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Trabajo de grado realizado en la ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA acerca de la aplicacion del siste Whitetopping
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ESCUELA MILITAR DE INGENIERA MCAL. ANTONIO JOS DE SUCRE BOLIVIA
TRABAJO DE GRADO
UTILIZACIN DEL MTODO WHITETOPPING ULTRA
DELGADO PARA REHABILITACIN DE PAVIMENTOS
ASFLTICOS TRAMO LA PAZ COTAPATA
MIGUEL LLANOVARCED CORONEL
LA PAZ, 2014
ESCUELA MILITAR DE INGENIERA MCAL. ANTONIO JOS DE SUCRE BOLIVIA
TRABAJO DE GRADO
UTILIZACIN DEL MTODO WHITETOPPING ULTRA
DELGADO PARA REHABILITACIN DE PAVIMENTOS
ASFLTICOS TRAMO LA PAZ COTAPATA
MIGUEL LLANOVARCED CORONEL
Trabajo de Grado, presentado
como requisito parcial para
optar al ttulo de Licenciatura
en Ingeniera Civil.
TUTOR: ING. M.S.c. PATRICIA FRUTOS JORDN
LA PAZ, 2014
DEDICATORIA
Este trabajo est dedicado a:
A mi madre, por brindarme su apoyo
incondicional, su cario, sus buenos
consejos y su paciencia, gracias a
tu gran ejemplo pude alcanzar mi
meta.
AGRADECIMIENTOS
El autor expresa sus agradecimientos:
A: Mi madre por ensearme a ser una persona de bien y que no hay dificultad
que no se pueda vencer.
A: Mi esposa por brindarme su cario y paciencia cuando pasaba por
momentos difciles.
A: Mi hijo por brindarme las fuerzas y alegra para seguir adelante.
A: Mi familia por apoyarme y alentarme a lo largo de mis estudios.
A: Mi tutor, Ing. Patricia Frutos Jordn, por su gua y apoyo que me brindo
durante la elaboracin de este trabajo.
A: La empresa SOBOCE, con nfasis a los responsables de asesora tcnica y
el plantel de laboratorio por su colaboracin durante la elaboracin de este
trabajo.
i
NDICE
Pg.
1 GENERALIDADES ................................................................................... 1
1.1 ANTECEDENTES .................................................................................... 2
1.1.1 Whitetopping ............................................................................................. 2
1.1.2 Antecedentes del Whitetopping ultra delgado .......................................... 4
1.1.3 Caractersticas del Whitetopping ultra delgado ........................................ 5
1.1.4 Cuando utilizar el Whitetopping ultra delgado .......................................... 6
1.1.5 Ventajas del Whitetopping ultra delgado .................................................. 7
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ....................................................... 9
1.3 IDENTIFICACIN DEL PROBLEMA ........................................................ 9
1.3.1.1 Identificacin de la situacin problemtica ............................................... 9
1.4 FORMULACIN DEL PROBLEMA ........................................................... 9
1.4.1 Anlisis causa y efecto ........................................................................... 10
1.5 OBJETIVOS ........................................................................................... 10
1.5.1 Objetivo general ..................................................................................... 10
1.5.2 Objetivos especficos .............................................................................. 10
1.6 JUSTIFICACIN .................................................................................... 11
1.6.1 Justificacin tcnica ................................................................................ 11
1.6.2 Justificacin econmica .......................................................................... 11
1.6.3 Justificacin social .................................................................................. 12
1.6.4 Justificacin ambiental ........................................................................... 12
1.7 ALCANCE ............................................................................................... 12
1.7.1 Alcance temtico .................................................................................... 12
ii
1.7.2 Alcance geogrfico ................................................................................. 13
1.7.3 Alcance temporal .................................................................................... 15
2 MARCO TERICO ................................................................................. 16
2.1 RELEVAMIENTO DE FALLAS EN LA CARRETERA TRAMO
LA PAZ - COTAPATA ........................................................................... 16
2.1.1 Pavimento flexible .................................................................................. 16
2.1.2 Fallas en los pavimentos ........................................................................ 17
2.1.3 Fallas en pavimentos flexibles ................................................................ 18
2.1.4 Tipos de fallas en el pavimento flexible tramo: La Paz - Cotapata ......... 20
2.1.4.1 Ahuellamientos ....................................................................................... 20
2.1.4.2 Ondulaciones y desplazamientos ........................................................... 20
2.1.4.3 Depresiones ........................................................................................... 21
2.1.4.4 Baches ................................................................................................... 22
2.1.4.5 Desprendimiento .................................................................................... 23
2.2 CARACTERSTICAS DE LA INGENIERA DE TRFICO ....................... 23
2.2.1 Flujos Vehiculares .................................................................................. 24
2.2.2 Volumen de trfico .................................................................................. 24
2.2.3 Composicin del trfico .......................................................................... 25
2.2.4 Trnsito medio diario anual (TDMA) ....................................................... 25
2.2.5 Volumen horario de diseo (VHD) .......................................................... 25
2.2.6 Mtodos para la determinacin de volmenes de trfico ....................... 26
2.2.6.1 Aforos o conteos ..................................................................................... 26
2.2.7 Intensidad de trfico ............................................................................... 26
2.2.8 Proyeccin de trfico .............................................................................. 26
iii
2.2.8.1 Estimacin del trfico futuro ................................................................... 27
2.2.9 Cargas y vehculos de diseo ................................................................. 28
2.2.9.1 Ley de cargas en Bolivia ........................................................................ 28
2.2.10 Niveles de Servicio ................................................................................. 29
2.2.11 El usuario................................................................................................ 30
2.2.12 Visin del usuario ................................................................................... 30
2.2.12.1 Tiempo de reaccin del conductor .......................................................... 30
2.3 MTODO DE DISEO DE WHITETOPPING ......................................... 31
2.3.1 Materiales utilizados ............................................................................... 31
2.3.2 Evaluacin de la condicin del pavimento .............................................. 33
2.3.3 Funcionamientos de pavimentos ultra delgados ..................................... 37
2.3.3.1 Adherencia ............................................................................................. 37
2.3.3.2 Espaciamiento de las juntas ................................................................... 38
2.3.3.3 Espesor de la capa de rodadura remanente........................................... 39
2.3.4 Mtodos de diseo de la capa de rodadura ........................................... 40
2.3.4.1 AASHTO - 93 .......................................................................................... 40
2.3.4.2 Asociacin Americana de Pavimentos de Concreto (ACPA) .................. 41
2.3.4.3 Concreto de Cemento Portland .............................................................. 44
2.4 ENSAYO DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS ..................................... 45
2.4.1 Anlisis mecnico para agregado grueso ............................................... 46
2.4.2 Anlisis mecnico para agregado fino .................................................... 46
2.4.3 Determinacin del peso especfico del agregado grueso,
por el mtodo del cesto .......................................................................... 47
2.4.4 Determinacin del peso especfico del agregado fino,
iv
por el mtodo del picnmetro ................................................................. 49
2.4.5 Determinacin del porcentaje de humedad ............................................ 50
2.4.6 Determinacin del peso unitario (suelto y varillado) ............................... 51
2.5 DESCRIPCIN DE FIBRAS ................................................................... 51
2.5.1 Tipos de fibras ........................................................................................ 52
2.5.1.1 Fibras de vidrio ....................................................................................... 53
2.5.1.2 Fibras de acero ....................................................................................... 54
2.5.1.3 Fibras acrlicas ....................................................................................... 56
2.5.1.4 Fibras de aramida ................................................................................... 57
2.5.1.5 Fibras de carbono ................................................................................... 57
2.5.1.6 Fibras de Nylon ...................................................................................... 58
2.5.1.7 Fibras de polister .................................................................................. 58
2.5.1.8 Fibras polipropileno ................................................................................ 59
2.5.2 Uso de fibras .......................................................................................... 60
2.5.2.1 Beneficios de la adicin de fibras ........................................................... 60
2.5.3 Barchip 54 .............................................................................................. 61
2.5.4 Polypropylene Stample fiver ................................................................... 62
3 INGENIERA DEL PROYECTO .............................................................. 64
3.1 UBICACIN Y CARACTERSTICAS DEL PROYECTO .......................... 64
3.1.1 Informacin general del proyecto ........................................................... 64
3.1.1.1 Clima ...................................................................................................... 64
3.1.1.2 Ubicacin geogrfica de los municipios .................................................. 65
3.1.1.3 Lmites territoriales ................................................................................. 66
3.1.1.4 Altura ...................................................................................................... 66
v
3.2 COMPOSICIN VEHICULAR ................................................................ 67
3.2.1 Anlisis de Transporte ............................................................................ 67
3.2.1.1 Infraestructura vial .................................................................................. 67
3.2.1.2 Rutas alternativas ................................................................................... 68
3.2.2 Informacin existente sobre el trfico ..................................................... 68
3.2.3 Aforos de la composicin de vehculos .................................................. 69
3.2.3.1 Resultado de los conteos anuales .......................................................... 69
3.2.4 Vida til ................................................................................................... 69
3.2.5 Proyeccin de trfico .............................................................................. 70
3.2.5.1 Trfico promedio diario anual (TPDA) de diseo .................................... 72
3.2.5.2 Tasa de Crecimiento .............................................................................. 73
3.3 DETERMINACIN DE LA DOSIFICACIN ............................................ 74
3.3.1 Resultado de los ensayos ...................................................................... 74
3.3.1.1 Ensayo de calidad de los agregados (grava y arena) ............................. 74
3.3.1.2 Ensayo de determinacin de porcentaje de fibras .................................. 77
3.4 DISEO Y ANLISIS DEL PAQUETE ESTRUCTURAL ......................... 81
3.4.1 Variables de diseo ................................................................................ 81
3.4.1.1 Seleccin de categora por eje ............................................................... 82
3.4.1.2 Serviciabilidad ........................................................................................ 83
3.4.1.3 Mdulo de rotura del hormign ............................................................... 84
3.4.1.4 Mdulo de elasticidad del hormign ....................................................... 84
3.4.1.5 Coeficiente de drenaje ............................................................................ 84
3.4.1.6 Mdulo de reaccin de la subrasante ..................................................... 85
3.4.1.7 Nmero de ejes equivalentes futuros (ESALs) ....................................... 88
vi
3.4.1.8 Separacin entre juntas .......................................................................... 88
3.4.1.9 Coeficiente de transferencia de cargas .................................................. 88
3.4.1.10 Confiabilidad ........................................................................................... 89
3.4.1.11 Desviacin estndar ............................................................................... 90
3.4.1.12 Porcentaje de tensin residual ............................................................... 91
3.4.1.13 Coeficiente de expansin trmica ........................................................... 91
3.4.1.14 Mdulo de elasticidad del pavimento remanente .................................... 91
3.4.1.15 Espesor de la capa de rodadura remanente........................................... 92
3.4.2 Espesor de la sobrecarpeta .................................................................... 92
3.4.2.1 Diseo por AASHTO - 93 ....................................................................... 93
3.4.2.2 Diseo por la Asociacin Americana de Pavimentos de Concreto ......... 94
3.4.2.3 Diseo por Concreto de Cemento Portland ............................................ 96
3.4.2.4 Espesor de diseo .................................................................................. 98
3.4.3 Bermas ................................................................................................... 99
3.4.4 Planta y perfil tipo ................................................................................. 104
3.4.4.1 Perfil tipo............................................................................................... 104
3.4.4.2 Planta tipo............................................................................................. 104
3.4.5 Mtodo constructivo ............................................................................. 105
3.4.5.1 Trabajos Previos ................................................................................... 105
3.4.5.2 Pavimentacin ...................................................................................... 106
3.4.5.3 Curado .................................................................................................. 107
3.4.5.4 Acerrado ............................................................................................... 108
3.4.5.5 Sealizacin horizontal ......................................................................... 108
4 COSTOS Y PRESUPUESTOS ............................................................. 110
vii
4.1 ANLISIS DE PRECIOS UNITARIOS .................................................. 110
4.2 PRESUPUESTO DE LA OBRA ............................................................. 112
4.2.1 Cmputos mtricos ............................................................................... 112
4.2.2 Presupuesto ......................................................................................... 113
5 MEDIO AMBIENTE .............................................................................. 115
5.1 FICHA AMBIENTAL .............................................................................. 115
5.2 MATRIZ AMBIENTAL ........................................................................... 121
6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................ 123
6.1 CONCLUSIONES ................................................................................. 123
6.2 RECOMENDACIONES ........................................................................ 124
BIBLIOGRAFA
ANEXOS
viii
NDICE DE TABLAS
Pg.
TABLA.1 VOLMENES DE TRFICO..................................................................24
TABLA.2 TIPOS DE VEHCULOS Y SUS CARACTERSTICAS..........................25
TABLA.3 LISTA DE EVALUACIN DE PAVIMENTO...........................................35
TABLA.4 GUA PARA REPARAR PAVIMENTOS ASFLTICOS ANTES DE
APLICAR UNA CAPA DE HORMIGN.................................................36
TABLA.5 TABLA DE DISEO 1............................................................................43
TABLA.6 TABLA DE DISEO 2............................................................................43
TABLA.7 TABLA DE DISEO 3............................................................................44
TABLA.8 TABLA DE DISEO 4............................................................................44
TABLA.9 ESPECIFICACIONES TCNICAS BARCHIP 54..................................62
TABLA.10 ESPECIFICACIONES TCNICAS POLYPROPILENE
STAMPLE FIBER..................................................................................63
TABLA.11 ALTITUD DE MUNICIPIOS...................................................................66
TABLA.12 TRFICO PROMEDIO DIARIO ANUAL................................................69
TABLA.13 RESUMEN DE REGRESIONES...........................................................72
TABLA.14 TASA DE CRECIMIENTO VEHICULAR...............................................74
TABLA.15 GRANULOMETRA ASTM 67...............................................................74
TABLA.16 GRANULOMETRA ASTM 5.................................................................75
TABLA.17 MDULO DE FINEZA AGREGADO GRUESO.....................................75
TABLA.18 GRANULOMETRA NORMA BOLIVIANA TIPO (I)...............................75
TABLA.19 MDULO DE FINEZA AGREGADO FINO............................................75
TABLA.20 PESO ESPECFICO AGREGADO GRUESO.......................................76
TABLA.21 PESO ESPECFICO AGREGADO FINO..............................................76
ix
TABLA.22 TABLA RESUMEN PORCENTAJE DE HUMEDAD.............................76
TABLA.23 PESO UNITARIO..................................................................................77
TABLA.24 RESUMEN CUMPLIMIENTO DE LA NORMA ASTM C1609...............78
TABLA.25 DOSIFICACIN ADOPTADA...............................................................80
TABLA.26 PARMETROS CATEGORA DE DISEO..........................................82
TABLA.27 CARGAS MXIMAS EN BOLIVIA........................................................82
TABLA.28 CLASIFICACIN DE SERVICIABILIDAD.............................................83
TABLA.29 SERVICIABILIDAD DE DISEO...........................................................84
TABLA.30 COEFICIENTE DE DRENAJE PARA PAVIMENTOS RGIDOS...........85
TABLA.31 RESUMEN CBR SUBRASANTE...........................................................86
TABLA.32 VALORES RECOMENDADOS PARA TRANSFERENCIA DE
CARGA..................................................................................................89
TABLA.33 VALORES RECOMENDADOS PARA LA CONFIABILIDAD................90
TABLA.34 MDULO DE ELASTICIDAD DEL PAVIMENTO REMANENTE..........92
TABLA.35 DISEO DEL ESPESOR MEDIANTE TABLAS DE DISEO
DE LA ASOCIACIN AMERICANA DE PAVIMENTOS
DE CONCRETO....................................................................................95
TABLA.36 COMPARACIN DE ESPESORES DE DISEO.................................98
TABLA.37 COEFICIENTE DE FRICCIN / LOSA BASE..................................101
TABLA.38 RESUMEN RELEVAMIENTO DE FALLAS.105
TABLA.39 TRABAJOS A EJECUTARSE.............................................................110
TABLA.40 DATOS INCIALES..............................................................................110
TABLA.41 RESUMEN PRECIOS UNITARIOS MANO DE OBRA........................111
TABLA.42 RESUMEN PRECIOS UNITARIOS MATERIALES.............................111
TABLA.43 RESUMEN PRECIOS UNITARIOS EQUIPO Y MAQUINARIA...........112
x
TABLA.44 CMPUTOS MTRICOS....................................................................113
TABLA.45 PRESUPUESTO FINAL......................................................................113
xi
NDICE DE FIGURAS
Pg.
FIGURA.1 APLICACIN DEL METODO WHITETOPPING...................................3
FIGURA.2 CLASIFICACIN DEL WHITETOPPING SEGN SU ESPESOR........3
FIGURA.3 COMPARACIN ENTRE CORTE DELGADO Y CONVENCIONAL.....6
FIGURA.4 DIFERENCIA DE AGRIETAMIENTO ENTRE PAVIMENTOS
ASFLTICOS Y RGIDOS....................................................................8
FIGURA.5 DIAGRAMA CAUSA EFECTO..........................................................10
FIGURA.6 UBICACIN GEOGRFICA DEL TRAMO LA PAZ
COTAPATA (1)....................................................................................14
FIGURA.7 UBICACIN GEOGRFICA DEL TRAMO LA PAZ
COTAPATA (2)....................................................................................14
FIGURA.8 UBICACIN GEOGRFICA DEL TRAMO LA PAZ
COTAPATA (3)....................................................................................15
FIGURA.9 CARRETERA DE PAVIMENTO ASFALTICO......................................16
FIGURA.10 ESQUEMA DEL PAVIMENTO ASFALTICO.......................................17
FIGURA.11 AHUELLAMIENTO TRAMO: LA PAZ COTAPATA..........................20
FIGURA.12 ONDULACIN TRAMO: LA PAZ COTAPATA................................21
FIGURA.13 DEPRESIONES TRAMO: LA PAZ COTAPATA..............................22
FIGURA.14 BACHES TRAMO: LA PAZ COTAPATA.........................................22
FIGURA.15 DESPRENDIMIENTO TRAMO: LA PAZ COTAPATA.....................23
FIGURA.16 TIPOS DE VEHCULOS.....................................................................29
FIGURA.17 ESQUEMA DE COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL....................38
FIGURA.18 COMPARACIN DE ESPACIAMIENTOS ENTRE JUNTAS.............39
FIGURA.19 FIBRAS DE VIDRIO...........................................................................54
xii
FIGURA.20 FIBRAS METLICAS..........................................................................56
FIGURA.21 FIBRAS ACRLICAS...........................................................................56
FIGURA.22 FIBRAS DE ARAMIDA........................................................................57
FIGURA.23 FIBRAS DE CARBONO......................................................................58
FIGURA.24 FIBRAS DE POLIPROPILENO...........................................................59
FIGURA.25 FIBRA BARCHIP 54............................................................................62
FIGURA.26 FIBRA POLYPROPYLENE STAMPLE FIBER....................................63
FIGURA.27 TRAMO DE ANLISIS........................................................................65
FIGURA.28 RED VIAL FUNDAMENTAL LA PAZ..................................................68
FIGURA.29 REGRESIN LINEAL.........................................................................70
FIGURA.30 REGRESIN LOGARTMICA.............................................................71
FIGURA.31 REGRESIN EXPONENCIAL............................................................71
FIGURA.32 REGRESIN POTENCIA...................................................................72
FIGURA.33 COMPARACIN RESISTENCIA A FLEXIN....................................79
FIGURA.34 COMPARACIN TENSIN RESIDUAL.............................................80
FIGURA.35 CBR DE DISEO................................................................................87
FIGURA.36 DETERMINACIN MODULO DE LA SUBRASANTE EN
BASE AL CBR DE DISEO................................................................87
FIGURA.37 DISEO DEL ESPESOR MEDIANTE GUA AASHTO 93...............94
FIGURA.38 DISEO DEL ESPESOR MEDIANTE EL MTODO
CONCRETO DE CEMENTO PORTLAND..........................................97
FIGURA.39 DISEO DEL ESPESOR REMANENTE MEDIANTE
EL MTODO CONCETO DE CEMENTO PORTLAND......................98
FIGURA.40 DISEO DEL ESPESOR DE LA BERMA MEDIANTE
GUA AASHTO 93..........................................................................100
xiii
FIGURA.41 DISEO DE LA LONGITUD DE LA BARRA DE AMARRE
MEDIANTE GUA AASHTO 93......................................................103
FIGURA.42 PERFIL TIPO....................................................................................104
FIGURA.43 PLANTA TIPO...................................................................................104
H O J A D E V I D A
INFORMACIN PERSONAL
Nombres y Apellidos: Miguel Llanovarced Coronel
Carnet de Identidad: 9180379 LP
Fecha de Nacimiento: 30/10/89
Direccin: C. 3 No. 39, Alto Irpavi Sector EMI, La Paz Bolivia
Telfono: 2773547
Celular: 73077572
Correo Electrnico: [email protected]
FORMACIN ACADMICA
2007 Bachiller en Humanidades
Colegio Humboldt Uni Loyola
EXPERIENCIA LABORAL
2013 Pasanta Soboce (Asesora Tcnica)
2011 2012 Pasanta Empresa Constructora Avencon
MANEJO DE PROGRAMAS COMPUTACIONALES
AutoCad
DiPav
DRIP
Excel avanzado
Word
IDIOMAS
Ingles: Nivel avanzado, CBA
RESUMEN EJECUTIVO
La rehabilitacin mediante la colocacin de losas de concreto sobre los
pavimentos flexibles que han sufrido daos por causa del trfico, la humedad y el
clima, es una tcnica que se ha desarrollado en Estados Unidos desde el ao
1918, en un principio se utiliz en aeropuertos, autopistas, carreteras principales y
secundarias, calles y parqueaderos; entre los aos 1940 y 1950 en aeropuertos
civiles y militares, y desde el ao 1960, el concreto ha sido muy usado como
alternativa para la reparacin de autopistas en estados como California, Iowa y
Utah.
Este tipo de rehabilitacin permite una rpida reparacin de vas con daos
superficiales en su carpeta asfltica, ampliando su vida til, reduciendo los costos
de mantenimiento, corrigiendo las deformaciones tanto en los perfiles
longitudinales como transversales, aumentando con esto el nivel de servicio, que
se traducen una mayor comodidad de los usuarios y la disminucin de los costos
de operacin.
Las tcnicas modernas de rehabilitacin permiten la recuperacin de los
estndares de diseo, reduciendo el impacto sobre los usuarios, tanto durante la
ejecucin de las obras (requirindose muy poco tiempo para rehabilitar), como
durante su vida en servicio (reduciendo los problemas de deterioro).
Dentro de las alternativas disponibles para rehabilitar pavimentos, y en particular,
para pavimentos flexibles, se encuentran las capas de hormign aplicadas
directamente sobre el pavimento deteriorado. Esta tcnica se denomina
Whitetopping, (cubierta blanca). La traduccin literal marca la diferencia entre el
color de un pavimento de hormign (blanco) frente a uno de asfalto (negro).
Este sistema incluye la correccin de las principales deformaciones en el asfalto y
la colocacin del hormign que se construye directamente sobre la superficie
asfltica ya tratada. Entre las ventajas del Whitetopping tenemos una larga vida,
bajo costo en mantenimiento, bajo costo por aplicacin, un aumento en la
seguridad y una menor contaminacin al ambiente.
De acuerdo al espesor de las capas de hormign, tenemos distinta clasificaciones
para esta tcnica de rehabilitacin de pavimentos. Si las capas son mayores a los
20 cm de espesor se habla de Whitetopping convencional, mientras que para
espesores entre los 10 a 20 cm se denominan delgados y finalmente para
espesores menores a 10 cm se habla de ultra delgados.
En este trabajo de grado se explicar el funcionamiento de la tcnica Whitetopping
poniendo nfasis en la categora ultra delgada y se desarrollar una metodologa
de diseo para aplicarla en la planificacin del tramo La Paz Cotapata.
La idea y objetivo de este trabajo, es mostrar la tcnica whitetopping como una
alternativa viable a la hora de rehabilitar los pavimentos deteriorados de asfalto.
Adems de ser el punto de inicio en el desarrollo e investigacin de esta
tecnologa en nuestro pas.
NDICE DE ANEXOS
ANEXO. 1 CERTIFICADO DE CALIDAD DEL CEMENTO
ANEXO. 2 ENSAYOS DE AGREGADOS
ANEXO. 3 ANLISIS DE TRFICO
ANEXO. 4 ENSAYOS DE DOSIFICACIN DE FIBRAS
ANEXO. 5 CLCULO DEL MDULO DE ELASTICIDAD
ANEXO. 6 ENSAYOS DE SUELOS
ANEXO. 7 CLCULO DE EJES EQUIVALENTES
ANEXO. 8 ESPESORES DE LA CARPETA ASFLTICA
ANEXO. 9 REVELAMIENTO DE FALLAS
ANEXO. 10 ANLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
1
CAPTULO I
GENERALIDADES
1 GENERALIDADES
En la medida que el pas se desarrolla, las carencias o falencias de una red vial se
traducen en impedimentos para los desplazamientos rpidos y seguros, que
afectan directamente el nivel de vida de los usuarios al transitar por dichas vas.
Buscar nuevas alternativas de solucin es de creciente inters para la comunidad.
Es en este contexto donde se basa fundamentalmente la necesidad de contar con
nuevas alternativas frente al deterioro que experimentan los pavimentos y en
particular los pavimentos asflticos.
Los Pavimentos asflticos son los de mayor uso en nuestro pas, por lo que el
mantenimiento debe enfocarse a la reparacin de las principales fallas asociadas
a este tipo de material y de las causas que comnmente las originan, tales como
ahuellamientos, piel de cocodrilo, baches y grietas entre otras, y as brindar las
mejores condiciones de operacin para el usuario tanto en seguridad como en
confort. Para lograrlo es necesario contar con nuevas tecnologas para el proceso
de rehabilitacin de pavimentos, que permitan disminuir las constantes
intervenciones de mantenimientos que se les realiza a este tipo de pavimento, lo
que en ocasiones causa molestias para los usuarios.
Dentro de las alternativas disponibles para rehabilitar pavimentos asflticos, se
encuentran las capas de hormign aplicadas sobre un pavimento de asfalto, esta
tcnica se denomina Whitetopping (cubierta blanca). La traduccin literal marca la
diferencia entre el color de un pavimento de hormign (blanco) frente a uno de
asfalto (negro).
Este sistema incluye la correccin de las principales deformaciones en el asfalto y
la colocacin del hormign que se construye directamente sobre la superficie
asfltica ya tratada.
2
Segn el espesor de la capa de hormign, el Whitetopping presenta
subcategoras: convencional, delgado y ultra delgado, siendo las dos ltimas ms
recientes que la primera.
1.1 ANTECEDENTES
Cuando los pavimentos asflticos presentan deterioro con fallas tales como
ahuellamiento, grietas, piel de cocodrilo y baches dentro de las ms comunes, es
necesario desarrollar algn tipo de rehabilitacin para recuperar el estndar del
diseo y a la vez disminuir los riesgos de accidentes que aumentan con las fallas
antes mencionadas. La solucin ms recurrente en nuestro pas es la de
recapados de asfalto, pero con este sistema, si bien se corrige las fallas
funcionales, las fallas estructurales permanecen y con el paso del tiempo, el re
pavimentado presentar las mismas fallas que presentaba el pavimento original.
Es por esta razn que buscando nuevas alternativas de rehabilitacin el
Whitetopping aparece como una alternativa viable y segura.
1.1.1 Whitetopping
Es una capa de hormign de cemento portland construido sobre un pavimento
asfaltico existente. Se disea considerando una fuerte unin entre las dos capas,
minimizando la necesidad de un espesor adicional, incluye la reparacin,
preparacin y limpieza del pavimento asfaltico existente antes de aplicar la carga.
3
FIGURA.1 APLICACIN DEL METODO WHITETOPPING
Fuente: www.heidelbergcement.com
De acuerdo al espesor de las capas de hormign, se tien distintas clasificaciones
para esta tcnica de rehabilitacin. Si las capas son mayores a los 20 cm de
espesor se habla de Whitetopping convencional, mientras que para espesores
entre los 10 a 20 cm se denominan Thin Whitetopping (delgados TWT) y
finalmente para espesores de 5 a 10 cm se habla de Ultra Thin Whitetopping
(ultradelgados UTW). El espesor debe ser el resultado de los volumenes de trfico
esperados.
FIGURA.2 CLASIFICACIN DEL WHITETOPPING SEGN SU ESPESOR
Fuente: Elaboracin Propia
4
El recubrimiento de pavimentos flexibles con hormign es una tcnica que se
emplea desde hace tiempo con xito. Sin embargo, una de las innovaciones en el
campo de los pavimentos de hormign que ms inters ha despertado en los
ltimos aos es la de los denominados recubrimientos ultra delgados adheridos al
hormign (Ultra Thin Whitetopping).
La tecnologa del Whitetopping ultra delgado es una tcnica exitosa de
rehabilitacin de pavimentos asflticos en varios pases del mundo. Se basa en la
fundicin de una losa delgada de hormign hidrulico de espesor entre 5 y 10 cm
sobre el pavimento asfltico deteriorado superficialmente, previa realizacin de un
tratamiento para garantizar la adherencia entre ambos materiales, no lleva ningn
tipo de armadura y cuya mayor particularidad es tener juntas poco espaciadas (no
selladas), vinculada por la adherencia entre las capas, formando as un pavimento
articulado.
1.1.2 Antecedentes del Whitetopping ultra delgado
El Whitetopping tuvo su origen en los Estados Unidos a principios de siglo pasado,
principalmente en el estado de Iowa en donde se comenzaron a recubrir
pavimentos de asfalto con hormign. A partir de la dcada de los 60 en este
estado se comenz a recubrir cada vez ms cantidades de pavimentos asflticos
con hormign, en busca de reducir los costos de mantenimiento de las calzadas.
Los primeros recubrimientos se ejecutaban con hormign no adherido y los
espesores eran similares a los de un pavimento convencional. La experiencia
recogida y el buen comportamiento de estos pavimentos condujeron a bajar los
espesores de los recubrimientos con hormign. Luego construyendo el
recubrimiento de hormign totalmente adherido al concreto asfltico, se logro que
ambos materiales trabajen como una nueva estructura compuesta. Con esto
ltimo y al sumar el aporte estructural del asfalto se logro bajar an ms los
espesores de hormign, dando as lugar al Whitetopping Ultra Delgado.
5
El recubrimiento con capas ultra delgadas (Whitetopping ultra delgado), es una
tecnologa de desarrollo ms reciente, pero desde su implementacin la calidad de
los proyectos ha demostrado un crecimiento sostenido a la fecha. En los Estados
Unidos ha resultado ser una alternativa atractiva porque se ha combinado una
larga vida de servicio con bajos costos de mantenimiento, unida a un costo inicial
competitivo, que tienen como resultado un costo total reducido. El costo anual es
menor que el de las sobre carpetas de asfalto, que requieren mantenimiento
significativo y renovaciones de la superficie en el mismo periodo de anlisis,
construyendo una gran economa en la conservacin y mantenimiento de los
caminos en todo el mundo, dndole fundamentalmente una gran vida til a costos
inferiores.
1.1.3 Caractersticas del Whitetopping ultra delgado
Los pavimentos con Whitetopping ultra delgado presentan las siguientes
diferencias con los recubrimientos de hormign convencional:
El asfalto sobre el cual apoyar debe estar estructuralmente sano, y el espesor
remanente no debe ser inferior a 7,5 cm.
Se debe lograr una total adherencia entre el asfalto y la nueva capa de
hormign, de modo que ambos materiales trabajen como una estructura
compuesta.
El espesor vara entre 5 y 10 cm.
La separacin entre juntas oscila entre 12 y 18 veces el espesor del
recubrimiento.
Las losas se dimensionan como un pavimento articulado de tamaos variables
dependiendo de la estructura de soporte.
6
Utilizacin de corte con sierra delgada (2 mm) que permite no sellar las juntas,
reduciendo los costos de sello y mantencin de estos.
Espesores tan delgados como 5 cm pueden colocarse utilizando equipo
convencional con moldes deslizantes.
FIGURA.3 COMPARACIN ENTRE CORTE DELGADO Y
CONVENCIONAL
Fuente: www.tesis.uchile.cl
1.1.4 Cuando utilizar el Whitetopping ultra delgado
Generalmente, al hablar de recubrimientos ultra delgados se piensa en usarlo
sobre asfalto que presenta fallas tales como ahuellamientos, desplazamientos, y
otras fallas superficiales. Un pavimento asfltico daado severamente con un
importante deterioro estructural, con problemas en las bases o sub bases, malas
condiciones de drenaje, desmoronamiento de ridos, no es un buen candidato
para ser reparado con el mtodo del Whitetopping ultra delgado. El pavimento a
rehabilitar requiere de un mnimo espesor del asfalto despus de haber fresado la
superficie, para as entregar un buen soporte al hormign.
7
1.1.5 Ventajas del Whitetopping ultra delgado
Proporcionan una superficie segura que dar mayor cantidad de aos de
servicio reduciendo los costos de mantenimiento.
Solucin de mucha mayor duracin que un recapado asfltico nuevo.
Normalmente usada cuando la solucin en asfalto requiere reparacin
recurrente.
Se requiere una mnima preparacin de baches existentes y del lavado de la
carpeta, previo a la construccin de la losa de concreto.
El asfalto se malogra en principio como consecuencia de la formacin de
baches y de la oxidacin de la superficie. Ninguno de estos factores afecta al
pavimento de hormign.
Se incrementa notablemente la luminosidad del camino, lo que reduce incluso
los gastos de iluminacin nocturna.
Reduce drsticamente el tiempo y los retrasos que generalmente acompaan
al mantenimiento constante de una superficie de asfalto.
Permite que la construccin se haga directamente sobre la superficie flexible
existente, sin tener que eliminar o reparar la sub base o la sub rasante en toda
la extensin del proyecto, ofreciendo as una solucin ms econmica en la
inversin inicial, ya que evita trabajos de reparacin y/o cambios de bases y
sub bases, lo que significa ahorros importantes en dinero y tiempo.
Mejoran la seguridad de la superficie del pavimento. Las cargas pesadas
causan desplazamientos y ahuellamientos en el asfalto, lo cual es peligroso
para los usuarios y es un problema serio en los sitios en donde los vehculos
8
frenan y arrancan frecuentemente. Las cargas pesadas no ahuellan, ni
desplazan el hormign y tambin presenta una buena resistencia al
resbalamiento.
Los recubrimientos de hormign no desarrollan las fallas encontradas en el
asfalto, las experiencias realizadas demuestran que cuando ocurre
ahuellamiento, este no se elimina con la colocacin de un recubrimiento
asfaltico, el ahuellamiento reaparece por la incapacidad del concreto asfaltico
de alcanzar la comparacin adecuada en las huellas de las ruedas, o la
incapacidad del asfalto de soportar las presiones y cargas del trfico de hoy en
da. El hormign puede rellenar uniformemente las huellas existentes en el
asfalto y as corregir el perfil de la superficie. El reflejo de las grietas es otra de
las fallas que puede disminuir considerablemente la vida til de la sobre capa
de asfalto. Esto no ocurre en las losas de hormign por la facilidad de atender
los problemas existentes en la capa inferior.
FIGURA.4 DIFERENCIA DE AGRIETAMIENTO ENTRE PAVIMENTOS
ASFLTICOS Y RGIDOS
Fuente: www.tesis.uchile.cl
9
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la actualidad para la solucin de fallas en el asfalto el mtodo ms usado en
nuestro pas son los recapados de asfalto, pero con este sistema, si bien se
corrige las fallas funcionales, las fallas estructurales permanecen y con el paso del
tiempo, la nueva capa presentar las mismas fallas que presentaba el pavimento
original.
Un nuevo mtodo aplicado en un pavimento asfltico degradado es la creacin de
una carpeta superior de hormign que es llamada Whitetopping, mediante este
mtodo el pavimento queda renovado solucionando los problemas generados por
el uso de la va. Esta tcnica ayuda a habilitar la va de manera rpida por su
sencilla colocacin.
1.3 IDENTIFICACIN DEL PROBLEMA
En el Pas el mayor porcentaje de vas est construido de materiales asflticos, los
cuales en el transcurso de su vida generan una serie de fallas debido a su uso
continuo, lo cual requiere un mantenimiento constante que debe ser encarado de
manera rpida y duradera, evitando as el deterioro de la va y accidentes.
1.3.1.1 Identificacin de la situacin problemtica
Cuando existe gran solicitacin de vehculos y sobrecarga pueden producirse
fallas por trmino de la vida til del pavimento, deterioros en el mismo por fatiga y
posibles daos en el parque automotor.
1.4 FORMULACIN DEL PROBLEMA
La carencia de anlisis tcnico econmico en funcin a parmetros de vida til que
conllevan a fallas en la capa asfltica.
10
1.4.1 Anlisis causa y efecto
FIGURA.5 DIAGRAMA CAUSA - EFECTO
Fuente: Elaboracin propia
1.5 OBJETIVOS
1.5.1 Objetivo general
Desarrollar el mtodo de Whitetopping ultra delgado para la rehabilitacin del
pavimento asfaltico del tramo La Paz Cotapata.
1.5.2 Objetivos especficos
Realizar un anlisis de trfico.
Estudiar la influencia de la dosificacin, respecto a la variacin del porcentaje
de fibras aplicado al diseo.
Determinar el porcentaje de fibras para una dosificacin adecuada para su
utilizacin en el tramo La Paz - Cotapata.
11
Realizar el relevamiento de fallas.
Desarrollar los principales parmetros de construccin para el uso de esta
tecnologa.
Evaluar el impacto ambiental producido por la rehabilitacin.
1.6 JUSTIFICACIN
1.6.1 Justificacin tcnica
A lo largo de la vida de un pavimento asfltico es normal que se produzcan
diferentes tipos de fallas, stas aparecern con mayor frecuencia en vas de alto
trfico produciendo un costo mayor en el mantenimiento de las mismas.
La introduccin de nuevas tecnologas en cuanto a recapamiento puede
proporcionar mejores condiciones de la va en la que las cargas por fatiga han sido
superadas.
1.6.2 Justificacin econmica
El rehabilitar una va pavimentada conlleva a un anlisis econmico que debe
prever todas las posibles soluciones de la va colapsada lo cual puede incidir en
precios altos. El aplicar nuevas tecnologas suele implicar precios altos que deben
ser analizados a lo largo del tiempo, las cuales espacian periodos de
mantenimiento abaratando costos a largo plazo.
12
1.6.3 Justificacin social
Al contar con carreteras en buen estado se permitir a los usuarios contar con flujo
constante de mercancas y un rpido intercambio de productos disminuyendo
costos de transporte y operacin vehicular.
1.6.4 Justificacin ambiental
En el presente trabajo de grado el impacto ambiental producido por el
recapamiento ser considerando la Ley del Medio Ambiente (Ley No 1333) del
Estado Plurinacional de Bolivia.
1.7 ALCANCE
1.7.1 Alcance temtico
Para la elaboracin del siguiente trabajo de grado, se usarn conocimientos y
herramientas de distintas materias de Ingeniera Civil, como ser:
Carreteras I
Carreteras II
Pavimentos
Gestin de riesgo ambiental
13
1.7.2 Alcance geogrfico
Cotapata es un topnimo referente a un rea de la provincia de Nor Yungas del
Departamento de La Paz de la Repblica Plurinacional de Bolivia. El rea que
responde a esta denominacin est ubicada en la divisoria de aguas del rio
Unduavi y la cabecera del rio Chairo (tambin llamado Siani). Este lugar, en
donde actualmente existe un pequeo asentamiento y est ubicado a orillas de la
carretera que desciende desde la ciudad de La Paz y se adentra en la provincia de
Nor Yungas, exista una laguna que probablemente sea la que dio nombre al
lugar.
La ubicacin aproximada de este lugar es 16 grados 17 minutos de latitud sur y 67
grados 50 minutos de longitud oeste.
Este nombre surge de la combinacin de las palabras cota y pata,
presumiblemente del espaol y el aymara respectivamente y que significan lo
mismo: cima, lugar alto y elevado.
Este topnimo es popularmente conocido por dar nombre al Parque Nacional y
rea Natural de Manejo Integrado Cotapata as como a un importante tramo
carretero de la red viaria fundamental boliviana que conecta la ciudad de La Paz y
la llanura del ro Beni, la carretera Cotapata-Santa Brbara.
14
FIGURA.6 UBICACIN GEOGRFICA DEL TRAMO LA PAZ COTAPATA (1)
Fuente: Google Maps
FIG.7 UBICACIN GEOGRFICA DEL TRAMO LA PAZ COTAPATA (2)
Fuente: Google Maps
15
FIGURA.8 UBICACIN GEOGRFICA DEL TRAMO LA PAZ COTAPATA (3)
Fuente: Google Earth
1.7.3 Alcance temporal
El presente trabajo de grado se desarrollara en todas sus etapas, en un plazo de
dos semestres acadmicos.
16
CAPTULO II
MARCO TERICO
2 MARCO TERICO
2.1 RELEVAMIENTO DE FALLAS EN LA CARRETERA TRAMO LA PAZ -
COTAPATA
2.1.1 Pavimento flexible
El pavimento flexible se define como cualquier pavimento que tenga una
superficie. Consiste en una capa superficial de agregado mineral cubierto y ligado
con asfalto y una o ms capas portantes. Las mezclas asflticas que se utilizan
para los pavimentos estn constituidas por gravas, parcialmente trituradas, arena,
filler y asfalto como ligante. Los asfaltos pueden ser cementos asflticos,
emulsiones o asfaltos cortados.
El pavimento flexible, en s, est compuesto por todas las capas sobre la
subrasante. Las capas siguientes a la subrasante son las sub-bases y bases,
siendo estas un material granular compuesto principalmente por roca triturada,
grava, arena o combinaciones de ellas.
La base y la sub-base son elementos estructurales del pavimento, que al estar
ligadas con la superficie asfltica, tienen por objetivo distribuir las cargas del
trnsito sobre la subrasante.
FIGURA.9 CARRETERA DE PAVIMENTO ASFALTICO
Fuente: www.roggio.com.py
17
FIGURA.10 ESQUEMA DEL PAVIMENTO ASFLTICO
Fuente: www7.uc.cl
2.1.2 Fallas en los pavimentos
Al actuar sobre la estructura del pavimento, las cargas aplicadas por los vehculos,
por ejemplo, genera respuestas mecnicas inmediatas derivadas de las leyes
fsicas involucradas y que se identifican como estados de esfuerzos, de
deformaciones unitarias y deflexiones, a los cuales estn asociados determinados
efectos conocidos como deterioros, que son funciones de tiempo y se caracterizan
por ser acumulativos, progresivos, permanentes e interactuantes, identificados
como agrietamiento, deformaciones, desintegracin y reduccin de la resistencia
al derrape, adems del fenmeno de bombeo y escalonamiento entre juntas, en el
caso de pavimentos rgidos.
La presencia repetida de los estados de respuesta tiene un efecto progresivo en
los deterioros, producindose la desintegracin gradual del pavimento hasta
alcanzar determinados valores crticos o terminales, que constituyen un estado de
falla del pavimento, momento en el cual se considera que el pavimento ya no es
capaz de cumplir con su funcin y ha llegado al final de su vida til.
18
Es necesario tener presente que la sola inspeccin visual de las fallas en un
pavimento, deben estudiarse cuidadosamente en laboratorio, para as poder sacar
conclusiones reales.
Las fallas que se puede encontrar son las siguientes:
Fallas Funcionales: Corresponden a un defecto que se refleja en la superficie
de rodamiento del pavimento y afectan al cmodo movimiento de los vehculos,
sin imposibilitar su uso. Afectan principalmente a la seguridad, comodidad y
economa del usuario.
Fallas Estructurales: Corresponden a una deficiencia del pavimento que
provoca de inmediato o a corto plazo, una reduccin de la capacidad de carga
del mismo, la falla estructural se mantiene en una etapa avanzada en una
destruccin generalizada del pavimento, pueden presentarse tanto en la
superficie de rodamiento como en la base, en la sub-base o en la subrasante.
2.1.3 Fallas en pavimentos flexibles
Dentro de los pavimentos flexibles intervienen tres factores que causan las fallas
del mismo:
Trnsito: Se entiende por transito, un factor complejo que comprende, la carga
por la rueda, la presin de inflado de los neumticos, el modo de unin de las
ruedas, el numero y frecuencia de pasos de cargas.
El suelo: Este factor en el caso de pavimentos flexibles, est caracterizado por
las constantes geotcnicas del lugar considerado, y por las variaciones en su
comportamiento.
19
Materiales: Este factor engloba a la vez espesores y caractersticas fsicas de
las diversas capas de la calzada.
Estas acciones producen daos que pueden conducir a la destruccin parcial o
total de las superficies de rodamiento y de las capas inferiores, afectando la
capacidad estructural del pavimento, lo que hace necesario llevar a cabo trabajos
de conservacin con el fin de mantener en buen estado, tanto la superficie de
rodamiento como la capacidad estructural para la que fue diseado.
Las operaciones de conservacin que se realizan a los pavimentos asflticos
suelen agruparse en tres categoras:
Operaciones de conservacin rutinaria: Aquellas que implican intervenciones
relativamente frecuentes durante el ao. Se incluyen en este grupo: limpieza
de faja, perfilado de caminos de tierra, bacheos, limpieza de obras de drenaje,
demarcacin del pavimento, etc.
Operaciones de conservacin peridica: Corresponden a intervenciones que
pueden programarse con alguna anticipacin, pues quedan determinados por
el volumen del trnsito y/o por el clima, normalmente son repetitivos y cclicos.
Se incluyen en esta categora: recebo de carpetas granulares, sellos asflticos,
reparacin de defensas fluviales, reparacin de losas de hormign, etc.
Operaciones de restauracin: Son intervenciones destinadas a devolver a la
obra deteriorada su condicin inicial, a veces reforzarla sin alterar la estructura
sub-yacente, con el objetivo de evitar su destruccin, preservar la calidad de
rodadura y asegurar la integridad estructural. Tpicamente en esta categora se
encuentran los tratamientos superficiales, micro pavimentos, recapados sobre
pavimentos existentes, etc.
20
2.1.4 Tipos de fallas en el pavimento flexible tramo: La Paz - Cotapata
2.1.4.1 Ahuellamientos
El ahuellamiento es una depresin que se forma en los pavimentos asflticos bajo
las huellas de las ruedas de los vehculos.
FIGURA.11 AHUELLAMIENTO TRAMO: LA PAZ - COTAPATA
Fuente: Elaboracin propia
Los ahuellamientos pueden producirse por la consolidacin o por el movimiento
lateral, bajo el trnsito, de una o ms de las capas inferiores, o por
desplazamientos en la propia capa asfltica superficial. Pueden desarrollarse bajo
la accin del trnsito en los pavimentos asflticos nuevos que han tenido poca
compactacin durante la construccin.
2.1.4.2 Ondulaciones y desplazamientos
La ondulacin es una forma de movimiento tipificada por ondas en la superficie del
pavimento flexible. El desplazamiento es una forma de movimiento plstico
consistente en un hundimiento y levantamiento localizado de la superficie del
21
pavimento. Ocurre generalmente en los sitios donde los vehculos frenan durante
una bajada, en las curvas cerradas y donde los vehculos golpean un resalte.
FIGURA.12 ONDULACIN TRAMO: LA PAZ - COTAPATA
Fuente: Elaboracin propia
Las ondulaciones y desplazamientos usualmente se producen en las capas
asflticas que carecen de estabilidad. La falta de estabilidad se produce a que la
mezcla del concreto asfltico es demasiado rica en asfalto, tambin, puede ser
ocasionada por la alta proporcin de agregados finos, o que la superficie del
pavimento tenga una superficie demasiado lisa.
2.1.4.3 Depresiones
Son pequeas reas que han bajado respecto del plano general de la superficie y
que no constituyen baches abiertos. Son reas bajas localizadas de tamao
reducido, que pueden estar o no acompaadas de fisuras. Penetran varios
centmetros (2 o ms) por debajo de la rasante y el agua se estanca en ellos.
Pueden ser ocasionadas por trnsito ms pesado que circula por el pavimento
para el que ha sido diseado o por haberse empleado mtodos constructivos
deficiente.
22
FIGURA.13 DEPRESIONES TRAMO: LA PAZ COTAPATA
Fuente: Elaboracin propia
2.1.4.4 Baches
Cavidad de distintos tamaos normalmente redondeada que se forman en el
pavimento como resultado de la desintegracin localizada de la mezcla asfltica.
FIGURA.14 BACHES TRAMO: LA PAZ - COTAPATA
Fuente: Elaboracin propia
Los baches son causados generalmente por pavimento estructuralmente
insuficiente para el nivel de solicitaciones y caractersticas de la subrasante,
23
resultante de la escasez de asfalto, superficie de asfalto demasiado fino y drenaje
inadecuado de las aguas o insuficiente.
2.1.4.5 Desprendimiento
El desprendimiento es la disgregacin progresiva de las partculas de agregado de
un pavimento desde la superficie hacia abajo o desde los bordes hacia adentro.
Usualmente el agregado fino se desprende primero y deja algunas marcas en el
pavimento. A medida que aumenta la erosin, las partculas mayores se van
rompiendo y el pavimento va adquiriendo un aspecto rugoso y spero, caso tpico
de una superficie erosionada.
FIGURA.15 DESPRENDIMIENTO TRAMO: LA PAZ COTAPATA
Fuente: Elaboracin propia
El desprendimiento de los bordes puede ser causado por falta de compactacin
durante la construccin, construccin durante tiempo hmedo o fro, agregados
sucios o desintegrados, escasez de asfalto en la mezcla o calentamiento excesivo
de la mezcla asfltica.
2.2 CARACTERSTICAS DE LA INGENIERA DE TRFICO
Ingeniera de Trfico o Ingeniera de Transporte es la rama de la Ingeniera Civil
que trata sobre la planificacin, diseo y operacin de trfico en las calles,
24
carreteras y autopistas, sus redes, infraestructuras, tierras colindantes y su
relacin con los diferentes medios de transporte consiguiendo una movilidad
segura, eficiente y conveniente tanto de personas como de mercancas.
La Ingeniera de Trfico trata sobre la planificacin, diseo y operacin de trfico
en las carreteras.
2.2.1 Flujos Vehiculares
Continuos: Con la caracterstica de que la velocidad de circulacin es
constante.
Discontinuos: Las velocidades no son constantes.
2.2.2 Volumen de trfico
Es el nmero de vehculos que circula en un tramo determinado de un
emplazamiento en un determinado perodo de tiempo.
TABLA 1. VOLMENES DE TRFICO
Hora
Dia
Ao
Unidad de
TiempoDescripcin
Volumen de tfico horario (T.H.)
Volumen de trfico diario (T.D.)
Volumen de trfico anual (T.A.)
Fuente: Gua AASHTO - 93
El trfico Horario est estrechamente ligado a la determinacin del nmero de
carriles, el ancho de plataforma y algunas caractersticas geomtricas en el
alineamiento horizontal y vertical de carreteras.
25
2.2.3 Composicin del trfico
La variedad de vehculos que circulan por las carreteras es enorme, los mismos
que se los puede agrupar en los siguientes tipos:
TABLA 2. TIPOS DE VEHCULOS Y SUS CARACTERSTICAS
Tipo
Livianos
Medianos
Pesados
Muy
Pesados
Descripcin
Automviles, camionetas, vagonetas hasta 2.0 Tn.
Camiones medianos, microbuses y otros hasta 5.5 Tn.
Camiones grandes, omnibuses, etc. de 9.5 a 10.2 Tn.
Camin tractor, semirremolques, remolques con tres o ms ejes, de
12.0 a 15.0 Tn.
Fuente: Gua AASHTO - 93
2.2.4 Trnsito medio diario anual (TDMA)
Es el promedio aritmtico de los volmenes diarios que circulan durante todo el
ao en un tramo carretero.
Volumen horario: Es el volumen de trnsito que pasa por una seccin del tramo
de la carretera en una determinada hora al ao.
2.2.5 Volumen horario de diseo (VHD)
El volumen horario de diseo es el volumen horario mximo. Su eleccin supone
que durante todas las horas con mayor volumen horario en el ao, se producir
menor calidad de servicio que la prevista en el diseo geomtrico del tramo. Se
debe considerar el sentido de circulacin ya que en un tramo carretero los
volmenes suelen ser distintos para ambos sentidos de circulacin, tambin se
debe considerar la composicin del trnsito vehicular.
26
2.2.6 Mtodos para la determinacin de volmenes de trfico
2.2.6.1 Aforos o conteos
Los aforos cortos son mayormente para intensidades de trfico vehicular
constante, aquellos flujos que no tienen mucha fluctuacin en un determinado
tiempo, se pueden realizar conteos de 10 a 15 minutos y estos se multiplican
por factores para determinar el volumen horario.
Los aforos largos se realizan de 12 a 16 horas al da durante periodos de 3 a
10 das.
Los aforos continuos se realizan durante 24 horas los 365 das del ao.
2.2.7 Intensidad de trfico
Es el nmero de vehculos que pasan por una carretera en un tiempo
determinado. La intensidad de trfico es continuamente variable y viene
condicionada con la demanda, la cual vara de manera considerable en cada
tramo.
2.2.8 Proyeccin de trfico
El diseo de carreteras, no debe basarse solamente en los volmenes actuales
sino que debe tomar en cuenta tambin los probables en los aos futuros. Como
base para un proyecto, generalmente se toma un perodo mnimo de 10 a 15 aos
para pavimentos flexibles y de 20 a 25 aos para pavimentos rgidos.
27
2.2.8.1 Estimacin del trfico futuro
Trfico Actual:
Trfico existente: Es el volumen de trfico establecido mediante el conteo en
carreteras existentes, o el que se usara en una nueva carretera si estuviera
abierta al trfico en el presente.
Trfico atrado: En el caso de un mejoramiento, su trfico actual se compone
del existente que utiliza esa va antes de la mejora ms el trfico que atrae
de otras vas prximas, por las ventajas que despus de mejorada ofrece.
Aumento de trfico:
Crecimiento normal del trfico: Es el aumento del volumen de trfico
originado por el crecimiento de la poblacin y el mayor uso de vehculos.
Trfico inducido: Es el que se origina exclusivamente por las mejoras o por
la construccin de la nueva va.
Trfico de desarrollo: Es el que se origina debido al desarrollo e integracin
de los terrenos adyacentes de la nueva va. A diferencia del trfico inducido
es que ste contina desarrollndose por varios aos despus de haberse
construido la nueva va.
28
2.2.9 Cargas y vehculos de diseo
2.2.9.1 Ley de cargas en Bolivia
De acuerdo a la Ley de Cargas Boliviana No 441 dado por el Decreto Supremo N
1806 del 25 de noviembre de 2013 se tiene:
Dimensiones mximas permisibles:
Ancho mximo con carga 2.60 metros.
Altura total mxima con carga 4.10 metros.
Longitudes totales mximas con carga:
Camin con dos ejes 11.50 metros.
Camin con tres ejes (rgidos) 12.20 metros.
Tracto camin con semirremolque 18.00 metros.
Camin con remolque u otra combinacin 20.50 metros.
Bus 13.30 metros.
Cargas mximas sobre ejes:
Peso bruto total para eje sencillo con dos llantas 7.0 Ton.
Peso bruto total para eje sencillo de cuatro llantas 11.0 Ton.
Peso bruto total para eje doble tipo Tndem de seis llantas 14.0 Ton.
Peso bruto total para eje triple tipo Tridem de seis llantas 17.0 Ton.
29
FIGURA.16 TIPOS DE VEHCULOS
Fuente: Administradora Boliviana de Carreteras (Gerencia de planificacin y desarrollo
tecnolgico)
2.2.10 Niveles de Servicio
Los niveles de servicio procuran evaluar la calidad de circulacin de una corriente
de trnsito de acuerdo con factores como velocidad, tiempo de viaje, libertad de
maniobra, seguridad, comodidad y costos de operacin. Existen seis niveles de
servicio que abarcan toda la gama posible de condiciones de operacin del
trnsito.
30
2.2.11 El usuario
En la planificacin y proyeccin de carreteras, como en el control y operacin de
los vehculos se requiere el conocimiento de las caractersticas fsicas y
psicolgicas del usuario como conductor, el comportamiento del usuario puede
estar afectado por los siguientes aspectos:
La intensidad de trfico.
Las condiciones atmosfricas.
Las condiciones de visibilidad.
La calidad de rodadura.
La sealizacin en la va.
2.2.12 Visin del usuario
La visin del conductor, como el sentido ms importante, debe ser
primordialmente considerada para el diseo geomtrico de una carretera, donde
se tomarn en cuenta la agudeza visual, la visin perifrica, la recuperacin al
deslumbramiento, la percepcin de colores y sealizacin y la profundidad de
percepcin.
2.2.12.1 Tiempo de reaccin del conductor
Es el tiempo promedio que el conductor tarda entre ver, or, sentir y empezar a
actuar en respuesta al estmulo de una situacin imprevista, este tiempo puede
variar desde 0.5 segundos para situaciones simples hasta 3 o 4 segundos, para
situaciones complicadas.
31
2.3 MTODO DE DISEO DE WHITETOPPING
Para el diseo del Whitetopping no existe un mtodo nico y uniforme. A medida
que se han desarrollado proyectos, cada institucin a cargo de stos, ha adoptado
algn mtodo que se adapte a sus requerimientos de mejor forma.
El concepto del diseo de los recubrimientos ultra delgados difiere del diseo
tradicional para los dems pavimentos de hormign. La tecnologa del
recubrimiento con capas delgadas de hormign (Whitetopping ultra delgado), es
esencialmente una estrategia de mantenimiento limitada por factores del
pavimento existente, y no necesariamente puede disearse para un perodo de 20
o 30 aos, como sucede para un pavimento de hormign convencional.
Los mtodos de diseo que toman en cuenta esta solucin, deben considerar las
caractersticas de soporte de la estructura existente que normalmente tiene capa
de sub-base, base y la capa de rodadura flexible.
2.3.1 Materiales utilizados
Actualmente, existen materiales diversos para la fabricacin de hormign, para
obtener desde mezclas secas compactadas con rodillo vibratorio hasta
hormigones con aditivos fluidificantes y fibras, pudindose realizar las juntas en
hormign fresco o aserradas en hormign endurecido.
El concreto es una masa homognea bsicamente compuesta por los siguientes
materiales:
A. Cemento Portland especial
El cemento es una mezcla de arcilla y caliza, cocida y pulverizada que, con agua
tiene la propiedad de endurecer hasta tomar consistencia ptrea.
32
El cemento constituye entre el 7 y 15% del volumen total del concreto; es el
componente activo de la mezcla y por tanto influye en todas sus caractersticas.
El cemento utilizado para la dosificacin y preparacin de probetas, fue el cemento
Viacha Especial, un cemento puzolnico; estos cementos se obtienen por
molturacin conjunta de clinker de cemento portland y retardador de fraguado en
proporcin inferior al 80% en peso y puzolana en proporcin superior al 20% en
peso.
Los fabricantes del cemento establecieron un control de calidad promedio de los
cementos que producen, para conocer estos datos vase ANEXO 1.
B. Agua
El agua es un lquido incoloro, inodoro e inspido compuesto por dos volmenes
de hidrogeno y uno de oxgeno.
El agua de mezclado forma aproximadamente el 15% del volumen total del
concreto de donde un 5% sirve para la hidratacin del cemento y el restante
lubrica al concreto y luego se evapora durante el proceso de fraguado.
C. Agregados (grava y arena)
Los agregados o ridos, constituyen el material ligante; estn compuestas por una
parte fina y por otra gruesa.
El agregado fino comnmente se lo conoce como arena y el agregado grueso se
lo conoce como grava o piedra triturada. La diferencia entre la arena y grava se ha
establecido en forma conveniente y arbitraria tomando como base su tamao.
33
El agregado que se utiliz, para la dosificacin del hormign, es chancado y
proviene de San Roque; con buenas caractersticas de resistencia, comprobadas
con los ensayos realizados en el material (ANEXO 2).
D. Fibras
Existen una variedad de fibras de dos tipos microfibras y macrofibras, que pueden
ser de una gran variedad de materiales, dependiendo las caractersticas que uno
necesita, para pavimentos normalmente se utilizan las macrofibras de
polipropileno para incrementar la ductilidad del hormign.
E. Aditivo
El aditivo utilizado comnmente es Plastiment RMC, fabricado por la empresa
Sika, un aditivo plastificante, productor de resistencia y economizador de cemento,
la dosificacin vara entre 0.3% y 0.5% del peso del cemento de la mezcla, segn
el aumento de manejabilidad que se desee o la cantidad de agua que se proponga
obtener
2.3.2 Evaluacin de la condicin del pavimento
Para disear el espesor del recubrimiento de hormign debe hacerse una
evaluacin de las condiciones existentes en el pavimento deteriorado para tener la
seguridad de recomendar el uso del Whitetopping y la factibilidad tcnica de su
aplicacin.
Esta evaluacin debe contemplar la mayor informacin del camino, que incluye un
chequeo visual de las condiciones, medicin del ahuellamiento, deflectometria,
extraccin de testigos para determinar los espesores y caractersticas de los
materiales de las capas existentes, ejecucin de calicatas, que permitan estimar el
mdulo de reaccin k de la subrasante del pavimento existente, mediante
34
correlacin con ensayo de CBR, as como la determinacin del trnsito (volumen y
caractersticas) de los vehculos que circulan y las condiciones de drenaje.
El nivel de trfico esperado influye en el espesor de diseo de las losas, el cual
constituye un parmetro relevante en la factibilidad de poder llevar a cabo la
ejecucin del proyecto que contemple recubrimientos delgados en la
rehabilitacin, ya que la construccin de este tipo de recubrimiento se debe
emplear en caminos con volmenes de transito ms bajos, por lo que conocer los
tipos de vehculos que circulan, sus pesos y su tasa de crecimiento es relevante
en el diseo.
Con la informacin de mecnica de suelos y de trnsito que se obtenga, se
procede a elaborar el diseo del Whitetopping, segn el tipo de camino y la vida
til esperada para el mismo. Un diseo confiable que toma en cuenta estos
factores permitir una calidad de servicio excelente a lo largo de toda la vida til
esperada.
35
TABLA.3 LISTA DE EVALUACIN DE PAVIMENTO
Fuente: www.tesis.uchile.cl
36
De acuerdo con los daos encontrados en la va, as como la capacidad
estructural residual del pavimento, se consideran desde la etapa de diseo
algunas actividades correctivas, para garantizar la uniformidad en el soporte de la
estructura asfltica. Se deben realizar correcciones en los sitios en donde se
presenten las siguientes irregularidades, de acuerdo con la siguiente tabla.
TABLA.4 GUA PARA REPARAR PAVIMENTOS ASFLTICOS ANTES DE
APLICAR UNA CAPA DE HORMIGN
Ninguno
Falta de subrasante Retirar y reemplazar
Afloramiento
Ahuellamiento (menos de 5 cm) Ninguno
Grietas transversales Ninguno
Grietas longitudinales Ninguno
Huecos Relleno con roca triturada, mezcla fra o mezcla caliente
Ahuellamiento (mas de 5 cm) Fresado o nivelacin
Condicin General del Pavimento Trabajo de Reparacin
Desplazamiento Fresado
Piel de cocodrilo Ninguno
Falla de bloque Ninguno
Desprendimiento de ridos
Ninguno
Fuente: www.apuntesdeinvestigacion.upbbga.edu.com
Una vez realizada la etapa que contempla los trabajos de inspeccin y reparacin
de los diferentes daos que se puedan encontrar en el pavimento, se deben
considerar tres factores relevantes en el diseo de los recubrimientos.
Estos son los siguientes:
Adherencia
Espaciamiento de las juntas
Espesor de la capa de rodadura remanente
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El xito del Whitetopping ultra delgado radica, fundamentalmente, en lograr una
perfecta adherencia entre el hormign y el pavimento remanente, mediante un
tratamiento previo (fresado superficial), adems de contar con una adecuada
disposicin en el espaciamiento de las juntas y de un mnimo espesor de la capa
de rodadura luego del fresado.
2.3.3 Funcionamientos de pavimentos ultra delgados
Para lograr un adecuado funcionamiento de los pavimentos ultra delgados en el
desarrollo de esta tcnica de rehabilitacin, es fundamental contar con 3 factores
importantes que se repiten al momento de revisar las diferentes experiencias
extranjeras, en el cual se usaron pavimentos ultra delgados.
2.3.3.1 Adherencia
La necesidad de contar con una adecuada adherencia y mantenerla en servicio es
un factor crtico y condiciona fuertemente el diseo y ejecucin de este tipo de
recubrimiento. Es fundamental para un adecuado funcionamiento, lograr una
buena adherencia entre la capa de hormign y la del asfalto existente, de tal modo
que el pavimento se comporte como una estructura compuesta. El mtodo ms
eficaz para garantizar una adherencia adecuada entre el concreto y el asfalto
parece ser el fresado de unos pocos centmetros de este ltimo, hasta obtener una
superficie rugosa y sana. Esto causa que las capas acten monolticamente y
compartan las cargas, lo que disminuye significativamente las tensiones de
traccin que se generan en la parte inferior de la losa, incrementando la capacidad
estructural del pavimento.
Al presentar una importante adherencia entre ambos materiales, el eje neutro en el
hormign cambia desde la mitad de la losa de hormign hasta el fondo de la
misma. Este descenso del eje neutro disminuye los esfuerzos llevndolos a
valores que el hormign puede soportar. Con la adherencia, el hormign toma
38
mayoritariamente las tensiones de compresin logrando un mejor comportamiento
del material combinado, y la posibilidad de tomar tensiones mayores lo que
permite utilizar espesores proporcionalmente menores.
FIGURA.17 ESQUEMA DE COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Fuente: www.Hormigonelaborado.com
2.3.3.2 Espaciamiento de las juntas
El espaciamiento de juntas juega un papel importante en el comportamiento del
pavimento. Los largos de juntas definen el comportamiento de la losa respecto a
los cambios de dimensin normales.
Todos los sistemas de pavimentos deben absorber la energa de aplicacin de
carga, ya sea por flexin o deflexin. Las juntas son construidas a poca distancia,
lo que permite formar un sistema de pavimento de bloque, el cual transfiere la
carga al pavimento flexible a travs de deflexin antes que la flexin.
La formacin de losas pequeas reduce las tensiones tangenciales en la interface
y reduce los efectos de alabeo, contribuyendo a mantener la adherencia.
39
La menor distancia entre juntas disminuye tensiones originadas por alabeo debido
a gradientes trmicos y/o de humedad, por lo cual disminuyen la posibilidad de
fisuracin, como as tambin facilita la transferencia de carga entre las losas por
trabazn de los agregados. Esto ltimo permitir omitir la colocacin de
pasadores, asimismo la menor distancia contribuye a que predominen las
tensiones de compresin sobre las de flexin.
Los espaciamientos tpicos que funcionan bien fluctan entre 0,6 a 1,8 m. Se
recomienda que el mximo desplazamiento sea 12 a 18 veces el espesor de la
losa en ambas direcciones. A mayor largo de las juntas, ms importantes llegan a
ser las tensiones por alabeo que alteran el comportamiento normal del pavimento.
FIGURA.18 COMPARACIN DE ESPACIAMIENTOS ENTRE JUNTAS
Fuente: www.Hormigonelaborado.com
2.3.3.3 Espesor de la capa de rodadura remanente
Despus de preparar la superficie debe quedar asfalto suficiente para formar una
seccin compuesta que soporte la carga, por lo que se debe ejecutar la extraccin
de testigos del pavimento existente previo al fresado superficial y a la colocacin
de la capa de hormign, en varios puntos en cual se va a rehabilitar.
40
El espesor del pavimento flexible subyacente que se recomienda como mnimo
despus del fresado debe ser 7,5 cm para que sea factible el diseo que
contemple la adherencia, un espesor mayor aumenta la capacidad de carga del
sistema, disminuye los esfuerzos crticos en el hormign y disminuye la fatiga en la
parte inferior de la capa de rodadura remanente, a mayor espesor las tensiones
disminuyen. En caso contrario en el cual el espesor de la capa de rodadura
remanente sea menor al mnimo se deber prescindirse de la adherencia en el
diseo y disear un recubrimiento no adherido con mayores espesores.
Estos tres factores mencionados, adems de la resistencia a la flexin del
hormign y el soporte de la base, constituyen parmetros importantes en el diseo
del espesor de la capa de hormign.
2.3.4 Mtodos de diseo de la capa de rodadura
2.3.4.1 AASHTO - 93
Los procedimientos AASHTO actuales de diseo de sobrecarpetas son el
resultado de varios aos de investigacin y ensayos de campo sobre pavimentos y
su desempeo. La conclusin del AASHTO Road Test en 1960, que estudi el
desempeo de pavimentos sujetos a cargas conocidas de trfico, llev al
desarrollo de modelos para el dimensionamiento de pavimentos flexibles y rgidos.
Aunque no se realizaron estudios especficos de sobrecarpetas en el AASHTO
Road Test, se estudi el desempeo de pavimentos flexibles y rgidos que fueron
reencarpetados con asfalto. Luego se han realizado esfuerzos continuos para
mejorar las ecuaciones de diseo.
En las primeras versiones de la Gua de Diseo de Pavimentos AASHTO, no se
indicaba nada en relacin al diseo de sobrecarpetas hasta la versin de 1986
donde aparecieron los conceptos de capacidad estructural y vida remanente. En la
41
versin de 1993 se corrigieron las limitaciones de esta primera versin y se obtuvo
el mtodo que actualmente est en vigencia.
El diseo de sobrecarpetas se basa en el concepto de deficiencia estructural.
Esencialmente se basa en que la capacidad estructural de una sobrecarpeta
colocada encima de un pavimento existente debe satisfacer la deficiencia entre la
capacidad estructural requerida para soportar el trfico futuro sobre un periodo de
diseo especificado y la capacidad estructural efectiva del pavimento.
Capacidad estructural es esencialmente la medida de la habilidad de un pavimento
de soportar cargas de trfico repetitivas durante el tiempo. Para un pavimento
nuevo, esta capacidad decrecer con el tiempo y el deterioro de la estructura se
incrementara gradualmente.
2.3.4.2 Asociacin Americana de Pavimentos de Concreto (ACPA)
La Asociacin Americana de Pavimentos de Concreto (ACPA) involucra todas las
variables mencionadas anteriormente para determinar la capacidad de carga que
podr resistir el pavimento proyectado, y a su vez determinar la vida de servicio
que se pueda esperar de acuerdo al proyecto.
La Asociacin Americana de Pavimentos de Concreto ha desarrollado una gua
que proporciona la capacidad de carga y la vida til, con tablas basadas en un
anlisis mecnico y su correlacin con el desempeo en servicio de los proyectos
construidos en Estados Unidos.
Las tablas abarcan las siguientes variables y rangos:
Espesor del Whitetopping ultra delgado (h1): 50 mm; 80 mm y 100 mm.
Espesor del asfalto remanente (h2): 75 mm; 100 mm; 125 mm y 150 mm.
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Separacin entre juntas: 0.60; 0.90; 1,20 y 1,80m.
Resistencia a Flexin de diseo: 4,8 MPa y 5,5 MPa.
Mdulo de reaccin subrasante / sub-base combinado (k): 27 MPa/m y 54
MPa/m.
Las tablas cubren dos categoras de carga:
Eje simple: 8,0 t y 11,6 t
Eje doble: 16,0 t y 19,6 t.
Este mtodo de diseo est indicado para pavimentos ultra delgados. El mtodo
est basado en observaciones y mediciones en terreno, ms la confeccin de un
modelo 3D en un software de elementos finitos. Tambin, se considera el efecto
de los esfuerzos producidos por gradientes de temperatura.
A manera de simplificacin, el mtodo se resume en una serie de tablas
ordenadas segn categoras de camiones definidas como sigue:
Carga por eje categora A (camiones pequeos): con un mximo de carga por
eje simple de 80kN (18,000lb) y para eje doble 160 kN (36,000 lb).
Carga por eje categora B (camiones medianos): con un mximo de carga por
eje simple 116 kN (26,000 lb) y para eje doble de 196 kN (44,000 lb).
De las tablas se obtiene el nmero de camiones (en miles) para un supuesto de
carga y de diseo del Whitetopping ultra delgado el cual est definido en trminos
de capacidad de soporte de la base, resistencia a la flexin del hormign, espesor
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del hormign, espesor de la capa de rodadura remanente y la separacin de las
juntas.
Las tablas de diseo son las siguientes:
TABLA.5 TABLA DE DISEO 1
Fuente: Asociacin Americana de Pavimentos de Concreto (ACPA)
TABLA.6 TABLA DE DISEO 2
Fuente: Asociacin Americana de Pavimentos de Concreto (ACPA)
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TABLA.7 TABLA DE DISEO 3
Fuente: Asociacin Americana de Pavimentos de Concreto (ACPA)
TABLA.8 TABLA DE DISEO 4
Fuente: Asociacin Americana de Pavimentos de Concreto (ACPA)
2.3.4.3 Concreto de Cemento Portland
El Concreto de Cemento Portland es un mtodo desarrollado por el Centro de
Transportes de Illinois con colaboracin de el Departamento de Transportes de
45
Illinois y la Universidad de Illinois, el cual fue desarrollado con ensayos a escala
real, con estos datos empricos el Profesor Roesler desarrollo un par de hojas de
clculo de diseo en Excel para conseguir un espesor de hormign y un espesor
mnimo de la capa de rodadura remanente.
Estas hojas de clculo se modificaron en el Uruguay por la empresa Hormigones
Artiga, modificando el tipo de unidades al introducir datos al programa, y con este
se construy la primera experiencia en Latinoamrica del Whitetopping ultra
delgado, adems de ser utilizado en nuestro medio para la rehabilitacin de la
Avenida Kantutani de la ciudad de La Paz con un Whitetopping convencional.
2.4 ENSAYO DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS
Los ensayos a realizarse para la verificacin de la calidad de los agregados son
los siguientes:
Anlisis mecnico para agregado grueso.
Anlisis mecnico para agregado fino.
Determinacin del peso especfico del agregado grueso, por el mtodo del
cesto.
Determinacin del peso especfico del agregado fino, por el mtodo del
picnmetro.
Determinacin del porcentaje de humedad.
Determinacin del peso unitario (suelto y varillado).
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2.4.1 Anlisis mecnico para agregado grueso
La granulometra, tiene la finalidad de determinar las dimensiones de las
partculas, los porcentajes y graduaciones en que se encuentran.
La granulometra se funda en separar los granos por tamaos, sometiendo una
muestra de suelo granular (agregado grueso) seco o hmedo, a una vibracin,
empleando tamices de abertura cuadrada de dimetros especificados (Ensayos
AASHTO T-11).
Para efectuar el ensayo se someti la muestra a un proceso de tamizado, que
consisti en hacer pasar el agregado por un conjunto de tamices, de acuerdo a la
siguiente gradacin:
TAMIZ % QUE PASA
1" 100
3/4" 90 - 100
1/2" 45 - 75
3/8" 20 - 55
N4 0 - 10
El modulo de fineza del agregado grueso, se obtiene por medio de la siguiente
frmula:
%Re .(1" 1/ 2" 3/ 4" 3/8" 4 8 16 30 50 100)
100
t N N N N N NMF
2.4.2 Anlisis mecnico para agregado fino
Este ensayo tiene por finalidad determinar las dimensiones de las partculas, los
porcentajes y gradaciones en que se encuentra el material fino de la muestra.
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Para poder realizar esta determinacin se somete una muestra de suelo fino seca
hmeda, a una vibracin, empleando tamices de apertura cuadrada de dimetros
especificados (Ensayo AASHTO T-27).
La porcin lavada se la seca al horno hasta peso constante, esta muestra se
somete a un tamizado mecnico, de acuerdo a la siguiente secuencia de tamices
de malla cuadrada:
TAMIZ % QUE PASA
N4 90 - 100
N8 60 - 95
N16 30 - 70
N30 15 - 34
N50 5 - 20
N100 0 - 10
El mdulo de fineza del agregado fino, se obtiene aplicando la siguiente frmula:
%Re .(3/8" 4 8 16 30 50 100)
100
t N N N N N NMF
2.4.3 Determinacin del peso especfico del agregado grueso, por el mtodo
del cesto
El peso especfico es la relacin entre el peso del material y su volumen; como
ningn solido suele encontrarse totalmente compacto, todos poseen dos
volmenes distintos, el aparente que incluye los poros, y el real o absoluto, que no
toma en cuenta los poros.
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Segn como se aprecie el volumen, se obtendr la densidad aparente y la
densidad real. La densidad real, ms conocida como peso especfico es siempre