le adjuntan las 6 probetas prismticas conformando el registro de muestras necesario. Las probetas deben ser ensayadas a los 7, a los 28 y a los 90 das. Las probetas utilizadas son de 200 mm de arista. Luego de su confeccin se dejan en el lugar mismo de su construccin por las 24 horas siguientes, y luego de este tiempo son transportadas al laboratorio in situ, donde el sistema de curado ocupado es el de piscina 4.5 Ensaye extraccin de testigos y determinacin de espesores Por medio de este ensayo podemos medir resistencias y espesores del hormign. Por requerimiento de las especificaciones tcnicas se debe extraer un testigo cada 1500 construidos, en donde los puntos de extraccin sern elegidos al azar, el dimetro de los testigos debe ser de XX mm, y no deben ser extrados antes de que la losa cumpla con una edad igual o superior a 90 das. El procedimiento de extraccin preferido para testigos de hormign endurecido es por taladrado con sonda rotatoria o extrayendo testigos de dimensiones mayores para despus Construccin de un Pavimento Rgido. Interconexin Sectores Alto-Centro, Coquimbo.

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obtener el testigo por aserrado o taladrado en laboratorio. El espacio del testigo extrado ser vuelto a hormigonar con material de las mismas caractersticas. 4.6 Ensaye High-Low Las mediciones se realizaron longitudinalmente por cada pista en forma separada, mediante el equipo High-Low de precisin, cuyo sistema consiste en una regla que se hace pasar por el pavimento, y que a su paso el indicador que va de los nmeros negativos a los positivos pasando por el cero, va marcando los desniveles que por lo descrito en las EETT el margen permitido era el nmero 3, el pasar el 4 conllevara multas y alcanzar el 10 ya sera motivo de demolicin. Por lo que la solucin constructiva utilizada, es el uso de la fresadora con la que se corta en aquellas zonas que escapan del intervalo.

Foto n28 Cono de Abrams

Foto n29 Toma de muestras

Foto n30 Piscina de inmersin

Foto n31 High Low


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Conclusiones


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trabajo caminos definitivo

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