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INNOVACION DEL PROYECTO–PAVIMENTO

INDICE INTRODUCCION....................................................................................................................2 1.

OBJETIVOS....................................................................................................................3

2.

ELECCIÓN DE TIPO DE SELLADOR.............................................................................3 2.1.

FACTORES EN CONSIDERACION ................................................................................... 4

2.2. Sikaflez PRO-3 (Sellador de altas prestaciones para pavimentos y aplicaciones en Ingeniería Civil) ............................................................................................................................. 5

3.

4.

2.3.

USOS ................................................................................................................................. 5

2.4.

CARACTERISTICAS Y VENTAJAS.................................................................................... 5

2.5.

CERTIFICADOS Y NORMAS ............................................................................................. 6

2.6.

APLICACIÓN ...................................................................................................................... 6

2.7.

METODO DE APLICACIÓN................................................................................................ 7

2.8.

PARTIDA: RELLENO DE JUNTAS CON SELLADOR SIKAFLEX....................................... 7

DETERMINACION DE TIPO DE LOSA ............................................................................9 3.1.

LOSAS TRADICIONALES O LARGAS................................................................................. 9

3.2.

LOSAS CORTAS HO SIN FIBRAS...................................................................................... 11

3.3.

LOSAS CORTAS CON FIBRAS .......................................................................................... 12

3.4.

EXPERIENCIAS DE CONSTRUCCIÓN DE LOSAS CORTAS (CHILE) ................................ 13

3.5.

ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS – TIPO DE LOSA .......................................... 15

3.6.

JUNTAS LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES ........................................................... 15

CONCLUSIÓN ............................................................................................................... 19

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INTRODUCCION El buen comportamiento de un pavimento de concreto depende de los materiales que se empleen y también del proceso constructivo que se realice. Para el presente informe se hace un análisis de los elementos que conforman la estructura de un pavimento rígido, como son la losa de concreto y el sellador que va entre las juntas de estas. El objetivo planteado es elegir el tipo de sellador en juntas y el tipo de losa que se empleara para el proyecto de acuerdo a los diversos factores que presenta el área donde se ejecutara la obra.

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1. OBJETIVOS 

Determinar el tipo de sellador en juntas del pavimento rígido para el proyecto.



Determinar el tipo de losa para el pavimento rígido

2. ELECCIÓN DE TIPO DE SELLADOR SELLADO DE JUNTAS

La función principal de sellar las juntas en los pavimentos rígidos es la de minimizar la infiltración de agua y el ingreso de partículas incompresibles dentro de la junta. El ingreso de agua contribuye al deterioro de las capas de soporte, subrasante o subbase, causando a pérdida de apoyo, asentamientos diferenciales y escalonamiento. Se debe a que el agua toma los finos de las capas y los elimina por el fenómeno de bombeo causado por el paso de las cargas de tránsito. La pérdida de finos constituye la erosión de las capas de apoyo, y acelera el deterioro del pavimento. El ingreso de materiales incompresibles restringe el movimiento permitido por las juntas, y además contribuyen al despostillamiento y pueden producir roturas en el concreto.

Figura 1: Sección típica de las juntas de contracción. Norma

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2.1.FACTORES EN CONSIDERACION 

TEMPERATURA Tomando en consideración la temperatura, la ejecución de la obra en campo se desarrollará bajo temperaturas próximas a 14°C, con un clima cálido húmedo. Se toma en consideración la temperatura ambiente para el almacenamiento del sellante y la temperatura al momento de la aplicación también.



ADHERENCIA A LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION Los materiales de construcción que se usaran y que entraran en contacto con el sellador son los que conforman la losa de concreto. Es importante tener en cuenta la adherencia al momento de entrar en contacto el sellante y el comportamiento químico mecánico favorable al momento de la aplicación.



EXPOSICION A AGUA POTABLE Y AGUA RESIDUAL El lugar donde se desarrollará el proyecto, presenta lluvias eventuales en los meses que entraran en contacto con el pavimento rígido. También las cunetas estarán sometidas constantemente al contacto con aguas residuales, adicionado a esto las veredas. Cada una de estas poseerán juntas de contracción.



SOSTENIBILIDAD EN LA CONSTRUCCION: BAJAS EMISIONES DE VOC (Compuestos Orgánicos Volatiles) El proyecto busca emplear procesos constructivos utilizando materiales con bajas emisiones de VOC(Compuestos Orgánicos Volátiles) con el objetivo de buscar una construcción sostenible. En este caso para las juntas de contracción y dilatación se busca un sellador que sea garantizado por una certificación EMICODE-EC1. Este certificado responde a una emisión baja de VOC.



CUMPLIMIENTO DE NORMATIVAS La empresa cumple con todos los estándares de calidad rigiéndose estrictamente a las normas de ingeniería civil, tanto desde el material a emplear, el proceso constructivo y la seguridad de trabajo. El sellador debe de cumplir con el buen comportamiento al ser adherido a la estructura del pavimento cumpliendo con las normativas especificadas.

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Tomando en cuenta los distintos factores característicos propios de la obra en cuestión. Se tomó como opciones el siguiente sellador Siendo elegido el sellador Sikaflex PRO-3 2.2.Sikaflez PRO-3 (Sellador de altas prestaciones para pavimentos y aplicaciones en Ingeniería Civil) Sellador de altas prestaciones para pavimentos rígidos y aplicaciones en la construcción de la ingeniería civil. Es un sellador de juntas con altas resistencias mecánicas monocomponente, que cura con la humedad ambiental. Adecuado para utilizarlo en interiores y exteriores. 2.3.USOS 

Juntas de construcción y juntas de dilatación en pavimentos.



Aplicaciones interiores y exteriores para aceras peatonales y de tráfico.



Juntas en conductos de aguas residuales.

2.4.CARACTERISTICAS Y VENTAJAS 

Capacidad de movimiento del 25% según normativa ISO 9047



Capacidad de movimiento del 35% según normativa ASTM C-719



Muy buena resistencia mecánica y química.



Muy buena adherencia a la mayoría de materiales de construcción.

Resistencia Química: Es resistente al agua, agua de mar, cemento y detergentes en dispersión acuosa. Resistente a alcoholes, acidos organicos, álcalis y acidos concetrados y otros hidrocarburos. CARÁCTERISTICAS TÉCNICAS Resistencia a la propagación del desgarro

~ 8 N/mm (+23°C / 50% h.r.)

Modulo – E

~ 0,6 N/mm2 a 100% elongación (+23°C/ 50% h.r)

Alargamiento a la Rotura

~ 600% (+23°C/ 50% h.r.)

Recuperación Elástica

90% (+23°C / 50% h.r.)

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2.5. CERTIFICADOS Y NORMAS 

Cumple con ISO 116000 F25 HM



Cumple con ASTM C 920 clase 35



Ensayado bajo los principios del DIBT para exposición a aguas residuales.



EMICODE EC 1 Plus R, “Muy bajas emisiones”



CSM resistencia biológica: Muy buena

2.6.APLICACIÓN Consumo Diseño de Junta La junta debe ser diseñada según la capacidad de movimiento de la masilla. En general, junta debe tener una anchura comprendida entre ≥ 10 y ≤ 40 mm. La relación entre la anchura y la profundidad debe ser debe ser ~1 : 0,8 Anchos de junta estándar para juntas entre elementos de hormigón. Aplicaciones en Exterior Distancia de Juntas

2m

Ancho Mínimo de 10 mm

4m

6m

8m

10m

15 mm

20 mm

28 mm

35 mm

12 mm

17 mm

22 mm

28 mm

Junta Espesor del Sellador

10 mm

Todas las juntas deben ser diseñadas y dimensionadas previamente por el técnico especificador o por el proyectista responsable de la obra, cumpliendo con la normativa relevante. Los cambios en las juntas una vez terminada la construcción no suelen ser viables. Las bases necesarias para realizar el cálculo del ancho de las juntas serán los valores técnicos del sellador y de los materiales de construcción y sus dimensiones. Consumo aproximado: Ancho de Junta

10 mm

15 mm

20 mm

25 mm

30 mm

Profundidad de Junta 10 mm

15 mm

20 mm

28 mm

35 mm

Longitud de la junta/ 10 mm

12 mm

17 mm

22 mm

28 mm

600 ml Aplicación del fondo de junta: La masilla debe ser compatible con el fondo de junta (espuma de polietileno cilíndrica).

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Para el caso presente, se cuenta con una losa larga de 3x3m por lo tanto según las especificaciones precisadas anteriormente podemos determinar el ancho y profundidad de la junta de contracción. DISTANCIA DE JUNTAS

3m

ANCHO MÍNIMO DE JUNTAS

15mm

ESPESOR DEL SELLADOR

12mm

SELLADOR EN JUNTAS SIKAFLEX 3PRO

2.7.METODO DE APLICACIÓN Se suministra listo para su uso. Después de la preparación de la junta y de la preparación del soporte, se debe, insertar el fondo de junta Sika con la dimensión y a la profundidad requerida, y aplicar la imprimación si fuera necesario. Se rellena la junta, evitando que quede aire ocluido en el interior. Con el fin de conseguir un buen acabado estético se recomienda delimitar la junta con una cinta adhesiva de enmarcar. 2.8.PARTIDA: RELLENO DE JUNTAS CON SELLADOR SIKAFLEX Se hizo un análisis de los precios unitarios que presenta la partida el relleno de juntas incorporando este tipo de sellador. Tomando en consideración el precio del sellador, juntamente con la cantidad de aplicación usada cada metro lineal, lo cual podemos calcular mediante sus especificaciones. Para llegar a la conclusión de este análisis de precios unitarios también se hizo énfasis del proceso de aplicación del sellador para incorporar los materiales y también la mano de obra presente para dicha partida.

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3. DETERMINACION DE TIPO DE LOSA

Los altos costos de construcción y mantenimiento de vías, los costos de operación y mantenimiento del parque automotor y la necesidad de contar con corredores viales que permitan una cómoda transitabilidad a los usuarios, impone la búsqueda de nuevas alternativas para la construcción de pavimentos, duraderas y de bajo costo, lo que conduce a la implementación de una nueva metodología de diseño de pavimentos de concreto, conocida como pavimentación de losas cortas. Este método, que de acuerdo con el análisis que se plantea en el presente informe, supera, tanto económicamente como técnicamente, las bondades de alternativas de diseños ampliamente utilizadas en el país, tales como: placa huella, suelo cemento y afirmado, de igual manera los pavimentos con losas cortas permiten reducir de manera significativa los espesores de diseño y el mejoramiento de la geometría de las mismas integrando para su modelación los parámetros de la guía de diseño AASTHO 2007, que considera las condiciones particulares de cada proyecto, tales como el clima, el tráfico, las características de cada capa y la caracterización de los agregados que conforman la estructura de soporte. La nueva metodología diseña losas de concreto que son en promedio 7cm. más delgadas en relación con el diseño tradicional de pavimentos AASHTO (1993), razón por la cual se obtiene una reducción importante en los costos de construcción.

De acuerdo a ello se ha podido identificar tres tipos de losas los cuales son: Losas tradicionales, Losas cortas HO sin fibras y Losas cortas con fibras. Para ello se detalla a continuación su aplicación de cada uno de ellas. 3.1.LOSAS TRADICIONALES O LARGAS

Las dimensiones típicas de losas de pavimentos de hormigón son de 3,6 m de ancho por 4,5 m de longitud (AASHTO 93) con espesores de entre 15 a 35 cm, dependiendo del nivel de tráfico, el clima y los materiales. El espesor requerido depende principalmente de la carga por eje y el número de repeticiones de carga, resistencia del hormigón, la longitud de la losa, y las condiciones climáticas durante el curado (alabeo de construcción).

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Figura N° 1. Pavimento de hormigón tradicional.

Normalmente, los pavimentos de hormigón convencionales son de 3,5m a 6 m de largo, los ejes delanteros y traseros aplican carga simultáneamente cerca de las juntas transversales. Esta posición de la carga, induce tensiones de tracción superficiales en la parte superior del pavimento, especialmente cuando la losa está curvada hacia arriba. Si las secciones se cortaran de manera tal que la longitud de la losa resulte en que ni los ejes delantero ni trasero estén simultáneamente sobre la misma sección de la losa (Covarrubias, 2008), las fuerzas de tracción se reducen significativamente en la losa. Las tensiones y deformaciones calculadas en la Figura 2 se basan en un espesor de hormigón de 20 cm, 1500 kg de carga, y un diferencial de -15°C de temperatura.

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Figura N° 2. Comparación de la tensión de tracción de una losa cargada mecánicamente entre una de 4.5m y 2.25 m de longitud. Fuente: SCIELO – Diseño de losas.

3.2.LOSAS CORTAS HO SIN FIBRAS

La tecnología de diseño y construcción de losas, dimensiona éstas de forma tal que ellas nunca sean cargadas por más de un set de ruedas del camión, logrando con esto disminuir significativamente las tensiones en dicha losa (Covarrubias).

Figura N° 3. Pavimento de hormigón de losas cortas.

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Utilizar dimensiones de losas más pequeñas produce un menor agrietamiento de las mismas y una mayor tolerancia a la carga por eje del camión.

Figura N° 4. Comparación en planta de la losa tradicional con respecto a la losa corta.

3.3.

LOSAS CORTAS CON FIBRAS

La fibra se puede incluir si se quiere lograr alguno de los siguientes objetivos: 

Optimizar mucho más el diseño (reducir espesor).



Controlar temas de retracción (en este caso no necesariamente se reduce el espesor).

La solución es para vías de bajo tránsito pero con altos niveles de solicitación de carga. Se recomienda que se aplique en caminos donde el ripio o la tierra de la superficie actual de circulación ha sido consolidado por el paso de los vehículos en el tiempo.

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Figura N° 5. Pavimento de hormigón de losas cortas con fibra.

3.4.EXPERIENCIAS DE CONSTRUCCIÓN DE LOSAS CORTAS (CHILE) ALAMEDA LIBERTADOR BERNARDO O HIGGINS (2004) 

Descripción Se materializó en enero de 2004 en la Av. Libertador Bernardo O’Higgins (Santiago Chile). Se construyó un pavimento de hormigón de losas cuadradas de 120 centímetros con espesores entre 13 y 20 cm. La longitud total del tramo es de 650 metros y se ubica en la calzada norte de la avenida.

Figura N° 6. Alameda Libertador Bernardo Higgins. 

Resultados Buen comportamiento considerando que con 6 años de vida de servicio (aproximadamente 13 millones de Ejes Equivalentes).

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Los deterioros que se han contabilizado, no superan el 10% de losas agrietadas y en el caso más extremo alcanza el 15%.

El deterioro con un mayor porcentaje de losas agrietadas es el longitudinal, sin embargo también se observa agrietamiento de esquina y transversal en menor grado. CONSTRUCCIÓN NUEVA VITACURA (2004) 

Descripción Municipalidad de Vitacura construye un pavimento de más largo plazo con el concepto de bajo espesor y losas cortas.  Recomendación ICH de usar losas de 14 cm, con losas de 1,75 x1,75 mt. sobre base granular.  Sin sello en juntas.  Diseño original de 23 cm para 10.000.000 EE.

Figura N° 7. Construcción de losas cortas Nueva Vitacura – Chile.

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3.5.ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS – TIPO DE LOSA  De acuerdo al análisis realizado en las losas tradicionales o largas y las losas cortas, se ha podido identificar el tipo de losa que es propuesto en nuestro proyecto “Mejoramiento de Pistas y Veredas de las Avenidas Santa Rosa de Lima, 24 de Junio y Mariscal Castilla Distrito de Quishuar, Provincia de Tayacaja y Departamento de Huancavelica” el cual será losas largas, ya que las dimensiones de las losas son de 3mx3m y espesor de 20cm caracterizan a este tipo de losa larga.  Como se ha podido describir es posible disminuir espesores de pavimentos de hormigón, bajo los mínimos definidos por un diseño típico como AASHTO.  La utilización de pavimentos semi-rígidos de losas cortas están demostrando ser una excelente alternativa para reducir costos de los pavimentos de hormigón y mantener el adecuado comportamiento que los ha caracterizado. 3.6.JUNTAS LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES

El objetivo de las juntas es controlar la fisuración y agrietamiento que sufre la losa del pavimento debido a la contracción propia del concreto por pérdida de humedad, así como a las variaciones de temperatura que sufre la losa por su exposición al medioambiente, y el gradiente de temperatura existente desde la superficie hasta la subbase. Las juntas tienen las siguientes funciones: 

Controlar el agrietamiento transversal y longitudinal



Dividir el pavimento en secciones adecuadas para el proceso constructivo y acordes con las direcciones de tránsito



Permitir el movimiento y alabeo de las losas



Proveer la caja para el material de sello



Permitir la transferencia de carga entre las losas.

El tamaño de las losas determina en cierta forma la disposición de las juntas transversal es y las juntas longitudinales. La longitud de la losa no debe ser mayor a 1.25 veces el ancho y que no sea mayor a 4.50 m. En zonas de altura mayores a 3000 msnm se recomienda que las losas

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sean cuadradas o en todo caso, losas cortas conservando el espesor definido según AASHTO y el Manual.

Tabla N° 1. Dimensiones de Losa– Manual de Carreteras Suelos Geología Geotecnia y Pavimentos.

L

e

Figura N° 8. Esquema representativo de las losas.

En el presente proyecto las dimensiones de la losa serán cuadradas, debido que la ubicación del proyecto está en el Distrito de Quishuar, Provincia de Tayacaja departamento de Huancavelica con una altitud de 3130m.s.n.m. y el Manual de Carreteras Suelos Geología Geotecnia y Pavimentos recomienda que sean losas cuadradas cuando supera los 3000m.s.n.m: L=3m =3m e=0.20m “Mejoramiento de Pistas y Veredas de las Avenidas Santa Rosa de Lima, 24 de Junio y Mariscal Castilla Distrito de Quishuar, Provincia de Tayacaja y Departamento de Huancavelica”

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JUNTAS LONGITUDINALES

Fuente: Manual de Carreteras Suelos Geología Geotecnia y Pavimentos.

En el presente proyecto se realizará juntas longitudinales de contracción que se ubicará en el centro de la calzada de 6m dividiendo a esta en dos partes de 3m de ancho de carril con cortes a la tercera parte del espesor de la losa con un disco de 3mm y la transferencia de cargas se realizará mediante la trabazón de agregados.

JUNTAS TRANSVERSALES

Fuente: Manual de Carreteras Suelos Geología Geotecnia y Pavimentos.

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En el presente proyecto se realizará juntas transversales de contracción cada 3m con cortes a la tercera parte del espesor de la losa con un disco de 3mm y la transferencia de cargas se realizará mediante la trabazón de agregados.

Se realizará juntas transversales de construcción al final de la jornada laboral de vaciado de concreto para el pavimento, estas juntas serán reforzadas por pasadores debidos que el Manual de Carreteras Suelos Geología Geotecnia y Pavimentos exige. Las dimensiones de pasadores a utilizarse serán:

Fuente: Manual de Carreteras Suelos Geología Geotecnia y Pavimentos.

Separación a usar:

S = 300 mm t =410mm

Figura N° 9. Esquema representativo de las juntas de construcción.

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4. CONCLUSIÓN 

Los selladores para juntas de contracción y dilatación a base de poliuretano se adhieren bien a los materiales que entrara en contacto con este y también se puede aplicar a temperaturas bajas. Por lo cual elegimos el sellador para juntas Sikaflex 3PRO.

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