EC-711-G
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA INGENIER IA Facultad de Ingeniería Civil DEPARTAMENTO ACADEMICO DE CONSTRUCCION
TRABAJO ESCALONADO Nº2: PAVIMENTACION “
CURSO:
”
Construcción I
UNI 2011-II
TRABAJO ESCALONADO Nº2
Pavimentación
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PAVIMENTOS FLEXIBLES
TERMINOLOGIA En la actualidad no existe una terminología única para la designación de las diferentes partes que conforman un pavimento. Así, por ejemplo, algunos llaman pavimento a la la capa superficial de mezcla bituminosa o de concreto; otros designan esta capa con el nombre de firme o afirmado, y muchos llaman pavimento al conjunto de todas las capas. Aquí se empleara la terminología siguiente: Pavimento.- Es un elemento estructural monocapa o multicapa, apoyado en toda su
superficie, diseñado y construido para soportar cargas estáticas y/o móviles durante un periodo de tiempo predeterminado, durante el que necesariamente deberá recibir algún
tipo de tratamiento tendiente a prolongar su “vida de servicio”. Estando formado por una o varias capas de espesores y calidades diferentes que se colocan sobre el terreno preparado para soportarlo, tiene por su función más importante el proporcionar una superficie resistente al desgaste y suave al deslizamiento; y un cuerpo estable y permanente bajo la acción de las cargas. Toda la estructura que descansa sobre el terreno de fundación y esta se halla formada por las diferentes capas: sub -base, base, capa de rodamiento y sello. Terreno de fundación.- Aquel que sirve de fundación al pavimento después de haber sido
terminado el movimiento de tierras y que, una vez compactado, tiene las secciones transversales y pendientes especificadas en los planos de diseño. Superficie subrasante.- La correspondiente al terreno de fundación. Sub-base.- Que tiene una función primaria de protección (drenante y anticontaminante)
de la base en un pavimento rígido o de las losas en un pavimento rigido; y una función secundaria resistente principalmente en el caso de los pavimentos flexibles, pudiendo ser granular o estabilizada. Base.- Que es el principal elemento estructural en los pavimentos flexibles y que en los
pavimentos rígidos puede reemplazar a la sub base, pudiendo ser de agregados aglomerados con asfalto, de agregados aglomerados con cemento portland. Capa de material pétreo, mezcla de suelo cemento, mezcla bituminosa y piedra triturada; que se coloca encima de la sub-base.
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Pavimentación
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PAVIMENTOS FLEXIBLES
TERMINOLOGIA En la actualidad no existe una terminología única para la designación de las diferentes partes que conforman un pavimento. Así, por ejemplo, algunos llaman pavimento a la la capa superficial de mezcla bituminosa o de concreto; otros designan esta capa con el nombre de firme o afirmado, y muchos llaman pavimento al conjunto de todas las capas. Aquí se empleara la terminología siguiente: Pavimento.- Es un elemento estructural monocapa o multicapa, apoyado en toda su
superficie, diseñado y construido para soportar cargas estáticas y/o móviles durante un periodo de tiempo predeterminado, durante el que necesariamente deberá recibir algún
tipo de tratamiento tendiente a prolongar su “vida de servicio”. Estando formado por una o varias capas de espesores y calidades diferentes que se colocan sobre el terreno preparado para soportarlo, tiene por su función más importante el proporcionar una superficie resistente al desgaste y suave al deslizamiento; y un cuerpo estable y permanente bajo la acción de las cargas. Toda la estructura que descansa sobre el terreno de fundación y esta se halla formada por las diferentes capas: sub -base, base, capa de rodamiento y sello. Terreno de fundación.- Aquel que sirve de fundación al pavimento después de haber sido
terminado el movimiento de tierras y que, una vez compactado, tiene las secciones transversales y pendientes especificadas en los planos de diseño. Superficie subrasante.- La correspondiente al terreno de fundación. Sub-base.- Que tiene una función primaria de protección (drenante y anticontaminante)
de la base en un pavimento rígido o de las losas en un pavimento rigido; y una función secundaria resistente principalmente en el caso de los pavimentos flexibles, pudiendo ser granular o estabilizada. Base.- Que es el principal elemento estructural en los pavimentos flexibles y que en los
pavimentos rígidos puede reemplazar a la sub base, pudiendo ser de agregados aglomerados con asfalto, de agregados aglomerados con cemento portland. Capa de material pétreo, mezcla de suelo cemento, mezcla bituminosa y piedra triturada; que se coloca encima de la sub-base.
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Capa de desgaste o superficie de rodadura.- Que es la capa más superficial, que estará en
contacto con las solicitaciones y tiene como función principal el proporcionar una superficie suave al deslizamiento y resistente al desgaste. En el caso de los pavimentos rígidos, constituye además el principal elemento el emento estructural. Carpeta de desgaste o Sello.- La que se coloca encima de la capa de rodamiento y está
formada por una mezcla bituminosa. Encima de esta carpeta se coloca, a veces, un “riego” de arena o piedra picada menuda. Superficie rasante.- La que soporta el tránsito de los vehículos.
CLASIFICACION, TIPOS Y USOS Basados en las anteriores definiciones, los pavimentos se pueden clasificar según: -
La calidad de los materiales empleados en su construcción: afirmados, empedrados, estabilizados y aglomeardos o mezclas asfálticas y de cemento Portland.
-
Su estructura: simples y reforzados(refuerzo reforzados(refuerzo principal, refuerzo secundario o ambos)
-
El tipo de solicitación que soportaran a lo largo de su s u vida de servicio o el uso al que estarán destinados: urbanos, industriales, de carreteras, de aeropuertos, o deportivos.
-
El periodo de vida para el que son diseñados y construidos: temporales y definitivos.
-
La forma en que distribuyen las cargas al terreno: rigidos y flexibles.l CONCEPTO
RIGIDO
FLEXIBLE
Costo inicial
+
-
Costo de mantenimiento
-
+
Facilidad en la construcción
+
-
Resistencia al ataque por sulfatos
-
+
Resistencia a los combustibles
+
-
Requerimiento de espesores
-
+
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En caso de tener un terreno de fundación de buena calidad, este hace las veces de subbase
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FUNCION Y CARACTERISTICAS DE LAS DIFERENTES CAPAS DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE
Terreno de fundación
De su capacidad soporte depende, en gran parte, el espesor que debe tener el pavimento sea este flexible o rígido. Si el terreno de fundación es pésimo, por ejemplo, si el material que lo compone tiene un alto contenido de materia orgánica debe desecharse este material y sustituirse por otro de mejor calidad. Si el terreno de fundación es malo y se halla formado por un suelo fino, limoso o arcilloso susceptible de saturación, habrá que colocarse una sub-base granular de material seleccionado antes de poner la base y la capa de rodamiento. Si el terreno de fundación es regular o bueno y está formado por un suelo bien graduado que no ofrece peligro de saturación, o por un material de granulometría gruesa, posiblemente no se necesitara de la capa sub-base. Finalmente, si el terreno de fundación es excelente; es decir, que tiene un valor de soporte elevado y no existe, además, la posibilidad de que se sature de agua, bastaría colocar encima de la capa de rodamiento.
Sub-base
Es la capa de material seleccionado que se coloca encima de la subrasante. Tiene como objetivo:
Servir de capa de drenaje para el pavimento.
Controlar, o eliminaren lo posible, los cambios de volumen, elasticidad o plasticidad perjudiciales que pudiera tener el material de la subrasante.
Controlar la ascensión capilar del agua proveniente de las napas freáticas cercanas, o de otras fuentes, protegiendo así el pavimento contra los hinchamientos que se producen en épocas de haladas especialmente cuando ocurre el congelamiento del agua capilar, fenómeno que se observa especialmente en suelos limosos donde la ascensión capilar del agua es grande.
El material de la sub-base debe ser seleccionado y tener mayor capacidad de soporte que el terreno de fundación compactado. Este material puede ser: arena , grava, granzón, cemento, etc.
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El material ha de tener las características de un suelo A1 o A2 aproximadamente. Su límite líquido debe sr inferior al 35% y su índice plástico no mayor de 6. El CBR, no podrá bajar de 15%. Si la función principal de la sub-base es servir d capa de drenaje, el material a emplearse debe ser granular, y la cantidad de material fino (limo y arcilla) que pase el tamiz Nº 200 no ha de ser mayor que el 8%.
Base
Esta capa tiene por finalidad absorber los esfuerzos transmitidos por las cargas de los vehículos y además repartir uniformemente estos esfuerzos a la sub-base y al terreno de fundación. Las bases pueden ser granulares, o bien estar formadas por mezclas bituminosas con cemento u otro material ligante. El material pétreo que se emplee en la base, deberá llenar los siguientes requisitos.
Ser resistente a los cambios de humedad y temperatura.
No presentar cambios de volumen que sean perjudiciales.
El porcentaje de desgaste, según el ensayo “Los Ángeles”, debe ser inferior a 50.
La fracción del material que pase el tamiz Nº 40, debe tener un limite liquido menor del 25%, y un índice de plasticidad menor a 6.
La fracción que pase el tamiz Nº 200, no podrá exceder de ½, y en ningún caso los 2/3 de la fracción que pase el tamiz Nº 40.
La graduación del material de la base, es menester que se halle dentro de los limites indicados.
El CBR tiene que ser superior al 50%.
Por lo general, para la capa de base se emplea piedra triturada, grava o mezcla estabilizadas de suelo de cemento, suelo bituminoso, etc.
Capa de rodamiento
Su función primordial será proteger la base impermeabilizando la superficie, para evitar así posibles infiltraciones de agua de lluvia que podrían saturar parcial o totalmente las capas inferiores. Además, evita que se desgaste o desintegre la base a causa del transito de los vehículos.
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Asimismo la capa de rodamiento contribuye en cierto modo a aumentar la capacidad de
soporte del pavimento, especialmente si su espesor es apreciable (mayor a 3”).
Tipos de mezclas bituminosas
Los tipos de mezcla bituminosas generalmente empleados para las capas de rodamiento en los pavimentos flexibles son los siguientes:
Tratamientos superficiales en una o varias capas con o sin carpeta de sello.- Los
asfaltos y alquitranes que se emplean, son los llamados líquidos o diluidos (Cut backs) del tipo de rápido curado (RC y RT). El espesor de estas capas es de 2.5cm
(1”), aproximadamente. Este tipo se emplea generalmente, para transito ligero.
Madacam de penetración.- Son sucesivas capas de material pétreo y asfalto
regado a presión. Los asfaltos que se emplean son aquellos cuya penetración está comprendida entre 85 y 15, y los alquitranes usados son los del tipo más viscoso. El espesor de estas capas varía entre 6 y 15 cm ( 2.5” y 6”).
Mezclas “in situ” de tipo abierto o denso aplicadas en frio o caliente. - para
laminas asfálticas (sheet asphalt), concretos bituminosos, etc., pueden usarse algunos asfaltos liquido, pero preferentemente se emplean cementos asfalticos cuya penetración esta comprendida entre 85 y 200. El espesor es generalmente
mayor que 5cm (2”). Las capas formadas por las mezclas bituminosas anteriormente indicadas no deben tener espesores menores de 2.5cm (1”. Se recomienda 12.5 cm (5”) como espesor máximo.
Carpetas de desgaste o sello
Esta formada por una aplicación bituminosa de asfalto o alquitrán, y tiene por objeto sellar la superficie, impermeabilizándola, a fin de evitar l a infiltración de las aguas de lluvia. Ademas, protege la capa de rodamiento contra la acción abrasiva de las ruedas de los vehículos. Los materiales bituminosos que se emplean pueden ser asfaltos liquidos, emulsionados, o de penetración o alquitranes. Los tipos de asfaltos generalmente empleados son: RC-3, RC-4, RC-5, MC-3. MC-4, MC-5, RS-1; penetración 85-100, 100-120, y los alquitranes RT-6, RT-7, RT-8.
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Estos materiales son aplicados por medio de un distribuidor de presión, en cantidades que varían de 0.5 a 1.5 litros por metro cuadrado, según las características de la capa de sello. Los sellos pueden o no llevar una cubierta secante (blotter) de arena o agregado fino. En casos de colocarse una cubierta de material pétreo, la cantidad a emplearse varia, generalmente entre 5 y 10 kg por m3.
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AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DE LA AVENIDA JAVIER PRADO
La construcción de pistas y veredas de la avenida Javier Prado se iniciaron el 2 de diciembre del 2011, el proyecto contempla la intervención en dos vías urbanas importantes de la ciudad. La primera via es la Av. Javier Prado, desde el punto en que se pierde la continuidad de la calzada principal a la altura del Estadio Monumental de Ate y culmina en la intersección con la Avenida Metropolitana. La segunda via es la Av. Nicolas Ayllón (Carretera Central) que cruza a desnivel deprimida a la Av. Javier Prado. En ese contexto la localización está claramente definida debiendo señalar que la longitud total a considerar en la Av. Javier Prado es de 3,464 metros y en la Av. Nicolás Ayllón es de 905 metros con un gálibo de 5.50 m. El primer tramo corresponde a la construcción del paso a desnivel en la intersección de la Av. Javier Prado y la Av. Nicolás Ayllón. Tambien la construcción de pistas auxiliares, pistas principales, veredas y estacionamientos según sección normativa señalada por el MTC y semaforización.El segundo tramo considera la
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construcción de la Av. Javier Prado según la sección normativa señalada por el IMP, con la excepción de que el ancho de las pistas principales será de 7.2 metros por calzada.
La obra tiene un presupuesto de 50 millones de Nuevos Soles, que contempla dos etapas: 1. Primera Etapa: Ejecutada por la municipalidad y consistirá en un tajo abierto del cerro Puruchuco, y la ampliación de la vía desde el estadio Monumental hasta la Carretera Central, con un presupuesto de 23 millones 900 mil soles de los cuales 19 mil como préstamo del banco interbank y 4.9 mil pagara la municipalidad.
2. Segunda Etapa: Ejecutada por el gobierno central que consiste en la realización de un by pass que permitirá cruzar la carretera Central y llegar hasta la avenida Metropolitana, con un presupuesto de aproximadamente 26 millones de nuevos soles. Actualmente el avance de la obra es de
UBICACION
NO HUEVEARSE
Leyenda
Construcción de la sub-base . Asfaltado existente. Base terminada. Veredas en proceso de construcción (nivelación y compactación)
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ASPECTOS COMPLEMENTARIOS SOBRE LA VIABILIDAD DEL PROYECTO DE INVERSIÓN PÚBLICA
Viabilidad Técnica: El estudio cumple con los requerimientos técnicos de diseño para pistas y veredas asegurando el adecuado desarrollo del mismo. Se ha elaborado en base a un estudio de tráfico y con las especificaciones de geometría vial urbana normativa.
Viabilidad Ambiental: El proyecto a ejecutar no presenta efectos negativos perceptibles sobre el medio ambiente, provocara impactos permanentes y positivos sobre la población dentro del area de influencia, considerando que en el distrito existen carencias de vías, proveerá de ambientes mejorados para una adecuada transitabilidad.
Viabilidad Sociocultural: El presente proyecto revalorar socialmente el entorno urbano del distrito de Ate existiendo el apoyo de grupos organizados y vecinos de la comuna de Ate. Inclusive existe el compromiso firmado de los comerciantes de Ceres que se retiraran al inicio de las obras.
Viabilidad Institucional: La Municipalidad cuenta con la estructura administrativa requerida garantizando la capacidad de gestión para las etapas de inversión inicial, operación y mantenimiento.
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PROCESO CONTRUCTIVO OBRAS PRELIMINARES Como obra preliminares al comienzo en sí de la obra de pavimentación se debieron demoler veredas ya existentes en la zona cuyo estado estaba deteriorado este procedimiento se realizó manualmente con la utilización de combas, así mismo los sardineles existentes de manera que se obtengan los anchos de las vías diseñados. Los buzones y las cajas de conexión de agua y desagüe de las viviendas se encontraron a poca profundidad realizándose trabajos de nivelación de los techos de los buzones y tapas de las cajas de agua y desagüe. Así como los trabajos topográficos para el trazo y replanteo de bermas, sardineles, veredas y rampas, de acuerdo a las condiciones del terreno.
MOVIMIENTO DE TIERRAS Se ejecutaron labores de corte y extracción de todo el ancho que corresponde a la pavimentación de la vía a nivel de la subrasante esta fue ejecutado con maquinaria pesada. A su vez también se realizaron excavaciones necesarias para conseguir el ancho completo donde se construirán las veredas llegando hasta la profundidad de la subrasante. La eliminación del material excedente y desmonte de las demoliciones de veredas sardineles se realizara mediante camiones volquetes de 6m3 aproximadamente.
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Acarreo y traslado de material hacia los volquetes
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Compactación de la Subrasante
Una vez nivelada y perfilada la subrasante asegurándose que el material suelto, material orgánico, desmonte o tramos que no se puedan compactar hayan sido retirados de la subrasante se procedió a compactar usando un rodillo Tanden de 6 Ton.
PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA SUB-BASE
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Material granular para la sub-base Los materiales para sub-base y base estarán sujetos a los tratamientos mecánicos que lleguen a requerir para cumplir con las especificaciones adecuadas, siendo los más usuales: la eliminación de desperdicios, el disgregado, el cribado, la trituración y en algunas ocasiones el lavado, los podemos encontrar en cauces de arroyos de tipo torrencial, en las partes cercanas al nacimiento de un río y en los cerros constituidos por rocas andesíticas, basálticas y calizas
Esparcido del material Realizado por la motoniveladora en varias pasadas de su cuchilla diagonal
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Escarificado del material granular Realizado por las pequeñas aras o escarificadoras incorporadas delante de las cuchilla
Riego de material granular para la sub-base
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El agua no se riega de una sola vez, sino que, se distribuye en varias pasadas, se hace un primer riego y la moto-niveladora abre una nueva cantidad de material, el cual coloca sobre el húmedo para que vuelva a pasar la pipa; esto se hace comúnmente en tres etapas, para después con la misma maquinaria, homogenizar la humedad.
Batido del material granular para la sub-base
Compactación de la sub-base con Rodillo Tándem TRABAJO ESCALONADO Nº2
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PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA BASE Material granular de préstamo para la base
Esparcido, riego para el control de humedad, escarificado, batido y compactación del material granular para la base. Proceso similar al de la sub-base
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PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA CAPA DE RODAMIENTO Y LA CARPETA DE DESGASTE Usando cisterna se coloca imprimación asfáltica (asfalto + kerosene al 20%) sobre la base de tal manera que penetre 3 mm aproximadamente para lograr mayor adherencia con la carpeta asfáltica.
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Compactación de la capa de rodamiento
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PROCESO CONSTRUCTIVO DE VEREDAS Excavación y corte del terreno natural
Colocación y esparcido del material de préstamo
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Compactado final de la base de la vereda
Preparación para la colocación de mortero para la vereda
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Porción de vereda terminada
Curado de la vereda
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PROBLEMAS PRESENTADO EN LA OBRA Fuga de agua de desagüe
EQUIPOS UTILIZADOS EN LA OBRA Motoniveladora
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Retroexcavadora (usado también como cargador frontal)
Volquete (para carga de material desecho)
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Volquete (para carga de material granular)
Compactadora (para compactar la base de la vereda)
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BIBLIOGRAFIA
Titulo: Ingeniería de pavimentos : Materiales, diseño y conservación Autor : Menéndez Acurio, José Rafael
Titulo: La ingeniería de suelos en las vías terrestres, carreteras, ferrocarriles y aeropistas Autor : Rico Rodríguez, Alfonso
Titulo: Los pavimentos en la vías terrestres: Calles, carreteras y aeropistas Autor : Céspedes Abanto, José María
TRABAJO ESCALONADO Nº2
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