Evaluacin y Direccin de obras Ing. Reynaldo Barba

Informe Laboratorio Pavimentos

INFORME VISITA TRAMO PUENTE LIMONES - YOTA

INTRODUCCIN

El da 29 de abril a las 5 am partimos con destino al tramo El Puente-Limones-Yotau. En el cual pudimos observar: Funcionamiento de la planta de produccin de asfalto. Laboratorio de la planta. Proceso constructivo de suelo-cemento. Reciclado de asfalto. Ensayos de control en laboratorio y en campo. Imprimacin de tramo con MC-70.

DESCRIPCIN GENERAL DEL PROYECTO

Ubicacin del proyecto

El proyecto se ubica en el departamento de Santa Cruz carretera Santa Cruz-Beni en la Ruta F-0009 RVF. Esta entre San Ramn y Yotau.El tramo es Puente Limones- Yotau

Entidades que participan

Las entidades que participan en el proyecto son:Contratista:Sergut S.R.L.Empresa de servicios de maquinaria pesada Gutirrez.

Supervisin:Camino S.R.L.Consultora ambiental, ingeniera y obras

Tipo de obra

El tipo de obra que se realizara es: Rehabilitacin Mejoramiento

Caractersticas tcnicas del proyectoLas caractersticas del proyecto son las siguientes: Ancho de carril de 3.6 metros (2 carriles, uno por cada sentido) Ancho de Bermas de 0.8 m TSD Topografa plana Longitud del tramo de 52.6 km Evaluacin estructural, superficial y funcional

FASES QUE COMPONEN EL PROYECTO

Fase de produccin y controlFabricacin del asfalto

La mezcla a utilizarse resulta de la dosificacin en la planta de asfalto, dicha dosificacin estar compuesta por material grueso (grava), fino (filler) y asfalto.

Como primera accin se procede al depsito del material tanto fino como grueso en las tolvas de la planta.

Posteriormente dichos materiales pasaran por una cinta de clasificacin donde sern transportados hacia la secadora.

Dentro de la sacadora estos materiales sern mezclados y secados a una temperatura especificada. La secadora tiene una potencia de 120 HP.

Pasada la fase de secado el material proceda a ser mezclado con el asfalto para que de esta manera se d como resultado la mezcla bituminosa que conformara la carpeta de rodadura.

Planta Productora

Fase de transporte

Transporte del asfalto

El asfalto es transportado desde la planta productora hasta el tramo para poder ser puesto en obra.

Este tiene que cumplir con la temperatura especificada: Saliendo de la planta con una temperatura de 175 C.

Llegando a la obra con una temperatura de 162 C.

Fase de construccin y control

Procedimiento de reciclado y compactacin

En el proyecto se realiza el reciclado del pavimento deteriorado para as reutilizar ste, adicionndole cemento para mejorar su capacidad portante.Este procedimiento consiste en aplicar cemento sobre el pavimento deteriorado.

Luego reciclar el pavimento a una profundidad de 20 cm mezclndolo con la capa base.

Esto aumentara su capacidad portante ahorrando dinero en el transporte de otros materiales.Se logra utilizando una mquina recicladora mvil.

El nuevo material se extiende y se compacta obteniendo una capa base de mayor resistencia.La compactacin se realiza mediante: El rodillo pata de cabra. (Amasado) El rodillo liso. (Compactacin) La motoniveladora. (Homogeneizacin / Perfilado)

Los controles que se realizan en esta fase son: Densidad in situ

Verificacin de resistencia (Ensayo de compresin simple)

Imprimacin Una vez que se tenga la capa perfilada, nivelada y adems que cumpla con los requisitos de resistencia del proyecto se proceder a efectuar la imprimacin del diluido a la tasa especificada para sellar dicha capa y comenzar con la colocacin de la carpeta de rodadura. La funcin del camin distribuidor de asfalto es aplicar asfalto sobre una superficie previamente conformada, a una tasa especificada que puede variar de 0.8 a 1.8 lt/m2.

Para asegurar que el riego de asfalto forme una capa homognea de espesor uniforme, es necesario controlar los siguientes parmetros:

La viscosidad y la temperatura del asfalto deben ser las adecuadas.

La presin ejercida por la bomba tiene que ser uniforme en toda la barra de riego.

Se debe calentar la barra regadora y las boquillas antes de comenzar a regar, para eliminar los residuos de asfalto de la jornada anterior.

Las boquillas deben estar fijadas sobre la barra regadora con un ngulo adecuado, usualmente 15 a 30 grados, para evitar que los chorros se mezclen o interfieran unos con otros.

Las boquillas deben fijarse a una altura conveniente de la superficie del terreno, para asegurar el traslape de los abanicos de distribucin. Algunos modelos estn provistos de soportes regulables que permiten graduar la altura de la barra, de acuerdo a las exigencias de la obra.

La velocidad de trabajo del camin debe ser constante, para ello el vehculo debe estar provisto de un velocmetro visible al conductor, para asegurar la velocidad constante, y necesaria que permita la aplicacin uniforme del ligante.

Colocacin de carpeta asflticaPosterior a la imprimacin un vez que esta haya penetrado en la capa se proceder a la colocacin del material bituminoso sobre la plataforma. Para este procedimiento ser necesario utilizar una terminadora la cual ira colocando progresivamente el material y con ayuda de palas y rastrillos se conformara la carpeta.

Una vez se tenga la carpeta conformada se proceder a la compactacin y sellado de la misma mediante el rodillo liso en primera instancia y a continuacin del rodillo neumtico.

CONTROLES DE LABORATORIO

Controles de laboratorio Previos

0. Ensayo de placa (Recopilacin de datos)

Este ensayo nos permitir determinar la capacidad de soporte del pavimento deteriorado para asi poder adoptar la mejor alternativa de construccin.

Este ensayo consiste en transmitir una presin a la placa para producir al pavimento una deformacin. A este ensayo se aplican fuerzas sin llegar a la rotura, se determina la deformabilidad del terreno.Determina la capacidad portante de un suelo, mdulo de reaccin de la sub rasante o coeficiente de balasto (K).El ensayo se realiza mediante la colocacin de varias placas de acero de 25mm de espesor y (12, 18,24 y 30 pulgadas) de dimetro. Las placas son sometidas a una presin mediante un gato hidrulico, soportadas por un camin cargado.Se deben aplicar incrementos de cargas de 34.45 kpa, 5 psi hasta que se alcance una carga total de 207 kpa, 30 psi.Dejando cada incremento hasta que la deformacin promedio sea menor a 0.02 mm (0.001pulg) por minuto durante 10 minutos consecutivos.

0. Dosificacin Suelo Cemento (Fase de produccin y control)

Una vez determinada la capacidad de soporte del pavimento deteriorado procederemos a determinar la relacin suelo-cemento ptima para cumplir los requisitos del proyecto.

El suelo cemento es un material estructural compuesto de suelo y cemento portland normal mezclados en forma ntima y compactado a densidad mxima con un contenido de humedad ptima.La mezcla se convierte en un material de pavimento resistente y durable.

El suelo cemento compactado contiene suficiente cantidad de cemento para endurecer al suelo y la humedad ptima de compactacin es mayor que la necesaria para hidratarse al cemento.

Por medio de estos controles podremos obtener el contenido de cemento ptimo para cumplir con los requerimientos de las especificaciones tcnicas.

Contenido mnimo de cemento para endurecer al suelo en forma satisfactoria. Contenido adecuado de humedad de compactacin para obtener la mxima utilizacin del cemento. Densidad apropiada para conseguir la mxima efectividad del cemento.

Para la dosificacin del proyecto se lleg a una dosificacin con 4% de cemento y en campo a un equivalente a 13.2 kg/m2.Para obtener dicha dosificacin se procedi a colocar 3 bolsas de cemento en un intervalo de 3 metros.

0. Controles de laboratorio durante la ejecucin

1. Contenido de asfalto (Fase de produccin y control)

El objetivo de este ensayo es determinar el contenido de residuo o cemento asfltico en las mezclas, expresndolo como porcentaje en peso respecto al del material ptreo seco.

1. Para realizar este ensayo primeramente se calienta la mezcla para que sea desmenuzable y se pesan 500 grs. y se vacan en la taza del extractor.

2. Se le vierte un disolvente adecuado, como puede ser el tetracloruro de carbono o gasolina, en la taza, se tapa el extractor en forma segura y se hace girar hasta que el disolvente haya salido por el orificio de descarga.

3. Esta operacin de lavado se repite hasta que hayan desaparecido todos los restos de cemento asfltico, lo cual se nota cuando el disolvente salga de color claro o limpio.

4. Se retira la tapadera y se pone a secar la muestra, ya sea al horno o a la estufa a fuego bajo.

5. Cuando la muestra se ya secado, se pesa junto con el material fino que se haya quedado adherido al papel filtro. En el caso de que el papel filtro siga teniendo aumento de peso sobre el peso original, este aumento se debe a la impregnacin del polvo y por lo tanto debe sumrsele al peso de la muestra seca y la cantidad total se resta del peso original de la muestra, obtenindose de esta manera el peso del cemento asfltico extrado.

6. Dividiendo el peso del cemento asfltico entre el peso del material ptreo y multiplicndolo por 100, da el porcentaje de cemento asfltico presente en la mezcla ensayada.

1. Ensayo Marshall (Fase de produccin y control)

BriquetasLas briquetas se preparan con diferentes contenidos de asfalto; estos contenidos tienen una variacin de 0,5 %.Se deben preparar al menos tres briquetas para cada combinacin de agregados con cemento asfltico.Los agregados deben estar dentro de la banda granulomtrica establecida elegida.En la preparacin de los cuerpos de prueba o briquetas el agregado y el asfalto son calentados separadamente a temperaturas especificadas, y entonces mezclados y compactados.El ensayo es realizado con briquetas o cuerpos de prueba cilndricos de 4 (10,16 cm.) de dimetro, aproximadamente 2 (6,35 cm.) de altura.En cada molde, se colocaran entre 1000 y 1500 gramos de mezcla. Por lo general el peso de material para elaborar una briqueta es de 1200 gramos.

Determinacin de temperaturas de mezclado y compactacinLa temperatura a la cual el cemento asfltico debe ser calentado para producir una viscosidad de 170 20 CST deber ser la temperatura de mezcla.La temperatura a la cual el cemento asfltico debe ser calentado para producir una viscosidad de 280 30 CST tendr que ser la temperatura de compactado.Compactacin de las muestras o briquetas

1. Colocar una pieza de papel filtro cortada a justo tamao en el fondo o base del molde antes de introducir la mezcla.

2. Aplicar 75 golpes con el martillo de compactacin de 10 libras (4.54 Kg.) de peso con cada libre de 18 pulgadas (457.2mm.). Sostener el eje del martillo de compactacin perpendicular a la base del molde ensamblado durante la compactacin. Para una buena uniformidad aplicar 35 golpes a un lado luego volcar la briqueta y aplicar los 40 golpes restantes.

3. Remover el plato de base y el collar, invertir y reensamblar el molde. Aplicar el mismo nmero de golpes de compactacin a la cara opuesta a la anterior.

4. Despus de la compactacin remover el plato de base y colocar el extractor de muestras en la parte inferior de la mezcla. Retirar el collar del espcimen o muestra. Cuidadosamente transferir la briqueta a una superficie lisa, llana y dejarla durante una noche a temperatura ambiente.

5. La deformacin sufrida por el cuerpo de prueba durante la aplicacin de la carga hasta su valor mxima, es medida por un medidor de fluencia, y deber anotarse como valor de fluencia de la muestra. Las unidades marcadas para fluencia son de 0,01" (0.254 mm.) Los datos obtenidos nos permiten hacer las siguientes relaciones confrontaciones:

Densidad Estabilidad Fluencia Porcentaje de vacos

0. Controles de laboratorio posteriores

2. Viga Benkelman (Fase de construccin y control)

La Viga Benkelman es un equipo de medicin de deflexiones superficiales del pavimento. Funciona segn el principio de palanca: los dos brazos de la viga rotan alrededor de un eje horizontal, de manera tal que cualquier movimiento del extremo de la viga en contacto con el pavimento, produce un movimiento proporcional en el extremo opuesto, el cual es registrado por un dial extensmetro.

La carga de medicin es de 18000 libras y la proporciona un camin con un eje trasero simple, llantas dobles y presin de inflado entre 80 y 90 lb/pulg2.Un extremo de la viga es colocado entre las ruedas traseras de un vehculo cargado con aproximadamente 8.200 Kg. y el otro extremo se encuentra fijo sobre el pavimento, en el momento en que el vehculo cargado avanza, el pavimento se recupera y el extensmetro colocado en la zona central de la viga mide dicha recuperacin.

2. Cono de arena (Fase de construccin y control)

La calidad durante un proceso de compactacin en campo se mide a partir de un parmetro conocido como grado de compactacin, el cual representa un cierto porcentaje. Su evaluacin involucra la determinacin previa del peso especfico y de la humedad ptima correspondiente a la capa de material ya compactado.

Este mtodo de conocer el grado de compactacin es un mtodo destructivo ya que se basa en determinar el peso especfico seco de campo a partir del material extrado, la cual se realiza sobre la capa de material ya compactada.

Peso volumtrico seco mximo de laboratorio nos indica el grado de compactacin de campo.

Primeramente se coloca la placa base de 6 de dimetro en el suelo e iniciar la excavacin con el cincel dentro del crculo de la plantilla de la placa base hasta alcanzar un aproximado de 15 cm de profundidad sobre el crculo de la plantilla.

Luego colocar todo el material extrado en una bolsa y pesarlo en una balanza.

Una vez que se ha sacado la muestra de suelo, debe colocarse la arena calibrada que llevamos en el contendor sobre el agujero realizado.

Cuando se ha vertido la arena, debemos de volver a pesar el contenedor para poder saber el peso de la arena en el orificio, para as poder determinar el volumen retirado del material en el suelo. Despus recoger la arena calibrado ensayos futuros, sin recoger la contaminada por el suelo.

Pasar el material que hemos extrado por la malla de y quitar todo el material retenido para poder obtener una muestra donde sacaremos su contenido de humedad y su peso seco respectivo.

2. Rotura de Ncleos (Fase de construccin y control)Se procede a la extraccion de los nucleos de pavimento para determinar los resultados de los mismos los caules seran comparados con los resultados obtenidos previemante en laboratorio.

La deformacin sufrida por el cuerpo de prueba durante la aplicacin de la carga hasta su valor mxima, es medida por un medidor de fluencia, y deber anotarse como valor de fluencia de la muestra. Las unidades marcadas para fluencia son de 0,01" (0.254 mm.) Los datos obtenidos nos permiten hacer las siguientes relaciones confrontaciones:

Densidad Estabilidad Fluencia Porcentaje de vacos

2. Rotura de Bloques de Suelo Cemento (Fase de construccin y control)

Por medio del ensayo de compresin simple podremos determinar la capacidad de soporte de las muestras de suelo cemento, para que de esta manera comprobar si la dosificacin cumple con la capacidad requerida del proyecto.Este permite obtener un valor de carga ltima del suelo. Este ensayo se realiza con el fin de determinar la resistencia o esfuerzo ultimo de un suelo mediante la aplicacin de una carga axial con control de deformacin y utilizando una muestra de suelo inalterada tallada en forma de cilindro, generalmente con relacin alto/dimetro igual a 2.

Se coloca el espcimen en el aparato de tal manera que quede centrado en la platina inferior. Se ajusta el instrumento de carga cuidadosamente de tal manera que la platina superior apenas haga contacto con el espcimen. Se coloca en cero el indicador de deformacin.

Se aplica la carga de tal manera que se produzca una deformacin axial a razn de 0.05 pulg/min.Se registran los valores de carga, deformacin y tiempo, del anillo de deformaciones y del anillo de cargas a intervalos suficientes para definir la curva esfuerzo-deformacin.Se continua aplicando carga hasta que los valores de carga decrezcan al aumentar la deformacin o hasta que se alcance una deformacin igual a 0.2.

Finalmente se confecciona un croquis de la probeta posterior al ensayo.2. Valores especificados para cumplir con las especificaciones del proyecto

ESPECIFICACIONESVALORESUNIDADES

Porcentaje de cemento3%

Porcentaje de asfalto3%

Resistencia a compresin de la capa base2.1MPA

Espesor del asfalto Heiman4cm.

Espesor del asfalto con polmero5cm.

Densidad in situ capa base95%

Deflexin admisible Viga Benkelman95(Segn manmetro)

Resistencia de las briquetas1800-2200Kg/cm2

EXPERIENCIA ADQUIRIDA

Por medio de la visita realizada pudimos aprender todo lo referente al proceso de ejecucin de un pavimento reciclado, desde la produccin del material asfaltico en planta hasta la puesta en obra del mismo.

Como primera instancia visitamos la planta de produccin de asfalto donde se mostr el procedimiento por el cual los diferentes materiales son mezclados, triturados y secados para obtener como resultado la mezcla bituminosa.

Una vez obtenido dicho material de la planta se le aplicaran los ensayos de laboratorio para poder determinar la calidad del mismo como ser: El ensayo Marshall Contenido Asfalto

En la obra se mostr el procedimiento de compactacin de las briquetas para ser sometidas al ensayo Marshall y el ensayo de contenido de Asfalto.Posterior a la etapa de produccin en planta se efectu el recorrido del tramo en ejecucin donde pudimos observar el proceso constructivo a seguir para la realizacin del pavimento reciclado. Dicho procedimiento es realizado de la siguiente manera:

1. Como primera instancia se procede a hacer la dosificacin manual del cemento dejando bolsas de cemento a una distancia especificada.

2. Una vez se ha hecho la dosificacin se procede al empleo de la mquina recicladora, la cual remueve el material envejecido a una profundidad de 20 cm y se procede a efectuar la mezcla para obtener el nuevo material.

3. Dicha mezcla nueva de material ser amasada, compactada y perfilada para que de esta manera esta capa pueda ser liberada y comenzar con la imprimacin.

4. La imprimacin ser realizada a la tasa especificada con diluido MC-70.

5. Una vez que se haya hecho el riego se proceder a la colocacin de la carpeta asfltica, la cual podr ser en funcin a la progresiva del proyecto de asfalto con Polmero o Heiman.

En lo referente a los controles realizados para poder determinar la calidad de la capa base pudimos ver el procedimiento de ejecucin de tres:

El ensayo de compresin simple el cual es realizado a los moldes de suelo cemento. El control de las deflexiones de la capa base, la cual se realiz por el ensayo de la viga Benkelman. La obtencin de la densidad In Situ, realizada por el mtodo del cono de arena.

Por medio de estos parmetros se determinara si dicha capa cumpli con los requisitos de resistencia del proyecto.

9noIng. Grettel Reintsch - Ing. Civil