Pavimentos

Francisco MéndezRicardo SánchezMarco Cvitanich

Introducción a la construcciónAlejandro Hernández R.

13 de Abril del 2011

INTRODUCCIÓN

La parte más importante de una carretera es su pavimento. Sin esta estructura no se puede pensar en tránsito rápido, cómodo y seguro. Las carreteras pueden llegar a todas partes y comunicar los centros más importantes con los más pequeños y lejanos lugares.

OBJETIVOS

Al termino de la presentación C.A.S.C. de :• Definir el concepto de pavimento• Nombrar los tipos de pavimentos • Conocer la composición del pavimento de

hormigón y su dosificación.• Describir características y función de la Sub-base• Identificar los procesos constructivos de un

pavimento.• Comparar pavimentos tradicionales con

pavimento delgado.

PRESENTACIÓN

• Introducción

• Definición

• Tipos De Pavimentos

• Composición De Pavimento De Hormigón

• Dosificación De Pavimento De Hormigón

• Terraplen y Subrasante

• Características De Sub-bases

• Función De La Sub-base

• Proceso constructivos del pavimento

• Pavimento delgado

• Conclusión

PAVIMENTO

Se llama pavimento al conjunto de capas de material seleccionado que reciben en forma directa las cargas del transito y las transmiten a los estratos inferiores en forma disipada, proporcionando una superficie de rodamiento, la cual debe funcionar eficientemente.

Rígidos

Losas de concreto hidráulico que en algunas ocasiones presenta un armado de acero, costo inicial más elevado, su periodo de vida varia entre 20 y 40 años; mantenimiento mínimo y solo se efectúa (comúnmente) en las juntas de las losas.

TIPOS DE PAVIMENTOS

TIPOS DE PAVIMENTOS

Flexible Más económico en su construcción inicial, tiene un periodo de vida de entre 10 y 15 años, desventaja de requerir mantenimiento constante para cumplir con su vida útil. Este tipo de pavimento esta compuesto principalmente de una carpeta asfáltica, de la base y de la sub-base.

COMPOSICIÓN DE UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN

Un pavimento de hormigón normalmente esta compuesto por los siguientes materiales en cantidades dados de acuerdo a la dosificación requerida:

• Árido Grueso (Grava Rodada y Grava Chancada)• Árido Fino (Arena Gruesa, fina o semi-fina)• Cemento (Grado Alta Resistencia o de acuerdo a ET)• Aditivos (Polyheed para su docilidad y Microair como

incorporador de aire)• Agua de Amasado (Limpia sin sustancias ni residuos)

DOSIFICACIÓN DE UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN

• La dosificación del hormigón consiste en combinar en proporciones definidas, los diferentes componentes, de modo de obtener un hormigón que cumpla con la resistencia, docilidad, durabilidad y restantes exigencias requeridas en el proyecto.

• En todo caso, cualquier estudio de dosificación estará respaldado por ensayes que acrediten una resistencia característica a la flexotracción mínima de 4.6 MPA a los 90 días, u otra que especifique el proyecto.

FUNCIONES DE LAS CAPAS

•TERRAPLEN : La finalidad del cuerpo del terraplén es proporcionar la altura necesaria para cumplir con el proyecto, deberá resistir las cargas de las capas superiores y distribuirlas adecuadamente en el terreno natural.

TERRAPLEN

SUBRASANTE

SUB-BASE

PAVIMENTO DE HORMIGÓN

FUNCIONES DE LAS CAPAS

•SUBRASANTE : La función de esta capa es soportar las cargas que transmite el pavimento y darle sustentación, además de considerarse la cimentación del pavimento. Entre mejor calidad se tenga en esta capa el espesor del pavimento será más reducido y habrá un ahorro en costos sin mermar la calidad.

TERRAPLEN

SUBRASANTE

SUB-BASE

PAVIMENTO DE HORMIGÓN

CARACTERÍSTICAS DE LA SUB-BASE

Capa de material seleccionado que se coloca encima de la sub-rasante su objetivo es  servir de capa de drenaje al pavimento, controlar o eliminar en lo posible cambios de volumen, elasticidad y plasticidad perjudiciales que pudiera tener el material de la sub-rasante.En la actualidad para carreteras, se recomienda que el espesor de la sub-base sea de 15 cm. Y cuando el espesor del pavimento sea mayor al normal se exigirá una mayor exigencia en el CBR.

FUNCIONES DE LA SUB-BASE

• Impide que el agua ascienda por capilaridad y evita que el pavimento sea absorbido por la sub-rasante.

• Es la capa que recibe la mayor parte de los esfuerzos producidos por los vehículos.

TERRAPLEN

SUBRASANTE

SUB-BASE

PAVIMENTO DE HORMIGÓN

PROCESO CONSTRUCTIVO DEL PAVIMENTO DE HORMIGÓN

• Instalación de Moldes o Instalación de guías.• Nivelación del Hormigón• Compactación del Hormigón• Terminado superficial• Texturizado de la superficie• Curado• Corte de juntas• Sellado de juntas

TERRAPLEN

SUBRASANTE

SUB-BASE

PAVIMENTO DE HORMIGÓN

PROCESO CONSTRUCTIVO DEL PAVIMENTO DE HORMIGÓN

• Base o Subase (proceso de compactación y moldeo o preparación de cancha con sistema de guias en caso de usar tren pavimentador o moldes en caso de usar cercha )

PROCESO CONSTRUCTIVO DEL PAVIMENTO DE HORMIGÓN

Nivelación del la losa de Hormigón (distribución de la mezcla en forma uniforme por toda la subbase)

PROCESO CONSTRUCTIVO DEL PAVIMENTO DE HORMIGÓN

Compactación del hormigón (vibradores de inmersión)

PROCESO CONSTRUCTIVO DEL PAVIMENTO DE HORMIGÓN

Terminado Superficial ( Instalación de barras de carga, platachado de la superficie para su terminación lisa y sin irregularidades, cepillado superficial para textura, curado de la superficie con membrana impermeable)

PROCESO CONSTRUCTIVO DEL PAVIMENTO DE HORMIGÓN

Cortes (Cortes de inducción y corte de caja)

PROCESO CONSTRUCTIVO DEL PAVIMENTO DE HORMIGÓN

Sello (Limpieza de caja con aire a presión, colocación de cordón de respaldo y sellado de junta con sello asfaltico elastomerico)

PAVIMENTO DELGADO

• El sistema TCP, creado por la compañía TCP pavements, consiste en el diseño de losas con geometría optimizada, el cual disminuye las tensiones en el pavimento a través

de un conjunto de losas cuyas dimensiones, más pequeñas que las tradicionales, permiten distribuir la

carga de manera inteligente, lo que a su vez logra reducir el espesor de estas entre 4 y 10cm, ahorrando material

de construcción de forma sustancial. 

PAVIMENTO DELGADO

• La ejecución de esta tecnología implicó un arduo trabajo en varias fases como patentar el tipo de losa y crear un software que permitiera implementarla. El año 2009 salió a la luz Optipave un programa mecanicista empírico que incluye modelos de deterioro y que permite diseñar todo tipo de proyectos con las más diversas características. Fue creado en Chile y calibrado por un estudio de la Universidad de Illinois, Estados Unidos, líder en materia de investigación en pavimentos, lo cual es un gran respaldo y ha permitido que la metodología TCP también sea cotizada en el mercado norteamericano.

CONCEPTO DE DISEÑO TCP

• Se deben dimensionar las losas de tal forma que, cada losa sea cargada solamente por una rueda o por un set de ruedas.

1,4 m largo

1,75 m largo

2,5 m largo

4,5 m largo

CARACTERISTICAS PRINCIPALES

• Losas Chicas• SubBase drenante de 15 cm (Finos <6%)• SubBase CBR al 60%• Geotextil o capa impermeable entre sub rasante y base

si es necesario• Corte Delgado de juntas (2 mm)• Sin Sello de juntas• No requiere barras de transferencia de cargas ni de

amarre entre pistas

LOSAS CHICAS

CORTE DELGADO

SIN SELLO DE JUNTAS

COSTOS DE CONSTRUCCIÓN (US $)

 TCP Concreto Tradicional Asfalto

Diseño ESALSEspesor Costo

Km-PistaEspesor Costo

Km-PistaDiferenciaConc-TCP

Ahorro %

Espesor CostoKm-Pista

Diferencia Asf-TCP

Ahorro %

50,000 8cm $ 69,041 - - - - 5cm $ 71,808 $ 2,767 4%

100,000 9cm $ 75,000 - - - - 7cm $ 86,000 $ 11,000 13%

1,250,000 10cm $ 81,715 15cm $ 113,400 $ 31,685 28% 9cm $ 101,803 $ 20,089 20%

3,000,000 12cm $ 94,389 18cm $ 132,411 $ 38,022 29% 10cm $ 116,165 $ 21,776 19%

15,000,000 15cm $ 113,400 22cm $ 160,000 $ 46,600 29% 13cm $ 137,389 $ 23,989 17%

68,000,000 18cm $ 132,411 28 cm $ 195,782 $ 63,371 32% 18cm $ 186,889 $ 54,478 29%

160,000,000 22 cm $ 157,759 30 cm $ 208,456 $ 50,696 24% 22cm $ 216,885 $ 59,126 27%

• Precios Chilenos

COSTOS DE MANTENCION

VP (%)

Años15 20

Asfalto

Hormigón Tradicional

TCP

OBJETIVO

Al termino de la presentación C.A.S.C. de :

Al termino de la presentación C.A.S.C. de :• Definir el concepto de pavimento• Nombrar los tipos de pavimentos • Conocer la composición del pavimento de

hormigón y su dosificación.• Describir características y función de la Sub-base• Identificar los procesos constructivos de un

pavimento.• Comparar pavimentos tradicionales con

pavimento delgado.

CONCLUSIONES

• Pavimento Optimizado, considerando las mejores prácticas y tecnologías actuales para pavimentos de hormigón

• Reduce el costo en un 30% para pavimentos de hormigón y un 20% Pavimentos asfalticos con diseños tradicionales.

• Modelo Mecanicista permite calcular el desempeño del pavimento en diferentes condiciones.

• Evita congestión por mantención• Sin costo de mantención de sellos• Facilidad de reemplazo de losas • Aplicado solo como solución experimental o técnica de construcción

nueva y alternativa, debido a su corto tiempo de implementación (2 años aproximadamente)