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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA CENTROAMERICANA
UNITEC
FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROCEDIMIENTOS Y EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN
SECCION 384
TEMA
Proyecto Final / Pavimentos Rígidos
PARCIAL
Primer Parcial
SUSTENTADO POR:
Iris Paola Gómez Mata 21811310
Christian Alejandro Recinos 21811374
Roney Jared Urias 20911208
Oscar Valladares Blanco 21741291
CATEDRÁTICO
Ing. Arnold Jovel
FECHA: 25 / Septiembre/ 2020
LUGAR: Campus San Pedro Sula
INDICE
- Introducción Pág.
- Objetivos
- Pavimentos Rígidos
- a. Procedimientos constructivos y EDT
- b. Principales materiales para utilizar
- c. Normativas para los materiales y procedimientos
- d. Pruebas de control de calidad
- e. Equipo, herramientas y personal necesarios
- f. Glosario Técnico
- Conclusiones
- Bibliografía
- Anexos o imágenes
OBJETIVOS
→ Describir paso por paso el proceso constructivo de una carretera de concreto. → Enumerar los materiales utilizados en la construcción de una carretera de concreto y sus normativas → Describir las pruebas de control de calidad para los materiales y procedimientos empleados en la construcción de una carretera de concreto. → Mencionar los equipos y herramientas empleados, junto con sus funciones, para la construcción de una carretera de concreto → Describir el personal necesario para cada proceso constructivo de un pavimento rígido y detallarlo en una matriz de roles y funciones. → Identificar errores comunes a evitar durante la construcción de un pavimento rígido. → Recopilar palabras técnicas para la conformación de un glosario respecto al tema.
a. PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS Y EDT
1. Estudios preliminares: o Se realiza un estudio topográfico preliminar, para definir el área del terreno, las elevaciones, curvas y los componentes importantes del lugar. A partir de ello se diseña por donde irá la rasante, junto con los cortes y rellenos que serán necesarios. o Se estudia por igual, el suelo de la zona. Los estudios geológicos permiten conocer que tan erosivo es el suelo, si hay fallas importantes en la zona y la calidad del suelo como subrasante. o Se hace un estudio y predicción del tráfico que pasará por la zona, y a partir de ello se diseña la capacidad soportante y durabilidad que deberá tener la carretera.
- Descapote: Consiste en la remoción de toda la capa vegetal, incluyendo árboles y raíces. Este debe tener una profundidad mínima de 0.4m. En algunos casos implica la remoción de carreteras viejas.
- Replanteo: Una vez limpio el terreno, se debe replantear la línea topográfica de la carretera de acuerdo a los planos de diseño del proyecto. Las cuadrías de topografía marcarán los puntos y tomarán secciones cada 10 a 20 metros. El terreno existente corresponde a la subrasante en caso cumpla con el estándar de calidad. El replanteo topográfico es un trabajo continuo durante toda la construcción del terraplén. 4. Movimiento y compactación de tierra: o Subrasante: Se realizan los cortes y rellenos necesarios del terreno, dentro y fuera de donde pasara la carretera. Se moverán volúmenes de tierra para que los niveles sean de acuerdo a los diseñados, con un margen de error máximo de 2cm. En caso la subrasante no cumpla con los estándares de calidad, también será necesario aplicar métodos de mejoramiento del suelo. Si el suelo a cortar resulta ser muy rocoso se necesitará excavadoras con martillo hidráulico, y si el suelo a cortar o rellenar es erosivo se harán bermas. Todo relleno o material tendrá que ser compactado con su humedad optima, a modo que cumpla con los porcentajes de densidad y las elevaciones de diseño. o Subbase: Se compacta una capa de material que se compone esencialmente de piedra triturada, gruesa y fina, así como arena triturada, para lograr darle la capacidad soportante adecuada a la carretera. Este material suele ser ajeno a la zona, por lo tanto, se llevará a cabo de un proceso de acarreo y extendido del mismo. Se debe compactar con la humedad adecuada y debe cumplir con la tolerancia para los alineamientos horizontales y verticales. Se hacen pruebas de densidad en el suelo compactado.
- Obras de infraestructuras: Se construyen todas las obras que van debajo o en los alrededores de la carretera. Esto incluye drenaje mayor o menor, cunetas, túneles, entre otros.
EDT CARRETERA DE CONCRETO HIDRAULICO
- Diseño 1.1 Directrices
- 2 Memoria de calculo 1.2.1 Calculo de corte y relleno 1.2.2 Estudio del tráfico y diseño de capacidad soportante de la carretera
- 3 Planos 1.3.1 Planos topográficos y de rasante
- Legal 2.1 Permisos 2.2 Contratos 2.3 Garantías
- Compras 3.1 Cotizaciones 3.2 Presupuesto
- Construcción 4.1 Preliminares 4.1.1 Descapote 4.1.2 Remoción de carretera o construcciones vieja 4.1.2 Replanteo 4.2 Movimiento de tierra 4.2.1 Cortes y excavaciones 4.2.2 Rellenos 4.2.3 Mejoramiento de la subrasante 4.2.4 Compactado del terreno. 4.2.5 Acarreo de material granular para la subbase 4.2.6 Extensión de la subbase 4.2.7 Compactación de la subbase
- 5 Obras de infraestructura. 4.5.1 Instalación de drenaje Mayor 4.5.2 Instalación de Drenaje menor 4.5.3 Colocación de camino de escurrimiento 4.5.4 Instalación de tuberías para alcantarillado o líneas eléctricas. 4.6 Losa de concreto 4.61 Moldes y Formaletas 4.6.2 Refuerzos de acero 4.6.3 Vertido de mezcla 4.6.4 Colocación y vibrado de mezcla 4.6.5 Acabado y texturizado
- 6 .6 Corte de Juntas 4.6.7 Sellado de juntas 4.6.8 Curado del concreto 4.7 Señalización 4.7.1 Pintura de tráfico y termoplástica 4.7.2 Microesfera de vidrio 4.7.3 Vialetas 4.7.4 Separadores de vías 4.7.5 Túmulos de caucho y bollas 4.7.6 Rótulos
- Control de calidad 5.1 Laboratorio 5.1.1 Realización de estudios geofísicos 5.1.2 Pruebas de CBR, granulometría, Atteberg y Proctor a la subrasante y Subbase 5.1. 3 Prueba de desgaste de los ángeles a material de subbase 5.1.4 Pruebas de densidad al material compactado 5.1. 5 Pruebas de revenimiento, compresión y módulo de ruptura al concreto vertido. 5.2 Informes de laboratorio
- Comercial 6.1 Financiamiento
c. NORMAS QUE DEBEN CUMPLIR LOS MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS Normativa de Agregados gruesos del concreto: Los agregados gruesos deben de cumplir con distintos estándares de forma y resistencia, para ello existen las normas americanas ASTM C33, ASTM C125, ASTM C131, ASTM C535 y ASTM C127, y las normas Iberoamericanas NTC 174. Normativa de Agregados finos del concreto: Para ello se cuenta con la norma ASTM C40, que es para la determinación de las impurezas orgánicas en los agregados finos para concreto. También está la ASTM C1260, para la determinación de la reactividad alcalina potencial de los agregados. Método de la barra de mortero. Normativa cemento: Se utiliza cemento tipo Portland que cumpla con las normas ASTM C- 150 Normativa para subrasante y material de subbase: S A través de las pruebas de granulometría y límites de Atterberg se puede clasificar el suelo o material que se utilizará de subrasante y subbase, según su calidad. Según AASHTO y SUCS los mejores suelos para subbases son los granulares de poca plasticidad. En AASHTO son muy buenos desde A1-A3, los suelos menores a ese intervalo se consideran de mala calidad para subbases. Normativa del agua Su función es permitir la hidratación del cemento y hacer manejable la mezcla. Debe ser limpia y libre de cualquier sustancia perjudicial al pavimento terminado. Las mezclas de concreto para pavimentos rígidos se diseñan a la flexión, es necesario emplear alguna correlación confiable entre estas dos resistencias Normativas para el concreto
- Sobre la base granular, se colocará el hormigón en estado fresco inmediatamente elaborado en la obra o recién llegado de la planta en camiones hormigoneras, deberá estar a una temperatura promedio que no exceda los 32 Celsius, según la ASTM C- 1064.
- Aplicando en mezcla de hormigón con agregados relativamente densos. Permite determinar la cantidad de aire que pueda tener un hormigón en estado fresco, sin incluir cantidades de aire adicional que puedan contener las partículas de agregados, según la ASTM C- 231.
- Resistencia a la compresión en morteros de cemento según la ASTM C- 109 , prueba para la que se hacen cubos de 50 mm que posteriormente se rompen en la máquina de compresión para determinar las características de resistencia del cemento.
- Fineza Blaine con permeabilimetro, según ASTM C-204, la finura del cemento afecta el calor liberado después de entrar en contacto con el agua y también la velocidad de hidratación. La finura del cemento aumenta la velocidad de hidratación del cemento y acelera su resistencia.
- Expansión autoclave ASTM C151, muestra la capacidad de la pasta de cemento en mantener su volumen.
- Fraguado Vicat según la ASTM C-191, el objeto del ensayo del tiempo de fraguado es determinar el tiempo que pasa desde el momento de la adición del agua hasta cuando la pasta deja de tener fluidez también conocido como fraguado inicial.
Normativas sello de juntas
- Es un material flexible colocado en la parte superior de diversos tipos de juntas de pavimento rígido, con la finalidad de impedir la penetración de agua y de otros materiales en las juntas.
- Para vertido caliente: Elástico a base de asfalto polimérico según ASTM D1190, polimérico de bajo modulo según ASTM D3405 y la silicona según ASTM D5893. Normativas de aditivos
- Son sustancias que se agregan al concreto para modificar o mejorar las características básicas del mismo. Se rigen por su norma ASTM C494 en:
- Plastificantes: permiten disminuir la cantidad de agua necesaria para obtener una determinada consistencia del hormigón.
- Retardadores: Retardan el fraguado del concreto
- Inclusores de aire (ASTM C1017), incrementan la resistencia ante ciclos de congelamiento y deshielo y contribuyen en la trabajabilidad y la resistencia a los sulfatos y a la reacción de silice-alcalis.
- Sellantes premoldeados:
- Policroropreno elastomerico ASTM D262 8
- Premoldeado asfaltico ASTM D99 4
- Premoldeado no bituminoso, elástico, no extruido según ASTM D175 2
- Lubricante para sellante premoldeado según ASTM D283 5 Normativa Cordón de respaldo
- Se emplea cuando la junta se sella con silicona
- Debe ser antiadherente con la silicona e impedir la adhesión de ella a la superficie inferior de la junta
- Debe la norma ASTM D524 9
- CBR: Es una prueba de penetración para comprobar las características mecánicas de un suelo. La prueba para pavimentos consiste en medir la presión necesaria para hacer penetrar un pistón (3in2) en una muestra de suelo compactado óptimamente, a una velocidad constante de 1.27mm/min, a una profundidad de 0.1" y saturado durante 4 días. Este también comprender un ensayo para medir la expansión de los suelos. El índice CBR se ha desarrollado para medir la capacidad de carga de los suelos a la hora de construir carreteras, y vista de esto se dimensiona el espesor necesario de capa. Subrasantes con un CBR de 8-20 se consideran regulares o buenas, y Subrasantes con CBR de 20-30 se consideran excelente. Para Subbases, debe ser mínimo de 60 para el tipo A, 40 para pavimentos tipo B y 30 para tipo C. Algunas normativas para este ensayo son; AASHTO T 193-63 ASTM D 1883-73.
- Proctor estándar y modificado: El ensaye Proctor se refiere a la determinación del peso por unidad de volumen de un suelo que ha sido compactado por un procedimiento definido para diferentes contenidos de humedad. El procedimiento se realiza compactando muestras de suelo con un martillo de diferentes largos y con cilindros de metal de diferentes tamaños, dependiendo del tipo de ensayo Proctor y la granulometría de la muestra. Este ensayo proporciona la densidad máxima del material a usar, en una humedad determinada. A partir de estos valores podemos hacer controles de calidad durante la compactación para saber si se cumple con el porcentaje de compactación adecuada. Para el Proctor estándar algunas normativas pueden ser ASTM D 698-91 y AASHTO T 99-90. Para Proctor modificado algunas normativas pueden ser ASTM D 1557 - 91 y AASHTO T180-90.
- Ensaye de compactación estática : Es otro tipo de ensayo para determinar la densidad máxima y la humedad óptima de un suelo. Se usa para suelos friccionantes (Suelos que pasan totalmente el tamiz de 1”), ya que, en estos las pruebas dinámicas pueden dar valores erróneos. Esta prueba de compactación aporta información precisa de los pesos volumétricos y óptimos.
- Pruebas de control de humedad óptima in situ: La compactación optima del suelo se logra con un porcentaje de humedad específico que hay que asegurar en campo. Para ello se hace a través de dos formas; a través de pruebas de humedad en el laboratorio y a través de un Humedómetro (Speedy), ambos métodos consisten en determinar los pesos húmedos y secos del suelo para compararlos y obtener su porcentaje de humedad, las pruebas de laboratorio pueden tomar alrededor de un día y con el Speedy unos minutos, de igual forma, se recomienda realizar ambos. Si el suelo no cuenta con mucha humedad se debe dejar secar hasta que cumpla, caso contrario de debe regar con más agua.
- Prueba del cono de arena: La prueba consiste en cavar un hoyo en la capa compactada, obtener el peso de arena que este puede contener y con ello determinar el volumen del agujero. A partir del volumen y el peso extraído del agujero se puede obtener la densidad In situ, y por lo tanto, los porcentajes de compactación. A medida se va compactando se va realizando una prueba Cada 250 ml de vial o Cada 3000 m². Los porcentajes de compactación generalmente requeridos son mayores al 95%. Algunas normativas para esta prueba son; AASHTO T 191-61 y ASTM D 1556-90.
- Ensayos nucleares: Se realizan con un equipo portátil para medidas rápidas y precisas de densidad/humedad en materiales de construcción, para control de compactación. De acuerdo con ASTM D6938, D2922 y D3017 para suelos, y ASTM D2950 para asfaltos. Al igual que el cono de arena nos permite conocer los porcentajes de compactación del suelo, que generalmente se requieren mayores a 95%. El concreto, al igual que los materiales de subrasante y subbase, debe de tener controles de calidad, estos se aplican en; los materiales que llegan a la obra, los materiales que se elaboran en la obra, durante la ejecución o fundición, y controles al terminar la obra. Estos controles se llevan a cabo para evitar problemas como los siguientes; levantamiento de losas, fisuras de esquina, figuración en D, escalonamiento, daños en el sellado de juntas, fisura longitudinal, bombeo de finos, punzonamiento, reactividad álcali-árido, fisuras en forma de mapa, desportilladuras en juntas y fisuras, fisuras transversales y diagonales.
- Cono de Abrams: Este procedimiento establece el método para determinar la docilidad del concreto fresco, mediante el asentamiento del cono de Abrams. El ensayo tiene como objetivo determinar la consistencia del hormigón fresco. Este se puede realizar bajo la norma ASTMC-143. El método consiste en medir la disminución de altura que experimenta un tronco de cono de hormigón fresco, de medidas y elaboración estandarizada, cuando éste se deja libre. A mayor disminución de altura, menor consistencia del hormigón. El revenimiento deseado depende de la consistencia que se desee en obra.
- Probetas de concreto fresco: Establece los procedimientos para confeccionar y curar en obra las probetas de concreto fresco que se destinan a ensayos de compresión y tracción por flexión o por hendimiento para realizar el ensayo de compresión o rotura de probetas, se requiere construir probetas cilíndricas de 15 x 30 cm (tomando una muestra de concreto en la misma obra); las cuales se almacenan durante 28 días y luego deben ser trasladadas a un laboratorio de estructuras para que los especialistas realicen los ensayos respectivos.
e. HERRAMIENTAS Y EQUIPO UTILIZADO EN LA CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
- Equipo de Topografía: Existen diversos instrumentos topográficos para medir ángulos y distancias, sin embargo, por efectos prácticos algunos se emplean más que otros. Los equipos principales para un levantamiento topográfico son; Teodolito óptico, teodolito electrónico, estación semitotal, estación total, distanciómetro, GPS y nivel electrónico. De los primeros cuatro equipos previamente mencionados el más usado actualmente es la estación total, ya que, esta incluye tanto teodolito electrónico como distanciómetro. A parte de esos equipos se usan otras herramientas como plomadas, trípodes para el equipo, prismas y almádanas.
- Excavadoras y retroexcavadoras: Estas se usan para el descapote y movimiento de tierra. Algunas veces también se adaptan y utilizan como grúas para la colocación de la tubería que va debajo de la carretera. Son versátiles incluso en lugares remotos para operadores con suficiente experiencia. Para los cortes y rellenos en el terreno, estas poseen palas que vienen en diferentes capacidades, sin embargo, hay situaciones donde es necesario hacer corte en roca o concreto, a lo cual estos equipos se les puede adaptar un martillo. Los cortes y rellenos que realiza este equipo van de la mano con la topografía deseada.
- Motoniveladoras: Esta maquina cuenta con una hoja metálica larga que sirve para esparcir material, nivelar terrenos y refinar taludes. Además, posee escarificadores para terrenos duros. La hoja puede moverse a distintas inclinaciones, esto le permite también realizar la función de mezclar el suelo con cualquier otro material en caso se desee mejorar el mismo con cal, cemento, agregados pétreos u otros componentes.
- Bulldozer: Este tipo de maquinaría posee una cuchilla frontal sin capacidad de movimiento vertical, que se utiliza para el movimiento de tierras por arrastre, descapote o excavaciones en línea recta.
- Camión cisterna: Es un tipo de camión que permite almacenar liquido ý regarlo. Este es esencial para darle la humedad óptima al terreno para su compactación
- Compactadoras o vibro compactadoras: Esta maquinaría cuenta con diferentes tipos de rodillo que ayudan a acelerar el proceso de compactación del suelo. Es esencial que las capas de una carretera estén bien compactadas, ya que, así aumentan su resistencia. Hay de diferentes tipos, como lo son las compactadoras estáticas, con rodillo de pata apisonadoras (Patas de cabra), con o sin ruedas neumáticas y de rodillo con perfil lobular. El tipo de compactadora a utilizar dependerá del tipo de suelo que se desee compactar. Para las subbases suelen ser compactadoras de rodo liso.
- Cargadoras: Poseen una pala frontal con movimiento vertical, que permite cargar material en grandes cantidades. Se utilizan para cargar las volquetas, del material de relleno, subbase o cualquier otro material que necesita trasladarse a la zona donde será construida la carretera. Algunas veces se utiliza también para movilizar material dentro de la zona de trabajo en distancias cortas o para cargar volquetas con material excavado que se necesita retirar del sitio.
- Volquetas: Camiones que cuentan con una traileta para el traslado de grandes cantidades de material en grandes distancias, fuera o hacia el sitio donde se construye la carretera. EL material de subbase por lo general es ajeno al sitio, por lo tanto se acarrean al mismo a través de volquetas.
- Mixers: Para la carpeta de concreto se suele requerir grandes cantidades de concreto, para ello, los camiones mixers permiten el traslado y vertido de esas cantidades de concreta in situ.
- Equipo de control de calidad: Para los controles de calidad de todas las capas de una carretera se necesitan equipos de laboratorio y equipos para control in situ. Algunas veces este equipo se renta, se contrata una compañía externa que los posea y realice las pruebas, o la misma empresa encargada del proyecto ya las posee. Si bien la mayoría de las pruebas de control de calidad son en laboratorio, hay algunas que se realizan en campo durante la construcción. Estos son; Speedy o humedómetro para asegurar la humedad optima in situ, equipo de cono de arena o densímetro nuclear para porcentaje de compactación, y equipo para la prueba de cono de Abrams para asegurar un revenimiento adecuado en la mezcla de concreto. También se utilizan otras herramientas como termómetros para el concreto, niveles, metros, etc.
- Otras herramientas e utensilios: Se pueden necesitar palas, piochas o motosierras para la remoción de la capa vegetal. Para el encofrado de la carpeta de concreto se pueden necesitar martillos o nivel. Para el acero se puede necesitar tenazas, cizallas o esmeriles, para cortar desde el alambre de amarre hasta las varillas de acero. Durante la fundición de concreto se pueden utilizar carretillas, canaletas, paletas o llanas para ayudar a colocar el concreto. Para su curado se puede necesitar mangueras o una bomba manual. Para su compactación se puede usar un vibrador o una regla vibradora, posteriormente se nivela y alisa con una allanadora para darle la superficie final con un cepillo texturizador. Al fraguar lo suficiente el concreto se necesitará una cierra para concreto para cortar las juntas. Dependiendo el tipo de sello de juntas que se coloque las herramientas pueden variar, en algunos sellos de juntas como los asfalticos es necesario un equipo especial para su colocación. El equipo para su señalización también puede variar, desde maquinas pinta bandas guiadas manualmente a camiones de marcaje, para las microesferas se recomienda usa pistolas o dispensadores por gravedad.
f. GLOSARIO TECNICO Permeabilimetro : Equipo que permite la determinación de la resistencia a la penetración del agua en tejidos bajo presión hidrostática, así como la determinación del grado de presión de agua máximo que puede soportar un tejido. Inclusor de aire : Es un líquido que se adiciona al concreto durante el mezclado, se agrega al agua de la mezcla y se agita para lograr una incorporación homogénea, formando asi un sistema de microburbujas de aire que actúan como lubricante. Cordón de respaldo: Material de espuma de polietileno de baja densidad de celdillas cerradas, con una textura exterior similar a la piel. Es altamente flexible y compresible para su fácil instalación. Descapote: Consiste en la remoción de toda la capa vegetal, incluyendo árboles y raíces. Este debe tener una profundidad mínima de 0.4m. En algunos casos implica la remoción de carreteras viejas. Ojos de gato : Son parte de la señalización vial de una carretera, produce luminosidad en sus calles. Material selecto: Para el corte y relleno de un pavimento se utiliza además en la sub base granular. Cono de Abrams: Es un molde de meta con forma de cono truncado, se utiliza para realizar ensayos de consistencia de hormigón frescos. Extracción de testigos diamantinas: Son elementos estructurales de una edificación tienen por finalidad principal determinar la resistencia del concreto utilizado y características físicas del concreto endurecido. CBR: Es una prueba de penetración para comprobar las características mecánicas de un suelo. La prueba para pavimentos consiste en medir la presión necesaria para hacer penetrar un pisto de 3 in2 en una muestra de suelo compactado óptimamente, a una velocidad constante de 1. mm/min. Humedómetro (Speedy): Permite medir rápidamente y con precisión el contenido de humedad de múltiples materiales, incluyendo pastas de suelo, arena, gravas, polvos, arcillas y mezclas de otros materiales granulosos. Ensayos nucleares: Se realizan con un equipo portátil para medidas rápidas y precisas de densidad/humedad en materiales de construcción para control de compactación. Patas de cabra: Termino empleado para referirse a los rodillos de para apisonadora.
