“Pavimentos de concreto”
Agenda z z z z z z z z
Planificación inicial Localización de materiales Mezclas de prueba Instalación de plantas y equipos Tren de pavimentado Construcción Monitoreo & control Conclusiones & notas
1.- Planificación inicial z z z z z z z z z z
Plan del proyecto Plan de costos, manejo del contratos y presupuesto Plan de calidad, requerimientos del cliente Plan de manejo del tiempo, cronogramas Plan logístico, insumos, equipos, transporte, accesos: extracción de canteras, producción y vaciado de concreto Plan de seguridad industrial y medio ambiente Plan de riesgos, contingencias Plan del recurso humano, plenamente capacitado Manejo de stakeholders Manejo de cambios
Materiales y mezclado
Sol
Humedad
Agregados
Nubes
Viento
Medio Ambiente
Cemento y adiciones minerales
Temp eratu ra
Optimización de materiales y construcción
Cilindros vs vigas
Monitoreo de la humedad y temperatura Aditivos
60°F 30°F
120°F 150°F
temperatura
25%
50%
75%
0% humedad
100%
Ensayos NO destructivos
Transporte y colocación de concreto
té rm ck Sh o
Fa lla s
ic o
Métodos de curadoTiempo
90°F
Agretamiento por contracción plástica Apertura prematura al tránsito Fisuras horizontales
Construcción
Requerimientos del proyecto
Visión Latinoamericana en pavimentos de concreto - JPCP Juntas longitudinales
Rugosidad
Diseño del espesor
Juntas transversales Texturizado
Materiales del concreto Barras de transmisión Barras de amarre Subrasante Subbase o base
2.- Localización de materiales z z z z z z z
Afirmado para SR, SB Agregados para concreto Cemento Agua de mezcla Aditivos a emplear Acero para barras de transmisión y amarre Curador químico
Ejercicio: Parte 1 - Planificación de insumos
Cálculo rápido para 1 ml de vía (2 carriles) z z z z z z z
Para un carril de diseño de 3.5 m X 0.22 m Por ml de carril: 0.7 m3 de concreto Para una vía de 2 carriles por ml: 1.4 m3 de concreto Por ml de avance: El requerimiento de cemento: 0.49 Ton / ml El requerimiento de Arena y piedra: 0.84 m3 / ml c/u El requerimiento de agua: 0.28 m3 / ml
3.- Mezcla de prueba z z z z z
Especificación de concreto, basado en condiciones específicas del proyecto Elección de canteras Batería de diseños para elección por comportamiento Definir ensayos comparativos: fresco y endurecido Correlación Mr y f´c
Concreto adecuado para pavimentos z z z z z z z z z
Baja retracción, menor contenido de cemento posible a/c < 0.5, contenidos de cemento promedio 300 Kg. / m3, empleo de reductores de agua Menor área superficial posible Agregado grueso TM > 1.5 pulgada, huso 467, ASTM C 33 Arena MF 2.3 – 3.1, ASTM C 33 Slump: 1 y 4 pulgadas Contenido de aire incorporado Mr > 42 Kg. / cm2 (mayor a f´c = 280 Kg. / cm2) Cemento I, V dependiendo del medio ambiente (protección sales)
1-1/2” (38mm)
3/4” (19mm)
Reducir área superficial
13.5 pulg. cuadradas (866 mm2)
27 pulg. cuadradas (1732 mm2)
Reducir área superficial, curva suave: aumenta TM agregado
Slump, aire incorporado
Criterios de aceptación, resistencia P/2
P/2
l/3
l/3
Gradiente de esfuerzo supuesto lineal
l/3
h=b
f`c
z z
Vigas Normadas 150 X 150 X 750 mm Ensayadas a 28 días Correlación entre MR y f´c
El MR se mide mediante ensayos de vigas de concreto, aplicándole cargas en los tercios de su claro de apoyo (ASTM C78)
ft= Pl/bd2
l = 3h
M
MR = PL/bh2
P/2
P: Carga en kg L: Claro
l/3
h=b
z
Especimen
P/2 l/3
Especimen
b: Ancho l = 3h
h : Peralte
l/3
Criterios de aceptación, resistencia P/2 l/3
P/2 l/3
Gradiente de esfuerzo supuesto lineal
l/3
h=b
f`c Especimen
ft= Pl/bd2
l = 3h
M
Criterios de aceptación, resistencia
CORRELACIÓN DEL MODULO DE ROTURA Mr vs RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN f´c
Planta de despacho:
CEMENTOS LIMA Comité ACI 363 :
f ´c
a ( 1.99 - 3.18 )
145N357A-6
Código de Diseño:
Mr = a
Mr = 2.58
f ´c
Edad: 28 días RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN f´c
MODULO DE ROTURA Mr
Resistencia Promedio: Desviación Estándar: N° de muestras:
50 kg/cm2 2.80 kg/cm
Resistencia Promedio:
2
Desviación Estándar:
54
N° de muestras:
Resultados de Resistencia a la Tracción por Flexión Mr (Kg/cm 2) Guia
Fecha
Rango de variación
Probeta 1 Probeta 2 Promedio (Máx 16% - ASTM C-78)
371 kg/cm2 34.63 kg/cm2
COEFICIENTE DE CORRELACIÓ N
54
Resultados de Resistencia a la Compresión f´c (Kg/cm 2) Guia
Fecha Probeta 1 Probeta 2 Promedio
Rango de variación (Máx 8% - ASTM C39)
a
Criterios de aceptación, resistencia
CORRELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Y EL MÓDULO DE ROTURA
80.0
Mr (kg/cm2)
70.0
Mr = 3.18 f ´c
60.0 50.0 40.0 30.0
Mr = 1.99 f ´c
20.0 10.0 0.0
Coeficiente de correlación = 2.58 f´c(kg/cm2)
Cómo asegurar un buen diseño y construcción?
Etapa de diseño de prueba en laboratorio
z z z
z
Caracterización de materiales Caracterización del concreto Materiales son similares pero no son los mismos Ir o no ir
Etapa de campo
Verificar el diseño del laboratorio en campo.
Tramo de prueba
4.- Instalación de plantas y equipos z z z z z
Instalación de chancadoras y zarandas Instalación de plantas de concreto Stock mínimos Transporte de concreto Elección de equipos de pavimentado, curado – texturizado, corte
Qué planta?
5.- Tren de pavimentado z
z
z
Tipo de pavimentadora de encofrado deslizante Tipo de Texturizadora / Curadora Tipo de Equipos de corte
Cómo lograr mayores avances? z
Colocación de barras de transferencia manualmente sobre canastilla de acero
Pavimendora Wirtgen SP 500, sin DBI
Cómo lograr mayores avances? z
z
z
Los rendimientos de las pavimentadoras dependen de los accesorios adicionales que posean. En el Perú hemos logrado avances de 500 ml para un solo carril de pavimento 3.5 m X 0.22 m con la versión estándar de las pavimentadoras Wirgen SP 500 Se optimiza tiempo empleando el insertador automático de barras de transferencia (DBI)
Cómo lograr mayores avances? z
z z
El rendimiento y la calidad del pavimento se mejoran si se emplea trenes de texturizado y curado. Sin embargo el trabajo se puede hacer manual Una vez más, depende de los avances que el proyecto demande
Construyendo
6.- Construcción
Pavimentadoras de encofrado deslizante z
z
z
El Perú cuenta con dos pavimentadoras de encofrado deslizante Wirtgen SP 500 y una Gomaco La colocación de las barras de transferencia ha sido realizada siempre con canastilla y en forma manual. La colocación de las barras de amarre es semi - automática
Pre pavimentación
Preparación de la subrasante, base y disposición de juntas
Pre pavimentación
1. Habilitación del Terreno
Marcado de puntos y tendido del cable guía.
Líneas guía
Cable guía
Pavimentación
1. Producción y Transporte Concreto
Proceso de producción de concreto premezclado ASTM C 94 Aditivos
Paso 3
Paso 2 Cemento
Paso 1 Agregados
Agua
Paso 5 Insumos Paso 4
Pavimentación
2. Vaciado
Transporte de concreto
Pavimentación
3. Consolidación
La pavimentadora entrega energía de vibración y compresión para consolidar el concreto y formar la carpeta de rodadura
Acabado - Flotado
Aplicación transversal
Una vez pasado el equipo de colocación se pasa el flotador para dar un mejor acabado de la superficie.
Proporciona un grado de aspereza a la superficie con el fin de mejorar la adherencia de las llantas a la superficie de rodadura Microtexturizado
TEXTURIZADO CON YUTE. SENTIDO LONGITUDINAL
Macrotexturizado
TEXTURIZADO CON CEPILLO. SENTIDO TRASVERSAL
Concreto
TEXTURIZADO CON PEINE. SENTIDO TRASVERSAL
Cuándo entrar a texturizar?
Cuando se pierda el brillo superficial y no exista agua superficial
TEXTURIZADO IRREGULAR
LIMPIEZA INADECUADA DE PEINE GENERARA UN TEXTURIZADO IRREGULAR
ENTRADA TARDIA AL TEXTURIZADO
Curado
ES RECOMENDABLE APLICAR DOS CAPAS PARA GARANTIZAR UNA UNIFORMIDAD EN EL CURADO
EMPLEAR ROCIADORES ADECUADOS
Pavimento Rígido
EN CLIMAS ADVERSOS UTILIZAR ADICIONALMENTE COBERTORES
Cuándo entrar a curar?
Realizar el curado ni bien se concluya con el texturizado (inmediatamente)
Corte de juntas
BORDES SANOS Y DURABLES
Pavimento Rígido
Cómo cortar?
• Dar preferencia a los cortes de las juntas transversales • Cortar cada 4 ó 5 juntas y luego regresar • Iniciar corte de junta longitudinal
Cómo cortar?
3.5 - 6.0 m ( 12 a 20 pies) Perfil
o
Corte y sellado de juntas
Curado
Post pavimentación
Corte
Sellado
Acabado, texturizado, curado y juntas
Corte y sellado de juntas
Curado
Post pavimentación
Corte
Sellado
Acabado, texturizado, curado y juntas
Sellado de juntas
•Antes de sellar hay que limpiar las juntas •Cavidad seca Pavimento •Cordón se debe de encontrar comprimido
Rígido
Esquema del Proceso Constructivo SUB BASE LINEA GUIA PASAJUNTAS VACIADO TEXTURIZADO CORTADO SELLADO
Tecnología sin cables guía
Lugares confinados z
En lugares como túneles es primordial tener pavimentos de concreto por su mejor comportamiento ante el fuego.
Mezclas de concreto z z z z
el concreto es estable en situación de fuego no es inflamable no arde por tanto no contribuye a la carga de fuego que, dentro del túnel, determina el riesgo de incendio y la magnitud y consecuencias del mismo
Mezclas asfálticas
• Punto de ignición: entre 428ºC y 530ºC Se alcanza muy rápidamente en un túnel en situación de fuego • Capas de mezcla asfáltica: fuerte poder calorífico • Combustión de la carpeta asfáltica: puede suponer un incremento muy importante de la carga de fuego existente en un túnel
Sometemos al fuego
7.- Monitoreo & Control
Monitoreo & Control del Concreto z z z z z z
Cada 60 m3 de concreto colocado Resistencia, temperatura, slump T < 32° C (sugerida) Slump relativo ASTM + / - 1 pulgada, sin embargo este parámetro no es el adecuado. Slump sugerido + / - ½ pulgada Necesidad de retemplar el concreto de ser necesario y si el vaciado es con mixer
Monitoreo & Control del pavimento z
LOTE. El menor de: – – –
z
UNIDAD de aceptación o rechazo –
z
500 m 3.500 m2 Fracción diaria construida Losa individual, entre juntas
Resistencia del concreto –
A flexotracción a 28 días, o indirectamente a compresión
Monitoreo & Control del pavimento
z z z z z z
Profundidad de textura superficial Regularidad superficial Espesor de las losas. Testigos Aspecto superficial de losas Posición de pasadores Juntas
Monitoreo & Control del pavimento
Profundidad de texturizado, círculo de arena
Monitoreo & Control del pavimento
Rugosidad, definir instrumento de medición
Monitoreo & Control del pavimento z z z z
Idoneidad del momento de serrado Anchura y profundidad de serrado Alineación de las juntas Número y situación de juntas: – – – –
z
desportilladas abiertas a las 24 horas abiertas a las 48 horas abiertas a los 7 días
Análisis de variaciones observadas
Monitoreo & Control del pavimento
Criterios de aceptación, IRI
z
En caso contrario: – –
Corrección mediante fresado Determinación del IRI
Criterios de aceptación, espesor
Si falta espesor se aplicarán las penalizaciones fijadas en el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares
Criterios de aceptación, integridad z Losas
sin grietas z Sellado de fisuras superficiales z Grieta paralela a junta – Si la junta no ha abierto, se instalarán pasadores o barras de unión en la grieta y se sellará – Si la junta ha abierto, se inyectará la grieta con resina epóxica z Grieta en esquina – Aceptará losa inyectando resina epoxi en la grieta – Ordenará demolición y Reconstrucción z Recepción definitiva al final del período de garantía
8.- Conclusiones & notas • Cada proyecto presenta características peculiares • El empleo de la tecnología e equipos depende de los avances necesarios • Cadena de valor • El recurso humano es primordial en el éxito de cada proyecto • En el Perú aplicamos JPCP desde el 2005 con pavimentadora de encofrado deslizante • Para pavimentos urbanos podríamos obviar el empleo de barras de transferencia para abaratar costos