NSTITUTO TECNOLOGICO TECNOLOGICO DE IZTAPALAPA IZTAPA LAPA III
PROFESOR: JOSE LUNA HERRERA
ALUMNOS: GUZMAN ISLAS LUIS ALBERTO, ALBERTO, SALGADO VARGAS SERGIO SERGIO URIEL
MATERIA: MAQUINARIA MAQUINARIA PESADA Y MOVIMIENTOS DE TIERRA TIERRA
TEMA: Maquinaria para pavimentación
* INDICE. * DEFINICION Y TIPOS * INTRODUCCION * PAVIMENTOS CONTINUOS * PAVIMENTOS DISCONTINUOS * MAQUINARIA DE PAVIMENTACION * EQUIPO PARA PAVIMENTACION * ASFALTADORA * VIBRO COMPACTADOR DE DOBLE RODILLO * COMPACTADOR DE PLACA * FRESADORA DE ASFALTO ASFALTO * MOTOCONFORMADORA * PETROLIZADORA * RETROEXCAVADORAS * COMPACTADOR DE NEUMATICOS * BARREDORAS
* ESTABILIZADORAS
Definición y tipos Se entiende por pavimento la capa superior del firme del conjunto de los elementos que componen el suelo de la vía pública, es decir, las calzadas, aceras, bandas de estacionamiento, bulevares, etc. Se consideran dos tipos de pavimentos: continuos y discontinuos o por elementos. Los primeros se realizan directamente en el sitio y presentan una superficie continua, los segundos se realizan mediante m ediante la colocación de elementos prefabricados o naturales.
Pavimentos continuos: continuos: Con ligantes: bituminosos, de hormigón hormig ón en masa, de cemento continuo, de mortero hidráulico, empedrados, de resinas, terrazos construidos in situ, . Sin ligantes: engravillados, enarenados, zahorras,. * Pavimentos discontinuos: Ligados por mortero de cemento o rígidos: losas prefabricadas de hormigón, baldosas hidráulica, baldosas de terrazo, losas de piedra natural, adoquinado de piedra natural, pavimentos cerámicos (ladrillo, baldosas cerámicas), etc. * Sellados sobre arena sin ligante: adoquinados de hormigón, hormigón, enlosados, pavimentos de de madera, etc... MAQUINARIA DE PAVIMENTACIO PA VIMENTACION N * En México así como en todo el mundo, el hombre ha tenido la necesidad y capacidad de hacer hacer caminos como lo son de terracería, carreteras, carreteras, autopistas y vías de circulación. circulación. Pero sin duda alguna, todo todo esto no fuese posible sin la ayuda ayuda de la maquinaria que el hombre a utilizado para llevar acabo lo l o mencionado antes
ASFALTADORA La Asfaltadora es una máquina que, como su nombre lo indica, se utiliza para el asfaltado de caminos y carreteras. Es una máquina dotada de gran gr an capacidad de precisión. Posee una exactitud casi milimétrica posibilitando realizar peraltes y dar inclinación a las pendientes. Posee un depósito o tolva de almacenamiento del aglomerado . Los camiones vacían su carga en esta tolva a medida que la asfaltadora avanza y por el extremo posterior va extendiéndose ex tendiéndose el aglomerado de manera uniforme.
VIBRO COMPACTADOR Pueden ser entre 1.6 y 17 toneladas. Los más pequeños están diseñados para reparar y parchar y son ideales para trabajo en pequeñas calles, pavimento, cocheras, caminos, estacionamientos, etc. Los medianos y grandes para compactación de carreteras y avenidas principales, calles, obras industriales y campos de aviación. Se recomienda que el compactador esté dotado de avisador luminoso de tipo rotatorio o flash. Ha de estar dotado de señal acústica de marcha atrás. Cuando esta máquina circule únicamente por la obra, es necesario comprobar que la persona que la conduce tiene la autorización, dispone de la formación y de la información específicas de PRL que fija el RD 1215/97, de 18 de julio, artículo 5 o el Convenio Colectivo General del sector de la Construcción, artículo 156, y ha leído el manual de instrucciones correspondiente. Garantizar en cualquier momento la comunicación entre el conductor y el encargado. Antes de iniciar los trabajos, comprobar que todos los dispositivos del compactador responden correctamente y están en perfecto estado: frenos, faros, intermitentes, neumáticos, etc.
COMPACTADOR DE ASFALTO CON NEUMATICOS Equipo de trabajo que se utiliza para compactar mediante neumáticos las mezclas bituminosas en caliente tras su tendido COMPACTADOR DE PLACA Están diseñados especialmente para compactar asfalto y suelo granular. Son ideales y los más económicos para trabajos pequeños de reparación y mantenimiento como cocheras y caminos, estacionamientos y relleno de zanjas. También sirven como complemento de vibro Compactadores que no puedan operar efectivamente en espacios reducidos. La gama de compactadores de placa delanteras y traseras son una alternativa económica o un complemento para un vibro compactador. También son adecuados para aplicaciones especiales como pavimento con bloques.
Compactador de placas Soluciona los problemas de compactación. Puede acoplarse a: cargador de ruedas, apisonadoras, cargadores compactos, excavadoras, tractores, tractores de oruga y U nimog.
Acción exclusivamente vertical con extraordinario poder de compactación. En comparación con los compactadores convencionales los compactadores de alta potencia de Stehr pueden utilizarse también en "situaciones límite" tales como taludes, banquetas y construcción de canales. Compactador de placas Soluciona los problemas de compactación. Puede acoplarse a: cargador de ruedas, apisonadoras, cargadores compactos, excavadoras, tractores, tractores de oruga y U nimog. Acción exclusivamente vertical con extraordinario poder de compactación. En comparación con los compactadores convencionales los compactadores de alta potencia de Stehr pueden utilizarse también en "situaciones límite" tales como taludes, banquetas y construcción de canales
MOTONIVELADORA Y/O MOTOCONFORMADORA La Moto conformadora es una máquina muy versátil usada para mover tierra u otro material suelto Su función principal es nivelar, modelar o dar la pendiente necesaria al material en que trabaja. Se considera como una máquina de terminación superficial. Su versatilidad está dada por los diferentes movimientos de la hoja, como por la serie de accesorios que puede tener.
Puede imitar todo los tipos de tractores, pero su diferencia radica en que la Motoniveladora es más frágil, ya que no es capaz de aplicar la potencia de movimiento ni la de corte del tractor. Debido a esto es más utilizada en tareas de acabado o trabajos de precisión. Los trabajos más habituales de una Motoconformadora son los siguientes: - Extendido de una hilera de material descargado por los camiones y posterior nivelación. - Reperfilado de taludes. - Excavación, re perfilado y conservación de las cunetas en la tierra. - Mantenimiento y conservación.
PETROLIZADORA Es una máquina para producir el adherente hacia el asfalto que se aplica en las calles. Consiste una unidad de bombeo motor propulsada, un tanque de almacenamiento y una barra de riego ajustable con la que se aplica
Consta de los siguientes sistemas: motriz hidrostático, recipiente de riego e hidráulico y de calentamiento.
Normalmente va montada sobre un camión para aplicar directamente el asfalto en la zona deseada.
RETROEXCAVADORA Esta maquinaria puede esta montada o no en un equipo de propulsión similar al de grúa o sobre la base de un tractor, tiene varias características peculiares de diseño. El equipo va sostenido sobre una cinta de oruga o sobre ruedas, y tiene miembros salientes, a manera de pontones, para lograr estabilidad durante la excavación , recolección y la distribución de carga. El mecanismo de excavación tiene una pluma, un miembro o excavador con el cucharón instalado en un extremo exterior, y cables o cilindros hidráulicos para controlar los movimientos. BARREDORA EL USO BASICO ES PARA EL Barrido de calles averiadas, antes de colocar el imprimante adherente de la nueva cubierta de asfalto. Barrido de grava suelta al termino de obras de asfalto. Barrido de cualquier superficie cubierta de sólidos secos. INFORMACIÓN DEL EQUIPO Presión de la escoba ajustable Tanques de agua transparentes para vista rápida del nivel Escobillón de 2,4 metros de largo Escobillón rotativo Motor Kubota V1505 diesel de 37 HP Velocidad de 0 a 7.5 mph Peso de la máquina 1.800 kilos
TIPOS DE PAVIMENTOSBásicamente existen dos tipos de pavimentos, el rígido y el flexible. El primero se compone de losas de concreto hidráulico, con o sin armadura, que pueden ser colocadas por el método convencional o bien como un CCR, es decir, compactado con rodillo. El flexible está formado por una carpeta asfáltica, base y subbase.Describiremos a continuación los equipos especializados para la construcción de los diferentes tipos de pavimentos. Pavimentadora
con concreto Es un molde deslizante que deposita, distribuye y brinda una compactación preliminar a la mezcla. Es importante saber que el perfil de la vía obtenido por la pavimentadora será el definitivo, por lo que el control topográfico y la ejecución de las líneas guías de este equipo, son fundamentales para la calidad del producto final. Cuenta con un mecanismo para manejo del concreto, que se puede dividir en recepción y acomodamiento, vibrado y compactación, y perfilado o extrusado. La distribución del material al frente de la pavimentadora, que es el primer contacto entre la mezcla y el equipo, se logra mediante un tornillo sinfín controlado por el operador, que permite transportar el concreto, repartirlo y dosificarlo hacia los lados de la máquina; un trabajo que es complementado posteriormente por el tamper bar. A lgunas pavimentadoras cuentan con un depósito entre el sinfín y la plancha de cimbrado, que contiene los vibradores internos, el que está cerrado frontalmente por el strike-off y eventualmente el chasis de la máquina. El strike-off es una especie de cuchilla ajustable, que puede ampliar o reducir el espesor del concreto dentro de la máquina, el que debe ser ajustado a las condiciones de pendiente transversal de la vía, bombeo o corona. Como ya dijimos, en las pavimentadoras de cimbra deslizante, el primer juego de vibradores se localiza internamente, mientras que los segundos o vibradores de piso mejoran el acabado del concreto. Junto a los vibradores externos se encuentra el tamper-bar o cuchilla compactadora, que perfecciona el acabado superficial de la carpeta. Finalmente los equipos cuentan con la placa extrusora de concreto (profile pan), en la cual este toma la forma de la losa. Pavimentadora con asfalto Es un tractor acondicionado con llantas de orugas o neumáticos y una barra de extendido. La unidad de potencia cuenta con una tolva de recepción en la parte delantera y un sistema de fajas, para mover la mezcla a través de un túnel por debajo de la planta de potencia, hacia atrás de la unidad. En su parte posterior la mezcla se deposita en la superficie a pavimentar y por medio de unos augers (elemento helicoidal del tipo tornillo sin fin) se extiende el asfalto transversal y frontalmente, frente a la plataforma de acarreo. Un par de brazos conectados a la unidad de tracción tiran de la unidad de acarreo por detrás del tractor. De esta forma se controla el ancho y la profundidad del asfalto colocado y se obtiene el acabado y la compactación inicial del material. Su barra posterior define la calidad del concreto asfáltico colocado, su espesor y su curvatura o pendiente. Esta última se logra ajustando la posición de la barra durante la colocación, por lo que para obtener buenos resultados, es necesario un análisis topográfico riguroso. Los aspectos críticos que deben controlarse son las unidades de carga y acarreo (camiones) y las características de transporte de la pavimentadora. Producción de los equipos de pavimentación El volumen colocado por unidad de tiempo depende de la geometría de la vía a pavimentar, en general la producción se estima como: P = B . e . V Donde B: ancho de pavimentación e: espesor de la capa v: velocidad del equipo Las velocidades de las pavimentadoras con asfalto son lentas, 10 Km/h, y el ancho estándar es de aproximadamente 3 a 4 m. Los espesores varían según el diseño, pero por lo general se suele trabajar con espesores entre 2" y 4". En el caso de las pavimentadoras con concreto, su producción diaria puede superar los 1600 m³. Si hablamos de CCR, las máquinas pavimentadoras pueden ofrecer rendimientos de hasta 1000 m³/h. En todos los casos, el suministro de la materia prima es fundamental, por lo que una vez establecida la producción se debe hacer un balance de la flota requerida. La división entre la producción de la pavimentadora y la capacidad de un camión indica la cantidad necesaria para mantener el abastecimiento constante. Si los equipos cuentan con un almacenamiento, debe
verificarse que este no sea excesivo, pues se corre el riesgo de que la mezcla no tenga la temperatura adecuada. Equipo de compactación para asfaltos Un pavimento asfáltico ve afectada su estabilidad, mecánica, durabilidad y permeabilidad al agua si no ha sido convenientemente compactado. El contenido de aire en los vacíos debe ser de entre el 3 y el 5%. Algunos factores que afectan la compactación son las características de la m ezcla, el espesor de la capa, la temperatura de la mezcla y las modalidades operativas del equipo de compactación. En el proceso se distinguen las siguientes fases: Compactación inicial: Se realiza después del extendido del asfalto. En esta etapa se debe conseguir la mayor parte de la densidad especificada para la capa asfáltica. Generalmente se emplean compactadores vibratorios, aunque también se pueden usar los de neumáticos o estáticos muy pesados. La temperatura del ag lomerado debe aproximarse lo más posible a 150º C. * Compactación intermedia: Se puede utilizar la misma maquinaria que en la fase inicial, aunque la amplitud de las vibraciones es más baja que en ella. Se debe llegar a la densidad especificada para la capa. * Compactación de acabado: Es la que elimina las marcas dejadas en las dos primeras etapas. El aglomerado debe conservar el suficiente calor como para conseguir lo que se pretende. Los tipos de rodillo básico que se usan para compactar asfalto son los lisos, los neumáticos y los lisos vibratorios. El liso se aplica inicialmente para llegar al espesor requerido, mientras que el neumático se usa para las pasadas de acabado final. * Compactación de carpetas rígidas El proceso de construcción de una carpeta de concreto incluye el colocado, vibrado y acabado de la superficie. El acomodo y la máxima densidad del material se logran mediante un diseño adecuado de la mezcla y un correcto vibrado. En la colocación y compactación de la mezcla para concreto compactado con rodillo se emplea el mismo equipo que para las mezclas asfálticas; pero la pavimentadora debe estar provista de dispositivos que proporcionen un alto grado de compactación a la mezcla. FresadorasEl reemplazo de pavimentos existentes por nuevos es fundamental para que la calidad de una vía se mantenga intacta. En los de asfalto o de hormigón, las fresadoras son muy importantes en esta tarea. En los trabajos de fresado es fundamental tomar en cuenta la precisión y la producción del equipo, para obtener un trabajo de calidad y rehabilitar la vía en el mínimo tiempo posible. Las fresadoras tienen anchos que van desde los 60 cm hasta los 2 m. La potencia de su motor determina la profundidad de fresado, que puede alcanzar hasta 30 cm. Las características del rotor de fresado, el sistema de enfriami ento y su transmisión, el número de picas, el material con que están fabricadas, las portapicas y el método de descarga generalmente compuesto de cinta transportadora y descarga frontal son las características que se deben analizar en el momento de seleccionar el equipo. |
Equipos de pavimentación con material asfáltico. El equipo utilizado para transportar y colocar bituminosos en pavimentos, se compone básicamente de camiones, pavim entadotas y aplanadoras. Los camiones que sirven para transportar los m ateriales calentados son de tres tipos: los camiones volteo ordinarios, los de volteo con descarga por el fondo y los camiones de tipo de tanque. Para acarrear las cargas de materiales de la planta de mezcla caliente, la unidad de acarreo mas usual es el camión volteo ordinario, aunque también puede usarse el camión de volteo de descarga en el fondo.
Cualquier camión que se use para transportar el material asfáltico o la mezcla caliente debe protegerlo. La protección sirve como aislamiento, de manera que l a temperatura del material satisfaga las especificaciones cuando se coloca, y como protección contra la lluvia para que no se moje antes de que lo consolide la carpeta. La protección mínima para estos fines es una lona pesada y alquitranada para cubrir la parte superior abierta de la caja del camión del volteo.
Una variante del transporte de material procesado es el camión largo volteo, con descarga por el fondo, pero que puede descargar también por la parte posterior. Este puede transportar de 20 a 30 toneladas de material mezclado. La entrega controlada de material por la parte posterior se logra mediante una cadena de arrastre horizontal, semejante a un transportador, que recorre a lo largo del lecho de acarreo del camión. El material puede descargarse a cualquier ritmo, desde cero hasta 20 toneladas por minutos. Este tipo de camión puede usarse con vaciado por el fondo, descargando el material bituminoso, mezclado en forma de camellones. Esta mezcla se vacía en forma de camellón sobre la base preparada, para extenderla luego a mano, por una motoconformadora o para recargarla a una pavimentadota. Un camión volteo vacía por su extremo el material bituminoso directamente a una pavimentadota para extenderlo sobre la base preparada. Las aplanadoras para consolidar la carpeta de pavimento bituminoso son del tipo de neumático o de la variedad que utiliza ruedas lisas de acero.
Equipos de Alta Rendimiento para la ejecución de Pavimentos de Hormigón.
Introducción La construcción de la Ruta Nacional N° 127 en sus distintos tramos, que vinculan la ciudad de Federal con las localidades de Los Conquistadores, San Jaime de la frontera, Prov. de Entre Ríos, y Cuatro Bocas, en Corrientes, constituye un hito significativo para la tecnología vial en Argentina dado que se han empleado por primera vez equipos de alto rendimiento para la ejecución de calzada de hormigón.
El presente trabajo resume, en forma ordenada y secuencial, distintos aspectos concernientes a esta tecnología y su aplicación en esta obra, pero no se incluyen comentarios relativos al diseño geométrico o de espesores. De su análisis surgen consideraciones de relativa importancia que contribuirán al éxito de obras futuras que se ejecutan con tecnología similar.
Criterio general de selección de equipos
Para realizar una correcta selección de equipos se debe considerar un amplio espectro de factores, entre los que se puede citar el diseño estructural de la ruta a construir con sus distintas estructuras básicas, los materiales disponibles, los rendimientos parciales para la ejecución de cada ítem de la estructura, las exigencias de calidad, la versatilidad de los equipos preseleccionados para cada trabajo, su rentabilidad, etc.
Entre estos factores, se analizará brevemente la influencia del paquete estructural de diseño, las características y especificaciones de obra y los plazos de ejecución.
Paquete estructural del diseño
Cuando la obra a ejecutar es la construcción de un camino de hormigón y la obra básica es completamente nueva, el tren de pavimentación de alto rendimiento de ejecución se deberá analizar como un conjunto de equipos que trabajarán de manera coordinada; cada uno de los equipos cumplirá con las exigencias del rendimiento que se le fijará al tren de pavimentación, es decir, el tren completo de pavimentación tendrá el rendimiento que le i mponga el componente de menor rendimiento. De esta consideración surge que es muy importante la compatibilidad y homogeneidad entre todos los componentes del equipo.
Como ejemplo, se enumeran algunas alternativas para las estructuras básicas que se pueden emplear en la ejecución de un nuevo camino de hormigón:
Subbases: Mezclas de suelos. Tratamiento de suelos. Estabilización de suelos.
Bases: Granulares. Suelo cemento.
Hormigón pobre.
Calzadas de hormigón: Pavimento de hormigón sin pasadores. Pavimento de hormigón con pasadores. Hormigón de armadura continua.
Si la obra a ejecutar se trata de una reconstrucción de un camino de asfalto empleando como diseño un whitetopping, el empleo de un tren pavimentador de hormig ón de alto rendimiento será una solución técnico económica sencilla y rentable, dado que no existe una limitación en la disponibilidad de ¨ cancha ¨ y puede imponerse el ritmo máxi mo de hormigonado que permita el conjunto de equipos.
Para reconstruir caminos de asfalto con problemas estructurales también se deberán analizar diseños como reciclado y estabilizado con cemento, recuperando por medio de corte y estabilizado con cemento, espesores que abarcarían la antigua carpeta de asfalto y parte de las capas inferiores, brindando la posibilidad de mejorar la estructura con materiales existentes en el camino a reciclar.
Estos equipos recicladores estabilizadores pueden reciclar, mezclar y estabilizar espesores del orden de 45 cm; el reciclado cumplirá las características de una excelente base, la que se pondrá cubrir con una carpeta asfáltica o calzada de hormigón, de acuerdo con las exigencias técnico económicas que determinen el diseño.
Características de la Obra:
Localización de la obra: Posibilidad de desvíos. Provisión de materiales. Zonas par acopio e instalaciones de obra. Factor climático.
Posibilidad de desvío:
Esta tecnología de alto rendimiento en construcción de caminos requiere de desvíos de obra para permitir una eficiente provisión de materiales al frente de trabajo, dado que los consumos son muy importantes y es esencial asegurar una provisión continua de insumos(cemento, piedra, arena, etc).
La evaluación de las condiciones en que se ejecutarán los trabajos de construcción y la posibilidad de ejecución de desvíos, determinarían la necesidad de seleccionar anchos de trabajo, establecer secuencias en la ejecución o el empleo de hormigones de rápida habilitación, ya que el transporte del hormigón al frente de trabajo podría provocar deterioro de la base si ésta se usa para el tránsito.
Provisión de materiales
Debido a los altos rendimientos que se alcanzan en la construcción de los distintos ítems, es de suma importancia seleccionar las diversas alternativas de suministrar al frente de trabajo los materiales que alimentarán a estos equipos, para conseguir el rendimiento deseado en la distintas etapas constructivas. Del cálculo de materiales componentes para una dosificación tipo surge:
Consumo de materiales por jornada (10 h) para un consumo de Hormigón de 150 M3/h
Cemento : 570 t Piedra : 1300 m3 Arena : 1000 m3
Zona para acopio e instalaciones de obra:
Sea cual fuera el tipo de planta de hormigón que se adopte (mezcladora compacta móvil o fija), se deberá prever que cada localización deberá cumplir con capacidad de acopio de materiales y con vías de acceso que aseguren una provisión correcta de materiales en toda condición climática.
Factor climático
El clima suele limitar en forma sensible los períodos de construcción, reduciéndose a veces a sólo algunos meses en el año(vedas invernales, estaciones de lluvias, etc). Ante estos casos, la adopción de tecnología de alto rendimiento es la solución técnico económica apropiada para reducir los plazos de ejecución, aprovechando al máximo los períodos aptos. En el cálculo de los plazos estimados se debe prver no solamente los días específicos de lluvia sino también las consecuencias posteriores(mala transitabilidad de caminos, mal estado de la banquina, etc).
En el caso particular de la RN 127, la obra está emplazada en una zona de clima subtropical, con un alto régimen de lluvias anuales y con predominancia de precipitaciones en primavera y verano. En numerosas ocasiones la obra se detuvo por esta circunstancia.
Especificaciones de obra:
El empleo de esta tecnología es también una garantía de autocontrol, pero aún así las especificaciones de obra deberán estar adaptadas al empleo de esta tecnología. Esto es de particular importancia en lo que respecta a: * Dosificaciones de obra (fórmula de mezclas aprobadas) Las fórmulas de mezcla aprobadas deben tener la suficiente flexibilidad y permitir l a adaptación a los pequeños cambios originados en variaciones granulométricas, distancias de transporte, temperatura ambiente, etc, sin que se alteren las características esenciales del hormigón.
* Controles de elaboración del hormigón (estado fresco y endurecido)
Loc ontroles de elaboración, tanto en estado fresco como endurecido, se deben adecuar a l os ritmos de trabajo que corresponden a esta tecnología. Por otra parte, no debe olvidarse además que, por sus características, se incrementan los mecanismos de autocontrol.
* Terminación, lisura, rugosidad, espesores, curado, etc * Las distintas exigencias deben adaptarse de forma tal de aprovechar todas las ventajas que permite el uso de esta tecnología, de forma tal de asegurar una calidad óptima.
Plazo de ejecución LA selección de los equipos a emplear garantizará el cumplimiento de los plazos de obra cuando todo el conjunto de la obra se ejecute con rendimientos apropiados en todas las etapas constructivas, es decir, la obra se comporta como una cadena, donde el eslabón más débil(o más lento) determina la eficiencia del conjunto.
3 Características Fundamentales de los Equipos de Alto Rendimiento
Para efectuar una correcta selección del equipo se debe analizar un g ran número de aspectos. La selección se hará ¨a medida de la obra a construir ¨y en la evaluación se deberá contemplar el consumo de hormigón por metro lineal por min. del tren de pavimentación, espesores, ancho de calzada, obra básica a construir si se tratase de un camino nuevo, etc.
A continuación, se analizan las alternativas más importantes para cada uno de los rubros principales de obra.
Distintas alternativas de equipo
.Elaboración del hormigón
Para la elaboración del hormigón debe contarse con una planta dosificadora y mezcladora de adecuada capacidad y que permita efectuar las correcciones por humedad de los agregados en forma automática.
La planta debe contar con un adecuado número de tol vas de agregados para permitir el empleo de distintas fracciones, necesarias para mantener constantes las características del hormigón fresco y endurecido, aún cuando hubiera variaciones en la granulometría de los agregados.
El empleo de plantas dosificadoras (no mezcladoras) se desaconseja porque el mezclado en planta es más eficiente y posibilita el transporte en camiones volcadores o agitadores, con las ventajas que se indican más adelante. Una planta dosificadora exige el uso de camiones motohormigoneros para el mezclado y transporte, lo que dificulta el autocontrol e incrementa los costos.
Las plantas mezcladoras pueden ser de dos tipos: fijas o móviles
Planta mezcladora de hormigón: Compacta móvil. Fija.
Planta compacta móvil Estas plantas son diseñadas para obras donde las distancias de transporte del hormigón son existentes en longitud y tiempo, no pudiendo proveerse el hormigón a toda la obra desde una sola localización. Desde el punto de vista de la economía de obra, el traslado de la planta de elaboración a distintas estaciones, acompañando el tren de pavimentación, reduce los tiempos y costos de transporte y la cantidad de camiones necesarios.
Las distintas estaciones se determinarán de forma tal de optimizar los tiempos de transporte, de forma tal que en un ciclo completo carga transporte descarga regreso insuma no más de 15 minutos. Los cambios de estación de estas plantas sólo requerirán de 24 a 48 horas para continuar con el proceso de elaboración de hormigón. Sus producciones son del orden de 150 a 300 m3/h.
Plantas fijas: Su empleo será el correcto en obras donde las distancias de transporte desde la planta de elaboración al frente de pavimentación sean cortas y se pueda proveer la cantidad de hormigón necesaria en calidad y cantidad.
Transporte del hormigón El transporte del hormigón desde la planta de hormigón hasta el frente de obra puede hacerse de distintas formas, pero debe tenerse en cuenta que el tipo de planta adoptada (dosificadora o mezcladora) condiciona los medios adecuados. Como y se indicó anteriormente, es posible efectuar el transporte del hormigón con camiones volcadores o agitadores, de mejor rendimiento y eficacia.
Camión volcador Para asegurar altos rendimientos en al provisión del hormigón al equipo pavimentador, se aconseja el empleo de camiones volcadores provistos de eje balancín trasero, una capacidad mínima 6 m3 a 9 m3 por viaje, caja lisa metálica con fondo no recto y compuertas traseras estancas.
Como ya se indicara, se deberá considerar como alternativa económica en transporte que una vuelta completa sea menor a los 15 minutos por camión de transporte. Si el tiempo insumido es mayor, es conveniente proceder al traslado de la planta de elaboración del hormigón a una nueva estación.
Camión agitador Estos equipos combinan las ventajas de transporte con agitación del mix er con la rapidez de descarga del camión volcador, cuentan con balancín, sistema de agitación y volcado, capacidades desde 6 a 9 m3. En la actualidad los camiones para transporte de hormigón se han diseñado para transportar el hormigón y descargarlo con mucha eficiencia, hoy se pueden conseguir camiones volcadores de hasta 4 ejes traseros uno de estos como apoyo trasero que se opera en el momento de la descarga.
Camión motohormigonero
De no contarse con alguna de las alternativas anteriores, podría emplearse camiones mezcladores(¨ mixer ¨), pero su diseño adapta completamente a las características de rendimiento exigidas y se producen demoras innecesarias en la descarga del hormigón. Se reduce también la eficiencia de mezclado y hay menor auocontrol.
En la construcción de los distintos tramos de la Ruta Nacional 127, se emplearon distintas alternativas para el conjunto ¨ elaboración - transporte ¨ del hormigón.
Para los tramos I, II y III se empleó una planta dosificadora automática para la carga de los camiones motohormigoneros, donde se realiza el mezclado.
Las plantas dosificadoras tienen capacidad de medir los agregados en peso, al igual que el cemento. El agua se mide en volumen y los aditivos se incorporan al agua de mezclado. No hay ningún dispositivo para medir la humedad de los áridos sino que el programa de ingreso de datos de la planta dosificadora permite contemplar la humedad superficial (por sobre la saturación a superficie seca). Esto requiere la determinación periódica del contenido de humedad de los áridos para obtener una adecuada uniformidad entre pastones.
Los potentes equipos empleados son capaces de colocar y compactar adecuadamente mezclas secas, con asentamiento entre 1,5 y 3 cm. Una mezcla seca(pero cohesiva) asegura que los bordes se mantengan estables luego del desplazamiento de la pavimentadora. El mezclado en el camión motohormigonero supone una limitación a la consistencia del hormigón, dado que las mezclas muy secas son difíciles de mezclar con eficiencia. A este aspecto se suma el tema de la descarga del mixer, dado que en esta etapa la consistencia del hormigón es fundamental para obtener un tiempo razonable de descarga. Al respecto, debe hacerse mención al diseño y estado de mantenimiento de los mixers.
Inicialmente, se trabajó con tiempos importantes (casi 30 minutos) pero luego se modificó la dosificación del hormigón y pudo reducirse este tiempo a 10 minutos aproximadamente. La descarga del hormigón se realiza en la cinta de alimentación de la pavimentadora o directamente sobre la base de suelo cemento, delante de la máquina.
* Descarga en cinta de alimentación de la pavimentadora
La descarga del hormigón en la cinta lateral tiene la ventaja de que el camión no pisa el suelo cemento ni maniobra sobre él. Más, si se tiene en cuenta que en el Tramo I se ejecutaron los correspondientes desvíos. Por otra parte, limita la velocidad de descarga del mixer a la capacidad de la cinta, lo que incrementa los tiempos y disminuye el rendimiento general.
* Descarga delante de la pavimentadora El hormigón se vuelca directamente desde el camión motohormigonero sobre el pavimento, lo que incrementa el rendimiento, es decir, reduce l tiempo de descarga. LA desventaja es que la descarga se hace en al menos dos lugares, separados por los canastos de pasadores y que esto implica las necesarias maniobras del camión sobre el suelo cemento, pudiendo provocar la rotura y deterioro del borde. El hormigón fresco queda sobre la cancha hasta que lo alcanza la máquina. En estos casos s necesita regular (mantener constante) la velocidad de avance del equipo para obtener una buena lisura en el pavimento.
* Planta mezcladora y transporte con camión volcador (Tramo IV) Para este tramo, se cuenta con otra tecnología diferente. El hormigón se mezcla en planta fija, con dos trompos basculantes de 3 m3 cada uno y una producción horaria de 120 m3. El transporte se realiza mediante camiones volcadores de descarga trasera de 6 m3 y 9 m3 de capacidad.
En este caso, la mezcla no admite correcciones una vez que sale de planta, lo que incrementa el autocontrol, disminuyendo las variaciones en las propiedades del hormigón.
El baricentro de la planta está ubicado a 18 km del punto más alejado, lo que provocó que, para un número fijo de camiones, el rendimiento del tren pavimentador no fuera uniforme y constante.
3.1.2.4 Influencia de la velocidad de pavimentación sobre la lisura superficial Para obtener una adecuada lisura superficial del pavimento, es necesario optimizar la velocidad de pavimentación, manteniendo un valor constante de aproximadamente 0,90 m lineales por minuto. Para ello, debe adecuarse el número de camiones motohomigoneros en función de la distancia y los tiempos de traslado, carga y descarga para evitar las interrupciones por falta de hormigón para colocar. Es sencillo comprender que, a medida que la distancia de la planta de hormigón al frente
de obra aumenta, deberá incrementarse también el número de mixers. A modo de ejemplo, se procede a la estimación del número de mixers necesarios para una distancia tipo de 10 km.
Velocidad de pavimentación
| 0,90 m/min
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Cantidad de hormigón a elaborar (y proveer) | 0,81 a 0,84 m3/m lineal
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Producción de planta(efectiva) | 50 m3/hora | Capacidad de transporte por cada mixer aproximadamente(*) | 7 a 9 m3 Tiempo de carga en planta de un mixer(para 9 m3)
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| 9 min |
Tiempo total de descarga en el frente(incluye maniobras y viaje)
| 15 a 20 min
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(*) Depende del estado del mixer y de la capacidad portante del suelo.
Con estos valores, se estima que, para operar con estos rendimientos a una distancia entre planta de hormigón y frente de pavimentación de 10 km se deberá operar con 8 a 9 mixers. A medida que se incrementa esta distancia, deberá aumentarse la cantidad de mixers.
Pavimentadora de encofrado deslizante
La tecnología de pavimentadoras de encofrado deslizante se emplea en muchos países en la construcción de caminos, barreras, cordones, cunetas, etc.
Los productores de equipos fabrican distintos modelos, con distintos pesos operacionales y tracción en dos o cuatro orugas. La elección apropiada dependerá de: * Dimensiones de la calzada a construir. * Forma de alimentar la pavimentadora con hormigón. * Logística de quipos.
La velocidad mínima en la operación de estos equipos es de 1 m/min (lineal), y se pueden alcanzar velocidades mayores a 22,5 m/min lineales. Se deben operar en forma continua, sin detenciones, por lo que debe asegurarse la provisión continua de hormigón. En esas condiciones, se pueden ejecutar tramos de más de 1300 m lineales por jornada, dependiendo del diseño de la calzada. El dato de partida es la capacidad de colocación de hormigón, que alcanza los 300 m3/h.
Estas pavimentadoras se pueden equipar con dispositivos complementarios para diversos trabajos como ser, inserción automática de pasadores, inserción automática de barras de unión, fra tases automáticos, molde para cordón integral, barandas New Jersey, etc.
Estos equipos son colocadores y teminadores de hormigón por extrusión, es decir, avanzan dejando a su paso el pavimento ejecutado. Para ello, cuentan con los si guientes dispositivos que se ilustran en la figura: * tornillo sin fin, articulado en el eje del equipo, con movimientos independientes para distribuir el hormigón en todo el ancho de pavimentación; * una compuerta de alimentación a la cámara de vibrado donde se encuentran los vibradores de inmersión horizontales separados aproximadamente 45 cm y distribuidos en todo el ancho de pavimentación. * A esta batería de vibradores, sigue una cuchilla apisonadora(tamper) que genera mortero de terminación en superficie(3 mm aproximadamente). * Por último, las bandejas de terminación superficial cerradas en sus laterales por moldes bordeadores.
Estos equipos están dotados de sensores electrohidráulicos o hidráulico mecánicos que darán a la pavimentadora la línea y el nivel de la calzada de hormigón que deberá ejecutar. Estos sensores van ¨ copiando ¨, de un tendido de hilos guía, la dirección y la cota de terminación superficial del hormigón. Los equipos de ancho completo cuentan con 4(cuatro) sensores (dos a cada lado), en tanto que los equipos de media calzada trabajan con 2(dos) sensores a un costado y la superficie la determinan ¨ por pendiente ¨en forma automática.
Resulta claro que la lisura y espesor efectivo del pavimento está directamente vinculado con la tolerancia de corte admisible en la base. Para bases cortadas correctamente, estos equipos
construirán pavimentos con espesores uniformes y excelente lisura, al no tener que estar compensando las variaciones de la base mediante la modificación de los sensores para mantener el espesor por encima del mínimo exigible en el diseño. Una práctica conveniente es ¨ no tocar ¨ los sensores de la pavimentadora durante la marcha del equipo.
Estos equipos, con una dosificación de hormigón apropiada, producirán una terminación superficial y de borde prácticamente perfectas, donde las únicas tareas restantes serían el texturado y posterior curado.
Insertores automáticos de pasadores Si el diseño lleva juntas transversales con pasadores para transferencias de cargas, se seleccionará un equipo que incluya la colocación de pasadores o éstos deberán colocarse en forma manual, en canastos, previo al hormigonado. En este último caso, debe tenerse l a completa seguridad de que los canastos no se muevan ni se desalineen con el paso del equipo y el volcado, distribución y compactación del hormigón.
El equipo con colocación automática de pasadores tiene mayor costo inicial pero la ejecución de canastos también demanda mano de obra y materiales, por lo que deberán analizarse los siguientes puntos al efectuar la elección: * Velocidad mínima de pavimentación: 1 metro lineal/
