CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS URBANOS DE HORMIGÓN

CONSTRUCCIÓN DE
PAVIMENTOS URBANOS DE HORMIGÓN
Arq. Edgardo Souza
Bariloche, 18 de Julio de 2013
INTRODUCCIÓN
¿ QUE ES UN PAVIMENTO ?
“Estructura formada por una o varias capas
construidas
con
materiales
seleccionados,
colocada sobre la explanada para permitir la
circulación en condiciones de seguridad y
comodidad ".
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
PAVIMENTOS EN VIAS URBANAS
¿ POR QUÉ ?
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
PAVIMENTOS EN VIAS URBANAS
¿ POR QUÉ ?
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
PAVIMENTOS URBANOS DE HORMIGÓN
* PAVIMENTACIÓN NUEVA:
¾ PAVIMENTOS DE HORMIGÓN SIMPLE : con o sin pasadores
¾ PAVIMENTOS REFORZADOS CON MALLAS (control de fisuración)
¾ PAVIMENTOS CONTINUAMENTE ARMADOS
* RECUBRIMIENTOS DE HORMIGON:
¾ WHITETOPPING CONVENCIONAL
( espesor > 20 cm, sobre pavim. asfáltico existente )
¾ ULTRATHIN WHITETOPPING
( espesor < 10 cm, sección compuesta H° - Asfalto ⇒ adherencia )
¾ THIN WHITETOPPING
( 10 cm < espesor < 20 cm )
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
BASES Y SUBBASES
™
BASES DE HORMIGÓN POBRE
™ RELLENOS FLUIDOS O RDC
™ ESTABILIDOS GRANULARES CON / SIN LIGANTES
( cemento, cal, materiales bituminosos )
™ SUELO ARENA CEMENTO / SUELO CEMENTO
™ SUELOS TRATADOS O MEJORADOS
™ SUELOS SELECCIONADOS
™ SUBRASANTE COMPACTADA
OTRAS ALTERNATIVAS:
™ RECICLADOS DE PAVIMENTOS ASFALTICOS EXISTENTES
™ PAVIMENTOS ASFALTICOS ( WHITETOPPING)
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
EL HORMIGÓN PARA PAVIMENTOS
•
El Hormigón empleado para la construcción de pavimentos urbanos, en
general es elaborado en una planta propia o contratada su provisión.
•
El Hormigón elaborado es un producto normalizado, que proviene de plantas
automatizadas que poseen cierto control de calidad. Control de Producción.
•
Además, se debe establecer un esquema de Control sobre la Recepción del
material así como sobre las tareas de colocación y protección, para asegurar:
– la calidad;
– la durabilidad;
– y la economía de las obras.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
EL HORMIGÓN PARA PAVIMENTOS
8
• El hormigón elaborado debe reunir la
trabajabilidad, la resistencia mecánica, y la
durabilidad adecuadas.
• Un Hº de clase resistente adecuada pero con
trabajabilidad deficiente puede generar
pérdidas importantes en la resistencia y la
durabilidad del pavimento.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
SOLICITUD DEL HORMIGÓN
•
Se deberá especificar:
– Clase resistente (H25 – H30 , etc.)
– TM, tipo de agregados
– Relación agua cemento máxima
– Asentamiento
– CUC - Tipo de cemento por
condiciones especiales de
durabilidad
– Uso de aditivos
– Volumen de Hº
– Frecuencia de entrega
– Cualquier otra condición especial
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Medición
Mezcla / Transporte
Minutos
u
horas
Hormigón
en
Estado Fresco
Compactación
Curado
Tareas
en
Obra
Colocación
Control de Calidad
Dosificación
Elaborado
Selección de los
componentes
Planta de Hormigón
ETAPAS EN EL HORMIGÓN
Fraguado
Hº Endurecido
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Días
o
Semanas
MÉTODOS CONSTRUCTIVOS
MOLDES FIJOS
Componentes básicos del sistema:
Moldes o encofrados fijados a la base:
- guía para el desplazamiento del equipo distribuidor / compactador
- nivelación y contención del hormigón fresco hasta su endurecimiento
Regla o acabadora de distribución / compactación del hormigón
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
MÉTODOS CONSTRUCTIVOS
MOLDES
Determinan el espesor, ancho y uniformidad de la superficie del pavimento.
Es recomendable que:
- la altura del molde sea la del espesor de pavimento proyectado
- base suficientemente amplia para garantizar estabilidad
- longitud: debe permitir uso de menor cantidad de piezas, también manejabilidad (usual 3 m)
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
MÉTODOS CONSTRUCTIVOS
COLOCACIÓN DE
MOLDES
Fijados firmemente a la base para garantizar
estabilidad con el paso del equipo de
colocación y compactación
Ensamble entre moldes machimbrado o
atornillado para mantener alineamiento
(vertical y horizontal)
Precisa tarea de nivelación:
Reglas vibradoras (de arrastre o
autopropulsadas)
Garantizar lisura y regularidad superficial
Deben estar limpios y engrasados previo al
hormigonado.
Se descartaran y / o repararan los moldes
que no estén perfectamente alineados, o que
presenten abolladuras o defectos.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
MÉTODOS CONSTRUCTIVOS
REGLAS
VIBRADORAS
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
MÉTODOS CONSTRUCTIVOS
REGLAS
VIBRADORAS
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
MÉTODOS CONSTRUCTIVOS
TERMINADORAS /
ACABADORAS
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
MÉTODOS CONSTRUCTIVOS
TERMINADORAS /
ACABADORAS
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
MÉTODOS CONSTRUCTIVOS
TERMINADORAS /
ACABADORAS
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
MÉTODOS CONSTRUCTIVOS
PAVIMENTADORAS
DE ENCOFRADOS
DESLIZANTES
PAVIMENTADORAS : ANCHO COMPLETO
O MEDIA CALZADA
HERRAMIENTAS /
OPCIONALES:
DBI
TBI
FRATAS AUTOMATICO
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
MÉTODOS CONSTRUCTIVOS
PAVIMENTADORAS
DE ENCOFRADOS
DESLIZANTES
Sistema de molde / encofrado flotante
ajustado por sensores de nivel y línea,
que “leen” la cota de hilos guía.
Precisión en la colocación de hilos guía
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
MÉTODOS CONSTRUCTIVOS
PAVIMENTADORAS
DE ENCOFRADOS
DESLIZANTES
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
BASE
Cualquiera sea el tipo de base, subbase o subrasante proyectada, debe brindar:
SUPERFICIE DEBIDAMENTE COMPACTADA
APOYO ESTABLE Y UNIFORME
PRECISION EN EL CORTE DE NIVELACION
Garantiza:
• Espesores acotados
• Consumos controlados
• Estabilidad de moldes
• Mejora Lisura y Terminaciones
(con pavimentadoras)
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
BASE
Asegurar el mantenimiento de las
propiedades de las bases
Estarán libres de material suelto,
polvo, baches, etc
Se mantendrán húmedas
previo a la descarga del H°
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
COLOCACION DE
ARMADURAS
Suficientemente rígidos y estables
para mantener pasadores en
posición
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
COLOCACION DE
ARMADURAS
- Demarcación previa del eje de
inserción de canastos (para
guiar el aserrado posterior)
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
COLOCACION DE
ARMADURAS
Fijar firmemente
a la base
COLOCACION PREVIA DE CANASTOS
MANUALMENTE, TRANSPORTE EN
MOTOHORMIGONEROS
BARRAS DE UNION
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
INSERCIÓN
AUTOMÁTI CA
Sistema DBI
(pasadores)
TBI (barras de
unión)
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
COLOCACIÓN
Antes de Hormigonar se verificará:
•
•
•
•
Estado general de la cancha y la
alineación y fijación de los moldes.
Barras, colocadas y alineadas.
Canastos, membrana de curado, y
aserradoras disponibles.
Disponibilidad
de
materiales,
equipos y personal para realizar sin
interrupciones todas las tareas de:
–
–
–
–
–
–
Elaboración;
Colocación;
Compactación;
Terminación;
Curado;
y Aserrado de toda la sección.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
COLOCACIÓN
- Descargar el hormigón lo mas
cerca posible de su posición final
- Efectuar los movimientos
necesarios de material con
volquetas, carretillas, palas,
NO TRANSPORTAR CON
VIBRACION (segregación)
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
•
La altura máxima de caída
libre del hormigón será de
1,50 m.
•
No colocar el Hº si las
condiciones climáticas
actuales o pronosticadas,
pueden perjudicar la
calidad, y/o interrumpir las
tareas de compactación y
terminación.
•
Durante las operaciones de
colocación las barras no se
deben deformar ni
desplazar.
COLOCACIÓN
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
COMPACTACIÓN
La regla vibradora debe arrastrar material, con una carga adecuada delante:
- Material en exceso provoca el levantamiento de la regla
- La falta de material genera depresiones y zonas sin compactar
AMBOS DEFECTOS AFECTAN LA LISURA Y CALIDAD FINAL
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
COMPACTACIÓN
• Todo
hormigón
debe
compactarse, salvo casos
especiales.
• Evitar tocar las armaduras
con los vibradores.
• Las tareas de compactación
y terminación se deben
completar antes de que se
haya iniciado el fraguado.
•
•
Durante y/o inmediatamente luego de la colocación el hormigón debe
ser compactado hasta la máxima densidad posible, sin producir
segregación.
Nunca se debe colocar Hº sobre otro que aun no ha sido
compactado.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
DEFECTOS EN LA
COMPACTACIÓN
La energía de compactación está relacionada con la consistencia del Hº
DEFICIENTE
• Oquedades, cuando el espacio entre partículas de agregado
grueso no se llena con mortero.
• Pérdidas importantes de resistencia.
• Aire atrapado en forma excesiva.
• Juntas frías.
• Asentamiento plástico.
• Fisuras.
EXCESIVA
• Segregación
• Pérdidas de resistencia superficial.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
COMPACTACIÓN
Preg. FRECUENTES
• Puedo remplazar la
compactación por otra
menos enérgica si empleo
un hormigón más fluido?
• Sí, ciertamente, pero
crece notablemente la
tendencia a la fisuración
• Es bueno que la piedra se
“asiente” y suba el
mortero, para asegurar una
correcta textura y
terminación?
• No, porque el mortero
contrae más que el
hormigón y aumenta el
riesgo de fisuras
• Qué control visual puedo
efectuar para asegurar la
correcta compactación?
• Asegurar el contacto
entre hormigón y la
regla. Verificar ausencia
de burbujas y oquedades
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
COMPACTACIÓN
Resistencia a la compresión
Vibrado
Compactación
manual
Compactación
completa
Compactación
Deficiente
agua / cemento
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
TERMINACIÓN
La terminación entregada por el equipo se completa con un fratasado de la superficie,
que ayuda a corregir pequeños defectos superficiales
UTILIZAR FRATAS DE BUEN
ANCHO DE TRABAJO
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
TEXTURIZADO
Textura similar al
hormigón que rodea la
reparación.
9 Arpillera
9 Césped sintético
9 Cepillo acero / plástico
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
AGUA EN LA
SUPERFICIE
INSTITUTO
DEL CEMENTO
PORTLAND ARGENTINO
INSTITUTO DEL CEMENTO
PORTLAND
ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
AGUA EN LA
SUPERFICIE
• Evitar la formación • Poca adherencia, se
de pasta en
fisura, no resiste el
superficie
desgaste.
• No agregar agua ni • Se debilita la superficie
remezclar el agua
de rodadura, aumenta
exudada
el desgaste
INSTITUTO
DEL CEMENTO
PORTLAND ARGENTINO
INSTITUTO DEL CEMENTO
PORTLAND
ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
AGUA EN LA
SUPERFICIE
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
TERMINACIÓN
INSERCION MANUAL DE
ARMADURAS EN EL Hº FRESCO
(poca confiabilidad en el posicionamiento)
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
CURADO
CON MOCHILAS
CON MEMBRANA QUIMICA DE RESINAS EN BASE SOLVENTE:
- riego en dosis suficientes (mínimo 200 grs / m2)
- uniforme en toda la sección del pavimento
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
CURADO CON
CARROS
Inmediatamente detrás del
texturizado del pavimento
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
CURADO
Controlar distribución
uniforme de la membrana
Considerar perdidas por
viento
Aplicar en bordes luego
del desmolde
Cobertura para lluvias
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
OTROS
METODOS DE
CURADO
Polietileno: no evita pérdida de
agua en el H°. Evitar adherencia
(superficie muy lisa)
Tierra húmeda: dificultosa en áreas
importantes
Arpillera: mantenimiento humedad
Principal desventaja:
DEMORA EN APLICACION
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
FISURAS TEMPRANAS
• Plásticas
• Contracción
NO DEBIDAS A
CARGAS
• A las pocas horas.
Típico mapeo, puede
haber fisuras
paralelas
• Luego de varias
horas hasta algunos
días, típicamente
transversal a la
mayor dimensión
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
H° EN TIEMPO FRIO
DEFINICIÓN
El Reglamento CIRSOC, indica que existe condición de
tiempo frío cuando:
La temperatura media diaria es menor a 5 °C durante
tres días consecutivos.
El Código ACI, establece además del requisito anterior,
el siguiente:
Temperatura ambiente menor o igual a 10 °C durante 12
horas consecutivas dentro de las primeras 72 horas
posteriores a la colocación del hormigón.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
H° EN TIEMPO FRIO
Temperaturas < 5°C
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ACCIÓN DE BAJAS
TEMPERATURAS
H° EN CLIMA FRIO
En el Hº sometido a ciclos de congelamiento y deshielo, se debe
prevenir el daño asociado con la expansión de volumen que sufre el
agua al congelarse.
Pautas Fundamentales:
• Baja relación a/c: El CIRSOC indica para el hormigón “frecuente o
continuamente humedecido y expuesto a los efectos de congelación
y deshielo” relación a/c < 0,45 para estructuras de espesor < 500
mm
• Curado Efectivo: Mediante el empleo de membranas de resina
•Incorporación de aire: El AII proporciona “centros de alivio de
tensiones”, para lo que debe estar distribuido uniformemente,
formando burbujas pequeñas dentro de la masa.
TM en mm
13,2
19,0
26,5
37,5
53,0
% total de aire
7 ± 1,5
6 ± 1,5
5 ± 1,0
4,5 ± 1,0
4 ± 1,0
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
COMPORTAMIENTO
DEL HORMIGÓN
H° EN TIEMPO FRIO
- 10 °C
Fresco
Joven
f’c < 4 MPa
- 5 °C
0 °C
5 °C
No hormigonar
Precauciones Retardo
Deterioro
irreversible
Evolución lenta
15 °C
fragüe
de la resistencia
Hum < Sat crít.
Endurecido
Hum > Scrít. + AII
f’c > 4 MPa
Evolución
lenta de
resistencia
Hum > Scrít sin AII
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
H° EN CLIMA FRIO
DAÑO TÍPICO
Para que ocurra daño por
congelamiento el Hº debe estar
saturado, por lo que allí se
centran los fenómenos de
fisuración por C-D. La fisura
típica adopta la forma de una
letra “D”, identificándose en
inglés como “D-cracking”.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
H° EN TIEMPO FRIO
RECOMENDACIONES
9 Utilizar relaciones a/c menores a 0,45
9 El AII reduce la demanda de agua, aunque no sea requisito por no
estar afectado a ciclos de congelamiento y deshielo.
9 Se ha verificado experimentalmente el aporte de la membrana de
curado (resina) en la conservación de la temperatura del Hº.
9 Comenzar la jornada de trabajo con temperatura > 2ºC en ascenso.
9 No colocar hormigón con temperatura inferior a 16ºC, (Disposición
CIRSOC).
9 Finalizar la jornada con temp. amb. de 5ºC en descenso.
9 Empleo de film o mantas para cubrir el pavimento.
9 Monitorerar la evolución de las temperaturas ambiente y del
hormigón colocado.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
H° EN TIEMPO FRIO
CUIDADOS
A pesar de que el pavimento no esté sometido a ciclos de
congelamiento y deshielo, se deben tomar precauciones en el
momento de la colocación del hormigón y algunas horas
posteriores, Hº joven con resistencia menor a los 4 MPa.
Se debe prevenir el
deterioro asociado con la
expansión de volumen que
sufre el agua al congelarse.
Monitorear y registrar la
evolución de temperaturas en
la sección de hormigón y del
ambiente.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
CUIDADOS
H° EN TIEMPO FRIO
05-Jun
25
08-Jun
13-Jun
20
15
10
5
0
-5
15:00
18:00
21:00
0:00
3:00
6:00
9:00
12:00
15:00
Hora del día
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
18:00
H° EN TIEMPO FRIO
PROTECCIÓN
En épocas de tiempo frío o cuando se requiera una rápida
habilitación al tránsito resulta beneficiosa la colocación de
mantas aislantes sobre la superficie del pavimento.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
OPORTUNIDAD
ASERRADO
apenas el hormigón lo permita →
estimativamente: de 4 a 6 hs en verano
hasta 10 a 20 hs o más en invierno)
Resistencia del
hormigón
El hormigón debe ser aserrado
en el momento que permita ser
cortado sin desprender material.
Prematuro:
Desprenda.
de áridos
VENTANA DE
ASERRADO
Tardío:
Fisuración
Tensiones inducidas por
restricción igual a la
resistencia del hormigón
Resistencia necesaria
para el aserrado
Tiempo
Cuadrillas de aserrado: 24 horas
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
ASERRADO
EJEMPLOS
ASERRADO CUANDO EL HORMIGÓN
NO TIENE RESISTENCIA
(desprendimiento de agregados,
rotura de bordes de la junta)
ASERRADO EN EL
MOMENTO OPORTUNO
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
CONTROL
ASERRADO
CONTROLAR DIARIAMENTE
EL TRABAJO DE JUNTAS
o
LLEVAR REGISTRO DE
TIEMPOS DE ASERRADO
o
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
SELLADO
OBJETIVO
Las juntas de contracción se abren y
cierran por variaciones de temperatura y
humedad de las losas (noche/día,
verano/invierno) durante toda su vida en
servicio.
EL SELLADO EVITA:
• Ingreso de agua:
⇒ ablandamiento de la capa de apoyo
⇒ bombeo de finos
• Ingreso de incompresibles:
⇒ roturas en juntas de dilatación
ó expansión (blow-up)
⇒ astillamiento de juntas
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
SELLADO
EJECUCIÓN
Luego de que el hormigón colocado secado y las juntas
trabajado se deberá proceder al sellado.
Se debe aserrar la junta para proveer un
adecuado factor de forma, y arenar sus
caras para remover el lodo de aserrado y
lograr textura.
Las caras de la junta deben estar limpias
y secas para lograr buena adherencia.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
MUCHAS GRACIAS …
Arq. Edgardo Souza
Coordinador Departamento
Tecnología del Hormigón
[email protected]
www.icpa.org.ar
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO