bmfcif954e - Tesis Electrónicas UACh

1
UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE
Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Escuela de Construcción Civil
Estudio para el mejoramiento de construcción de
pavimentos de hormigón, Región de Aysén
Tesis para optar al título de Constructor Civil.
Profesor Patrocinante: Sr. Heriberto Vivanco B. - Ingeniero Comercial Constructor Civil.
Juan Pablo Fuentes Olivares
Valdivia Chile 2003
Dedicatoria

A mis padres y hermana por el apoyo brindado en estos años de estudio universitario, que
con mucho sacrificio me dieron fuerzas necesarias para salir adelante, y desarrollar esta
memoria.

A Framar ltda. Ingeniería y construcción por haberme proporcionado la información
necesaria, especialmente al Sr. Francisco Galleguillos por su tiempo empleado en la
ayuda de esta memoria.

A mis compañeros de carreras Rodrigo Legal, Marcelo Matus, Victor Herrera, Cesar
Molina, Gonzalo Klener, Fabián Guarda y amigos
Eduardo Perez, Raúl Andrade,
Rodrigo Toledo, Pablo Barrientos, Miguel Ayala, y especialmente a mi polola Tamara
Heran por el apoyo que me dio durante mi vida universitaria, y consejos durante en esta
etapa de mi vida.
Gracias
Juan Pablo Fuentes Olivares
2
RESUMEN
El estudio realizado en esta memoria de titulación, tiene por objeto proporcionar la
información necesaria para la ejecución de obras de pavimento de HCV, en zonas urbanas de
la Región de Aysén. Para lo cual, se hizo un estudio a distintas ciudades de la región, las
cuales son: COYHAIQUE, COCHRANE, CHILE CHICO Y BALMACEDA, que a pesar de
estar en al misma región poseen características
geográficas, climáticas y geotécnicas
diferentes.
También se considerará el efecto de las heladas en los suelos, que es un problema que
se encuentra muy presente en estas localidades. Además, del estudio de los ciclos de Hielo –
Deshielo, que obligan al diseño y construcción de pavimentos rígidos de una manera más
desfavorable en comparación con otras regiones del país.
Esto obliga a que los sistemas constructivos empleados en una obra de pavimentación,
cumplan un rol importante para mejorar la ejecución y vida útil del pavimento. Para lo cual,
se hará mención de sistemas constructivos y soluciones, para obtener un mejor rendimiento y
desarrollo en la ejecución de una obra de pavimentación.
SUMMARY
This study hands in the necessary information to reach works with HCB’s paviments
into of urban zones at the Región de Aysén.This study was made particularly to the following
four cities: Coyhaique, Cochrane, Chile Chico and Balmaceda. These localities are into at
same region but all them with different characteristic geographic, climatic and geotonic.
At present work has considered the cold effects in the grounds because it’s a typical
and own effect of this the zone, and at same time a permanent problem. The study adds the
frosting and desfronting stage that let design and build the resistant and hard paviment than
others made at differents Region of this country.
The system of paviment that use HCB has a important roll to give a long life to
paviments and improve the yied and development the a new way of pavimentation at the
Región de Aysén.
3
CAPITULO I
INTRODUCCION
La construcción de Pavimentos urbanos de Hormigón (rígidos) en la Región de Aysén ha
aumentado en los últimos años y sus licitaciones a la vez. Para lo cuál se han tenido que ir
mejorando los sistemas de construcción de pavimentos de hormigón cemento vibrado (HCV),
para así poder tener una construcción de camino más óptima y también para mejorar la vida
útil de estos caminos.
La XI Región de Aysén del General Carlos Ibañez Del Campo presenta una gran variedad de
climas por lo cual se hace una gran problemática al momento de la construcción de caminos,
ya que uno no sabe con que tipo de clima se puede encontrar y los cuidados que hay que tener
para su construcción. También otros de los problemas que se presentan en esta región son que
presentan suelos de muy poca capacidad de soporte, lo cuál unido a los ciclos de HieloDeshielo, obliga a un diseño y construcción de pavimentos rígidos que resulta dificultosa
respecto a otras regiones del país.
Otros problemas que se presenta son: las altas precipitaciones que existen en el sector del
litoral (sector de Puerto Aysén), así como las grandes velocidades de vientos existentes en
zonas como Balmaceda y Chile Chico, y las altas temperaturas ambientales (microclimas) en
épocas de verano, lo que hace que se dificulte la construcción de los caminos y hacen que los
sistemas constructivos cumplan un rol importante a la hora de su ejecución.
En esta memoria de titulación se estudiarán distintas ciudades como referencia, que aun
cuando se encuentra en la misma región poseen características geográficas, climáticas y
geotécnicas muy diferentes. Las ciudades consideradas serán: COYHAIQUE, PUERTO
AYSEN, CHILE CHICO Y COCHRANE.
También se estudiara el problema de las heladas que es muy común en todas las localidades
de la región y que es un factor importante para la construcción y diseño del pavimento.
Para este estudio se recopilaran datos del Serviu Regional, MOP, Empresas Privadas y
experiencias en la construcción de caminos urbanos de hormigón.
4
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Describir en profundidad el proceso constructivo de pavimentos rígidos (Hormigón cemento
vibrado) en la Región de Aysén considerando que esta región posee distintos tipos de climas,
como también presenta suelos de muy baja capacidad de soporte que unido a los ciclos de
Hielo - Deshielo obliga a un diseño y construcción de pavimentos rígidos más exigente con
respecto a otras regiones del país.
Hacer recomendaciones y entregar información necesaria para mejorar la construcción y vida
útil de estos Pavimentos de Hormigón en la Región de Aysén, considerando las variables
externas que existen en su construcción.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
1.
Describir los distintos tipos de climas que existen en la zona y los cuidados para la
construcción de pavimentos.
2.
Nombrar las dificultades que existen en la construcción de pavimentos.
3.
Describir sistemas constructivos para optimizar la construcción de pavimentos de
hormigón.
4.
Proporcionar información necesaria a profesionales que requieran saber a las
condiciones que se van a encontrar al construir una obra de pavimentación en la Región de
Aysén.
5
CAPITULO II
ANTECEDENTES GENERALES DE LA REGION DE AYSEN
FIGURA 1
6
2.1 CARACTERISTICAS GENERALES
La Décima Primera Región del General Carlos Ibañez Del Campo se encuentra en la
zona sur de nuestro país, esta Región se ubica entre los 43º38 L.S. por el Norte y 49º16' L.S.
por el Sur, y desde los 71°06´ Long. W. hasta las aguas territoriales del Océano Pacifico. Esta
región tiene una superficie de 108.494,4 km2, representando un 14,2% de Chile continental e
insular.
Su largo máximo es de aproximadamente 560 Km., se encuentra entre el Cordón
Marchant y el monte Chaltel o Fitz Roy, justo en el meridiano 73° que cruza la isla
Magdalena; la anchura máxima es de aproximadamente 310 km. desde la Caleta Mitford hasta
el cerro filo Alto, a la altura de la Laguna San Rafael.
Esta Región se caracteriza por tener un clima templado sin estación seca debido a la
influencia oceánica, alcanza un promedio anual de 8.5°C. La organización territorial que posee
esta región esta dividido en las siguientes cuatro provincias:
• Provincia de Aysén
:
Capital Puerto Aysén 32.618 habitantes
• Provincia de General Carrera
:
Capital Chile Chico 6.229 habitantes
• Provincia de Coyhaique
:
Capital Coyhaique 48.701 habitantes
• Provincia Capitán Prat
:
Capital Cochrane 3.944 habitantes.
Como vamos a tomar estas ciudades como referencia de esta tesis, diremos algunas
características generales de cada una:
Como característica general de la ciudad de Coyhaique es que posee precipitaciones anuales
del orden de 1500 mm y en invierno heladas producidas por temperaturas muy inferiores a
0°C produciendo ciclos de Hielo - Deshielo en forma muy frecuente, lo cuál es determinante
en la vida útil de los pavimentos cuando estos no son ejecutados tomando todas las
precauciones que se requieren.
En Puerto Aysén, se puede decir como característica general la mala calidad de sus
suelos de fundación (suelos de muy poca capacidad de soporte). Generalmente los suelos son
vegetales y/o finos que anteriormente fueron mallines o pantanos. Además los suelos
presentan un CBR de 1 % en el caso mínimo hasta un 5 %, a diferencia del suelo típico del
norte que presenta valores de CBR mayores a 20 %. Otras de sus características son que
presenta precipitaciones con promedios anuales alrededor de 3000 mm.
7
Chile Chico posee un microclima muy particular que se podría asimilar al clima del
Litoral Central, aun cuando esta parte de la región posee el inconveniente de grandes
velocidades de vientos durante casi todo el año, y fuertes calores en verano. Esto implica que
si el hormigón de las calzadas no es tratado adecuadamente durante su proceso de curado lo
más probable es que se “reseque” superficialmente, generándose fisuras que a futuro podrían
transformarse en grietas produciendo daños estructurales en la losa de hormigón.
En Cochrane, una de las características principales del clima son las heladas puesto
que son mucho mayores que cualquier otra parte de la región. Esto hace que los pavimentos
deban soportar los Ciclos de Hielo – Deshielo que es perjudicial para los pavimentos, debido a
que estos ciclos en combinación con el paso de vehículos hace disminuir notoriamente la
capacidad de soporte de la Subrasante.
2.1.1 CLIMATOLOGIA REGION DE AYSEN
El clima de la región está fuertemente influenciado por el frente polar, con
características marítimas al occidente del macizo andino y de continentalidad en la vertiente
oriental. La presencia de grandes lagos configura importantes microclimas.
Los factores que influyen en los diferentes tipos de climas que se encuentran en esta
parte de la región están muy vinculados a sus características geográficas. En el sector insular,
el clima característico es el templado frío y lluvioso de la costa occidental, con precipitaciones
que sobrepasan los 4.000 mm. anuales, y las temperaturas medias anuales de los meses más
cálidos y fríos son de 13 ºC en invierno y 4°C en verano. Debido a la influencia del mar pocas
veces bajan de los 0°C (sector de Puerto Aysén), pero este sector esta fuertemente azotado por
los vientos del Oeste.
En los andes Patagonicos o trasandinos se encuentra un clima de estepa fría. Esta zona
a diferencia
de la Provincia de Aysén se caracteriza por estar protegida por el cordón
montañoso de la cordillera, lo que produce una disminución de la pluviosidad y un aumento de
la oscilación térmica. En el lado Oriental los valores de las precipitaciones bajan hasta 621
mm anuales en Balmaceda, en la ciudad de Coyhaique la precipitación es de 1.385 mm
anuales. Las temperaturas son generalmente bajas, siendo Enero el de temperaturas más altas y
Julio más bajas.
Las temperaturas medias mínimas y máximas no reflejan las dificultades que presenta
el clima en la zona; durante los meses invernales y durante el verano. En cambio las
temperaturas diarias, permiten realizar un análisis más exacto y realista de las dificultades que
8
provocan las temperaturas extremas, principalmente en los estudios de los Ciclos de Hielo Deshielo.
La rigurosidad del clima invernal empieza a aparecer en la región ya ha fines de abril y
comienzos de mayo, donde ya se empiezan ha obtener temperaturas mínimas inferiores a 0°C.
Pero en invierno mismo se obtienen temperaturas que llegan ha alcanzar en algunas
localidades temperaturas inferiores a -20°C lo que dificulta cualquier obra de construcción.
Pero lo singular de esta región es que en verano se pueden llegar a obtener
temperaturas diarias superiores a 25 °C. Los fuertes calores son muy importantes de analizar
en zonas como Chile Chico, donde asociado a los fuertes vientos que se presentan en la
provincia, pueden ser muy perjudiciales durante el proceso de fraguado del hormigón.
También la coherencia y altura de los relieves determina franjas sobre las escasas
planicies litorales y llanuras fluviales que permiten la penetración de aire marítimo sólo hasta
donde se interpone alguna elevación que posibilita la aparición de la nieve y otras. Esto es lo
que hace la existencia de numerosos climas en esta región, pero también los valles fluviales y
lagos que ocupan la cordillera patagonica proporciona individualidad a cada sector debido a la
protección frente a vientos dominantes.
En este sentido, es necesario mencionar que además de los vientos fríos y húmedos del
noroeste, soplan los vientos del Suroeste asociados a las condiciones anticiclónicas de verano
e invierno y los del Este que acentúan estas características. Su presencia y los efectos
climáticos que acarrean hacen necesario analizar cada localización en particular, tarea que es
difícil a los escasos datos existentes de la misma.
2.1.2 DESCRIPCION DE LOS TIPOS DE CLIMAS
La Región de Aysén se caracteriza por tener una gran variedad de climas con respecto
a otras regiones del país, debido a una fuerte influencia del frente polar que se sitúa sobre ella.
En esta región pueden diferenciarse cuatro tipos de climas principales: a) Templado, Frío
lluvioso, b) Transandino con Degeneración Esteparica, c) Estepa Fría, d) Hielo de Altura.
2.1.2.1 Templado, Frío Lluvioso
Este clima se caracteriza por tener una elevada pluviosidad (que sobrepasan los 2000 mm. al
año), y una uniformidad distribuida a lo largo del año aunque en verano tiende a disminuir y
una temperatura media anual que fluctúa entre los 7°C y los 9°C, y una amplitud térmica
propia de su carácter marítimo.
9
Unas de las ciudades que poseen este tipo de clima en la Región de Aysén es la ciudad de
Puerto Aysén.
2.1.2.2 Clima Andino con Degeneración Esteparica
Este tipo de clima se desarrolla en la vertiente oriental de la cordillera y es un clima más seco
que el anterior, con una disminución de las lluvias entre un 2000 – 600 mm anuales, además
por efecto de la posición, estas tienden a disminuir paulatinamente hacia el Este, a medida que
se acerca a la estepa y deja atrás la cordillera de los Andes.
Esta zona posee temperatura anuales que varían alrededor de los 14 °C como máxima y
una mínima de - 2°C con aumento de la amplitud térmica.
Durante el invierno las temperaturas tienden a bajar, siendo también por ello frecuentes
que existan nevadas en esta época del año. Otro factor importante es que en la época de verano
las temperaturas altas que debieran presentarse por efecto de la continentalidad, son atenuados
por vientos de gran fuerza que soplan desde la cordillera, estos vientos son helados que
provienen de los hielos continentales.
Una de las ciudades que posee este tipo de clima característico es la ciudad de
COYHAIQUE.
2.1.2.3 Clima De Estepa Fría.
Este tipo de clima se encuentra presente en las cercanías con la frontera, mas
específicamente en la vertiente oriental de la cordillera de los andes, entre los paralelos 44° y
49° de Latitud Sur.
Unas de las características principales que tiene este tipo de clima es que las
precipitaciones tienden a disminuir y que produce condiciones de semiaridez durante el
verano. Aquí las precipitaciones fluctúan entre los 200 – 300 mm al año, con una mayor
abundancia de ella en la época invernal y que cae en forma de nieve, también las heladas
pueden no presentarse durante un tiempo de seis meses o más, y con una amplitud térmica
anual alta de 13 °C.
Otro factor importante de este tipo de clima son los fuertes vientos que se presentan,
restos proceden del Noroeste y muestran una alta intensidad que fluctúan entre 7 Km./ Hrs
como mínimo y 25 Km./ Hrs. como máximo.
10
Una de las ciudades características con este tipo de clima, pero que para este sector se
le llama microclima debido a que este tipo de clima es más privilegiado para esta zona del
país, debido a que existe en la región más heladas y lluvias, la ciudad que se caracteriza es
CHILE CHICO.
2.1.2.4 Clima De Hielo de Altura
Este clima se localiza en las altas cumbres de los Andes (cordillera andina), donde el
hielo y la nieve persisten durante todo el año. También este clima se ajusta a las regiones en
las cuales la temperatura del mes más cálido esta por debajo de los 10 °C.
La influencia de este clima en bajas alturas se explica además de la latitud, por
condiciones locales en las regiones australes que permiten que el hielo descienda bastante más
bajo que las líneas de las
nieves externas. Abundantes precipitación sólida que cae
esencialmente en forma de nieve. Aquí las precipitaciones varían entre 300 – 400 al año a su
posición oriental y concentrado en los meses invernales.
Otra característica es que esta zona también posee fuertes vientos que se encuentran
más concentrados en los meses de verano.
Una de las ciudades donde predomina este tipo de clima es la ciudad de COCHRANE.
2.1.3 DATOS CLIMATOLOGICOS ACERCA DE LA REGION DE AYSEN
2.1.3.1 Temperaturas medias mínimas y anuales
TABLA 1
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
TOTAL
Coyhaique
8,8
8,2
6,6
4,8
2,6
0,1
-0,4
1,2
2,2
4,1
6,4
7,8
4,4
Pto. Aysén
10,0
9,6
8,3
6,5
4,7
2,4
1,8
2,8
3,8
5,6
7,7
9,1
6,0
Cochrane
8,0
7,6
5,6
3,4
0,8
-1,0
-1,7
-0,4
1,4
3,4
5,3
6,8
3,3
Balmaceda
6,7
6,0
4,5
2,6
0,6
-2,0
-2,7
-1,0
0,1
2,1
4,3
5,8
2,3
Chile Chico
10.8
9.5
7.9
6.1
3.5
1.0
0.1
1.0
2.4
3.9
6.4
8.4
5.2
Ref.: Dirección Meteorológica de Chile
11
Como podemos observar en la tabla que se muestra anteriormente, corresponden a las
temperaturas mínimas de las ciudades de Coyhaique, Pto. Aysén, Chile Chico, Cochrane y
Balmaceda. Estas temperaturas son muy importantes tenerlas en cuenta para así saber cuales
van hacer las condiciones con que nos vamos ha encontrar en esta Región. Además, de poder
hacer así los estudios correspondientes a los ciclos de Hielo – Deshielo en una determinada
zona, ya que son las que inciden directamente en el congelamiento y posterior
descongelamiento de los suelos en esta Región.
En la región Aysén, se empiezan a notar ya un descenso de las temperaturas en los
meses de abril y mayo, donde igual hay días en que la temperatura esta por debajo de los 0°C
en algunos sectores de la región. Pero los meses en donde más se concentran las mínimas
temperaturas son en los meses de JUNIO, JULIO y AGOSTO. Para las localidades del sector
del Litoral como la ciudad de Puerto Aysén, no se presentan temperaturas tan bajas debido por
la influencia del mar que permite mantener las temperaturas cercanas a los 0 °C en la Región.
A modo de ejemplo, en el invierno del 2002 en la ciudad de Coyhaique, tuvo
temperaturas en las cuales se alcanzo –30 °C, siendo unas de las temperaturas mínimas
registradas en el ultimo tiempo.
2.1.3.2 Temperaturas medias mensuales y anuales
TABLA 2
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
TOTAL
Coyhaique
13,6
13,2
11,2
8,2
5,2
2,6
2,0
3,8
5,9
8,4
11,0
12,6
8,1
Pto. Aysén
13,6
13,2
11,5
9,2
6,7
4,3
3,9
5,1
6,9
9,1
11,4
12,9
9,0
Cochrane
13,6
13,2
10,5
7,4
4,0
1,1
0,9
3,0
5,8
8,5
11,1
12,7
7,7
Balmaceda
11,9
11,4
9,3
6,5
3,4
0,8
0,2
1,9
4,1
6,7
9,2
10,9
6,4
Chile Chico
16.4
15.1
13.2
10.6
7.2
4.4
3.3
5.0
7.0
9.5
12.4
14.6
9.9
Ref.: Dirección Meteorológica de Chile
Como se muestra en la tabla anterior, en los meses de verano las Temperaturas medias
oscilan entre los 10 °C y los 13 °C en casi toda la región, en cambio en los campos de Hielo
Sur y Norte, se alcanzan valores de temperaturas inferiores a 0 °C.
12
Pero cuando nos acercamos a los meses invernales (Junio, Julio y Agosto), estas
temperaturas tienden a bajar más bruscamente, en el sector de los Valles que corresponden a
los sectores de Coyhaique, estas temperaturas oscilan entre los 2 °C y los 4 °C, pero en el
sector de los archipiélagos las temperaturas oscilan entre los 4 °C y los 6 °C, pero en los
campos de Hielo, estas temperaturas tienden a bajar oscilando entre los 0 ºC y los 3 °C, hasta
algunas veces se presentan temperaturas menores a los 0 °C.
Las temperaturas medias anuales en los archipiélagos oscilan entre los 9 °C y 8 °C,
excepto en las cumbres en que baja a 6 °C. En el interior de los valles muestran un promedio
anual que oscila entre los 7 °C y los 8 °C, haciéndose notar más bajos en los Campos de Hielo.
2.1.3.3 Temperaturas medias Máximas mensuales y anuales.
TABLA 3
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
TOTAL
Coyhaique
18,6
19,2
17,1
13,3
8,9
6,0
5,4
8,0
10,9
13,9
16,2
17,9
13,0
Pto. Aysén
17,9
17,8
16,0
12,9
9,7
7,2
6,9
8,6
11,0
13,5
15,4
17,2
12,8
Cochrane
14,4
13.2
10,0
6,8
3,7
1,8
1,5
3,0
5,4
7,6
10,5
12,8
7,6
Balmaceda
17,5
17,7
15,7
11,9
7,8
4,3
3,6
6,1
9,4
12,3
14,7
16,4
11,5
Chile Chico
16.4
15.1
13.2
10.6
7.2
4.4
3.3
5.0
7.0
9.5
12.4
14.6
9.9
Ref.: Dirección Meteorológica de Chile
En la tabla anterior se muestra las temperaturas medias máximas mensuales y anuales
de las ciudades Coyhaique, Pto. Aysén, Chile Chico, Cochrane y Balmaceda. Las temperaturas
máximas de cada mes se produce un incremento en comparación con la temperatura media, de
a lo menos 6 °C en los valles interiores y de 4 °C en los sectores de Pto. Aysén.
Para los demás sectores de la región correspondientes a donde se ubican las cumbres
heladas se presentan valores inferiores a 4 °C.
2.1.3.4 PRECIPITACIONES (mm)
TABLA 4
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
TOTAL
13
Coyhaique
65,2
56,8
73,5
114,3 183,5 150,6 160,7 124,4 89,3
54,8
56,9
75,9
1205,9
Pto. Aysén
195,7 158,9 165,8 239,0 320,1 283,1 280,0 257,6 209,1 162,8 167,5 207,5 2647,1
Cochrane
58,8
35,0
54,7
90,2
118,0 83,7
84,0
99,2
59,3
32,5
53,8
35,9
805,1
Balmaceda
28,1
20,4
37,5
53,6
92,5
85,2
83,5
72,2
49,0
29,6
28,3
31,7
611,6
Chile Chico
20,1
11,4
35,5
50,6
80,5
83,2
78,5
65,2
41,0
25,6
27,3
31,7
234
Ref.: Dirección Meteorológica de Chile
Esta región se caracteriza por tener un nivel de precipitaciones más alto en
comparación con las demás regiones del país. Pero las precipitaciones varían durante casi
todo el año, y donde se concentra mayormente las precipitaciones son en los meses invernales
en gran parte de la región. Unos de los sectores donde hay más precipitaciones es en la ciudad
de Pto. Aysén y Pto. Cisnes.
Analizando la tabla N°4 de precipitaciones anteriormente mostrada, las máximas
precipitaciones se concentran en los meses de Mayo hasta Agosto, produciéndose un descenso
de las precipitaciones en los meses de Septiembre y Octubre, pero tienden a subir
nuevamente, pero con menor fuerza en los meses de Enero y Febrero.
Una de las características de esta Región es que suelen presentarse tormentas Ciclónicas, que
se desplazan hacia el Norte en Invierno y hacia el Sur en Verano.
2.1.3.5 VIENTOS
TABLA 5. Números de días con vientos fuertes
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
AÑO
Coyhaique
8
2
5
0
3
1
4
1
3
1
2
1
2
0
6
0
6
1
6
1
6
1
6
1
6 > 20 NUDOS
0 > 30 NUDOS
Pto. Aysén
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
57 > 20 NUDOS
10 > 30 NUDOS
Balmaceda
26
17
24
12
20
10
20
8
18
8
12
4
12
3
16
7
22
11
20
9
26
13
28 244> 20 NUDOS
15 117 > 30 NUDOS
Chile Chico
6
2
4
3
4
2
3
1
2
1
2
1
1
0
3
1
5
2
6
2
8
4
9
5
Ref.: Dirección Meteorológica de Chile
53> 20 NUDOS
24 > 30 NUDOS
14
Los vientos son muy importantes de analizar para esta Región. Este factor hay que tenerlo en
cuenta, ya en que ciudades como Chile Chico donde se sufre de fuertes vientos durante casi
todo el año, este factor influye considerablemente en la ejecución de los Pavimentos de
Hormigón en esta zona.
Otra localidad que posee también fuertes vientos es la ciudad de Balmaceda, que es donde se
encuentra el Aeropuerto Nacional de la Región de Aysén, esta ciudad tiene un clima similar al
de Chile Chico solo que acá los vientos son más fuertes, donde las dos terceras partes del año
son con velocidades superiores a 20 nudos (aproximadamente a 37 Km. / Hrs), y la mitad de
estos registran velocidades superiores a 30 nudos (55 km. / Hrs).
En los valles, los números de días con vientos es de a lo menos 5 días/ mes, en cambio en las
estaciones oceánicas se produce un aumento de 10 días/ mes con vientos fuertes, la mitad de
ellos con vientos que sobrepasan los 30 nudos. Pero en Balmaceda se presenta un número
mayor de días de vientos por mes que equivale a 20 días, teniendo en cuenta que la mitad de
ellos son vientos fuertes.
2.1.3.6 HELADAS
Este factor climático es muy importante tenerlo en cuenta para las distintas localidades de la
región de Aysén, ya que considerando estos datos, podemos darnos cuentas en que periodo
podemos trabajar en forma adecuada para la ejecución de los trabajos de Pavimentos de
Hormigón. Es importante también conocer que las heladas se producen cuando las
temperaturas descienden bajos los 0 °C.
Nos podemos dar cuenta de este fenómeno cuando se producen las escarchas, que consiste, en
el congelamiento superficial de las aguas y del vapor de agua producto de temperaturas
inferiores a 0 °C.
En la siguiente tabla N°6 se muestran la cantidad de meses de periodo frío donde se considera
como tales a la temperatura media < 10°C y temperatura mínima < 0 °C, destacándose
Coyhaique, Balmaceda y Cochrane, como las localidades donde se concentran los meses con
más periodos fríos. A lo contrario con Puerto Aysén que no presenta meses tan fríos con
temperaturas inferiores a 0 °C, debido a la influencia del mar y Chile Chico por su
particularidad de poseer un microclima.
PERIODO FRIO
TABLA 6. T. media < 10°C y T. mínima < 0 °C Periodo de meses fríos
15
Coyhaique
1.6
Balmaceda
3.2
Pto. Aysén
----
Chile Chico
----
Cochrane
2.5
Ref. : Dirección Meteorológica de Chile Región de Aysén.
2.1.3.7 SUELOS
Los suelos en la Región de Aysén en su mayoría presentan condiciones estructurales
muy bajas (arcillas, limos) a diferencia de otras localidades del país, producto de su baja
capacidad de soporte. Lo cuál conduce a mayores movimientos de tierra en comparación con
otras localidades del país y también obliga a proteger los suelos de fundación para que no se
altere producto de las grandes cantidades de movimientos de tierra.
En el sector de Puerto Aysén es muy común
encontrar suelos denominados
“MALLINES“, que son terrenos de muy mala calidad estructural para la construcción de
pavimentos de Hormigón, y estos terrenos son más bien pantanosos.
En Coyhaique los suelos son derivados de cenizas volcánicas, moderadamente
profundos, poseen un escaso desarrollo genético dado que predominan las texturas medias a
gruesas, y no se evidencian los fenómenos de migración tanto de material fino como del
Hierro.
En Cochrane son suelos derivados de sedimentos glaciales y fluvio-glaciales, y
también se encuentran suelos mezclados con cenizas o arenas volcánicas (todo debido por ser
un sector cercano a los campos de Hielo Norte y a las montañas que rodean la ciudad). Estos
suelos son delgados, moderadamente estratificados, con escaso desarrollo genético.
En Chile Chico los suelos son muy heterogéneos, ya que por ser una ciudad cercana a
las montañas sus suelos son derivado de cenizas volcánicas, y en algunos sectores de la
ciudad se pueden encontrar Napa Freatica.
16
CAPITULO III
“EFECTOS DE LAS HELADAS EN LOS SUELOS DE LA REGION DE AYSEN”
3.1 Generalidades
En este capítulo se tratará el fenómeno de “Congelamiento de los Suelos”, ya que esta
región del país se produce mucho este fenómeno en los meses invernales y que hay que tener
en cuenta para la ejecución de obras de pavimentación en forma adecuada.
El Congelamiento de los Suelos se produce cuando el agua llega aun punto de
congelamiento, el crecimiento de los cristales de hielo modifica el equilibrio natural del agua
en el suelo, en forma dependiente de las condiciones climáticas y geotécnicas, lo cuál aumenta
el volumen del suelo y el agua lo torna sólida. Tanto el punto de congelamiento como el
coeficiente de expansión volumétrica depende de la presión actuante en ese momento. A la
presión atmosférica la congelación del agua ocurre a 0 ºC, en tanto que bajo una presión de
600 atmósfera el agua se congela a –5 ºC y a 1100 atmósferas a -10 ºC. En tanto, su expansión
volumétrica son 0.09 a 1 atmósfera, 0.102 a 600 atmósfera y 0.112 a 1100 atmósfera.
Según referencias del SERVIU de la Región Aysén, el fenómeno de congelamiento de
suelos se produce en periodos en los cuales se registran condiciones extremas por inviernos
severos. Por lo cuál se consideran inviernos severos a aquellos casos en que se presentan más
de 10 días y noches consecutivas con temperaturas inferiores a –5 ºC situación que es bastante
normal en los periodos invernales de la Región de Aysén (Julio, junio y Agosto).
Este fenómeno de congelamiento se produce cuando:
1)
El agua que esta en el área de las zonas congeladas se transforma en hielo,
produciéndose un levantamiento del suelo, sobre todo en presencia de limos y arenas limosas.
2)
El agua de la zona no congelada, es parcialmente rechazada por la cristalización del
agua de poros. Esto ocurre en las gravas, arenas, arenas limosas de granulometría uniforme.
3)
El agua que esta próxima al limite de congelamiento, es liberada y puede desplazarse
hacia las lentejuelas de hielo, produciéndose contracción del suelo adyacente.
17
Para los distintos suelos como grava o arena limpia, cuando el agua se congela su
volumen no necesariamente aumenta un 10 % del volumen inicial de vacíos, puesto que el
agua puede drenarse durante la congelación. Si el agua esta homogéneamente incorporada a la
masa del suelo, como es usual, la congelación afecta al conjunto de dicha masa sin que formen
capas o lentes aislados de hielo; estos se formarán por el contrario, cuando se congelen in situ
la masa de agua libre previamente existente.
En otros suelos relativamente finos, tales como limos saturados o las arenas limosas
también saturadas, el efecto de la congelación depende mucho de la gradiente con que se abate
la temperatura. Un enfriamiento rápido provoca la congelación del agua allí donde se
encuentra, pero si el descenso es gradual la mayor parte del agua se agrupa en pequeñas capas
de hielo paralelas a la superficie expuesta al enfriamiento.
En condiciones naturales, los suelos limosos expuesto a fuerte descenso de temperatura
se forman capas de hielo de varios centímetros de espesor. La formación de estratos de hielo
limpio indica una emigración del agua de los vacíos hacia el centro de congelamiento; esta
agua puede proceder de los vacíos del propio suelo o ser absorbida de un acuífero, situado bajo
la zona de congelación.
Todo este proceso de congelamiento hace que más adelante se produzca otro fenómeno
que es perjudicial, este fenómeno es el de descongelamiento de los suelos. Esto provoca un
aumento en la cantidad de agua lo que se traduce generalmente en una disminución de la
capacidad de soporte, siendo muy sensible en los limos y arenas limosas, y débiles en las
arenas y gravas. Esta disminución de la capacidad de soporte en la infraestructura del
pavimento y suelos de fundación, producido por lo que llamamos proceso de Deshielo,
sumado al transito de vehículo livianos y pesados produce grandes deterioros en la superficie
del pavimento (grietas, fisuras, etc.).
3.2 EFECTOS DE LAS HELADAS
Cuando el agua se congela en los vacíos de un suelo bajo una presión actúa como una
cuña que separa las partículas sólidas y aumenta a veces el volumen de los vacíos. Si el suelo
no es susceptible a la helada como una grava y arena o si trabaja en un sistema o graduación
cerrada en donde no existe una napa freática bajo la superficie de la estructura, o sea, el suelo
de fundación descansa sobre una base sólida e impermeable. El aumento del volumen tiene
18
como limite superior un 10% del volumen inicial de los vacíos, por lo que en una formación
con superficie horizontal, la elevación de dicha superficie no puede ser mayor que :
h = 0.1 n H
Donde n es la porosidad del suelo y H el espesor en que se deja sentir el efecto de la
congelación. Por otra parte, en un sistema constituido por suelos susceptible a las heladas, la
expansión por congelación puede ser mucho mayor. La presión que ejerce el suelo congelado
al expandirse es difícil de medir con cierta exactitud, pero es grande y teóricamente puede
llegar a valores de un orden extraordinario, que exceden con mucho a las cargas usuales
sobrepuestas. Así que cualquier estructura colocada sobre el suelo se levanta juntamente con
él.
Durante los deshielos de primavera la zona congelada se funde, proceso que dura
varias semanas y va acompañado de asentamientos del subsuelo. Este asentamiento depende
de si se han formado o no lentes de hielo puro durante el periodo de congelación. En suelos no
susceptibles, el asentamiento máximo posible también estará acotado y otro tanto sucederá en
los sistemas cerrados. En ambos casos el valor real del asentamiento no puede exceder al
aumento previo de volumen por congelación. En los sistemas abiertos de suelos susceptibles,
cuando se han formado cristales de hielo puro, el asentamiento del deshielo está formado no
solo por el volumen del hielo, sino también por los colapsos estructurales de la bóvedas donde
se alojan los cristales, lo que puede llegar a ser un efecto importante. Las estructuras que
sufren estos asentamientos diferenciales son normalmente importantes. Estos efectos suelen
causar grandes daños a caminos y aeropistas.
El espesor de los lentes de hielo que se forme en los suelos susceptibles a la
congelación depende de muchos factores, entre los que pueden enumerarse el grado de
susceptibilidad del suelo, la facilidad de drenaje (tanto para absorber como para ceder agua), la
intensidad del frío y duración del mismo, especialmente este factor.
Las soluciones que se han adoptado para evitar la acción nociva del congelamiento de
las capas superficiales del terreno por efecto climáticos, pueden agruparse en tres tipos
diferentes:
a)
Substitución de suelos susceptibles por otros no susceptibles hasta profundidades
mayores a altura máxima de ascensión capilar del suelo.
b)
Drenaje adecuado para abatir el nivel freático a una profundidad mayor a la altura
máxima de ascensión capilar del suelo.
19
c)
Conversión de un sistema abierto preexistente en cerrado. Esto se logra colocando al
nivel aproximado de la profundidad de congelación una capa del material grueso, capilar
Posteriormente se volverá a rellenar la excavación, con el material original.
El deshielo de los suelos produce una disminución en la resistencia al esfuerzo cortante
de los mismos y una disminución en la capacidad de carga. Esto es fácil de explicar, pues al
fundirse el hielo el suelo se comprime y el agua experimenta presiones de poros, que solo se
disipan cuando se produzca un completo drenaje, lo que sucede normalmente en un periodo de
varias semanas a no ser que se haya tomado precauciones especiales.
3.3 FACTORES DE CONGELAMIENTO
Unos de los factores de los que depende el congelamiento son las condiciones
climáticas del lugar e hidrológicas, y de las características que posea el suelo en ese lugar
determinado.
a) Condiciones climáticas e hidrológicas
Para poder hacer un estudio acerca de las condiciones climáticas e hidrológicas que
influyen en el congelamiento de los suelos y en la infraestructura del pavimento es necesario,
tener en cuenta las condiciones más dañinas
y menos dañinas que se han predecibles en la
Región de Aysén las cuales son:
1.
Larga duración del congelamiento y deshielo.
2.
Una lenta penetración de las heladas.
3.
Congelamientos de corta duración y una penetración rápida.
4.
Cuando el hielo penetra solamente en las capas de material no heladizo.
En el caso de la hidrología es necesario saber la distancia a la cuál se encuentra la napa
freática del pavimento y el limite de penetración de las heladas en esa zona determinada y la
permeabilidad a la que se encuentra el suelo.
Según estudios realizados por el SERVIU Y MOP regional, han concluido que las
condiciones hidrológicas son favorables cuando la napa freática esta a más de 1.40 mt de
profundidad, como la penetración de las heladas es del orden de 60 cm, la humedad provocada
por la napa no alcanzaría ha llegar hasta los niveles donde se produce congelamiento.
FIGURA 2
20
B) Características de los suelos a la acción de las heladas.
Los factores de congelamiento van a depender de la susceptibilidad que tengan los
suelos a los efectos del congelamiento. Los suelos que se consideraran como susceptibles al
congelamiento y de acuerdo a estudios realizados van hacer entre 3% y el 10% del contenido
de partículas menores de 0.02 mm, dependiendo de las características granulometrica que
posea el suelo.
Los suelos que se consideran no susceptibles a la acción del congelamiento son
aquellos que poseen menos del
3%
de partículas menores que 0.02 mm. Los suelos se
pueden clasificar según el grado de congelamiento, lo que se expresa en la siguiente tabla N°7:
TABLA 7
SUELOS TIPOS DE SUELOS
G1
Grava con 3% a 20 % de partículas menores que 0.02 mm
G2
Arenas con 3 % a 15% de partículas menores que 0.02 mm
G3 – A
Gravas con más del 20% de partículas menores que 0.02 mm
G3 - B
Arenas (excepto las limosas) con más de 15% de partículas menores que 0.02 mm.
G3 – C
Arcillas (excepto finamente estratificadas) con IP > 12
G4 – A
Todos los limos orgánicos, incluyendo los arenosos
G4 – B
Arcillas finas limosas, con más del 15% de partículas menores que 0.02 mm
G4 – C
Arcillas con Ip < 12
G4 – D
Arcillas finamente estratificadas
21
Los suelos de la categoría G1 y G2, donde los primeros son catalogados como muy
poco congelables y los otros poco congelables. La diferencia que existe entre estos dos tipos
de suelos consiste en una muy débil disminución de la capacidad de soporte, en el periodo de
descongelamiento.
En cambio los suelos de la categoría G3 unas de las características principales que
posee, es que la gravas y arenas se encuentran contaminados con un elevado porcentaje de
finos (en esta categoría igual se encuentran algunos tipos de arcillas), estos suelos son los que
llamamos congelables.
Los suelos más peligrosos desde el punto de vista de la acción de las heladas, son los
que combinan la granulometría fina, con la mayor permeabilidad, por ejemplo, las arcillas
finamente interestratificadas con capas delgadas de arenas son los suelos más susceptible a la
acción de las heladas, los limos , las arenas limosas y las arcillas poco plásticas se distinguen
por su susceptibilidad estos corresponden a los de la categoría G4, que son los suelos llamados
muy congelables.
El efecto de congelamiento sobretodo en los suelos finos y en aquellos cuyas
propiedades dependen de la cantidad de finos varía con el contenido de agua. El aumento de
volumen de un suelo es función de este contenido de agua, y puede variar bastante o muy poco
según las condiciones climáticas del sector.
3.4 INDICE DE CONGELAMIENTO (IC)
La profundidad de la zona de congelación de un suelo depende de la duración como
también del valor de las temperaturas que el ambiente alcance bajo el punto de congelación.
Para tomar en cuenta ambos factores en la profundidad de penetración de una helada se ha
definido el concepto de índice de congelamiento (IC) o bien índice de heladas (IH).
Este concepto se entenderá por un número de grados - días (°C - días) la diferencia
entre la temperatura de congelación del agua. Expresando la temperatura en grados
centígrados, la temperatura de congelación del agua es 0 °C y el número de grados - días
coincide con el que mide la temperatura media diaria del lugar.
Para el diseño de la construcción de pavimentos de hormigón, se considerarán los
materiales que sean no sensible al congelamiento, el cuál deberá colocarse para proteger al
suelo situado bajo la subrasante de los efectos de la congelación. Así, se evitará cualquier
lentejuela de hielo y ningún hinchamiento. Si la capacidad de soporte disminuye en forma
22
inapreciable o no disminuye en el periodo de descongelamiento, no tendrá mayores
repercusiones en el pavimento a futuro.
Es frecuente dar estos espesores de protección en términos de índice normal de
congelación de las regiones de que se trate, correspondiendo, los mayores espesores de
protección a los mayores índices.
3.4.1 DETERMINACION DEL INDICE DE CONGELAMIENTO
Para la determinación del índice de congelamiento de una zona, es necesario contar con
datos
estadísticos de las temperaturas medias diarias. Este índice de congelamiento es
importante debido a que nos ayudará a saber la profundidad de las heladas en cada sector de
la región y del espesor en que se diseñará dicho pavimento de hormigón.
Es necesario saber la profundidad de penetración de las heladas, la cuál consiste en la mayor
profundidad bajo la superficie de rodado de la calzada, hasta la cual el agua intersticial puede
transformarse en hielo, durante el periodo invernal. Esta penetración de las heladas igual va a
depender de las condiciones climáticas de cada región.
La propagación del hielo en un suelo básicamente es función de las propiedades térmicas del
material, las cuales dependen del peso especifico aparente seco γ d y del contenido de agua
(W).
Para determinar la profundidad de penetración de las heladas existen diversos métodos, ya
sean matemáticos o bien directos de la exploración en terreno. Para modelos matemáticos, es
esencial contar con registros de las temperaturas de la zona. Mientras que para la exploración
en terreno, se realizan medidas sobre el lugar para el tramo del camino a construir. Para un
mismo tramo del camino pueden existir fuertes cambios en la profundidad de penetración
según a la exposición que se encuentre la obra a ejecutar, vientos, otros.
A continuación obtendremos el índice de congelamiento, de acuerdo a
estadísticas de
temperaturas diarias presente en la ciudad de Coyhaique y haciendo hincapié que estas
estadísticas son representativas a través del tiempo, y además representan una tendencia de
temperaturas en gran parte de las localidades de la región:
Se considerarán los tres meses con temperaturas más bajas. Estos meses son junio, julio (mes
más critico) y agosto.
TABLA 8
DIA
JUNIO
JULIO
AGOSTO
23
1
3.2
-1.4
3.4
2
6.0
-0.8
1.9
3
6.2
-6.1
3.2
4
6.1
-5.7
2.6
5
5.
-4.2
0.0
6
6.5
-6.6
5.6
7
3.6
-7.6
6.9
8
3.0
-11.8
4.3
9
2.7
-7.5
3.6
10
1.4
-6.9
1.6
11
1.8
-2.7
3.4
12
1.2
-4.2
3.6
13
-3.2
-.30
3.8
14
-4.5
0.0
2.6
15
-6.8
5.0
1.3
16
-9.0
3.9
-0.9
17
-7.3
2.9
2.2
18
-6.6
2.7
4.9
19
-7.6
-2.2
6.4
20
-6.6
-1.2
4.5
21
-8.1
-0.6
4.7
22
-8.8
-0.7
5.7
23
-3.3
-1.7
5.7
24
-2.2
0.0
6.8
25
0.6
-1.8
6.6
26
-0.5
-4.4
5.8
27
-1.7
-1.3
3.0
28
-3.8
5.0
4.2
29
-2.6
7.2
5.5
30
-2.8
4.5
2.0
31
-----
4.5
-1.0
Para este estudio se incluyen solo las temperaturas diarias de los meses más críticos,
pero del estudio y análisis realizado se desprende que la estadística escogida se ajusta al
promedio de las temperaturas de la región a través de los años.
En el siguiente gráfico se obtiene el índice de congelamiento
24
FIGURA 3
Según el gráfico N°3 se obtiene como valor del índice de congelamiento IC =153 °Cdía, valor que se adoptará como representativo para todos los sectores de la XI región que son
afectados por las heladas en la época invernal.
Este índice de congelamiento de acuerdo a gráficos que relacionan IC con penetración de
heladas se obtiene una profundidad de penetración de 0.60 mts. Esto quiere decir que para el
diseño de la estructura del pavimento: losa de hormigón + capas granulares no susceptibles a
heladas, deberán poseer un espesor mínimo de 0.60 mts.
Según experiencias recogidas de empresas particulares y de antecedentes proporcionados por
el MOP y el SEVIU REGIONAL, se coincide que la penetración de las heladas producidas
fluctúan entre los 55 a 60 cm de profundidad.
3.4.2 EFECTOS DE LA CONGELACION EN PAVIMENTOS
3.4.2.1 Disminución de la capacidad de soporte
25
Algunos de los efectos que produce la congelación en los pavimentos corresponden a la
resistencia de estos y en el comportamiento de estos mismos. Siendo estas estructuras las que
más resisten los efectos de una acción climática severa que incluye bajas temperaturas. Los
ciclos de Hielo- Deshielo producen un descenso drástico de la resistencia en las capas de los
pavimentos efectados por la congelación.
En el gráfico siguiente se detalla el abatimiento expresado en porcentaje del valor
inicial, como va variando la capacidad de soporte de un pavimento durante los meses de
agosto a abril de próximo año, cuando existe una acción severa de congelación.
FIGURA 4
Esto demuestra que la capacidad de soporte va disminuyendo con los efectos de los
ciclos de Hielo – Deshielo, y que puede producir daños en la estructura del pavimento en un
futuro próximo.
3.4.2.2 Solevantamiento
Los solevantamientos de los pavimentos se producen debido a la formación de cristales
de hielo en el suelo de fundación. Los hinchamientos producidos por las lentejuelas de hielo,
pueden ser más grande que el aumento de volumen de agua intersticial transformado en hielo
(aproximadamente 9 %).
26
Los solevantamientos desiguales provocan irregularidades estables en la superficie de
rodado que perjudican el estado de los caminos. Fuertes solevantamientos pueden causar
destrucción de las calzadas por fisuración y/o agrietamiento.
El levantamiento y destrucción de la carpeta de rodado, como resultado de la
formación de cristales de hielo en el suelo de fundación, subbases o bases, la mayoría de las
veces ocurre cuando existen en forma simultánea los siguientes tres factores:
1. Suelos susceptibles a las heladas.
2. Temperatura ambiental baja y persistente.
3. Napa de agua o fuente de agua.
De estos tres factores, solo se pueden evitar en el diseño de un pavimento, en forma más o
menos segura que los suelos bajo la carpeta de rodado sean no heladizos, hasta una
profundidad igual o superior a la que tiene la penetración de la helada del sector.
3.5 SUELOS NO HELADIZOS
Se define como el suelo que no ve alteradas sus propiedades físicas al estar expuesto al
producto del hielo, que generalmente produce un aumento del volumen de este suelo. Este
suelo debe cumplir con ciertas características para que pueda tener una buena acción frente a
las heladas de la zona.
Las cualidades que debe poseer el suelo para que sea susceptible a la acción de las
heladas es la siguiente:

Permeabilidad.

Compactación.

Contenido de Finos.

Granulometría.

Plasticidad.

Capilaridad.

Forma de los granos del suelo.
Pero siendo el más importante para que pueda tener una buena susceptibilidad a las
heladas, es el contenido de finos bajo la malla N º200 donde se aceptara un máximo de 6 % de
27
material fino y un índice de plasticidad donde se acepta un máximo de 4% . En cambio para
una graduación cerrada (condiciones normales) se acepta un contenido de finos mayores al
12% y un índice de plasticidad de 6 %.
De acuerdo a estudios realizados por el SERVIU
Y MOP Regional, en que la
penetración de las heladas en época invernal es del orden de 60 cm de profundidad de
penetración en la estructura del pavimento.
Para lo cual el espesor que deberá poseer los suelos no heladizos deberán ser mayor
que la penetración de las heladas en la región, o en el peor de los casos ser igual a dicha
penetración.
Siendo importante para esto que el suelo este en las condiciones ideales para que
cumpla con su condición de no heladizo, para esto se deberá reemplazar todo el material que
sea susceptible al entumecimiento y luego darle el espesor necesario, de acuerdo al diseño de
pavimentación a ejecutar.
Para estos estudios de diseño de la estructura del pavimento será necesario poseer todos
los datos acerca de las temperaturas diarias que existen en la zona donde se va ejecutar la obra,
y conocer todos los datos necesarios para así obtener un buen estudio acerca del fenómeno de
congelamiento y de las consideraciones que hay que tener presente.
28
CAPITULO IV
“POLITICAS DE CONSTRUCCION DE PAVIMENTOS DE HORMIGON EN LA
REGION DE AYSEN"
4.1 Generalidades
Las políticas de construcción de caminos de Pavimentos de Hormigón Cemento
Vibrado en la Región de Aysén no difiere mucho de las construcciones de pavimentos de otras
Regiones del país, pero hay que considerar ciertos aspectos constructivos para una buena
ejecución de está y una mayor vida útil de estos pavimentos, para lo cuál vamos ha empezar
hablando primero de la infraestructura del pavimento y a continuación los materiales que se
utilizan para su buena ejecución en la Región de Aysén
4.1.2 INFRAESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
Al igual que las demás construcciones de pavimentos de Hormigón Cemento Vibrado, están
compuestas por cuatro capas de materiales, para lo cuál deben ser construidas de acuerdo a las
realidades climáticas, geográficas y geotécnicas de cada sector de la región de Aysén, estas
capas son las siguientes:

Subrasante.

Sub – Base.

Base.

Carpeta de Hormigón
FIGURA 5
29
4.1.2.1 SUBRASANTE
Es el suelo de fundación de la estructura del Pavimento. Este suelo debe presentar una
buena capacidad de soporte y debe estar libre de materias orgánicas, ya que va hacer la
encargada de soportar y resistir todas las capas que componen la estructura del pavimento.
Como habíamos dicho este terreno debe ser de buena calidad para ser utilizado como
material de Subrasante. Los suelos que se consideraran de buena calidad según AASHTO son
los clasificados en los siguientes grupos: A-1; A-2; A-3 (ver anexo). Y los suelos clasificados
en los grupos A-4; A-5; A-6; A-7, solo podrán ser utilizados según lo indica el estudio de
laboratorio de suelo, y generalmente se les hace un mejoramiento a estos suelos (limos, limo arena, etc.), con un espesor determinado por el laboratorio de suelo.
Y en el caso de encontrarse con suelos del grupo A-8 estos deberán ser removidos totalmente,
ya que son suelos orgánicos y deberán extraerse en un espesor determinado por el laboratorio
de suelos.
La Subrasante se compactará a la densidad mínima de 95 % de la D.M.S.C., en 0.30
mt de profundidad como mínimo.
4.1.2.2 SUB-BASE
La Sub-Base es una capa estructural de material granular localizado entre la Subrasante
y la Base del pavimento rígido. Este material granular debe estar limpio y libre de materias
orgánicas.
30
Esta Sub-Base deberá poseer características de minimizar los daños por efecto de las
heladas y en estos casos se debe especificar materiales con alto porcentaje vacíos para dar
soporte a las capas estructurales siguientes y proveer una plataforma de trabajo para los
equipos de construcción.
Los suelos que se considerarán aptos para constituir la capa de Sub-Base son suelos
tipo grava, grava - arenosa, arenas arcillosas o suelos similares que cumplan los siguientes
requisitos:

Inorgánicos.

Libres de escombros.

Libres de basura.

Libres de material congelado.

Sin presencia de terrones.

Sin presencia de trozos degradables.
La Sub-Base debidamente preparada se extenderá sobre la plataforma del camino
incluyendo las áreas de bermas, mediante equipos distribuidores autopropulsados debiendo
quedar el material listo para ser compactado y sin necesidad de mayor manipulación para
obtener el espesor y perfil transversal deseado.
La Sub-Base deberá construirse por capas de espesor compactado no superior a 0.30 mt
ni inferior a 0.12 mts. Espesores superiores se extenderán y compactaran en capas.
La estabilización de la Sub-Base se obtiene mediante densificación mecánica (proceso
de compactación), este deberá compactarse mediante rodillos preferentemente del tipo
vibratorio y riegos adicionales para terminar con rodillos lisos o neumáticos, esta capa de
material deberá alcanzar como mínimo el 95% de densidad máxima compactada seca obtenido
en el ensaye de Proctor Modificado.
4.1.2.3 BASE
La Base es una capa estructural de material que va sobre la Sub-Base destinada a
sustentar la estructura del pavimento. Esta capa es la que recibe la mayor parte de los
esfuerzos producidos por los vehículos.
31
Los materiales a utilizar en la Base deberán estar libres de residuos orgánicos, suelo
vegetal, arcillas u otro material perjudicial. Los suelos que se considerarán aptos para
constituir la capa de la Base son las gravas, gravas arenosas, arena y suelos similares.
Antes de colocar la Base deberá limpiarse y retirase toda sustancia extraña a la SubBase previamente aceptada y se ajustará a los perfiles longitudinales y transversales del
proyecto previamente diseñados y de acuerdo a las realidades climáticas, geotécninas y de
transito de la zona donde se ejecutara el pavimento. No deberá ser colocado cuando la
temperatura ambiente en descenso alcanza a 3 ºC.
Este proceso de colocación deberá continuar hasta que el material haya alcanzado por
lo menos un 95% de la densidad máxima compactada seca dado por el ensaye de Proctor
Modificado.
4.1.2.4 CARPETA DE HORMIGON
Esta carpeta de rodado se coloca después de haber terminado con la Base y es la capa
estructural que absorbe gran parte de los esfuerzos que
se ejercen sobre el pavimento
directamente. La dosificación del hormigón utilizado en la confección de las losas se realiza
de acuerdo a las exigencias de la obra; así como también, basándose en la calidad de los
materiales que existen en la zona donde se ejecutará la obra de pavimentación.
Los espesores de las carpetas de rodados dependen fundamentalmente de las
características del transito, de la capacidad de soporte del suelo de fundación y del espesor de
la Base requerida.
El hormigón es un material susceptible de sufrir cambios dimensionales debido al paso
del hormigón fresco a endurecido y a las variaciones de temperatura. Además, si dichos
movimientos derivados de los cambios dimensionales se restringen (lateralmente son
confinados por las soleras) se generan tensiones que pueden superar la resistencia a la tracción
del hormigón, produciéndose fisuras y grietas para lo cuál se requiere de bastantes cuidados
para su ejecución, desde el momento en que se fabrica la mezcla hasta que se realizan las
terminaciones y se produce el proceso de curado.
Para aliviar las tensiones en los pavimentos, se inducen las juntas transversales de
contracción y expansión, así como las juntas longitudinales. Estas juntas deben ejecutarse
antes que las deformaciones superen la capacidad de deformación del hormigón, y pueden ser
ejecutadas en el hormigón fresco o en el hormigón endurecido.
32
Cuando el hormigón aún esta fresco normalmente se introduce una pletina de acero en
todo el ancho de la faja, con una profundidad aproximada de ¼ del espesor de la losa de
hormigón y un espesor aproximado de 5 mm. Después de un lapso razonable de tiempo y una
vez que la ranura ha quedado bien marcada, se retira la pletina y en la ranura que esta ha
dejado se introduce una tablilla de asbesto cemento que también debe ocupar todo el ancho de
la faja, ocupando la misma profundidad dejada por la pletina.
El borde superior de la tablilla debe quedar levemente cubierto por hormigón, entre 2 y
4 mm bajo la superficie. Finalmente, la junta debe ser aserrada con una sierra cortadora de
pavimentos una vez que el hormigón haya endurecido, para posteriormente ser sellada con
mastic asfáltico u otro material sellante que se especifique.
4.1.3 CONSIDERACIONES TECNICAS PARA LA EJECUCION DE PAVIMENTOS
RIGIDOS EN LA REGION DE AYSEN
En este punto trataremos algunas especificaciones técnicas que hay que considerar para
la ejecución de las obras de pavimentación en la Región de Aysén. En consecuencia, se
mencionaran las partidas de mayor incidencia para la conformación de la estructura de
pavimento, ya que no se tratarán las partidas que no tengan ningún tratamiento especial con
respecto a otras regiones del país.
4.1.3.1 EXCAVACION EN CORTE
Esta partida comprende todas las excavaciones necesarias para dar cabida al perfil
geométrico tipo del proyecto, de acuerdo a lo indicado en los planos de este.
Todas las excavaciones deberán ser ejecutadas con exactitud en cuanto a sus
alienaciones, cotas y perfiles longitudinales y transversales del proyecto, hasta alcanzar la cota
de Subrasante y se aceptara una tolerancia no mayor a 2 cm bajo la cota establecida. Sí bajo la
cota de Subrasante hubiese materiales inadecuados tales como escombros, suelos orgánicos o
cualquier otro material que dificulte la compactación, deberá extraerse en un espesor mínimo
de 0.30 mt bajo la cota de la Subrasante. Y si el terreno fuera de mala calidad estructural,
deberá remplazarse hasta la profundidad indicada por el laboratorio de profesionales de
mecánica de suelos.
Unos de los cuidados que hay que tener en este ítems es que en la gran mayoría de las
obras se produce el “ Acolchonamiento del terreno” debido a suelos limosos, arcillosos
húmedos que se encuentran en la región, que producto del paso constante de las maquinas y
33
camiones, va alterando el terreno y se transforma en un pantano que es el llamado
Acolchonamiento del terreno.
Para evitar este Acolchonamiento del terreno y basado en las experiencias de trabajo,
se puede decir que cuanto menor sea la cantidad de maquinaria utilizadas en la excavación,
menor va hacer la alteración de estos suelos de mala calidad una vez terminado el Corte. Otra
solución es tomar el corte desde uno de los extremos de la calzada e ir avanzando con este
hacia atrás, ojalá una excavadora con tornamesa para ha medida que avanza con el corte
inmediatamente detrás de ella se acomoden los camiones Tolva, sin necesidad de transitar
sobre la plataforma de la Subrasante.
Esta práctica es muy importante tenerla en cuenta para una buena ejecución de la excavación
en corte y tener un desarrollo más óptimo de la obra y no tener demora.
4.1.3.2 PREPARACION SUBRASANTE
La preparación de la Subrasante es la partida que esta antes de la Sub- Base y después
de haber terminado el movimiento de tierra, y corresponde a la preparación del suelo de
fundación de la estructura del pavimento.
Después de haber terminado la partida de la excavación en corte y haber alcanzado la
cota de la Subrasante de acuerdo a las cotas del proyecto, y de obtener las características
adecuadas para el terreno (buena capacidad de soporte, estabilidad, etc.) también deberán
respetarse los bombeos y peraltes que posee el proyecto, debido a la alta cantidad de agua de
lluvia caída en la región, para lo cual los bombeos apropiados serán de un 3%, para un mejor
escurrimiento de las aguas.
El suelo de fundación deberá ser compactado correctamente, ocupando los equipos
necesarios para una buena ejecución de las obras y de acuerdo al tamaño de esta. Antes sí
remover cualquier material como fango, arcilla blanda, suelo orgánico, etc. La compactación
del suelo deberá hacerse con rodillos mecánicos lisos, con un peso de 2000 kg. o con placas
compactadoras, de acuerdo a las características del suelo de fundación.
La compactación deberá realizarse hasta alcanzar una densidad mínima del 95%
D.M.S.C. a una profundidad de 0.30 mts para poder colocar la Sub- Base, debido a la mala
calidad de los suelos existentes en la región de Aysén.
4.1.3.3 APLICACION DE GEOTEXTIL
34
Unas de las características de la construcción de pavimentos en la Región de Aysén, es
la utilización de Geotextil para la Protección de Plataforma de la Subrasante, que presenta
muchas cualidades y beneficios para la construcción de obras de pavimentación.
La función básica del Geotextil en obras viales es repartir las presiones generadas por
una carga concentrada en una superficie mayor. La colocación del geotextil permite mediante
su resistencia a la tracción, actuar como elemento que aumenta la superficie de apoyo sobre la
Subrasante.
Desde el punto de vista de diseño estructural, aumenta la capacidad de soporte del
suelo de fundación y protege las capas de material antiheladizo, para que no se contaminen
con los finos que la rodean, lo cuál lo constituyen en un filtro que separa al suelo de las capas
superiores, dejando solo pasar el agua y no los finos (basado en estudios realizados por el
Serviu Regional, el MOP, la Cámara Chilena de la Construcción y empresas particulares).
Experiencias en terreno han indicado que este aumento de la capacidad de soporte,
medido en termino de CBR, es del orden de un 3 aún 5% adicional. Es decir, si un suelo posee
CBR natural de un 2%, al cubrirlo con geotextil podemos asumir que el nuevo valor de la
capacidad de soporte será de un 5% del CBR, con lo cuál podemos reducir espesores de la
superestructura a construir.
Para que el geotextil cumpla a cabalidad con estas funciones, el diseño de
pavimentación debe indicar las dimensiones necesarias para cubrir todo el ancho de la calzada.
Además muchas veces se especifica envolver el espesor total de las capas granulares
consideradas, más una longitud de retorno de 0.50 mts sobre el mismo, para que no quede
ninguna cavidad que permita a futuro la contaminación de las capas estructurales.
FIGURA 6
35
Los geotextiles poseen propiedades ligadas a su propia contextura que los tornan aptos
para ser empleados en aplicaciones diversas, cumpliendo variadas funciones. Estos geotextiles
no son tejidos y es fabricado a partir de filamentos continuos 100% Poliester, los geotextiles
son altamente resistentes a la tracción, al desgarre, al punzado, al reventado, etc.
De acuerdo a obras de pavimentación el geotextil debe ser escogido de tal forma que
cumpla con algunas características mínimas: Permeabilidad, Espesor, Porosidad, Resistencia
al Reventado, Resistencia al Desgarre, Elongación, Etc.
Las funciones que caracterizan al geotextil, siendo esenciales al momento de escogerlo
en una obra determinada son las siguientes:
4.1.3.3.1 Función de Separación
Evita que materiales de diferentes granulometrias se mezclen, al mismo tiempo que
permite una reducción de las subpresiones y facilita el flujo de agua en los dos sentidos.
Considerando
la
permeabilidad de la manta, se pueden distinguir dos tipos de
separación:
Separación sin permeabilidad.
Separación con permeabilidad.
Para obras viales es necesario que sea de separación con permeabilidad debido a que posee
una mayor resistencia a la Tracción.
36
FIGURA 7
4.1.3.3.2 Función de Drenaje
La textura altamente permeable permite un rápido pasaje de agua a través de la
estructura y retiene de manera eficaz las partículas del suelo, este eficiente desempeño como
filtro se mantiene constante a lo largo el tiempo.
Se diferencian dos sentidos de drenajes:
a) Drenaje Transversal.
b) Drenaje Radial.
En el drenaje transversal es usado en obras viales, el geotextil permite el libre
escurrimiento de agua (o aún de gases) a través de su espesor, actuando como elemento
drenante.
En el drenaje radial, el geotextil, que tiene un espesor de apenas unos milímetros,
poseerá mayores dificultades para permitir el escurrimiento de agua en su propio plano,
característica que para algunas aplicaciones es fundamental.
FIGURA 8
37
4.1.3.3.3 Función de Refuerzo
Actuando en el sentido de aumentar la resistencia mecánica del material envolvente, el
geotextil proporciona una eficiente transmisión de esfuerzos, gracias a su alta interacción con
esos materiales.
En esta función la manta actúa aumentando la resistencia del material envolvente
(suelo, betún, resinas, elastómeros,etc.).
FIGURA 9
4.1.3.3.4 Función de Protección
El geotextil absorbe tensiones localizadas que inciden directamente sobre el material en
contacto, protegiéndolo contra perforaciones y desgastes.
38
Como el geotextil posee características filtrantes, es muy usado en obras
complementarais a la pavimentación tales como: obras de contención, obras de drenaje de las
aguas superficiales y Sub- superficiales, estos tipos de obras se anexa a la mayoría de los
proyectos de pavimentación de la Región de Aysén.
En obras de contención consiste en incorporar al suelo elementos de tracción que
permiten equilibrar las presiones laterales generadas por empuje de tierras de relleno. Debido a
la elevada resistencia a la tracción que posee el geotextil, la interacción entre la fricción de
interfase con el suelo y el geotextil, en esta aplicación aumenta la resistencia del conjunto,
desempeñando una función de refuerzo garantizado, proporcionando estabilidad y su objetivo
principal “La Contención”.
En el caso de los drenes Sub- superficiales el geotextil evita el acarreo de partículas
hacia el interior del dren y permite un rápido escurrimiento del agua, lo cuál garantiza una
mayor vida útil del sistema drenante, mayor economía de agregados naturales y alta velocidad
de ejecución. Entonces para que el geotextil cumpla con las características debe envolver en
su totalidad al dren más una longitud de retorno sobre este.
FIGURA 10
4.1.3.3.5 Función de Filtración
La textura altamente permeable que posee el geotextil permite un rápido pasaje del
agua a través de su estructura y retiene de manera eficaz las partículas finas del suelo. Este
eficiente desempeño como filtro se mantiene constante a lo largo del tiempo.
FIGURA 11
39
Gracias a las características filtrantes que posee el geotextil es muy usado en obras
complementarias a la pavimentación, tales como obras de drenaje de las aguas Superficiales y
Sub- Superficiales.
4.1.3.4 SUB- BASE GRANULAR NO HELADIZA
La presente partida corresponde a una capa estructural de pavimento, la que estará
constituida por material granular limpio y libre de materias orgánicas. Esta capa será colocada
sobre la Subrasante previamente preparada sobre un geotextil según se indique en el proyecto,
en los anchos y espesores señalados en los planos.
Un material granular antiheladizo se acepta que tenga como máximo un 6% de finos en
regiones extremas. Y que el material de la sub-base satisfaga los siguientes requisitos:

Tamaño máximo
: 50 mm (2”).

Limite liquido
: Máximo 25%.

Indice de plasticidad
: Máximo 4%.

Poder de soporte 30 > CBR > 50% medido al 95% de la D.M.S.C.

Desgaste de los Angeles
: Máximo 40% según LNV-75.

Granulometría
:
TABLA 9
TAMIZ
% QUE PASA
50 mm (2”)
100
25 mm (1”)
55 – 100
40
5 mm (Nº 4)
25 – 55
0.08 mm (Nº 200)
2–6
La capa de Sub-Base estabilizada deberá compactarse hasta lograr una densidad seca
no inferior al 95% de la D.M.S.C. como la Sub- Base granular antiheladiza posee una
cantidad de finos bajas, toma bastante tiempo y gasto de energía de compactación alcanzar la
densidad requerida. Una vez alcanzada la compactación es recomendable poner el material de
Base (con autorización del Laboratorio de suelos).
4.1.3.5 BASE ESTABILIZADA NO HELADIZA
La presente partida corresponde a la provisión, colocación, mezclado y compactación
de una capa de áridos constituidos por suelos granulares limpios y libres de materias orgánicas
y otras sustancias objetables. Esta capa se colocará sobre el material de Sub-Base previamente
preparada en los anchos y espesores señalados en los planos y perfiles del proyecto.
Este material de la Base deberá satisfacer los siguientes requisitos:

Granulometría
:
TABLA 10
TAMIZ (mm)
% QUE PASA
50
100
40
70 – 100
25
55 – 85
20
45 – 75
10
35 – 65
5
25 – 55
2.5
------
2
15 – 45
0.5
5 – 25
0.08
0 – 10
41

Desgaste de los Angeles : Máximo 40%. Según LNV-75

Plasticidad :

Limite Liquido : Máx 25% según NCH-1517-I
Malla 40
Indice de Plasticidad : Máx 4% según
NCH-1517-II

Razón de soporte California (CBR)
El CBR, a 0.2” de penetración deberá estar entre un 40%  CBR > 50% en muestras
saturadas y calculadas al 95% de D.M.S.C.

Condición General
La fracción de agregado que pasa por la malla Nº 200 deberá ser menor que 2/3 de la
fracción que pasa por la malla Nº 40. Los materiales utilizados en la confección de las bases
no podrán tener un contenido de sales solubles mayor que un 4%.

Compactación
La capa de Base estabilizada deberá compactarse hasta lograr una densidad seca no
inferior al 95% de la D.M.S.C. o una densidad relativa no menor del 80%.
No se permitirá la incorporación de una lámina de polietileno transparente ni ningún
otro tipo de elemento de separación entre la Base y la carpeta de Hormigón. Y también como
la Base es de material antiheladizo igual deberá cumplir con una cantidad de finos que estará
limitada aún 6% de fino como máximo.
Está cantidad de finos se restringen en la Base y Sub-Base debido a que en presencia
de agua estos materiales son muy expansivos y más aún al congelarse en temporada invernal,
lo que hace que se produzca el hinchamiento de dichas capas hasta la ruptura de la losa de
Hormigón.
4.1.3.6 Temperatura de la Base.
Antes de colocar el Hormigón se deberá asegurar que no se encuentre congelada. Esto
se consigue midiendo la Temperatura de la Base en su superficie cuando existe posible
congelamiento. La temperatura deberá ser de 4 ºC en la mañana en la etapa de calentamiento,
y de 2 ºC en la tarde en la etapa de enfriamiento. La razón de esta diferencia es que durante el
calentamiento la superficie tendrá una temperatura superior que el suelo más profundo. En el
caso del enfriamiento la superficie tendrá una temperatura inferior al suelo más profundo.
4.1.3.7 PAVIMENTO CALZADA H.C.V
42
En este ítem hablaremos de algunas condiciones que hay que tener para la fabricación
y colocación del hormigón en la Región de Aysén.
4.1.3.7.1 Fabricación del Hormigón a bajas temperaturas
En clima frío es importante mantener una temperatura lo más constante posible del
hormigón. La trabajabilidad del hormigón varía mucho al variar la temperatura, para
temperaturas bajo 10 ºC. Variaciones en la temperatura del hormigón fresco al salir de la
planta, harán variar la resistencia de los hormigones y su trabajabilidad al llegar al frente del
tren pavimentador. Debe tenerse un gran cuidado de mantener una temperatura uniforme del
hormigón fresco y un muy buen control de trabajabilidad del hormigón en cada camión.
El hormigón fresco en climas de zona extremas debe poseer una temperatura tal que no
baje de los 5 ºC una vez terminado de colocarse. Esta temperatura del hormigón debe ser de
10 ºC y para lograr esta temperatura lo más eficiente es calentar el agua de amasado. La
temperatura del agua debe ser la necesaria para lograr una temperatura del hormigón de 10 ºC.
Debe tenerse cuidado que el cemento no tenga contacto con agua o áridos con
una
temperatura mayor a 60 ºC. En caso que los materiales estén muy fríos se puede usar agua
muy caliente que se mezcle primero con los áridos y luego se coloque el cemento. Aquí en la
región y de acuerdo a experiencias de empresas privadas, indica que con el agua del orden de
40 ºC se alcanza una buena temperatura del hormigón. Es difícil pensar en calentar los áridos,
puesto si es que estos áridos generan mucho vapor esto hace que se produzca agua y esta a la
vez se puede enfriar por el clima de la región y posteriormente congelarse, lo que significa que
el hormigón quedaría con hielo lo que es más perjudicial para la pavimentación. Unas de las
recomendaciones es proteger los áridos en la noche para evitar un enfriamiento por
evaporación.
Otra característica de la fabricación del hormigón, es que la temperatura del hormigón
no debe ser inferior a 5 ºC una vez colocado en el pavimento. Para conseguir esto se estima
que con una temperatura del hormigón de 10 ºC sería suficiente. Sería malo que la temperatura
del hormigón fuera mayor a 13 ºC, por problemas de excesiva pérdida de calor del hormigón
con el medio ambiente. La pérdida de calor por transporte en camiones tolva cubierto es de
aproximadamente 1 ºC por hora (ACI 306R-6), y la pérdida de temperatura es del doble al
estar descubierto durante la colocación, durante aproximadamente ½ hora antes de llegar los
techos bajos, lo que significa la pérdida de temperatura de 1 ºC por colocación. Dado que la
reacción química comienza aproximadamente a las cuatro horas de preparado el hormigón, la
pérdida de temperatura bajo los techos antes de comenzar a producir calor el hormigón y
aumentar su temperatura se puede considerar en 2 ½ horas más con recubrimientos con una
43
pérdida de temperatura de 1 ºC por hora lo que completaría otros 2 ½ ºC. En total la pérdida
de temperatura hasta iniciar el proceso de calentamiento propio es de 4 ½ ºC. Con el hormigón
preparado a 10 ºC asegura que la temperatura mínima que alcanzaría es de 5 ½ ºC en el
pavimento (cálculos considerados a temperatura ambiente de 0 ºC). Temperaturas más bajas
aumentan la pérdida de temperatura (para camión tolva cerrado), según siguiente ecuación:
T = 0.10 ( temp. Horm. – Temp. Ambiente)
(ACI 306R-6)
Según la Norma Chilena 170, se recomienda las temperaturas de mezclado indicados
en la siguiente tabla:
TABLA 11. Temperatura para el hormigón recomendadas, según NCh170
Otras de las consideraciones que hay que tener es no fabricar hormigón en presencia de
lluvia o cuando la temperatura ambiente sea inferior a 5 ºC, salvo que se tomen precauciones
para estas condiciones climáticas. Y cuando sea indispensable fabricar hormigón, conviene
usar un aditivo plastificante acelerador de fraguado para contrarrestar los efectos negativos
sobre el tiempo de fraguado y ganar resistencia en el hormigón fresco.
También se deberá utilizar aditivos para incorporar aire a la mezcla a fin de mejorar la
durabilidad del hormigón endurecido, afectada por la acción externa de los ciclos de HieloDeshielo. Este aditivo generará burbujas de aire que en presencia de Ciclos de Hielo-Deshielo
y debido a que el hormigón sufre de cambios dimensionales debido a los cambios de
temperaturas, dichas burbujas permiten que el hormigón se acomode de mejor forma cuando
se expande y contrae, evitando así que se produzcan fisuras o grietas en el hormigón. Estos
contenidos de aire dependerán del tamaño máximo nominal del árido, según NCh 170 son los
siguientes:
44
TABLA 12
Tamaño max. nominal del árido (mm)
Contenido de aire (%)
10
6,0
12
5,5
20
5,0
25
4,5
40
4,5
50
4,0
También en tiempo frío se recomienda fabricar hormigones con un asentamiento de
cono inferior a 6 cm. La fabricación de hormigones con esta trabajabilidad permite disminuir
la exudación y el fraguado se produce más rápido.
4.1.3.7.2 Protección del pavimento contra el congelamiento y el viento fuerte.
Cuando en la época invernal de la Región de Aysén empiezan a aparecer temperaturas
bajo 0 ºC, se empieza ha presentar los fenómenos de congelamiento en donde será necesario
proteger el hormigón. Basta con el uso de una buena membrana de curado que evite la
evaporación del agua, y por lo tanto mayor enfriamiento de la superficie. La reacción química
del cemento produce calor y evita el congelamiento del hormigón.
En caso que se deba hormigonar con temperaturas bajo los 0 ºC, se utilizarán sistemas
de curado que eviten la pérdida de calor de los hormigones, permitiendo elevar su temperatura
gracias a su reacción exotérmica. Esta protección se mantendrá hasta que el hormigón tenga
una resistencia de 30 kg./ cm2,
resistencia sobre la cuál no se produce problema de
congelamiento del hormigón. El sistema de protección utilizado con mayor frecuencia es del
polietileno con burbujas. Este material cumple con una función de protección aislante térmico
que aumenta la temperatura del hormigón asegurando un buen curado en climas fríos, dada la
resistencia del hormigón utilizado, mayor de 300 kg/cm2 a los 28 días, la resistencia de 30
kg/cm2 debería alcanzarse en menos de 24 horas.
En ciudades como Balmaceda o Chile Chico donde existen vientos fuertes, el tiempo
de espera para aplicar la membrana de curado después de las terminaciones debe ser mínimo,
45
para no dar tiempo a que la superficie se reseque prematuramente. Aún así, se coloca una capa
de polietileno adicional a la membrana de curado paralelamente.
4.1.3.8 DRENAJES SUPERFICIALES Y SUB-SUPERFICIALES
Debido a la alta pluviometría existente en la Región de Aysén este ítems es muy
importante tenerlo presente, ya que para ciudades cercanas al litoral como Puerto Aysén,
Puerto Chacabuco o Puerto Cisnes, estas obras anexas a la pavimentación son muy
importantes para garantizar la vida útil de los pavimentos en estos sectores.
Sumideros : Son cámaras de hormigón que llevan tapas de rejilla al nivel de la rasante, que
cumplen la función de recibir las aguas superficiales que escurren por la calzada, para luego
ser evacuadas a través de tubos de PVC y/o metal corrugado hacia algún colector de aguas
lluvias o bien directamente al sector que recibe esta agua sea mar, río, lago, etc.
La tubería deberá ser colocada de acuerdo a una pendiente mínima especificado en el
proyecto, para que puedan escurrir las aguas lluvias y el material de esta tubería se
especificará en el diseño, considerando a las solicitaciones que estará expuesto.
Sub- Dren : Se refiere a la ejecución de una zanja drenante destinada a la evacuación de aguas
subterráneas de la vía, impidiendo que esta agua lleguen a la infraestructura de la calzada. Esto
se realiza, facilitando su salida cuando aún no han logrado acceder a los niveles cercanos a la
Subrasante por medio de la ejecución de un dren profundo con tubos de PVC perforados en su
parte superior y un paño filtrante (geotextil) no tejido y autosoportante que evita el paso de
material fino, a fin de impedir su acumulación interior y posterior colapso del Sub-Dren.
La excavación de la zanja debe ser hecha desde aguas abajo hacia aguas arriba, para el
escurrimiento de las aguas polucionadas que van surgiendo y eventuales lluvias.
Para la construcción del Sub-Dren o sea, la instalación del paño geotextil, el material
drenante y tubería sea hecha en trechos desde aguas arriba hacia aguas abajo, para que se evite
la entrada de lodos y partículas en el dren y principalmente lluvias inesperadas que forman
corrientes lodosas y partículas en suspensión.
Una vez terminado el sello de la excavación se colocará el filtro de paño (geotextil)
soportante no tejido, el que deberá cumplir con los siguientes requisitos: no deberá ser tejido,
de filamentos continuos de poliéster o polipropileno, termounidos o agujados. Además debe
cumplir con ciertas características técnicas como:
TABLA 13
46
CARACTERISTICAS
VALOR M.A.R.V.
NORMA
500
ASTM –D 4632
Elongación
> 50 %
ASTM –D 4632
Costurado
450
ASTM –D 4632
Permeabilidad vertical mín.
0.7
ASTM –D 4491
Resistencia corte trapezoidal
260
ASTM –D 4533
Abertura aparente (A.O.S) max.
0.21
ASTM –D 4751
Resistencia al punzado
180
ASTM –D 4833
Resistencia a la tracción
Esta tela de geotextil se dispondrá en forma transversal a la zanja y la sobreposición en
la unión de las mantas se hará en el sentido del escurrimiento del flujo de agua, esto obliga a
colocar las mantas desde aguas abajo hacia aguas arriba.
El relleno de la zanja se hará con material filtarnte el cuál deberá cumplir con los
siguientes requisitos de banda granulometrica:
TABLA 14
TAMIZ (mm)
% QUE PASA
40
100
25
90 – 100
10
25 – 60
5
0 – 40
Por último la construcción del dren estará formado de la siguiente manera: en primer
lugar, se coloca material en toda la longitud de la zanja , en un espesor aproximado de 10 cm
de altura; sobre esta capa de material se coloca el tubo de PVC de 110 mm el cuál contendrá
perforaciones en su parte superior, alternadas cada 50 mm por lado. Posteriormente se rellena
con material filtrante y luego se envuelve todo el material con el paño geotextil dejando un
47
traslapo de 0.30 mts como mínimo. Finalmente la zanja será cubierta con suelo natural (arena)
para evitar polución y entrada de sólidos por causa de lluvias, o evitar el transito de vehículos
y equipos directamente sobre la manta.
48
CAPITULO V
“PROBLEMAS Y RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS”
5.1 Generalidades
A continuación en el siguiente capítulo, se hará mención de las principales dificultades
que se presentan en la Región de Aysén para la ejecución de una obra de pavimentación con
cemento vibrado. También daremos a conocer recomendaciones y soluciones constructivas,
para las dificultades presentes en una obra, con el fin de poder obtener una mayor vida útil
del pavimento.
Unos de los mayores problemas que se generan en la construcción de pavimentos en
la Región de Aysén, de acuerdo a experiencias adquiridas y comentarios de empresas
constructoras de la zona son los factores externos, es decir, las variables meteorológicas como;
las heladas existentes en la zona y el impacto de estas, de los fuertes vientos combinados con
fuertes calores en algunas ciudades y los altos índices pluviométricos en las localidades
cercanas al litoral.
Estas variables meteorológicas pueden ser muy dañinas para el pavimento, ya que al
no ser previstas ni controladas pueden influir en la vida útil del pavimento y en el diseño de
este.
Otros de los problemas presentes, es la que se refiere a la mala calidad de los suelos existentes
(poseen baja capacidad de soporte) y la existencia de mallines en algunas localidades de la
región.
Todas estos problemas hace que se marque una diferencia para trabajar en forma adecuada en
relación con otras regiones del país, ya que su principal problema que van a tener es del
cumplimiento de los plazos programados para la ejecución de la obra producto de las
condiciones de clima extremo e impredecibles.
Para este estudio de la zona se abarcara el estudio hecho en los capítulos anteriores
acerca de las localidades de Coyhaique, Chile Chico, Puerto Aysén y Cochrane.
49
5.2. DIFICULTADES
5.2.1 Grandes velocidades de vientos combinados con fuertes calores.
De acuerdo a los antecedentes entregados en los capítulos anteriores en donde las
ciudades más afectadas por este hecho son Chile Chico y Balmaceda, donde se encuentran
velocidades superiores a 20 nudos (aproximadamente a 37 Km. / Hrs), y la mitad de estos
registran velocidades superiores a 30 nudos (55 km. / Hrs). Además de acompañados con un
microclima, donde existe un calor bastante pronunciado en las épocas de primavera y verano.
Estas dificultades climáticas hacen que se dificulte la ejecución de las obras de pavimentación
con cemento vibrado.
Unas de las principales dificultades que se presentan cuando aparecen estos fuertes
vientos son; el acabado superficial de la carpeta de rodado, debido a que cuando el hormigón
esta expuesto a la intemperie tiende a “resecarse” la carpeta de rodado más rápido que lo
normal, lo que va a producir una problemática, ya que en el hormigón van a tender a aparecer
fisuras o grietas superficiales lo cuál va ser perjudicial para la infraestructura del pavimento
(resistencia del hormigón) y en la vida útil de este.
Otros de los problemas presentes que se generan por los vientos fuertes, es al momento
de hacer el rociado de la membrana de curado con fumigadora, debido a que se esparce
dificultosamente en ese momento y produce una aplicación de la membrana de curado
defectuosa para lo cuál deberán tenerse los cuidados necesarios en su aplicación.
5.2.2 Pluviometría altas
La región de Aysén es unas de las regiones del país donde se presentan unas de las más altas
pluviometría, teniendo localidades en que se presentan precipitaciones superiores a 2500 mm.
de aguas caídas durante el año, como en las ciudades de Puerto Aysén y Puerto Chacabuco,
además de otras ciudades como Coyhaique en que se presentan precipitaciones anuales que
superan los 1200 mm de aguas caídas. Lo cual quiere decir, que las lluvias están presentes
durante casi todo el año.
La alta pluviometría existente en la región, produce una serie de dificultades en la ejecución de
las obras de pavimentación de la zona, para lo cuál nombraremos las principales dificultades
que se pueden ocasionar:
5.2.2.1 Problemas en la programación de la obra (carta Gantt)
50
Esta es una de las dificultades más importantes cuando nos encontramos en presencia de una
alta pluviometría. Ya que por lo general dificulta la programación mensual y semanal de la
obra para lo cuál hay que estar prevenido para cuando suceda y saber que hacer para no
retrasar la programación.
Para el profesional a cargo este es uno de los puntos más difíciles ya que tiene que cambiar las
instrucciones hacia el personal, lo que muchas veces provoca malestar en el trabajador y se
genera un ambiente de trabajo poco hostil. Además, el trabajador (jornales, capataces, etc.)
tiende a ver dificultadas sus capacidades para desarrollar su trabajo en presencia de lluvias, lo
que va a provocar una disminución de su rendimiento de trabajo en comparación
de
condiciones climáticas normales de trabajo.
También cuando se producen semanas enteras con lluvias, produce en el profesional a cargo
una cierta incertidumbre, ya que la programación de la obra se ve retrasada y los trabajos
anexos que se dan ya sean ejecutados. Para lo cuál, hay que hacer ciertas construcciones
anexas, para evitar que la lluvia no siga retrasando la obra.
5.2.2.2 Maquinarias
El uso de maquinarias en presencia de lluvias e incluso cuando existan precipitaciones
acumuladas del día anterior, produce una grave problemática ya que esto combinado con
suelos naturales de baja capacidad de soporte hace que el suelo se vea alterado por el constante
paso de las maquinas. Un ejemplo de esto, es en la ciudad de Puerto Aysén en que los suelos
son de muy mala calidad y que con el constante paso de las maquinarias el suelo se altera,
combirtiendose en una especie de colchón de agua o como se conoce “mallines”.
Todo este problema generado por las maquinarias que transitan en los terrenos en
presencia de lluvias provoca una pérdida de tiempo y gasto de recursos naturales, ya que el
suelo hay que volverlo a trabajar para que obtenga las condiciones mínimas y en el espesor
determinado por el laboratorio de mecánica de suelos, una vez que las aguas se hayan drenado
del terreno pantanoso esto sea de la forma natural o bien por ayuda externa (forma artificial)
con drenajes sub- superficiales. Todo esto hace que se produzca un retraso en la obra a
ejecutar, además de producir perdidas económicas para la empresa por retraso de la obra.
5.2.2.3 Fabricación y colocación del hormigón.
Las sucesivas lluvias caídas durante todo el día producen un gran problema en la
fabricación y colocación del hormigón en las obras de pavimentación, debido a que en la
región de Aysén las empresas constructoras fabrican sus propios hormigones y por lo cuál
51
cuando son transportados a la obra son en camiones tolva los cuales deben ir cubiertos por
lonas, para que no se vean alteradas las propiedades de resistencia del hormigón.
En el caso de la fabricación esto se puede apreciar en el incremento infortuito de agua
en la mezcla, y esto puede perjudicar bastante dicha mezcla debido a que no cumpliría con la
dosificación de agua a la cuál esta diseñada el hormigón, lo cuál afectaría sus propiedades de
resistencia.
En cambio en la colocación del hormigón igual se produciría un problema grave, que
es el que se genera al momento de ser colocado encima de las capas estructurales (subrasante,
subbase y base). Ya que una vez puesto el hormigón la cara superficial expuesta de este pueda
ser lavado debido a la constante lluvia caída, la cuál produce una pérdida del porcentaje de
materiales finos además de cemento, con lo que también se verá afectada en la resistencia del
hormigón.
5.2.2.4 En obras complementarias
En estas obras complementarias tenemos lo que se refiere a la confección y colocación
de soleras en presencia de lluvias. Este punto también es importante tenerlo en cuenta, ya que
durante el proceso de pegado de estas soleras se puede producir que las lluvias arrastren el
emplantillado provocando su desalineamiento vertical, lo que a su vez produciría una mala
terminación de la solera. Además la confección de las soleras se ve dificultadas ya que no
existe la posibilidad de ser fabricadas al aire libre por la presencia de estas lluvias, ya que
también se alterarían sus propiedades de resistencia, para lo cuál es necesario
que se
construyan galpones destinados a su confección y ser guardados mientras se terminan.
5.2.3 Las bajas temperaturas en la Región de Aysén
La presencia de estas bajas temperaturas en la Región de Aysén en las épocas
invernales es una de las dificultades más importantes y sobresalientes. Unas de las localidades
más afectadas por este hecho son las ciudades de Coyhaique y Cochrane donde se presentan
temperaturas que bordean los –20 ºC, congelándose hasta las cañerías de agua potable.
Por lo tanto, cuando se presentan días como las temperaturas descritas es imposible
realizar algún tipo de trabajo, para lo cuál es importante aprovechar al máximo los días en que
la temperatura bordea los 0 ºC o bien superiores.
Estas bajas y subidas de temperaturas que se presentan en estas localidades lleva a que
se presenten los ciclos de Hielo- Deshielo, lo que es muy dañino para la infraestructura del
52
pavimento, además de acompañadas de la penetración de las heladas. Todo esto, cuando existe
una larga duración de los Ciclos de Hielo-Deshielo y una lenta penetración de las heladas.
Estos fenómenos de ciclos de Hielo- Deshielo y el de las heladas, son unas de las
variables que tienen menos difusión en el ámbito de la construcción, a lo largo de nuestro país.
Por lo tanto, es necesario conocer donde se presentan estas dificultades y que problemas
pueden ocasionar para lo cuál nombraremos los siguientes puntos:
5.2.3.1 Fabricación y Colocación del hormigón
Al igual que las aguas lluvias la fabricación y colocación del hormigón a bajas
temperaturas es un problema bastante importante, ya que varia la trabajabilidad y la resistencia
del hormigón al variar la temperatura. Por lo tanto, es importante mantener una temperatura lo
más constante posible del hormigón donde se necesitarán las infraestructuras y cuidados
necesarios para su correcta fabricación y colocación.
El problema que se presenta acá es el de “escarchamiento del hormigón” ya sea en su
fabricación o colocación de este. En la fabricación se recomienda no preparar la mezcla
cuando la temperatura ambiente sea inferior a 5 ºC o cuando la temperatura de la mezcla sea
inferior de 10 ºC.
En cambio en la colocación del hormigón fresco, también es necesario poseer una
temperatura ambiente que no baje de los 5 ºC una vez terminado de colocarse. También estas
heladas son perjudiciales en el proceso de fraguado ya que cuando se presentan estas heladas,
el agua de amasado que este todavía posee escarcha lo cual detiene el proceso de fraguado y
el hormigón no alcanza a endurecer. Lo que es altamente perjudicial ya que se ve afectada la
resistencia de hormigón, y con lo cuál ya no cumple con los requerimientos del proyecto
teniendo que ser reemplazado y produce grandes perdidas para la empresa que ejecuta la obra.
También producto de las aguas caídas en capas de la estructura del pavimento (base,
subbase y subrasante) además de la presencia de las heladas, y una vez que el hormigón ha
alcanzado su resistencia, se producen grietas o fisuras producto del hinchamiento de estas
capas debido al congelamiento de las capas inferiores.
5.2.3.2 Maquinarias
Las maquinarias igual sufren inconvenientes debido al efecto de las heladas, unos de
los problemas frecuentes que se encuentran es el rendimiento de estos equipos sean:
cargadores frontales, camiones tolva, retroexcavadoras, etc.
53
Unos de los problemas que se presentan cuando se generan estas heladas son en las
mañanas, debido a que los combustibles y motores de las maquinas amanecen congelados.
Esto hace que el encendido de los motores sea demasiado lento producto que los combustibles
están congelados. Una alternativa para que no se produzcan estas demoras es la utilización de
anticongelantes para el motor, pero igual esta medida no es 100% eficaz. Todo esto hace un
retraso en el comienzo de la obra para el proceso de excavaciones. Por eso es importante saber
en que periodo del año se puede comenzar una obra de pavimentación más o menos grande,
para no tener este tipo de dificultades.
Otro problema que se presenta es que las maquinas trabajan más que en condiciones
climáticas normales, debido a que la penetración de las heladas en los suelos es bastante
profunda y el motor de la maquina tiende a generar más esfuerzo en sus piezas para la
realización del trabajo. Esto puede acarrear problemas ya que se puede averiar alguna pieza o
romper, lo que produciría una demora en la obra.
5.2.3.3. Personal de trabajo
Este problema esta referido a todo trabajador de la obra sea jornal, capataces, etc., ya
que en presencia de las heladas el trabajo se ve afectado, lo que se ve en el avance de la obra
en sí. Esto se refiere al rendimiento del trabajador ya que es mucho menor que en condiciones
normales de trabajo, debido a que se produce un enfriamiento de sus extremidades principales
(manos y pies) lo que dificulta su accionar laboral.
Otra problemática que se presenta es en el terreno mismo donde se están ejecutando los
trabajos, ya que el acceso no es el mismo, es más resbaladizo y dificulta el desarrollo normal
de la obra.
Por ultimo, los días de trabajos en épocas invernales son muchos más cortos en
comparación con otras regiones del país producto de la cercanía con el polo Sur.
Todo esto junto hace que el rendimiento de la obra sea defectuoso y se produzca un
avance lento, lo que al final se ve reflejado en perdidas para la empresa o bien en un mal
trabajo de la obra debido a querer terminarla a tiempo.
5.2.3.4 Terreno
El terreno propiamente tal es una dificultad importante debido a las heladas que se
producen en la Región. En la época invernal, estos terrenos aparecen congelados y con una
alta penetración de las heladas en los suelos, lo que dificulta el accionar de las maquinarias en
54
el proceso de excavación, producto de que los suelos se ponen duros, lo que hace que el
trabajo sea lento, sea manual o con maquinarias.
Otra dificultad que nos encontramos cuando los terrenos están congelados, es la alta
probabilidad de ocasionar algún deterioro grave a la maquinaria.
5.2.3.5. Fabricación de soleras
Al igual que el pavimento, la fabricación de soleras posee varios inconvenientes en
tiempo frío. Para lo cuál se deben tener todas las condiciones de infraestructura adecuadas,
para que no se vean alteradas sus propiedades mecánicas y cumplan con las condiciones de
resistencia de diseño.
Un problema en la fabricación de soleras en épocas invernales, es que hay que esperar
en la mañana que se levante la helada para poder empezar su fabricación y dar termino
temprano en la tarde, debido a que comienza a escarchar temprano.
5.2.4 SUELOS
Los suelos son una gran problemática para la ejecución de una obra de pavimentación.
Debido a la gran variedad de suelos existentes en la Región de Aysén y de la mala calidad de
estos. Los suelos existente en la región poseen características estructurales muy pobres, debido
a la baja capacidad de soporte.
Los suelos característicos de la Región de Aysén, poseen grandes cantidades de arcillas
y limos, y en localidades cercanas al litoral (Puerto Aysén y Puerto Chacabuco), nos
encontramos con suelos pantanosos muy similares a los de la ciudad de Valdivia y de pésima
capacidad de soporte.
Estos suelos de mala calidad dificultan el proceso de excavación y preparación del
suelo de fundación. Debido a que se deben hacer un mayor movimiento de tierra en
comparación con otras regiones del país, además de proteger con mayor atención el terreno de
fundación para que no sea alterado por agentes externos.
La problemática de estos suelos de mala calidad (limos y arcillas) es que se debe hacer
un desgaste de maquinarias y energía de estos, lo que se ve reflejado en el suelo a reemplazar
para obtener un buen suelo de fundación y cumpla con las características de diseño de la obra,
producto que del suelo de fundación van a depender las capas de la estructura del pavimento,
ya que debe ser capaz de soportar durante su vida útil las cargas externas solicitantes y los
factores climáticos (heladas, aguas drenantes, etc.). O bien, el suelo de fundación debe ser
55
compactado de forma adecuada con muy buenos equipos para poder obtener una buena
compactación del terreno, la cuál va requerir tiempo lo que hace que se produzca una demora
en la ejecución de la obra.
Esta compactación del terreno debe ser tratada con la mayor importancia y precaución
posible para las obras viales de la región, con objeto de minimizar los daños provocados por
las heladas.
Otra dificultad, lo constituye la rigurosa selección que se debe realizar para obtener
materiales que se comporten como antiheladizo (no más de un 6 % de finos), usados para la
preparación de la Base y Subbase.
Cuando los suelos utilizados como material de Subbase y Base son demasiados
lavados, es decir, con un porcentaje de finos casi nulo o nulo, es bastante dificultoso lograr
alcanzar la densidad requerida. La problemática de lograr compactar adecuadamente un suelo
sin finos ocurre debido a que este tipo de suelos no posee cohesividad entre sus partículas. Por
lo tanto, se logra dar la densidad requerida cuando posee la humedad suficiente, pero
inmediatamente comienza a evaporarse el agua y las partículas del suelo se vuelven a soltar.
Para esto es aconsejable ir compactando por capas delgadas inmediatamente
conseguida la densidad requerida, luego adicionar una segunda capa y así sucesivamente.
5.3. RECOMENDACIONES Y SOLUCIONES
CONSTRUCTIVAS
En los puntos anteriores se indicó los problemas a los que se encuentra sometidos una
obra de pavimentación de hormigón, siendo los problemas más sobresalientes en la Región de
Aysén las variables meteorológicas las cuales son; Las altas pluviometrías existentes en la
Región de Aysén, siendo unos de los índices de agua caída más altos a nivel nacional; Las
Heladas, unas de las variables más problemáticas e importantes en la construcción de
pavimento, considerando que con una buena ejecución de las obras puede ayudar bastante
para un mejoramiento y vida útil de los pavimentos; y por último la presencia de Vientos
Fuertes, que se encuentran con mayor presencia en las ciudades de Chile Chico y Balmaceda.
Estas variables meteorológicas inciden de manera significativa en las construcción de
pavimentos rígidos, por lo que pueden producir cambios en las propiedades mecánicas del
hormigón sino se tienen los cuidados constructivos y recomendaciones para una buena
ejecución. Estos problemas se ven reflejados en la resistencia del hormigón, ya que no
56
cumplirían con la resistencia especificada por el proyecto de pavimentación, lo cuál afectara
la estructura del pavimento provocando daños (fisuras, grietas, etc.) en la estructura y en la
vida útil de estos, por lo que el hormigón debería ser retirado y reemplazo por no cumplir con
las condiciones de resistencia del proyecto.
Para que no se generen este tipo de problemas se hará un estudio acerca de algunas
recomendaciones y soluciones constructivas que ayudan para una buena ejecución de una obra
de pavimentación de hormigón, y para ayudar a contrarrestar los efectos climáticos que
inciden sobre la construcción, para las cuales se tomarán las tres variables meteorológicas
antes citadas:
5.3.1 Recomendaciones para alta pluviometría y soluciones constructivas
Los altos índices de agua caída que se encuentran presentes en la Región de Aysén, y
en especial a las ciudades de
Puerto Aysén y Puerto Chacabuco donde poseen índices
superiores a 2500 mm agua caída anual. Es importante que se tengan todos los cuidados
necesarios para la ejecución de una obra debido a que en estas ciudades se ha incrementado la
construcción de pavimentos urbanos rígidos.
Es importante en estas localidades diseñar y ejecutar los sistemas adecuados para la
evacuación de aguas lluvia en la forma correcta y de acuerdo a las condiciones del terreno.
Además de utilizar los sistemas de bombeos para las calzadas en relación a las altas
precipitaciones. Para lo que se recomienda, para una correcta construcción de pavimentos en
presencia de lluvias es lo siguiente:
a) La aplicación de Geotextil.
Esta es una solución bastante importante ya que como el geotextil posee propiedades drenantes
debido a su textura permeable ya que permite un rápido pasaje del agua a través de su
estructura y retiene de manera eficaz las partículas finas del suelo. Además de entregarle
propiedades mecánicas a la estructura, aumenta la resistencia de la estructura del pavimento.
b) Optimización del uso de maquinarias.
Lo que es recomendable es obtener el numero optimo de maquinaria a utilizar en el
trabajo de excavación, y así se obtendrá un mejor resultado del trabajo y de mejor calidad, de
acuerdo a experiencias vistas en terreno. Lo que ayudará a no ver el trabajo de excavación
entorpecido por el alteramiento de los suelos y por el cambio de este, lo que produce un menor
Acolchonamiento o hundimiento de los suelos.
57
Unas de las recomendaciones es la utilización de excavadoras con tornamesa, con la
finalidad de ir cargando y eliminando de inmediato el material de la excavación. Además, se
recomienda ir recargando con material estabilizado, en forma casi inmediata después de la
excavación, para no exponer al terreno a una probable saturación debido a la presencia de
agentes externos.
c) Transporte del Hormigón.
Cuando el hormigón se fabrica en una planta alejada de la obra el transporte del
hormigón debe ser bastante riguroso en presencia de lluvias. Para lo que se recomienda,
cuando son transportados en camiones tolva, que estos sean encarpados con lonas
impermeables una vez terminados de ser vaciados en los camiones para evitar alteraciones en
el hormigón , debido a que sus propiedades se ven alteradas con más agua a la mezcla. Lo
que es seguro y aconsejable es usar camiones mixer para evitar cualquier problemas, pero esto
tiene un costo más alto para la empresa.
d) La utilización de techos móviles.
La utilización de estos sistemas constructivos en presencia de lluvias es una buena solución
para proteger la carpeta de hormigón fresco. También, este sistema se utiliza para poder dar las
terminaciones superficiales a la carpeta de rodado, debido a los constantes cambios de climas
existentes en algunas localidades.
Pero esta solución constructiva no es totalmente efectiva, debido a que en el proceso de
colocar el hormigón se presenta la incomodidad de tener que realizar las terminaciones de la
losa de hormigón bajo este techo, lo que hace que se presente un menor rendimiento de este
trabajo para los obreros, que sin la presencia de este techo.
No obstante la utilización de estos techos móviles es una buena solución constructiva
en presencia de lluvias, pero cuando existan días buenos hay que evitar su colocación aunque
siempre con la precaución de tenerlos cercas por cualquier cambio repentino de clima. Lo que
conlleva, a hacer una buena programación cuando se trabajará en calzadas de hormigón
considerando todos los factores posibles.
Para su utilización se recomienda que estos techos sean de estructura liviana y de
montaje rápido. Las patas de apoyo deben poseer orificios, para poder introducir pernos o
clavos de anclaje por cualquier eventualidad, en este caso, por la gran presencia de fuertes
vientos en la Región de Aysén.
58
e) Sellado de juntas.
En el sellado de juntas se recomienda que exista una mantención adecuada, ya que con
el transcurso de los años estas juntas se van deteriorando y pueden ocasionar el paso de
las aguas lluvias hacia las capas de la estructura
Este sello de juntas se ejecuta con el propósito de evitar que penetren las aguas lluvias en las
capas estructurales inferiores y que afloren los materiales finos que componen la base
estabilizada; lo cuál provoca el escalonamiento de las losas con el sucesivo paso de los
vehículos. También el paso de agua por estas juntas hace que la estructura de pavimento al
verse solicitadas por los constantes ciclos de Hielo – Deshielo, puede colapsar al producirse
repetidamente este proceso.
f) La utilización de obras anexas
En zonas lluviosas es imprescindible la utilización de obras anexas para la evacuación
de las aguas lluvias e impedir el paso de estas hacia la estructura del pavimento. Entre estas
obras se encuentran los drenajes superficiales y sub – superficiales, estas obras juegan un rol
bastante importante para garantizar la vida útil
de los pavimentos, entre estas obras se
encuentran las siguientes: Sumideros y Sub-dren
5.3.2 Recomendaciones para las altas velocidades de viento
Como es sabido en los puntos anteriores la presencia de fuertes vientos en la Región
de Aysén, es factor
preocupante para la ejecución de una obra de pavimentación,
especialmente en las localidades de Chile Chico y Balmaceda. Pero aparte de estos fuertes
vientos esta la combinación con los fuertes calores existentes en estos sectores, debido a que
poseen un microclima especial, lo que hace dificultoso el proceso de trabajo de la obra de
pavimentación.
Estos fuertes vientos por su parte tienden a resecar la superficie del hormigón, con lo que el
agua de amasado se evapora más rápido que en condiciones climáticas normales. Para evitar
dificultades y que se generen daños en la superficie del pavimento (fisuras o grietas), por
dichos problemas se recomienda lo siguiente:
a) La aplicación de techos móviles.
Estos techos móviles igual sirven para la protección de fuertes vientos y de lluvias.
Cuando se esta en presencia de fuertes vientos y hay que hacer el rociado de la membrana con
59
fumigadora el empleo de este sistema es bastante útil, ya que impide que se rocíe de manera
defectuosa y se tenga un mejor terminación de la membrana. También se considerarán lonas,
previo al rociado de la membrana, de tal forma que estas lonas contengan o disminuyan la
acción del viento sobre el chorro de membrana.
Estos techos móviles o recintos cerrados deben ser capaces de soportar las cargas de
viento y deben poseer una altura suficiente, a fin de evitar que los trabajadores puedan trabajar
cómoda y eficientemente.
b) Polietileno.
Es recomendable la utilización de una suficiente cantidad de polietileno para cubrir un
buen tramo de la calzada. Debido a que muchas la membrana de curado no es lo
suficientemente eficaz para evitar la acción del viento combinado con los fuertes calores y
para evitar el resecado prematuro de la mezcla de hormigón.
c) La existencia de fuertes vientos.
Cuando los vientos superan los 20 nudos (superior a 37 km. /hrs) se recomienda evitar
el hormigonado de la calzada, ya que estas velocidades combinadas con las grandes
temperaturas reinantes en estas localidades, existen grandes posibilidades de que se generen
fisuras o grietas a un con la presencia de una buena membrana de curado, por lo que se
aconseja cambiar la programación de trabajo del rociado de la membrana de curado.
d) Para la aplicación de la membrana de curado.
Según experiencias recopiladas en la aplicación de la membrana de curado, es
recomendable contar con dos sistemas constructivos
aplicados simultáneamente. La
aplicación de una película de membrana de curado a base de resinas y, posteriormente una vez
que la superficie ha comenzado a endurecer, desplegar sobre esta una lamina de polietileno
como una forma de conservar la humedad con una doble seguridad.
5.3.3 Recomendaciones para las bajas temperaturas y soluciones constructivas.
Este es uno de los puntos más importantes y de los más dañinos para la construcción de
pavimentos de hormigón en la región de Aysén, debido a su alta presencia en varias
localidades de la región.
Para poder combatir y evitar la acción de las heladas en la construcción de pavimentos
rígidos se recomienda lo siguiente:
60
a)
Se recomienda que el contratista se planifique bien, para ver como se van usar los
métodos para la mezcla del hormigón en clima frío. Este reporte proporciona una base de
datos, para que el contratista seleccione los métodos específicos que satisfagan los
requerimientos mínimos de la mezcla en clima frío.
Los planes para proteger del congelamiento al hormigón y para mantener las
temperaturas por encima de los valores mínimos recomendados, deben hacerse antes de que
ocurran las temperaturas de congelamiento. El equipo y materiales necesarios deben estar en el
lugar de la obra antes de que sea probable que se presente el clima frío, no después de que el
hormigonado se haya efectuado y su temperatura empiece a acercarse al punto de congelación.
b)
Durante los períodos no definidos como de clima frío (Primavera y Otoño), pero
cuando si es posible que ocurran bajas temperaturas durante el día. Es recomendable que la
superficie de la calzada sean protegidas del congelamiento, al menos durante las primeras 24
horas después de su colocación. Por lo tanto, la calzada estará libre del daño por
congelamiento en etapas tempranas.
La protección contra el congelamiento durante las primeras 24 horas, no asegura una
rapidez satisfactoria de desarrollo de resistencia, especialmente si es seguida de un clima
considerablemente frío. La protección y el curado deben continuar todo el tiempo necesario, y
a una temperatura lo suficientemente por encima del punto de congelación.
c)
Para la fabricación del hormigón en climas de zona extremas debe poseer una
temperatura tal que no baje de los 5 ºC
una vez terminado. Esta temperatura del hormigón
debe ser de 10 ºC. Para lograr esta temperatura lo más eficiente es calentar el agua de
amasado. La temperatura del agua debe ser la necesaria para lograr una temperatura del
hormigón de 10 ºC. Debe tenerse cuidado que el cemento no tenga contacto con agua o áridos
con una temperatura mayor a 60 ºC. En caso que los materiales estén muy fríos se puede usar
agua muy caliente que se mezcle primero con los áridos y luego se coloque el cemento. Aquí
en la región y de acuerdo a experiencias de empresas privadas, indica que con el agua del
orden de 40 ºC se alcanza una buena temperatura del hormigón. Es difícil pensar en calentar
los áridos, puesto si es que estos áridos generan mucho vapor, esto hace que se haga agua y
esta a la vez se puede enfriar por el clima de la región y posteriormente congelarse, lo que
significa que el hormigón quedaría con hielo, lo que es más perjudicial para la pavimentación.
Unas de las recomendaciones es proteger los áridos en la noche para evitar un enfriamiento
por evaporación.
61
d)
Se recomienda que durante el proceso de hormigonado de calzadas en presencia de días
con heladas, es necesario elaborar el hormigón con bajo cono (6 cm como máximo) debido a
que se produce un fraguado más rápido
e)
Se recomienda tomar registros de temperaturas del hormigón para así determinar la
efectividad de la protección, sin importar la temperatura del aire. Por lo que es deseable
monitorear y registrar las temperaturas del hormigón. Para los registros y monitoreos se deben
tener en cuenta lo siguiente:

Las esquinas o extremos del hormigón, que son más vulnerables al congelamiento y
generalmente son más difíciles de mantener a la temperatura adecuada.

El personal de supervisión debe mantener un registro de la fecha, tiempo, temperatura del
aire exterior, temperatura del hormigón conforme se coloca, y de las condiciones
climáticas. Las temperaturas se tomarán no menos de dos veces al día, el registro debe
incluir las temperaturas a distintos tiempos dentro del recinto cerrado y en la superficie del
concreto.

Deben registrarse las lecturas máximas y mínimas de temperatura cada 24 horas. Los
registros de datos deben mostrar claramente cuales son las temperaturas en cada sección
del hormigonado.
f)
Es necesario tener un establecimiento de resistencia característica y de coeficientes de
resistencia del hormigón, en zonas donde exista clima frío en invierno y templado en verano.
Esto hace que los hormigones del pavimento tengan diferente temperatura inicial en invierno
que en verano. Lo mismo ocurrirá con los hormigones colocados en el pavimento. Esto hace
que las curvas de endurecimiento y las resistencias finales sean diferentes. Por esta razón, se
aconseja tener dos estadísticas de invierno, época en que la temperatura media diaria sea
menos de 10 °C y otra para el resto del año en que la temperatura media diaria es mayor a
10 °C.
g)
Es recomendable cuidar que las capas de Subbase y Base no se contaminen con
materiales arcillosos ni orgánicos, para que estas capas estructurales trabajen como material
antiheladizo.
h)
También se recomienda la mantención del sellado de juntas para que el agua no penetre
a través de las juntas, y después no se produzcan daños en la estructura del pavimento por el
congelamiento de esta agua.
62
i)
Se aconseja eliminar el polietileno sobre la base y bajo las losas. Estudios recientes
realizados en USA han demostrado que el sellar la cara inferior de las losas es la principal
causa de alabeo de ellas. Actualmente ACI recomienda no colocar este polietileno.
En presencia de estas bajas temperaturas también es aconsejable tener en cuenta
algunos sistemas constructivos para un mejor trabajo en obras de pavimentación y una mayor
vida útil de estos, estos sistemas constructivos son los siguientes:
a) La utilización de recintos cerrados calentados.
Estos deben ser lo suficientemente fuertes como para ser a prueba de vientos y de clima. De
otro modo, las temperaturas de las esquinas, extremos pueden no mantenerse, sin importar el
consumo de energía. Los calentadores por combustión deben estar ventilados y no debe
permitirse que calienten o sequen el hormigón. Las superficies de hormigón frescas expuestas
al dióxido de carbono, resultante del uso de salamandras o de otros calentadores por
combustión, que emanen gases de combustión en áreas cerradas, pueden resultar dañadas por
la carbonatación del concreto. La carbonatación puede provocar superficies blandas o
superficies estriadas dependiendo de la concentración de dióxido de carbono, la temperatura
del hormigón y de la humedad relativa.
Además deberán tomarse estrictas medidas para prevenir incendios. El fuego puede
destruir los recintos protectores así como dañar el hormigón. Debido a que el hormigón puede
dañarse por el fuego independiente de su edad.
b) Aditivo incorporador de aire.
La incorporación de este aditivo a la mezcla es importante para la ejecución de obra de
pavimentación en la región , ya sea en presencia de días fríos o cálidos. Debido a que este
aditivo produce la incorporación controlada y estable de una cantidad de burbujas
microscópicas de aire en el hormigón . También Incorpora aire (1 a 2% más que el hormigón
sin aditivo), otorgando al hormigón endurecido un aumento de las resistencias a las heladas y
de la impermeabilidad al agua. Permite un incremento de las resistencias mecánicas a la
compresión del orden del 10% al 15%, y reduce considerablemente la contracción.
También este aditivo no es imprescindible para asegurar la vida útil del pavimento,
pero es una buena alternativa que hay que tener presente, ya que ayuda también a que el
hormigón no sufra daños producto de los cambios volumétricos, debido a los ciclos de Hielo y
Deshielo.
63
c) La incorporación de material antiheladizo.
Este sistema constructivo es imprescindible para una buena ejecución de un trabajo de
pavimentación de hormigón, debido a que ayuda a combatir la penetración de las heladas en la
estructura. Este material antiheladizo en la confección de las Bases y Subbases debe ser tal que
tengan un espesor igual o superior al de la penetración de las heladas.
La utilización de este material antiheladizo en la región de Aysén no es un problema
debido a que en la región existe una gran cantidad de material, producto de la gran cantidad de
ríos, lagos, lagunas, etc. que contienen material apropiado para la confección de Bases y
Subbases. Además, de ser económicamente conveniente y ventajoso ya que es fácil de
encontrar.
d) La utilización de cemento melón extra.
Es un cemento Portland Puzolánico formulado para desarrollar altas resistencias
iniciales y finales, y hormigones de gran trabajabilidad. Cemento Melón Extra es más rápido,
desarrolla mayores resistencias en menor tiempo. Su principal ventaja radica en sus altas
resistencias iniciales, que le permiten lograr una mayor velocidad de avance de su obra o
proceso productivo, optimizando tiempos de trabajo y reduciendo costos. Además, este
cemento desarrolla excelentes resistencias a 28 días, y confiere gran trabajabilidad a los
hormigones.
Cuando no se utiliza el aditivo acelerador de fraguado una de las alternativas es este
cemento extra , ya que reacciona mucho más rápido que el cemento corriente.
e) Uso de aditivo acelerador de fraguado.
Este aditivo es una buena solución para la mezcla en tiempo frío debido a que activa la
reacción química inicial entre el cemento y el agua, acortando el fraguado inicial y acelerando
el desarrollo de resistencia del hormigón, ya que en presencia de las heladas se puede
escarchar la mezcla además de retardar su proceso de fraguado.
La dosis de este aditivo será en las cantidades indicadas por el fabricante, y de acuerdo
aun buen manejo de parte del profesional a cargo y del personal involucrado en la obra.
5.3.4 Otras recomendaciones
Según estudios la velocidad de avance del tren pavimentador debe ser de 1 a 2.5
metros por minuto. Este rango de velocidad asegura una buena lisura del pavimento. Se debe
64
evitar a toda costa detenciones del tren. Para esto se debe tener un suministro constante y del
volumen necesario del hormigón. Para este contrato se debe asegurar un abastecimiento
constante de a los menos 36 m3 por hora. Otro aspecto que influye en esto es la distancia a la
cual los camiones entran a la zona con los moldes. Se deben dejar entradas cercanas al tren y
colocar los moldes a medida que el tren avance. Otro factor que afecta la lisura es el efecto de
los soportes de la línea que guía el tren. En lo posible los sensores del tren deben pasar
suavemente sobre ellos. La línea debe tener una tensión tal que asegure su nivelación.
La trabajabilidad del hormigón debe ser acorde al avance del tren. El equipo
pavimentador funciona como maquina extrusora. Los vibradores van haciendo fluido el
hormigón para poder ser extruído. Esto obliga a regular los vibradores de forma que los conos
de vibración se traslapen un poco, fluidificando toda la masa de hormigón y permitiendo la
extrución sin esfuerzo. Este ajuste depende de la trabajabilidad del hormigón y de la velocidad
de avance. Esto hace que al salir el hormigón atrás de la maquina, sale liso y con los niveles
correctos. Es conveniente reforzar el vibrado del hormigón en los bordes, con vibradores de
inmersión manuales. Lo más importante en una faena de hormigonado con este tipo de equipo
CMI es mantener todo constante; la trabajabilidad del hormigón debe ser la misma , así como
la velocidad de avance del tren.
El platachado se realiza de inmediato y se recomienda en lo posible realizar un primer
platachado en un ángulo de 45° respecto a la dirección de avance de la maquina. Esto ayuda a
desplazar hormigón en forma longitudinal, alisando los posibles lomos dejados por el tren.
Luego del platachado se debe verificar la lisura con reglas metálicas. La planeidad de estas
reglas debe ser verificada continuamente.
Una vez terminado el platachado se pasa los escobillones para generar la textura
superficial. Inmediatamente después de texturado se coloca la membrana de curado.
La longitud necesaria de los toldos bajos es que la que asegure que al salir el hormigón
tras los toldos, la membrana d e curado se encuentra seca superficialmente y se puede colocar
la frazada protectora contra las bajas temperaturas. Esta frazada se colocará solamente cuando
exista riesgo de temperatura bajo 0 °C.
65
CAPITULO VI
“ANALISIS DE COSTOS”
6.1 Generalidades
Para el siguiente capítulo, se hará un análisis de presupuesto para la construcción de
una calzada en la ciudad de Coyhaique de hormigón cemento vibrado. La obra corresponde a
la calle Ventisqueros de dicha ciudad:
CUADRO DE CANTIDADES DE OBRA Y PRESUPUESTO
DESIGNACION
UNIDAD
CANTIDAD
P. UNITARIO
P. TOTAL
Extracción de soleras y/o solera-zarpa
ml
457.0
950
434.150
Demolición y extracción de aceras HCV
m2
341.2
1.200
409.440
Demolición y extracción de pavimentos HCV
m2
48.9
7.500
366.750
PREPARACION DE LA FAJA
Subtotal
1.210.340
DESIGNACION
UNIDAD
CANTIDAD
P. UNITARIO
P. TOTAL
Excavación en corte en TCN
m3
798
4.100
3.271.800
Excavación especial
m3
55.2
4.100
226.320
Relleno estructural
m3
12.1
7.050
85.305
Preparación de la subrasante
m2
1425.2
980
1.396.696
Subbase granular no heladiza
m3
356.2
7.050
2.511.210
Base granular no heladiza
m3
213.8
7.050
1.507.290
Mejoramiento granular
m3
17.3
7.050
121.965
MOVIMIENTOS DE TIERRA
Subtotal
9.120.586
DESIGNACION
UNIDAD
CANTIDAD
P. UNITARIO
P. TOTAL
66
PAVIMENTOS
Pavimentos de calzada HCV
m3
233.9
109.500
25.612.050
Acera de hormigón normales ( H-30)
m2
299.0
12.500
3.737.500
Aceras de hormigón reforzadas ( H-30)
m2
56.0
18.500
1.036.000
Subtotal
30.385.550
DESIGNACION
UNIDAD
CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
DRENAJE Y PROTECCION DE PLATAFORMA
Suministro y colocación soleras tipo A
ml
445
8.500
3.782.500
Suministro y colocación geotextil
m2
1888.3
1.450
2.738.035
Subdren
ml
134.0
22.300
2.988.200
Subtotal
9.508.735
DESIGNACION
UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
SISTEMA DE EVACUACION AGUAS LLUVIAS
Suministro y colocación tubo PVC 335 mm
ml
15.0
75.000
1.125.000
Suministro y colocación tubo PVC 400 mm
ml
--
84.000
0
Construcción de cámara tapa rejilla
N°
2.0
225.000
450.000
Construcción de cámara tapa hormigón
N°
--
185.000
0
Limpieza de cámara A. Lluvias y descarga
gl
--
120.000
0
Subtotal
1.575.000
DESIGNACION
UNIDAD
CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
ESTRUCTURAS Y OBRAS ANEXAS
Modificación cámaras existentes
n°
6.0
85.000
510.000
Traslado de postación
n°
1.0
95.000
95.000
Emparejamiento de veredón
Gl
1.0
60.000
60.000
Muro de hormigón armado
Ml
--
180.000
0
Subtotal
665.000
TOTAL = $ 52.465.211
67
A continuación se mostrara un listado de precios que interfieren en la construcción de
pavimentos de hormigón cemento vibrado (P.C.V.), proporcionados por constructoras de la
localidad de Coyhaique, estos precios son netos:
MANO DE OBRA
Maestro de 1era
Día
8.125
Maestro de 2da
Día
7.222
Jornales
Día
4.762
Ayudantes
Día
6.770
Cemento
Sc
4.250
Aridos
m3
4.800
Asfalto
Lt
700
Membrana de curado
Lt
850
Polietileno
Kg
900
Estabilizado
m3
4.500
Moldajes
Pulg
2.850
Geotextil
m2
550
Bolones
m3
4.000
Tubos PVC 400
ml
18.500
Tubos PVC 355
ml
15.500
Tubos PVC 200
ml
4.500
Tubos PVC 110
ml
1.750
Rejillas sum.
Ud
45.000
Derecho Pta.
m3
250
Pintura
Gal
9.500
Fierro de construcción
Kg
520
Señales
Ud
30.000
MATERIALES
68
Barreras de contención
Ud
28.000
Tapa cámara
Ud
15.000
Rejilla rect.
Ud
45.000
Tubos corrugados 0.40
ml
28.500
Tubos corrugados 0.60
ml
32.500
Tubos corrugados 0.80
ml
51.000
Tubos corrugados 1.00
ml
68.500
Tubos corrugados 1.20
ml
75.000
Tubos Abovedados T200
ml
190.000
Adoquines tipo A
m2
7.500
Motoniveladoras
Hr
12.000
Cargador frontal
Hr
11.000
Retroexcavadora
Hr
9.000
Camiones Tolva
Hr
8.000
Rodillo Vibratorio
Hr
4.000
Placa Compactadora
Día
7.500
Cercha Vibradora
Día
15.000
Betoneras
Día
15.000
Mesa Vibradora
Día
7.500
Rompepavimento
Día
10.000
Vibrador Inmersión
Día
10.000
MAQUINARIAS
Estos precios son actualizados correspondientes a octubre del año 2003
69
CAPITULO VII
CONCLUSIONES
De acuerdo a los antecedentes recopilados (investigaciones en Empresas Constructoras,
experiencias en terreno, MOP de la Región de Aysén, etc.) acerca de la construcción de
pavimentos de hormigón en la Región de Aysén y de cómo mejorar los sistemas constructivos
a utilizar se puede llegar a las siguientes conclusiones:

Uno de los problemas más sobresaliente en la construcción de pavimentos de hormigón
está dado por la intervención de variables meteorológicas, siendo una de las más
influyentes la presencia de Heladas. Para esto es importante conocer el efecto que produce
este fenómeno natural y los daños que ocasiona en la estructura del pavimento, además de
hacer un estudio para poder determinar la penetración que producen las heladas en los
suelos en los distintos sectores de la región donde se va ejecutar la obra.

De acuerdo al estudio realizado respecto a la construcción de pavimentos de hormigón en
la Región de Aysén, para la determinación de la penetración de las heladas en la estructura
del pavimento se sugiere utilizar como referencia una penetración de 60 cm para toda la
región de Aysén, siendo este valor establecido por los estudios realizados para dar
seguridad al pavimento. La información meteorológica de temperaturas diarias y
pronóstico del tiempo para otras localidades de la región es escasa especialmente las
cercanas a los campos de hielo, (entre las que se encuentran las ciudades de Cochrane,
Tortel, Villa O Higgins, etc.) lo que dificulta su estudio. En estos sectores la penetración
de las heladas es mucho mayor, por lo tanto en ellos se debe considerar un mínimo de
penetración de las heladas de 60 cm, para lo cuál el diseño de la estructura debe ser de un
rango no inferior a 60 cm, para que dichas heladas no produzcan daños.

Para la fabricación y colocación del hormigón en tiempo frío, se deben tener todos los
cuidados necesarios, de manera que el hormigón no sufra variaciones en sus propiedades
de resistencia y trabajabilidad, cuando exista la presencia de heladas. Para esto el
profesional a cargo debe estar capacitado para trabajar en tiempo frío y poseer todos los
sistemas constructivos necesario para poder ejecutarlo sea en su fabricación, transporte y
colocación. Unas de las consideraciones necesarias en la fabricación del hormigón, es que
debe poseer una temperatura de 10 °C como mínimo para su colocación y una temperatura
ambiente no inferior a 3 °C, para que pueda endurecerse adecuadamente y obtener su
70
resistencia de 30 kg/cm2 en a lo menos 24 horas. Además, se debe considerar los
sistemas de protección que se deben ocupar para alcanzar la resistencia a la cuál fue
diseñada.

La capacitación del personal del trabajo o charlas de parte de la empresa constructora
cuando se hacen trabajos en condiciones de climatología extrema, deben ser consideradas
y ejecutadas por las empresas para la buena ejecución de una obra de pavimentación. Esto
por que muchos de los trabajadores son provenientes de regiones del norte y no saben
como trabajar en estas condiciones. Así la empresa podrá ejecutar sus trabajos de una
forma más optima y sin pérdidas de materiales ni combustibles de las maquinarias.

Según los estudios realizados para la ejecución de una obra de pavimentación en esta
región, será estrictamente necesario la utilización de material granular antiheladizo en la
preparación de la Subbase y Base. Estos materiales antiheladizos deben poseer
una
cantidad máxima de fino de 6% y un índice de plasticidad de máximo 4 %. Este material
granular sirve para combatir la acción de las heladas en los pavimentos y para que no se
produzcan daños estructurales debido a este factor.

La utilización de un geotextil en este tipo de obras deben seguir empleándose, debido a
que este sistema constructivo ayuda a aumentar la capacidad de soporte del suelo de
fundación ya que los suelos existentes en la región son de muy mala calidad estructural
(limos y arcillas). Además el geotextil posee propiedades drenantes, se constituye como un
filtro que separa al suelo de las capas superiores dejando solo pasar el agua y no los finos,
y también separa a la subrasante de las capas estructurales (base y subbase), haciendo que
estas capas trabajen en su totalidad.

La optimización de los sistemas constructivos en la ejecución de la obra de pavimentación
es un punto importante debido a los grandes problemas meteorológicos. La utilización de
las maquinarias debe ser el adecuado para que no influya en el trabajo a ejecutar, como
tampoco un retraso de este. También se deberá tener presente la utilización de techos
móviles desde el principio de la obra hasta el final cuando sea necesario, siendo estos de
fácil montar y livianos a su vez.

En la región de Aysén existe últimamente una fuerte demanda de ejecución de obras de
pavimentación para lo cuál es importante que empresas constructoras que vienen desde el
norte conozcan la zona y sepan a las condiciones que se pueden encontrar, y además
tengan antecedentes de cómo desarrollar un
correcto trabajo de pavimentación
considerando todos los factores que inciden en la ejecución.
BIBLIOGRAFIA
71
CONSTRUCCION DE CAMINOS CON HORMIGON COMPACTADO CON RODILLOS,
instituto chileno del cemento y del hormigón. Corfo.
MANUAL DE CARRETERAS.
GEOTEXTILES, Ana Lomboy, tesis UACH.
PAVIMENTOS ASFALTICOS SOMETIDOS A CICLOS DE HIELO- DESHIELO, Tulio
González, tesis UACH.
SEMINARIO DE CONSTRUCCION DE PAVIMENTOS HORMIGON EN LA REGION
DE AYSEN, por Juan Pablo Covarrubias, Ingeniero civil.
INSTITUTO CHILENO DEL CEMENTO Y DEL HORMIGON, “Carreteras de hormigón,
recomendaciones constructivas”, Editorial Universitaria, 1984.
INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION INN, ”Hormigón – requisitos generales,
norma chilena Oficial NCh 170.0f85
PAGINAS DE INTERNET Y DATOS DE LA DIRECCION METEOROLOGICA DE
CHILE.
http://www.bienes.gob.cl/s_conces/html/body__aisen_austral.html
http://www.atmosfera.cl/HTML/climatologia/region6.htm
http://www.geocities.com/historiaenchile/climas.htm
http://www.chileaustral.com/aysen.html
http://www.profesorenlinea.cl/Chilegeografia/Regiones/XIR/XIRegion.htm

INFORMACION PROPORCIONADA POR EMPRESAS CONSTRUCTORAS, MOP,
SERVIU Y EXPERIENCIAS RECOPILADAS EN LA REGION DE AYSEN.
ANEXOS
72