PAVIMENTOS EFICIENTES PARA CAMINOS...

PAVIMENTOS EFICIENTES PARA CAMINOS VECINALES

Juan Pablo Covarrubias V.(presentado por E.Kohler)

Prueba Construcción de una Clínica en el cerro

• Agosto 2011 (invierno, lluvias)

• Sin Base, directo sobre el cerro

• 8 cm de espesor

• H 40 con fibra con Dm 40 mm

• Solamente para tráfico de construcción de la clínica

10 Meses en funcionamiento, 8 cm de espesor sin base, sin drenaje …. “sin expectativas”

Pavimentos U-TCP

• Extensión ultradelgada de la tecnología TCP con OptiPave2®

• Tráficos menores a 1 mm EE

• Se colocan sobra la plataforma existente, con fibrasestructurales

• Tienen “vida post-agrietamiento” (concepto interesante)

• Costo es comparable a Dobles Tratamientos Asfálticos

• Caminos de bajo tránsito, básicos- básicos intermedios

Características

Pavimentos Ultra-delgados (U-TCP)

Solución alternativa al doble tratamiento asfáltico en caminos de bajotránsito, existentes, con carpetas granulares.

8-12 cm de hormigón con fibra

Plataforma existente, sin base

Calibración software de diseño

0.000 0.010 1.000 100.000

Daño Por Fatiga

Agrietamiento Longitudinal

Illinois

Uandes

UTCP R.M.

Brotec-Melon

Polpaico

Curva AAShto

Otros Tramos

Desarrollo de UTCP

• Idea de losas cortas → TCPavements, pensado para carreteras

• Pruebas de ensayo acelerado en Univ de Illinois, concreto con fibras

• Construcción de la clínica en el cerro, experimento de solución temporal

• Interés de particulares →más pruebas a escala real → calibración

• Sistema de diseño, calibrado, probado … utilizado!

Tramos

• Tramos de calibración (interés particular):1. Prueba de ensayo acelerado en Illinois2. Prueba clínica Universidad de Los Andes3. Prueba planta Hormigonera cementos Bío Bío4. Prueba contratista Brotec - Icafal en urbanización en Lampa5. Prueba planta de áridos el Trebal

• Tramos en servicio (interés público):6. Ruta Mahuidanche - Misión Inglesa7. Ruta G848. Otros

1- Univ de Illinois

Resultados Estudio Univ. de Illinois

Se considera como vida útil un daño de 30% de losas Agrietadas* 0% losas agrietadas

Tramos Losa Sur CBR Losa Norte CBR

8 cm 120.000 EE 4% 3.000 EE < 2%

8cm Fibra 234.000 EE* 4% 65.000 EE < 2%

15 cm 22.000.000 EE 6% 14.000.000 EE 2%

20 cm 20.000.000 EE* 6% 50.000.000 EE * 2-3%

10 cm sobre 21 cm Asfalto 10.000.000 EE 5% 2.000.000 EE 2-3%

15 cm sobre 14 cm Asfalto 57.000.000 EE* 5% 69.000.000 EE 2-3%

Univ. de Illinois

Tramos

2- Clínica

Clínica los Andes

• Pavimento de 8 cm deespesor promedio

• 2,5 kg de fibra Barchip

• Subrasante CBR 15%

• 12% de losas agrietadas

• 35 camiones al día por masde un año

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

Tramos

3-Prueba Ready-Mix Quilicura

• Construcción: 2011

• Tramo de Prueba Realizado en plantaCementos Biobío, Quilicura.

• 6, 8 y 10cm de espesor.

• Búsqueda de recomendaciones constructivaspara este tipo de Pavimentos.

Planta Ready Mix Quilicura

Subtramo Espesor Pavimento

Tipo de Hormigón Resistencia Residual de Diseño

Tamaño Máximo del árido

1 6 cm Reforzado c/ Fibra 1 Mpa 20mm

Hormigón HF4,8(80) 2,5 kg de fibra plástica

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

11 12 13 14 15 16 17 18 19

21 22 23 24 25 26 27 28 29

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Losa N°

Subtramo 4

Subtramo 3

Subtramo 2

Subtramo 1

Tramos

• Tramos de calibración (interés particular):1. Prueba de ensayo acelerado en Illinois

2. Prueba clínica Universidad de Los Andes

3. Prueba planta Hormigonera cementos Bío Bío

4. Prueba contratista Brotec - Icafal en urbanización en Lampa

5. Prueba planta de áridos el Trebal

• Tramos en servicio (interés público):6. Ruta Mahuidanche - Misión Inglesa

7. Ruta G84

8. Otros

4-Prueba Melón/Brotec Icafal

• Sector Altos de Lampa

• 8 y 10 cm espesor

• Hormigón HF4,8(80) 2,5 kg defibra plástica

Subtramo Espesor Hormigón

Espesor Mejoramiento

CBR>20%

Losas Agrietadas (%)

Transversales Longitudinales Esquina

1 8 - 0% 61% 78%

2 8 35 cm 0% 46% 62%

3 10 - 0% 27% 38%

Tramos

7. Ruta G84

8. Otros

5-El Trebal- Polpaico

• 6, 8, 12 y 14 cm espesor

• Salida de Planta de Áridos

• 50 Camiones de 45 Toneladas de Pesodiarios durante 6 semanas

• Distintos Tipos de Fibra Plástica y Dosis

El Trebal

Ancho Losa (m) --> 3.4 0

Enduro 600

Sin Fibra

321 4 5

FM 650S

Enduro 600

FM 650S

Espesor de Losa (cm)

Dosificación Fibra (kg/m3)

Tipo de Fibra

El Trebal- Polpaico

Porcentaje de Losas con Fisura

Fecha Repeticiones E. Equivalentes Acumulados

Transversal Longitudinal Esquina

04/07/2013 1.147 7.661 0% 5% 20%

02/08/2013 1.611 10.761 0% 10% 20%

Porcentaje de Losas con Fisura

Fecha Repeticiones E. Equivalentes Acumulados

Transversal Longitudinal Esquina

13/06/2013 282 1.884 0% 20% 0%

21/06/2013 660 4.409 0% 20% 15%

27/06/2013 962 6.426 0% 25% 15%

02/08/2013 1.611 10.761 0% 25% 20%

1 2 3 4 5 6 7

Sección

Capacidad Soporte Suelo

1 2 3 4 5 6 7

Seccion

Transferencia de Carga

El Trebal- Polpaico

Tramo 1

Tramo 2

Tramo 3

Top-Bottom crack vs Bottom-Top crack

• Top-Bottom cracks

• Borde libre, sin restricción (base) que impida eldesplazamiento

• La fibra no es capaz de soportar grandes desplazamientos (salvo dosis Grandes)

• Bottom-Top cracks

• Debido a la geometría, las grietas no se pueden abrir como enel caso de grietas desde arriba hacia abajo

• El soporte bajo la losa induce tensión contraria aldesplazamiento aumenta el confinamiento del hormigón

• Se produce fricción que restringe la apertura de la grieta

• Se redistribuyen esfuerzos

Incidencia de la fibra en grietas (arriba y abajo)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Deformación (mm)

S/ Fibras

Fibras 1,5 Kg/m3

Fibras 3 Kg/m3

Fibras 5 Kg/m3

Covarrubias et al. 20100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Maximum Surface Deflection at the Slab's Center (mm)

0.48% Synthetic Fiber

0.32% Synthetic Fiber

0.35% Hooked End Steel Fiber

0.50% Crimped Steel Fiber

Tramos

7. Ruta G84

8. Otros

Espesor

Tráfico

Año de construcción

6-Mahuidanche – Misión Inglesa (antes)

8 cm (3.1 in)

50,000 ESALs

https://www.youtube.com/watch?v=3JEQRtej0BM

Espesor

Tráfico

6-Mahuidanche – Misión Inglesa (después)

8 cm (3.1 in)

50,000 ESALs

Directamente sobre granular exitente

Espesor

Tráfico

8 cm (3.1 in)

50,000 ESALs

Directamente sobre granular exitente

Espesor

Tráfico

8 cm (3.1 in)

50,000 ESALs

6 years later

Mahuidanche – Misión Inglesa

• FRC: 8 cm

• Resistencia Residual: 1 MPa

• Subrasante CBR 10%

• Tráfico: 50,000 ESALs

Mahuidanche – Misión Inglesa

• FRC: 8 cm

• Residual Strength: 1 MPa

• Subgrade CBR 10%

• Traffic: 50,000 ESALs

Tramos

7. Ruta G84

8. Otros

7-Ruta G-84 Quilamuta – La Manga (U-TCP)

Ruta G-84 Quilamuta – La Manga (U-TCP)

Espesor

Tráfico

Ruta G-84 Quilamuta – La Manga

10 cm (3.9 in)

1,000,000 ESALs

Placed directly overthe existing granular road

https://www.youtube.com/watch?v=Ru9uqfVu2YE&t=18s

Service lifespan surpassed

Macro-Fibra estructural en el hormigón para pavimentos

• Proyecto G84

• Distribución de fisuras en interfaz base-pavimento

• Aumento de la resistencia a cargas cíclicas o fatiga

• Permite unión del hormigón entre fisuras

• Mejora la vida post-agrietamiento del pavimento

Ruta G-84 Ruta G-84

Ruta G-84 Quilamuta – La Manga (U-TCP)

Failure in FRC

Service lifespan surpassed

Ruta G-84 Quilamuta – La Manga (DTS)

Failure in Asphalt

Espesor

Tráfico

8-Otros U-TCP: Craighouse School

11 cm (4.3in)

250,000 ESALs

2 years later

Espesor

Tráfico

U-TCP: Craighouse School

11 cm (4.3in)

250,000 ESALs

6 years later

Espesor

Tráfico

U-TCP: Craighouse School

11 cm (4.3in)

250,000 ESALs

7 years later

Espesor

Tráfico

Bahía Murta

10 cm con Fibra

350.000 EE

Proyecto U-TCP, colocado sin base directamente sobre camino granular

https://www.youtube.com/watch?v=IReXiqhV_sI&t=8s

Espesor

Tráfico

Sara de Lebu – Pangue (antes)

8 cm con fibra

50.000 EE

Espesor

Tráfico

Sara de Lebu – Pangue (después)

8 cm con fibra

50.000 EE

Espesor

Tráfico

Cuesta Balsadero San Rosendo

8 cm con Fibra

50.000 EE

Proyecto U-TCP, colocado, sin base, construido por administración directa MOP

Espesor

Tráfico

Camino Cuesta el Colo

8 cm con Fibra

200.000

Proyecto MOP

Espesor

Tráfico

Torres del Paine – Acceso Sarmiento

8 cm con Fibra

50.000 EE

https://www.youtube.com/watch?v=O8VlP9NnHsY

Espesor

Tráfico

Camino a Lago Pollux, Coyhaique

10 cm con Fibra

200.000 EE

Ejecutado Vía Administración Directa MOP

Proyectos TCP®

www.tcpavements.cl/esp/proyectos

Seguimiento con

Tipo de proyecto

Aplicaciones

Cualquier pavimento apoyado en el suelo en que circulen vehículos

Carreteras Bajo tránsito Industriales Urbanizaciones Estacionamientos

Características Principales y recomendaciones del Diseño TCP®

• Losas pequeñas (media pista x 1,20 a 2,5 m)

• Base granular (finos < 8%), base asfáltica o BTC

• Geotextil entre sub rasante y base, si es necesario

• Corte de juntas delgado (1,9mm- 2,5mm)

• No requiere sello de juntas

• No requiere barras de transferencia de cargas ni de amarre entre pistas(salvo juntas construcción)

• Confinamiento lateral

Historia de TCPavements

Invención de la patente para construcción de pavimentos con losas de geometría optimizada

Creación de la Empresa TCPavements, encargada de promover y desarrollar el diseño TCP®

Aprobación MOP, con incorporación de la tecnología en Instructivo de Vialidad

Primer proyecto TCP, ejecutado en el Camino a Antigua, carretera en

Guatemala

Desarrollo e investigación del sistema con pruebas aceleradas en Illinois,

Estados Unidos, con sistema ATLAS

Primera aplicación de TCP® en proyecto industrial, Centro de

Distribución de Sodimac

Historia de TCPavements

Primera aplicación de TCP® en dos proyectos MOP: Cauquenes Chanco y Cerro Sombrero

Premio de Nacional de la Innovacíónpara TCPavements: Avonni

Incorporación en Código de Normas y Especificaciones técnicas del MINVU

Lanzamiento de Software de diseño para pavimentos de hormigón con

losas de geometría optimizada: OptiPave2

Incorporación de la National Concrete Pavement Technology Center, Estados Unidos, en guía para capas de refuerzo

con hormigón

Método TCP® Oficializado por la American Concrete Institute, en ACI 330.2R-17 Diseño y construcción de

pavimentos industriales

Designed & Constructed Projects

Pavimentos Construidos con tecnología TCP®

1,000,000

2,000,000

3,000,000

4,000,000

5,000,000

6,000,000

500,000

1,000,000

1,500,000

2,000,000

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

Metros Cuadrados Construidos

TCP Hormigoneras Perú Colombia EEUU y Canada México Ecuador Costa Rica RCR Acumulado

Análisis comparación entre losa larga y losa corta

Cargadas por un mismo camión, tensiones desde arriba

AASHTO4,5m x 3,5m25 cm espesorMáx. tensión: 22,4 kg/cm2

TCP®1,75m x 1,75m15 cm espesorMáx. tensión: 20,7 kg/cm2

TCP®1,75m x 1,75m25 cm espesorMáx. tensión: 4,36 kg/cm2

TCPavements

Pavimentos Eficientes Para Caminos Vecinales

2do Congreso Nacional de Pavimentos, ILIEV, Octubre 2019

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