4 atc-mfom pavimentos hormigon
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
PAVIMENTOS DE HORMIGON
JESÚS DÍAZ MINGUELA
IECA
CURSO DE FIRMES
MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACION
ATC - ASOCIACION TECNICA DE CARRETERAS
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
1. VENTAJAS Y CAUSAS DEL LIMITADO EMPLEO
2. DIMENSIONAMIENTO
3. CONSTRUCCION
1. Capa de apoyo
2. Hormigón
3. Vibración y consistencia
4. Pendientes transversales
5. Textura
6. Curado
7. Juntas
4. CONSTRUCCION PAVIMENTO BICAPA
5. OTROS PAVIMENTOS SINGULARES
6. PCHA
7. CONTROL
8. OTROS TIPOS DE PAVIMENTOS
9. COSTES
índice
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
PERSONAS
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
1891- George W. Bartholomew
en Bellefontaine-Ohio (EE.UU.)
• Una década antes del primer automóvil
• 2 años de conversaciones y 5.000$ de
fianza para garantizar 5 años de vida
útil
• Una calzada de 8 pies de anchura
El primer pavimento de hormigón:
1908- Ford modelo “T”
1909- Michigan: primera vía
interurbana con pavimento de
hormigón
1. VENTAJAS Y CAUSAS DEL LIMITADO EMPLEO
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
1913- Arkansas: 24 millas de pavimento 9 pies anchura y 5 pulgadas de espesor
1914- EE.UU.: 2.348 millas
1933- Método PCA (fatiga)
1926- Westergaard presenta ecuaciones
En Alemania: 3.400 Km de autopistas de hormigón (2ª Guerra Mundial)
1915- Primeras realizaciones en Cataluña y Canarias
1920- Realizaciones en la N-II
1963- Tramo de ensayo en Madrid hacia Barcelona
1968- Variante de Torrejón de Ardoz
1970- Autopista A4 Sevilla-Cádiz
1976- Y de Asturias 1991- Oviedo – Pola + 3er carril
En España:
Plan General de Carreteras 1984/1991: 11 millones m2 de hormigón
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• Durabilidad
• Reducida transmisión de cargas
• Ausencia roderas
• Reducido mantenimiento
• Reduce distancia frenado
• Luminosidad
• Resistente a fuego
¿Por qué un pavimento de hormigón?
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CACV
• consumo COMBUSTIBLE (0,45 l/100km)
reducidas emisiones Nox
• Captura y reduce CO2
• Efecto ALBEDO: calentamiento global
• Empleo recursos naturales
ÁRIDOS RECICLADOS
• RECICLABLE al final de vida útil
• Tecnología en frio (bajo consumo energía)
Ventajas Medioambientales
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• Mayor seguridad al usuario (menor distancia frenado,
túneles/incendio)
• Menor afección social por reducido mantenimiento
• Ahorro combustible
Ventajas Sociales
a) Pavimento de hormigón bicapa
b) Pavimento flexible
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• Menores costes conservación y mantenimiento
• Menores costes iluminación
• Dependencia de recursos propios
Estudio económico secciones de firme
www.ieca.es
Aspectos Económicos
0,00 €
50.000,00 €
100.000,00 €
150.000,00 €
200.000,00 €
250.000,00 €
300.000,00 €
350.000,00 €
400.000,00 €
450.000,00 €
500.000,00 €
221 222 223 224
€/k
m
Secciones T2-E2
COSTE CONSTRUCCIÓN €/km
COSTE TOTAL €/km
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Distribución de firmes por tipología en la Red de Carreteras
del Estado
(Datos hasta 1998. Total de la red: 166.000 km)
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Mayor grado de especialización
(equipos y personal)
Mayor nivel de inversión
(coste de construcción)
Falta de comodidad
rodadura
Los defectos tienen
solución más complicada
Causas del limitado empleo:
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010
Pre
cio
re
lati
vo
en
% (
Ba
se
añ
o 1
99
0)
Año
Cemento Betún
Fuente: Ministerio de Fomento
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Variante de Torrejón de Ardoz:
Hormigón en masa con juntas provistas de pasadores
Inauguración: 1968 Renovación: 1998 (ensanche y rehabilitación)
30 años en servicio: 96 mill. de ejes equiv. (IMD1992= 85.000 veh. 11% pesados)
Pavimento continuo de hormigón armado
Inauguración: 1976 Longitud: 43 km
36 años: Duras condiciones climáticas y tráfico IMD2010= 70.000 veh. 10,3% pesados
Necesidades de conservación: muy reducidas
Autopista Y de Asturias
Sin embargo, en general, buen comportamiento
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
1976
2010
COSTES DE CONSERVACION EN 36 AÑOS (43 km de doble carril)
Refuerzo de 0.41 km de una calzada con 13 cm de mezcla bituminosa
equivalente a
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Calle Serrano Galvache (Madrid): construida en 1972
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Calle Pere IV (Barcelona): construida en 1965 - 1968
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
TENDENCIAS EN PAVIMENTOS HORMIGON
• Textura de árido visto
Técnica > 20 años
Reducción ruido
Resistencia deslizamiento
• Doble capa
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• en masa con juntas (con/sin pasadores)
• armado con juntas
• de hormigón armado continuo (PCHA)
• Pretensados
• armado con fibras
• prefabricados: losas, adoquines, etc.
• Refuerzos de capa delgada
• De rápida apertura al tráfico
TIPOLOGÍA DE PAVIMENTOS DE HORMIGON
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Red de carreteras del estado y
autonómica.
Calles y carreteras de baja
intensidad de tráfico o
peatonales.
Reparaciones y recrecidos (la guía
de AASHTO cubre todo tipo de
dimensionamiento). ACPA dispone
de programa de cálculo.
2. DIMENSIONAMIENTO
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Hormigón R 28 días
característica mínima
Categoría de Tráfico pesado
DENOM
INACION
HF - 4,5 4,5 ≥ T1
HF - 4,0 4,0 ≥ T1 +2cm espesor
≤ T2
HF - 3,5 3,5 ≤ T2 +2cm espesor
2.1. TIPO DE HORMIGON. CARACTERISTICA RESISTENTE (A FLEXOTRACCIÓN)
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Hormigón R 28 días
flexotracción
R 28 días Compresión
HF - 3,5 3,5 25
HF - 4,0 4,0 30
HF - 4,5 4,5 35
EQUIVALENCIA RESISTENTE flexotracción - compresión
Correlación Resistencia 7 – 28 días
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
PHAC HF-4,5 Mpa
0,7% armado
Hormigón en masa con juntas con pasadores
HF-4,5 MPa
HF-4,0 MPa + 2 cm
2.2. DEFINIR SECCION. ESPESORES
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Hormigón en masa con juntas sin pasadores
HF-4,0 MPa
HF-3,5 Mpa + 2 cm
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
INTERIOR
BORDE
ESQUINA
TENSIONES Y DEFORMACIONES
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
06931
1412750 102
,b
logh
P,i
35930
1454015290 102
,b
logh
P,,b
l
al
a
h
Pe
2209250
124
2
,,
,
a = radio del área de contacto de la carga b = radio de distribución ficticia de la carga en la parte inferior de la losa: b = a cuando a > 1,724 h
h,ha,b 675061 22 cuando a < 1,724 h
FORMULAS SIMPLIFICADAS DE WESTERGAARD
TENSIONES Y DEFORMACIONES
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
VARIACIÓN DE LAS TENSIONES
CON LA POSICIÓN DE LA CARGA
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
interior borde esquina
Posición
% c
arg
a in
teri
or
Salvo si existe una adecuada transferencia de cargas (pasadores, juntas machihembradas,…
TENSIONES Y DEFORMACIONES
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Calentamiento Enfriamiento
GRADIENTES TÉRMICOS
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
DIMENSIONAMIENTO
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Razón de limitar el distanciamiento:
Permitir el engranaje de áridos
Solamente en juntas serradas o creadas en fresco
Eficaz con aberturas < 0,5 mm e Inexistente con aberturas > 1 mm
Definir juntas poco distanciadas
2.3. DISEÑAR JUNTAS DE CONTRACCION
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Separación: 20 – 25 veces espesor losa
Largo/ancho losas < 2
Evitar ángulos < 60º
Juntas de bandas contiguas en prolongación
Disponer en registros y sumideros
Serradas entre las 6 y las 24 h. Profundidad 1/3 a 1/2 de la losa
3 m
6 m
10 m
20 m
JUNTAS DE CONTRACCION
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Pasadores: Ø 25 mm L=0,5 m Profundidad = 1/2 espesor
Arcén exterior 2,5m
Carril 3,5m
Carril 3,5m
Arcén interior 1,0m
JUNTAS TRANSVERSALES • 4,5m en zona EXTERIOR • 5,0m en zona de TÚNEL
Barras de atado: Ø 12 mm.
L=0,8m Profundidad= 2/3
espesor de la losa (medidos
desde la superficie)
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
BARRAS DE ATADO L = 700mm Ø = 14mm
PASADORES L = 500mm Ø = 25mm
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
DISPOSICIÓN DE JUNTAS EN CRUCES DE CALLES
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Recomendaciones sobre:
Capa de apoyo
Hormigón
Vibración y consistencia
Pendientes
Textura
Curado
Juntas
3. CONSTRUCCION
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Buen soporte, no erosionable, duradero.
Conveniente humectar sin inundar.
Buena nivelación (evitar disminuciones de
espesor).
ESPESOR MÍNIMO
ESPESOR MEDIO
3.1. CAPA DE APOYO
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
HF-3,5 / HF-4,0 y HF-4,5
Consistencia según ejecución, pendientes,…
Mejora trabajabilidad: (super) plastificantes
Tipo de cemento: baja retracción
Áridos de calidad (de la zona)
Granulometría adaptada a tipo de obra
Resistencia al desgaste superficial
Homogeneidad: regularidad superficial
Resistencia agentes climáticos: aireantes con
heladas
3.2. DISEÑO DEL HORMIGON
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Disminuir retracción: baja fisuración (reducido
contenido en clinker)
Cementos de fraguado lento: CEM III, CEM IV,
CEM V, ESP VI, CEM II
Categoría resistente 32,5N
42,5N o R: tiempo frío o reducir plazos
52,5N o R: rápida apertura al tráfico
Reparaciones: CAC o de fosfato de magnesia, etc.
CEMENTOS
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Contenido partículas silíceas: resistencia al desgaste
35 % con tráfico ≥ T1 (más de 800 veh./día)
30% con tráfico ≤ T2
no exigible en pavimentos de árido visto
pavimentos bicapa: capa de rodadura
Equivalente de arena: > 75 (80 en zonas de heladas)
Condiciones generales: EHE-08
Coeficiente Los Ángeles LA ≤ 35
Tamaño máximo: 40 mm o la mitad del espesor de la capa
Árido visto: LA ≤ 20 y CPA ≥ 0,5
ÁRIDO FINO
ÁRIDO GRUESO
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
(Super) Plastificantes: mejora
trabajabilidad
Retardadores de fraguado: tiempo
caluroso
Aireantes: zonas con heladas o con
máquinas encofrado deslizante
Aditivos
sin aire con aire
DISEÑO DEL HORMIGÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Aditivos aireantes: pavimentos de hormigón
afectados por la helada
Efectos favorables:
Resistencia a las heladas
Mejoran trabajabilidad
Mantienen bordes: encofrado
deslizante
Retraso del comienzo del fraguado
Efectos desfavorables:
Disminución resistencia mecánica
DISEÑO DEL HORMIGÓN
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Prescripciones del Hormigón PG-3
Características del hormigón NORMATIVA
ESPAÑOLA (PG-3)
Contenido mínimo de cemento (Kg/m3) 300
Relación agua/cemento < 0,46
Asiento (cm) del Cono de Abrams (EN-12350-2) 2 - 6
Masa unitaria del total de partículas retenidas por el tamiz 0,125
mm de la UNE-EN 933-2 (kg/m3) 450
Contenido de aire en el hormigón fresco (EN-12350-7) de 4,5 a 6%
Resistencia característica a flexotracción (N/mm2)
(EN-12390-5)
HF-4,5 > 4,5
HF-4,0 > 4,0
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
- Extendedoras o rodillos: consistencia
seca – plástica. Vibrado con aguja y regla.
- Manual: blanda. Vibrado con aguja o reglas
vibrantes.
- Árido visto: Plástica – Blanda sin vibrar.
3.3. VIBRACION Y CONSISTENCIA
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Vibración del hormigón.
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Cuchilla reparto transversal
PRE-EXTENDIDO
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Para evacuar el agua (2% en tramos rectos)
Prever sumideros a distancias adecuadas
Hormigonar hacia arriba, en caso de
pendientes pronunciadas
20 – 30 m 20 – 30 m
3.4. PENDIENTES TRANSVERSALES
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Péndulo CRD
Circulo de arena
Textura
3.5. TEXTURA
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
MICROTEXTURA
Sistema conjunto
Prueba con peine
Prueba con bailarina (solo)
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
MACROTEXTURA
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
RUIDO TEXTURA E IRREGULARIDADES RESISTENCIA DESLIZAMIENTO
Tratamiento superficial de acabado Macrotextura
Microtextura
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Influencia de la textura en la resistencia al deslizamiento [Sulten, P.]
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
DECORATIVOS ARIDO VISTO
IMPRESO
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Elevado porcentaje árido grueso
(1/3 arena, 2/3 árido grueso).
Evitar tamaños intermedios.
Contenido de cemento 325-350 kg/m3.
Relación A/C ≤ 0,5
Cono según ejecución
Diseño del hormigón:
El control del hormigón es básico para la correcta ejecución y acabado del pavimento.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Pavimento que se obtiene mediante la pulverización sobre la
superficie del hormigón fresco de un producto desactivante que
retrasa el fraguado de los milímetros superiores de mortero.
Hormigón desactivado
Tras unas horas (12 a 24 h según la Tª) se elimina con agua a
presión el mortero sin fraguar quedando parte del árido al
descubierto.
Pulverización del desactivante 0,25 l/m2
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Lavado agua a presión 6-24 h
Aplicación de resina de protección
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Textura de árido visto o denudado
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• CALIDAD DE TEXTURA
• BAJA SONORIDAD
• BUENA HOMOGENEIDAD
• BUENA RESISTENCIA DESLIZAMIENTO
PROS
• EXIGE BUENA REGULARIDAD
• DIFICULTAD DEFINIR PLAZO BARRIDO RETIRAR MORTERO
• DEPENDENCIA DEL RETARDADOR, TEMPERATURA Y CALIDAD DEL HORMIGÓN
CONS
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
ARIDO VISTO
MICROFRESADO
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• RESUELVE PROBLEMAS REGULARIDAD SUPERFICIAL
• MEJORA EL IRI
• BAJA SONORIDAD
• BUENA RESISTENCIA A DESLIZAMIENTO
• INDEPENDENCIA EQUIPOS EXTENDIDO - TEXTURA
PROS
• COSTE
• REDUCIDAS ISLAS SIN TEXTURA (no afectan a la seguridad)
CONS
MICROFRESADO
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
PAVIMENTOS POLIFUNCIONALES
PCHA con rodadura de
mezcla bituminosa
drenante
Italia, Francia, Bélgica,
Holanda, Inglaterra ...
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
El curado es siempre imprescindible, y más en el caso de
pavimentos
-Tipos de curado:
- Regar con agua durante los días necesarios (EHE-08, 7d)
- Líquidos de curado en base a resinas o parafinas
-Plásticos que eviten la evaporación (tiempo frío)
Es Es necesario curar más
los pavimentos con árido
visto, pulidos, etc.
3.6. CURADO
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Muy importantes para el buen funcionamiento
Misión de las juntas: evitar la fisuración espontánea (irregular) por
retracción
gradientes térmicos
dilataciones
interrupciones del hormigonado
Tipos según su orientación: Transversales
Longitudinales
Contracción
Construcción
Dilatación
Tipos según su función:
3.7. JUNTAS
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• CEM
Transversales:
• Esviadas 6:1 sin pasadores
cada 3,4-3,8-3,6
• Perpendiculares con pasadores
3.7.1. JUNTAS DE CONTRACCION
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Juntas de contracción con pasadores
(Para tráficos >T2)
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Colocación de los pasadores y barras de atado
Pasadores
Barras de atado
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Primer corte (anchura: 2-3,5 mm)
Segundo corte
Producto de sellado
Cordón elastomérico
Fisura
75 mm junta transversal 100 mm junta longitudinal
20 mm
Juntas de contracción: Sellado
Evitar la erosión de la base
Necesario si la base es erosionable
Estabilizar
Cajeo.
Sellado.
• productos aplicados en caliente
• productos aplicados en frío
• perfiles extruídos preformados
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Sellado de las juntas
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
3.7.2. JUNTAS DE CONSTRUCCION
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Carreteras: curvas R<200 m y obras de paso
Encuentro elementos rígidos (pozos, arquetas) y cruces de calles
3.7.3. JUNTAS DE DILATACION
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Técnica “fresco sobre fresco” 4. CONSTRUCCION BICAPA
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Solución con losa de hormigón bicapa: EJE DEL TER
70
100 - 120
20
60 5 20 5
Explanada
Coronación de la explanada (suelo estabilizado con cemento)
Aglomerado asfáltico
Capa de rodadura
Capa base
Pavimento de hormigón bicapa
Zona de apoyo de las extendedoras
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Árido para el hormigón de la capa de base
Características árido Capa de base
Tamaño máximo del árido (UNE-EN 12620) 3 fracciones: 1 con 40 mm y otra con 4 mm
Coeficiente de forma (UNE-EN 933-4) > 40 (SI40)
Categoría de graduación (UNE-EN
12620)
árido fino GF 85
árido grueso GC 85/20
Contenido máximo de finos pasa
por el tamiz (UNE-EN 933-3)
árido grueso f1,5
árido fino f10
Equivalente de arena (UNE-EN 933-8) > 75 (>80 en zona de heladas)
Índice de lajas (UNE-EN 933-3) < 35 (IL35) en árido grueso
Porcentaje de caras de fractura
(UNE-EN 933-5)
Ensayo de desgaste de Los Ángeles
(UNE-EN 1097-2)
Ensayo de Pulimento acelerado
(EN 1097-8)
.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Hormigón de la capa de base
Características del hormigón
NORMATIVA
ESPAÑOLA (PG-3)
Capa de base
Contenido mínimo de cemento (Kg/m3) 300
Relación agua/cemento < 0,46
Asiento (cm) del Cono de Abrams (EN-12350-2) 2 - 6
Masa unitaria del total de partículas retenidas por el tamiz 0,125
mm de la UNE-EN 933-2 (kg/m3) 450
Contenido de aire en el hormigón fresco (EN-12350-7) de 4,5 a 6%
Resistencia característica a flexotracción (N/mm2)
(EN-12390-5)
HF-4,5 > 4,5
HF-4,0 > 4,0
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Árido para el hormigón de la capa de rodadura
Características árido Capa de rodadura
Tamaño máximo del árido (UNE-EN 12620) 8 ó 11
Coeficiente de forma (UNE-EN 933-4) > 15 (SI15)
Categoría de graduación (UNE-EN
12620)
árido fino GF 85
árido grueso GC 90/15
Contenido máximo de finos pasa por el
tamiz (UNE-EN 933-3)
árido grueso f0,5
árido fino f10
Equivalente de arena (UNE-EN 933-8) > 75 (>80 en zona de heladas)
Índice de lajas (UNE-EN 933-3) < 35 (IL35) en árido grueso
Porcentaje de caras de fractura
(UNE-EN 933-5) > 90%, C90/1
Ensayo de desgaste de Los Ángeles
(UNE-EN 1097-2)
< 15 (LA15) para T00, T0 y T1
< 20 (LA20) para T2
Ensayo de Pulimento acelerado
(EN 1097-8)
> 56 (CPA56) para T00 y T0
> 50 (CPA50) para T1 a T31
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Hormigón de la capa de rodadura
Características del hormigón
NORMATIVA
ESPAÑOLA (PG-3)
Capa de rodadura
Contenido mínimo de cemento CEM II/AM (VL) 42,5R (Kg/m3) 400
Relación agua/cemento < 0,46
Asiento (cm) del Cono de Abrams (EN-12350-2) 2 - 6
Masa unitaria del total de partículas retenidas por el tamiz
0,125 mm de la UNE-EN 933-2 (kg/m3) 450
Contenido de aire en el hormigón fresco (EN-12350-7) de 4,5 a 6%
Resistencia característica a flexotracción (N/mm2)
(EN-12390-5) HF-5,0 > 5,0
11/02/2013
46
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Pavimento bicapa Eje del Ter
Requerimiento
Base
Rodadura
Consistencia Seca Seca
Tamaño máximo del árido (en mm) 20 11
Resistencia mínima en ensayo brasileño a 28 días 3,5 MPa 4,2 MPa
Contenido mínimo de cemento 350 kg/m3 450 kg/m3
Aire ocluido (en %) 4 y 6 4 y 6
HORMIGON BASE
HORMIGON RODADURA
MATERIA PRIMA (Kg/m3) MATERIA PRIMA (Kg/m3)
Arena 0/4 700 Arena 0/2 510
Gravilla 5/12 560 Gravilla 4/11 1190
Grava 12/20 560
Cemento II/A‐M(V‐L) 42,5R 390 Cemento II/A‐M(V‐L) 42,5R 480
Agua 175 Agua 195
Relación a/c 0,45 Relación a/c 0,41
Aireante (Mapeplast – litros) 1,60 Aireante (Mapeplast – litros) 0,40
Dinamon SX (Superplast. en l.) 1,70 Dinamon SX (Superplast. en l.) 2,15
Requerimientos de los hormigones
Dosificación de los hormigones utilizados
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Esquema del equipo de extendido
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CAPA BASE 1ª EXTENDEDORA
Wirtgen SP-1500 L
CAPA RODADURA 1ª EXTENDEDORA
Wirtgen SP-1500 L
Cinta transportadora
Para hormigón de
rodadura
Bañera transportando
hormigón de base
Carro de curado
Vista aérea del equipo de extendido
Cortesía Lluis Coto
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Capa base de hormigón
Cuchilla extendedora
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Capa base de hormigón
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
11/02/2013
49
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Extensión del hormigón de rodadura
11/02/2013
50
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
11/02/2013
51
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
11/02/2013
52
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Video del proceso constructivo en: o en: www.ieca.es
http://www.youtube.com/watch?v=x6X5D7lVapg
MANUAL PARA EL PROYECTO,
CONSTRUCCIÓN Y GESTIÓN DE PAVIMENTOS
BICAPA DE HORMIGÓN
Antonio AGUADO
Sergio CARRASCÓN
Sergio CAVALARO
Ivan PUIG
Corpus SENÉS
Barcelona, 24 Diciembre 2010
Solución con losa de hormigón bicapa
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Pavimento “wet on wet” de hormigón denudado de la N-511 en Estampuis (Bélgica) [Debroux, R.]
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
LA CENTRAL ESTÁ EN LEON (45 KM) cuba hormigón
PLAZO TRABAJABILIDAD = 90 min
Castrofuerte – Toral (LEON) año 2012
5. OTROS PAVIMENTOS SINGULARES
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• CEM II/A-V 42,5 R 375 k/m3
• Arena silícea 0-5 630 k/m3
• Arrocillo 6-12 1.214 k/m3
• Agua 145 l/m3
• Polyheed 777N 0,7 % vspc
• Glenium sky 597 0,2 % vspc
Agua / cemento = 0,39
Cono = 2 cm
Aire ocluido = 4 -6 %
HF- 4,0 / P / 12
Probeta R 7 días R 28 días
media δ media δ
Central prisma 10x10x40 4,68 0,54 5,49 0,62
Obra
prisma 15x15x60 5,32 0,25 6,03 0,47
cilíndrica 15x30 46,2 5,3 51,6 8,1
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
¿ ESPACIO PARA LAS ORUGAS DE LA EXTENDEDORA?
ARCENES 75 cm HORMIGONADOS A POSTERIORI
Barras de atado Ø12 mm de 80 cm
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
TEXTURA HETEROGENEA: SE CAMBIA RETARDADOR
DIFICIL DEFINIR PLAZO BARRIDO, TRABAJO DE NOCHE
(HORMIGON MUY ADITIVADO: trabajabilidad>90 min)
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
LAS JUNTAS SERRADAS SE DETERIORAN CON MICROFRESADO
APLICAR MORTERO PREVIAMENTE Y VOLVER A SERRAR
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
1. AUTOPISTAS Y CARRETERAS CON TRÁFICO PESADO
- Firmes de nueva construcción
- Refuerzos de firmes existentes (sobre hormigón, m.b.c.)
- Ensanches para carriles de vehículos lentos en autopistas
2. GLORIETAS
3. PAVIMENTOS DE TÚNELES
4. PLATAFORMAS INDUSTRIALES
5. PAVIMENTOS AEROPORTUARIOS
6. CAMPOS DE APLICACIÓN DE LOS PCHA
11/02/2013
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• EE.UU.: 1938.- Indiana (EE.UU.) Primera experiencia. 1938-58.- Texas e Illinois. Puesta a punto de la técnica. (130 Km de calzada de dos carriles).
50.000 Km. de calzada equivalente de dos carriles (en 35 Estados)
• EUROPA: 1950.- Bélgica, Suiza, Alemania, Reino Unido. Tramos de ensayo. 1963.- España. Firme experimental en la N-II cerca de Madrid. 1970.- Bélgica. Empleo a gran escala de los PCHA en autopistas. 1975.- España. Autopista Oviedo-Gijón-Avilés. 43 Kms PCHA. 1980.- Reino Unido. Empleo generalizado de los PCHA y las bases de hormigón armado continuo. 1983.- Francia. Empleo generalizado de los PCHA (300 Kms) 1988.- Italia. Pavimentos polifuncionales compuestos. 1988.- Portugal. Varios tramos de autopista con PCHA. 1991.- España. Carril adicional “Y” asturiana (5,65 Kms) y autopista Oviedo- Pola de Siero (26,8 Kms).
Empleo generalizado en Bélgica (3.000 Km). Empleo moderado en: Francia, R.U., Italia, Holanda, Portugal, R. Checa
2002.- Gran Bretaña. Autopista M6-Toll. Birmingham. 70 Kms. 2003.- Bélgica. Autopista E40/A10 Bruselas-Ostende. 2005.- España. Autopista del Mediterráneo: Albuñol-Adra. 9,7 Kms.
DESARROLLO HISTÓRICO DE LOS PCHA
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
T00 y T0: PCHA obligatorio con los espesores indicados
T1: El PCHA puede reducirse en 4 cm respecto al pavimento de hormigón en masa con pasadores en juntas
NORMATIVA PARA EL DIMENSIONAMIENTO
CATÁLOGO MINIST. FOMENTO 6.1.-IC (O.C. 10/2002)
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
ASPECTOS ESENCIALES DE LOS PCHA
Longitudinalmente:
continuidad no efectos de borde reducción espesor (5-10%)
Transversalmente: sobreancho de la sección transversal
Armado:
Óptima distribución de fisuras (retracción y gradientes térmicos)
En la fibra neutra (absorción tracciones)
Espaciamiento de fisuras (1-3 m); abertura (< 0,5 mm)
Cuantía geométrica armadura longitudinal: 0.60 – 0.70%
Armado transversal: soporte del longitudinal (0,05-0,1%)
La corta distancia entre fisuras mejora el comportamiento ante posibles asientos de los terraplenes
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
1ª autopista de peaje en R.U.
Longitud: 27 millas (43 Km)
3 carriles por sentido de circ.
Puesta en servicio: Enero/04
Pavimento:
Subbase: CBM (25 cm. GCAP 7%
cem)
Pavimento: CRCP (22 cm. PCHA)
Rodadura: Stone mastic asphalt AUTOPISTA M6-TOLL
(BIRMINGHAM. R.U.)
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Dispositivo de alimentación lateral del hormigón
Autopista M6-Toll (Birmingham. R.U.).
11/02/2013
60
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Pavimentadora de encofrados deslizantes
Producción: 2.750 Tm al día = 400 m.l. (3 carriles + arcén)
Autopista M6-Toll (Birmingham. R.U.).
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Maestra oscilante longitudinal (“bailarina” o “supersmoother”)
Autopista M6-Toll (Birmingham. R.U.).
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Realización de la macrotextura mediante cepillado manual para mejora de adherencia con mezcla asfáltica
Autopista M6-Toll (Birmingham. R.U.).
11/02/2013
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Macrotextura con cepillo de cerdas plásticas
Autopista M6-Toll (Birmingham. R.U.).
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
REALIZACIONES EN GLORIETAS
Alineación recta: Reparto uniforme de la carga
entre las dos ruedas
Glorieta: Curva: aumento de la carga en
la rueda exterior
Giros: esfuerzos localizados
SOLICITACIONES EN LAS GLORIETAS
11/02/2013
63
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Disposición de armaduras en un PCHA para Glorieta
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Ejecución con encofrados fijos
Ejecución con encofrados deslizantes
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
TÚNELES
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
HORMIGÓN = CALIDAD + DURABILIDAD + SEGURIDAD
VENTAJAS:
Claridad (ahorro energético y seguridad)
Ausencia de roderas (mínima conservación, seguridad)
Insensibilidad a hidrocarburos, sales, ...
Incombustible
No emite humos (asfixia)
Catástrofes de
Mont Blanc y
Tauern
PAVIMENTO DE HORMIGÓN
OBLIGATORIO EN TÚNELES DE MÁS
DE 1000 m. DE LONGITUD
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
COMPORTAMIENTO ANTE EL FUEGO DE ASFALTO Y HORMIGÓN [Noumowe, A]
Curva ISO-834 (750ºC)
Probeta asfáltica:
5 min: vapores tóxicos
8 min: combustión (428-530ºC)
Temperatura máx.: 900ºC
(incrementa la carga de fuego)
Asfalto Hormigón
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 10 20 30 40 50 60
Tiempo (min)
Te
mp
era
tura
(ºC
)
Probeta asfáltica
Probeta de hormigón
Tiempo
(min.)
Probeta
asfáltica
Probeta de
hormigón
2 100 30
5 240 80
10 400 200
15 640 380
20 920 510
30 860 630
40 750 580
60 540 480
Temperatura (ºC)Hormigón:
No arde
No emite humos
Mantiene funcionalidad
Spalling a muy altas temperaturas
(300-650ºC)
PERMITE EVACUACIÓN HERIDOS
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Túnel de Cointe: Armaduras del PCHA
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Túnel de Cointe: Detalles de la ejecución
11/02/2013
67
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Túnel : La claridad del pavimento aumenta el nivel de seguridad y disminuye el coste de la iluminación
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• Control de los COMPONENTES cemento, áridos, agua, aditivos
• Control del HORMIGÓN
• Control de la PUESTA EN OBRA
• Control del PAVIMENTO ACABADO
• Criterios de ACEPTACIÓN
7. CONTROL DE CALIDAD
Pavimentos de Hormigón
11/02/2013
68
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• FASES – Estudios previos
– Etapa de construcción
• MATERIALES – Cemento
– Áridos: ensayos físico-químicos, granulometrías,..
– Agua
– Aditivos
• ACOPIO Y ABASTECIMIENTO
CONTROL DE COMPONENTES
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Resultados físico-químicos de los áridos del hormigón
11/02/2013
69
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• Aspecto y temperatura
• Consistencia
• Porcentaje de aire ocluido
• Resistencia del hormigón
– Series de 3 probetas 15 x 15 x 60
– Serie de 2 probetas 15 x 30
PUESTA EN OBRA
HORMIGÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Hormigón de la capa base
11/02/2013
70
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Hormigón de la capa de rodadura
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• Espesor de la losa pavimentada
• Posición de introducción de pasadores
• Recubrimiento antiadherente de
pasadores
• Homogeneidad pulverización de curado
• Uniformidad de textura superficial
• Tiempo adecuado para serrar juntas
• Control textura, IRI, CRT, Sonoridad
PUESTA EN OBRA
EXTENDIDO
11/02/2013
71
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Testigos de Tramo de prueba
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
PAVIMENTOS DE HORMIGÓN POROSO
Estructura huecos interconectados, bajo contenido de árido fino:
DRENABILIDAD
Puesta en obra con extendedora
Características mecánicas similares al H.N.
Granulometría: 0/8, 0/10, 0/14
250-380 kg/m3 cem. (o látex
polimérico)
2-2,4 MPa (brasileño)
Gran absorción acústica
Evita salpicaduras , …
Curado: lámina plástica o
emulsión bituminosa
8. OTROS TIPOS DE PAVIMENTOS
11/02/2013
72
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
INVESTIGACIÓN SOBRE PAVIMENTOS POROSOS FULL-DEPTH (JAPÓN) [Nakahara, D.]
Absorción acústica:
Influencia de interfaces entre capas
Espesor óptimo: 20 cm
Reducción ruido: 3-7 dB(A) s/granulometría
Limpieza periódica
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
PAVIMENTOS POROSOS DE ESPESOR DELGADO (JAPÓN) [Nakahara, D.]
8 estaciones de peaje
Fresado pavimento existente de hormigón
Lechada de cemento (adherencia)
Overlay de 5 cm de hormigón poroso
Limpieza periódica
11/02/2013
73
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Base Aeronaval de Rota (2004): Pavimento de hormigón 36 cm espesor sobre base de hormigón poroso
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Luxemburg Street (Bruselas - Bélgica)
11/02/2013
74
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Pavimento de hormigón compactado en Vizcaya
(20 años en servicio)
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
11/02/2013
75
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Cunetas y caces
Barreras de seguridad
11/02/2013
76
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
... y en el plano ECONÓMICO
•30 años
•40 (Reino Unido)
•60 (EE.UU.)
¿EQUIVALENCIA ESTRUCTURAL?
DISTINTOS COSTES DE:
• Construcción
• Mantenimiento
• Usuario
Período de
proyecto Secciones
equivalentes en
los catálogos
METODOLOGÍAS DE ANÁLISIS DEL
COSTE DEL CICLO DE VIDA DEL
PAVIMENTO
Rigidez = menor consumo
de combustible =
reducción emisiones CO2
9. COSTES
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Herramienta informática ESTUDIO ECONÓMICO DE
SECCIONES DE FIRME DE LA NORMA 6.1 IC
www.ieca.es
11/02/2013
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN Estudio_económico_de_secciones_de_firme_de_la_6.1_IC
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Pestañas de entrada de datos.
Costes totales
Costes de mantenimiento
Costes de conservación
Costes de construcción
Gráficas de indiferencia
Comparación de costes de secciones (TXX-EX)
PESTAÑAS AMARILLAS
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
EVOLUCIÓN PRECIOS DE LOS BETUNES B 50/70 Y BM- 3c, DEL
CEMENTO Y DEL BARRIL DE BRENT
0
100
200
300
400
500
600
700
6-1
2-9
9
19-4
-01
1-9
-02
14-1
-04
28-5
-05
10-1
0-0
6
22-2
-08
6-7
-09
18-1
1-1
0
1-4
-12
Fecha
Pre
cio
(e
uro
s)
Betún 50/70 Barril Brent
Betún BM3/c Emulsión ECR-1
Cemento
Evolución de precios de betún y cemento
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Gráficas de indiferencia para cada sección en costes totales o de construcción.
Comparación de costes de construcción
Tráfico T00 - Explanada E3
0034
0032
0031
0033
340.000
360.000 380.000
400.000
420.000
440.000 460.000
480.000
500.000
50 60 70 80 90Precio del hormigón (€ / m3)
Co
ste
del fi
rme (
€ / k
m)
150 200 250 300 350
Precio del betún (€ / t)
Costes de construcción Costes totales (construcción, mantenimiento
y conservación)
11/02/2013
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CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
PAVIMENTOS DE HORMIGON
Conservación y Refuerzo.
JESÚS DÍAZ MINGUELA
IECA
CURSO DE FIRMES
MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACION
ATC - ASOCIACION TECNICA DE CARRETERAS
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
índice A. Técnicas de conservación de pavimentos de hormigón.
1. Introducción.
2. Tipos de deterioros.
3. Soluciones de reparación de los pavimentos de hormigón.
3.1. Sellado de grietas y fisuras.
3.2. Reparaciones a espesor parcial.
3.3. Reparaciones a espesor completo.
3.4. Hormigones de rápida apertura al tráfico.
3.5. Recuperación de textura.
B. Rehabilitación estructural de pavimentos de hormigón.
1. Eliminación y reposición del pavimento de hormigón.
2. Recrecimiento mediante mezclas bituminosas.
3. Recrecimiento mediante un pavimento de hormigón.
3.1. Recrecimiento de pavimento bituminoso (WHITETOPPING).
3.1.1. Refuerzos no adheridos.
3.1.2. Refuerzos adheridos.
3.2. Recrecimiento del firme de hormigón con pavimento de hormigón.
3.2.1. Refuerzo no adherido.
3.2.2. Refuerzo adherido.
11/02/2013
80
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
A. Técnicas de conservación de pavimentos de hormigón
1. Introducción.
2. Tipos de deterioros.
3. Soluciones de reparación de los pavimentos de hormigón.
4. Técnicas de conservación y reparación.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
1. Introducción
• El pavimento de hormigón, bien diseñado y construido,
precisa escasa conservación.
• Pero debe evitarse caer en la tentación de la
conservación cero.
• La conservación de pavimentos de hormigón es una
técnica que evoluciona rápidamente, impulsada por las
experiencias adquiridas en actuaciones anteriores.
11/02/2013
81
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• Recopilación de información y de datos del firme.
• Seguimiento de características (auscultación, inspecciones visuales).
• Diagnóstico sobre su estado.
• Análisis de soluciones y selección de la más apropiada:
• Estructural: aumentar la capacidad estructural.
• Superficial: mejorar las características funcionales (seguridad, comodidad, etc.).
• Proyecto y ejecución de la solución adoptada.
Conservación
• Reparación a espesor completo • Reparación a espesor parcial • Sellado de juntas y fisuras • Estabilización de losas
• Fresado • Restablecimiento de la
trasferencia de cargas • Reparación de juntas
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Recopilación y análisis de datos
• Auscultación del firme. – La inspección visual debe complementarse con información del
estado proporcionada por equipos de alto rendimiento.
• Regularidad superficial.
• Adherencia neumático-pavimento.
• Capacidad estructural.
• Deflexiones (patrón viga Benkelman).
– Capacidad de transferencia de cargas entre juntas (deflectómetros de impacto).
11/02/2013
82
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• Estudios complementarios:
– Extracción de testigos del firme: estado de adherencia entre capas, espesores y resistencia.
– Realización de calicatas: evaluación de módulos de deformación (placas de carga), toma de muestras.
– Caracterización en laboratorio: detección del origen de los fallos.
Evaluación del estado del firme y de su nivel de agotamiento
Recopilación y análisis de datos
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Análisis de soluciones y selección del tipo más apropiado
• Actuaciones de rehabilitación estructural:
– Eliminación parcial y reposición del firme existente.
– Recrecimiento sobre el pavimento existente. Refuerzo
– La combinación de las dos soluciones anteriores.
– Demolición y Reconstrucción total del firme.
• Actuaciones de rehabilitación superficial:
– Reposición de las condiciones de adherencia neumático-pavimento (seguridad).
– Reposición de las condiciones de regularidad superficial (comodidad).
– Tratamiento de grietas y fisuras (durabilidad).
11/02/2013
83
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
2. Tipos de deterioros
• Deterioros en juntas.
• Deterioros superficiales.
• Deterioros estructurales.
• Otro tipo de deterioros.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
2.1. Deterioros en juntas
• Daños en los productos de sellado
• Fallos producidos por la pérdida de adherencia del
producto de sellado al hormigón.
• Envejecimiento y agrietamiento
de los productos de sellado.
• Extrusión.
• Desportillados en juntas
(fisuras, roturas, pérdida de trozos
o esfoliación de los bordes de la
losa o en sus proximidades)
11/02/2013
84
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
2.2. Deterioros superficiales
• Superficie pulimentada.
• Fisuración en mapa.
• Descarnaduras.
• Desprendimientos.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
2.3. Deterioros estructurales
• Grietas transversales y longitudinales.
• Grietas de esquina.
• Movimientos verticales.
• Asentamientos.
• Escalonamiento en juntas y fisuras.
• Bombeo de finos.
11/02/2013
85
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
2.4. Otro tipo de deterioros
• Fisuración por pérdida de durabilidad.
• Pandeos.
• Punzonamientos (PAC).
• Separaciones calzada/arcén.
• Escalones calzada/arcén.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
3. Soluciones a los deterioros en los pavimentos de hormigón
3.1. Sellado de grietas y fisuras.
3.2. Reparaciones a espesor parcial.
3.3. Reparaciones a espesor completo.
3.4. Hormigones de rápida apertura al tráfico.
3.5. Recuperación de textura.
11/02/2013
86
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
3.1. Sellado de juntas y fisuras
• Operación de conservación ordinaria que prolonga la vida del pavimento.
• Objetivo: minimizar la entrada de agua y de elementos incompresibles en la junta.
• La elección del material de sellado depende de: – Las condiciones climáticas de la zona. – Coste. – Comportamiento. – Tipo de junta y distancia entre juntas.
• ¡El sellado prolonga la vida útil del pavimento siempre que proporcione a éste una adecuada protección!
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Deterioros asociados a fallos de los productos de sellado
• Erosión de la capa de base – escalonamiento.
• Desportillados y roturas en juntas.
Acumulación de finos Pérdida de soporte
Losa de entrada
Losa de
salida
Problema típico de escalonamiento y bombeo de finos
11/02/2013
87
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Sellado de grietas y fisuras
• El comportamiento de los productos de sellado
depende de: – Dimensiones del cajeado.
– Preparación del cajeado.
– Tamaño de las losas.
• Tipos de productos de sellado: – Materiales vertidos en caliente.
– Materiales vertidos en frío de un solo componente.
– Materiales vertidos en frío de dos componentes.
– Perfiles preformados de policloropreno.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Colocación del obturador de fondo
• Su objeto es limitar las pérdidas del producto de sellado.
• Se debe colocar después de finalizada la limpieza.
• Su diámetro debe ser, al menos, un 25% mayor que el ancho del cajeado.
Mango
Rueda de inserción
Cajeado Obturador de fondo
11/02/2013
88
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Requisitos de instalación de los productos de sellado
• Juntas con las dimensiones
(anchura y profundidad)
adecuadas.
• Paredes de la junta secas y
limpias.
• Obturador de fondo apropiado.
• Reserva adecuada del producto a
una determinada distancia de la
superficie.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Sellado de grietas. Resellado de juntas • La preparación es esencial en el sellado de juntas.
• La época del año es también un factor importante (losas dilatadas o contraídas).
• Inspección previa para ver el estado de las mismas.
• Etapas : 1. Retirada del producto de sellado existente.
2. Adecuar, en su caso, las dimensiones
del cajeado.
1. Limpieza del cajeado.
2. Colocación del obturador de fondo.
3. Colocación del producto de sellado.
11/02/2013
89
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Preparación de las grietas
Buena limpieza para buena adherencia
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Colocación del sellado
Limpieza
Siliconas
Productos en caliente
11/02/2013
90
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• Afectan al tercio superior de la losa.
• Uso en deterioros superficiales (desconchados, etc.).
• Revisar zonas de inminente rotura en las juntas
(emplear elemento compresible en estas).
• Retirar todo el hormigón dañado, (sobreancho de
5 - 10 cm).
• Emplear un producto de imprimación compatible con
el material de reparación que vaya a emplearse.
3.2. Reparaciones a espesor parcial
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Cuidado con las reparaciones con MBC
11/02/2013
91
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Reparación a espesor parcial R
epa
raci
on
es s
up
erfi
cia
les
c) Serrar bordes verticales
en una profundidad de 1
cm.
a) Delimitar hormigón dañado.
b) Marcar rectángulo alrededor
(dimensiones mínimas 15x15
cm) con sobreancho +5 cm.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Reparación a espesor parcial
f) Humedecer el área y el
hormigón circundante.
g) Eliminar cualquier exceso de
agua.
h) Aplicar un producto de
imprimación que garantice
una adecuada adherencia.
d) Retirar el hormigón del
área marcada en la
profundidad necesaria.
e) Limpiar bien con
compresor de aire.
Rep
ara
cio
nes
su
per
fici
ale
s
11/02/2013
92
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Reparación a espesor parcial
j) Nivelar adecuadamente la
zona reparada . Dar la textura
superficial correspondiente.
k) Curar la reparación (producto
de curado).
i) Colocar y compactar el material
de reparación. Cuidar en bordes
y esquinas para asegurar una
buena adherencia. Emplear
vibradores.
Rep
ara
cio
nes
su
per
fici
ale
s
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Reparación a espesor parcial
Serrado parcial y marcado del
área de la reparación
Equipo de demolición
del hormigón Limpieza con
aire a presión
Preparación de la junta
11/02/2013
93
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Reparación a espesor parcial
Imprimación
Compactación Textura
superficial
Extendido
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Reparación a espesor parcial
• Morteros con elevada resistencia inicial.
– Se prescriben cuando es precisa una rápida puesta en servicio (4 h).
– Suelen emplearse resinas epoxi como imprimación.
• Morteros con un endurecimiento normal.
– Cuando la reparación puede estar cerrada al tráfico más de 24 h.
– Una lechada de cemento puede ser una imprimación suficiente.
• Morteros y hormigones de epoxi.
– El empleo de este tipo de mezclas debe ser cuidadosamente
estudiado en laboratorio. Ma
teri
ale
s d
e re
pa
raci
ón
11/02/2013
94
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• Objeto: restablecer la integridad estructural del pavimento reemplazando áreas deterioradas.
• El hormigón existente debe retirarse con cuidado para no dañar a las losas adyacentes ni al soporte.
• Es recomendable disponer una armadura en el área de reparación, sobre todo cuando lado corto /largo ≥ 2.
• Serrado en todo el ancho de la losa con bordes paralelos
a los lados de la misma. No cortar el hormigón sano.
• Es conveniente disponer de un material compresible a lo
largo de todo el perímetro de la reparación.
3.3. Reparaciones a espesor completo
11/02/2013
95
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Reparación a espesor completo
En las reparaciones de esquina nunca deben dejarse ángulos vivos, pues actúan como inductores de fisuras ante la acción de gradientes térmicos.
Dim
ensi
on
es m
ínim
as
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Retirada del material dañado
Serrado a espesor
completo
Retirada mediante izado
11/02/2013
96
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Demolición
No emplear equipos potentes que puedan dañar la capa de base.
Se pueden emplear martillos neumáticos, sobre todo cuando existan armaduras que sea preciso conservar.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Área de reparación
Lámina de polietileno para impedir la
adherencia con el soporte
Inductor de junta longitudinal
Pasadores bien alineados
Mallazo
Berenjeno
11/02/2013
97
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Reparación a espesor completo
Taladro Disco de retención
Lechada de epoxi
Inserción de pasadores
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Ø12 mm de 80 cm
Ø25 mm de 50 cm
FISURAS - DEFECTOS
11/02/2013
98
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
3.4. Hormigón de rápida apertura al tráfico (fast track)
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
• 43 km
• Solo 5 pequeñas reparaciones en 34 años
• 70,000 vehículos/día (10% pesados)
• 36 AÑOS = > 510 millones de vehículos
FEBRUARY - 1976 > 75 millones camiones
22 cm hormigón 16 cm gravacemento 20 cm subbase granular
≈ 7 cm
Ø18mm a 14cm + Ø12mm a 70 cm
“ Y ASTURIAS ”
11/02/2013
99
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Diseñados 3 tipos diferentes de hormigón
• Resistencia a compresión > 15 MPa
• Cemento y áridos locales
• Periodo trabajabilidad > 90 min
• Cono > 10 cm durante 60 min
• Evitar excesiva fisuración
• Permitir obtener la textura
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Tipo 1. Tráfico abierto a 24 horas (15 MPa)
• 370 kg/m3 cemento CEM III/A 42.5N/SR
• agua / cemento = 0.42
• Se emplea cuando es necesario reponer el arcén.
0
10
20
30
40
50
60
20 h 24 h 26 h 28 h 30 h 32 h 33 h 7 días 28 días
MPa
2ª y 3ª R. Ensayos previos 2ª y 3ª R. Resultados de obra 2ª y 3ª R. Ensayos contraste MFOM 4ª R. Resultados de obra 5ª R. Resultados de obra
11/02/2013
100
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Tipo 2. Tráfico abierto a 6 horas
• 350 kg/m3 cemento CEM I 52.5 N
• agua / cemento = 0.39
0
10
20
30
40
50
6 hours 8 h 10 h 12 h 7 days 28 days
Compressive strength (Mpa)
15.3
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Tipo 3. Tráfico abierto tras 3 horas
• El hormigón se suministra en sacos de 25 kg.
• Requiere mezcladora de eje vertical.
• Pequeñas reparaciones.
11/02/2013
101
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Resistencia a compresion probeta Ø 15 x 30 cm
45
272522,6
21,219
14
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
2 h 3 h 4h 5h 6h 7h 24h
Edad (horas)
MPa Resistencia compresión (MPa), probeta cilíndrica Ø15x30 cm
Resistencia flexotracción (MPa) probeta prismática 10x10x40
6h 7h 24h
7h 16h 24h 7 days
1.4
5.3
7.2
9.9
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
1. Cerrar el carril al tráfico
PROCESO DE REPARACION
11/02/2013
102
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
2. Se corta el
pavimento.
A 70 cm se cortan
5 cm profundidad.
Esta banda se demuele a
mano para dejar la
armadura vista.
El interior se demuele con
martillo y SE RECICLA.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
3. En su caso, se
sustituye la base
con hormigón
compactado.
Se incluyen drenes en
el arcén.
11/02/2013
103
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
4. Se colocan pasadores Ø 12 mm (80 cm largo) cada 1m entre carriles.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
5. Armadura longitudinal Ø 18 mm a 14 cm
Transversal Ø 12 mm a 70 cm.
5. Armadura longitudinal Ø 18 mm a 14 cm
Transversal Ø 12 mm a 70 cm.
11/02/2013
104
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
6. Se imprime epoxy
en los bordes del
carril adyacente.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
7. Se extiende el
hormigón
11/02/2013
105
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
...se vibra y termina
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
8. Se da la textura
a mano.
11/02/2013
106
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
10. Se corta y sella la
junta longitudinal.
11. Se retira el encofrado
de borde y se rellena
la zanja con hormigón
9. Curado.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
12. Se pintan las marcas viales y se abre al tráfico.
11/02/2013
107
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
REPARACIÓN DE LOSAS AUTOPISTA A-7 (Alemania) [Schmidt,M.]
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
3.5. Recuperación de textura
11/02/2013
108
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
B. Rehabilitación estructural de pavimentos de hormigón
1. Eliminación y reposición del pavimento de
hormigón.
2. Recrecimiento mediante mezclas
bituminosas.
3. Recrecimiento mediante un pavimento de
hormigón.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
1. Eliminación y reposición del firme
• Solución utilizada en la reparación de zonas singulares.
• La delimitación de la superficie afectada debe ser el
resultado de una inspección visual detallada y de la
extracción de testigos.
• En el caso de resultar afectadas varias capas, puede
plantearse una solución de losa única.
11/02/2013
109
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
2. Recrecimiento del firme existente – con MB
Adoptar medidas para evitar la aparición de grietas de
reflexión en superficie.
– Limitar los movimientos verticales.
• Inyección de lechada bajo las losas (nivel de deterioro bajo).
• Asentamiento del firme existente.
– Limitar los movimientos horizontales.
• Sistemas antirreflexión de fisuras
– Pequeño espesor (geotextiles impregnados, etc.)
– Gruesos (mezclas bituminosas modificadas con altos
contenidos de caucho, secciones inversas).
No
rma
6.3
-IC
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Recrecimiento del firme existente – con MB
T00 T0 T1 T2 T3 T4
Rotura controlada y asentamiento
del firme existente25 20 16 12 10 6
Interposición de un sistema
antirreflexión de fisuras20 15 12 10 8 4
TIPO DE TRATAMIENTO DEL
PAVIMENTO ANTIGUO
CATEGORÍA DE TRÁFICO PESADO
No
rma
6.3
-IC
11/02/2013
110
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
3. Recrecimiento con hormigón
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
NORMATIVA PARA EL DIMENSIONAMIENTO INSTRUCCIÓN 6.3.-IC
Sobre pavimento asfáltico
Sobre pavimento de hormigón
11/02/2013
111
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
guía AASHTO
Sobre aglomerado Sobre hormigón
Adherido
No adherido
• No adheridos • Adheridos • Adheridos parcialmente
• En masa con juntas • Armados continuos • Con fibras de acero
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Extensión de un pavimento de hormigón sobre un
pavimento con capa de rodadura asfáltica.
– hormigón vibrado – hormigón compactado con rodillo
3.1. Recrecimiento de pavimento bituminoso (WHITETOPPING)
11/02/2013
112
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Refuerzos con hormigón de pavimentos bituminosos
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
3.1.1. Refuerzos no adheridos
11/02/2013
113
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Recrecimiento pavimento bituminoso con pavimento de hormigón
1. Previamente se deben corregir todas las irregularidades (roderas, arrollamientos, ondulaciones, etc.) que superen:
Los 20 mm con pavimentos de hormigón en masa.
Los 10 mm con pavimentos de hormigón armado continuo.
2. Normas de disposición de juntas en los PHM.
Juntas longitudinales provistas de barras de atado y siempre selladas cuando anchura > 5 m, o se hormigone por franjas.
Juntas de contracción a 5 m provistas de pasadores para tráficos T1 o superior. En caso contrario esviadas 1:6 cada 4 m.
Las juntas transversales han de sellarse en zonas húmedas.
Juntas de dilatación ante estructuras o zonas con movimiento impedido.
4 m
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
11/02/2013
114
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Ultradelgados adheridos
3.1.2.Refuerzos adheridos
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
ADHERENCIA: Funcionamiento estructural conjunto
REFUERZOS ULTRADELGADOS ADHERIDOS (Ultra-thin whitetopping)
11/02/2013
115
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Empleo conjunto hormigón-asfalto:
- 1918 (Indiana): Primera experiencia renovación calle asfáltica.
- 1960-70 (EE.UU.): Desarrollo whitetopping espesores: 175-225 mm.
- 1991 (EE.UU.): importancia de la adherencia. Primer U.T.W.
REFUERZOS ULTRADELGADOS ADHERIDOS (Ultra-thin whitetopping)
Espesor: 50-100 mm
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
TRAMOS EXPERIMENTALES EN N50 EN TOURNAI (Bélgica) [Debroux, R.]
1999-2002
Variables:
Separaciones de juntas
Empleo fibras metálicas
Espesor
Tamaño máximo de árido
11/02/2013
116
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Ventajas:
Contribución estructural elevada
Resistencia al deslizamiento
Sonoridad reducida (denudado)
Claridad (seguridad, economía)
Ausencia de roderas
Resistencia a carburantes, etc.
Aplicaciones:
Intersecciones
Aparcamientos
Glorietas
Carriles-bus
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Recomendaciones:
Fresado previo del aglomerado existente.
Espesor mínimo de m.b.c.: 75-100 mm (absorción tracciones).
No indicado cuando hay “piel de cocodrilo”.
Programa para dimensionamiento: www.pavement.com
11/02/2013
117
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Recomendaciones:
Distancia juntas: de 12 a 15 veces el espesor (levantamiento esquinas)
Cortar juntas lo antes posible (equipos soft-cut)
Materiales locales y equipos convencionales
Posibilidad emplear hormigones fast-track
Curado: duplicar dotación de producto filmógeno
11/02/2013
118
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
3.2. Recrecimiento del firme de hormigón con pavimento de hormigón
• Recrecimientos adheridos (sensibles a fallos de
ejecución).
• Recrecimientos no adheridos.
– Interposición de una capa de separación o una lámina de
polietileno para evitar la adherencia y la reflexión de fisuras.
– Reparación previa de deterioros existentes para obtener una
superficie de apoyo estable, uniforme, no erosionable y sin
problemas de drenaje.
– Las juntas transversales de contracción deben quedar a menos
de 50 cm de las existentes (igual de las grietas).
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
La Avenida Lorraine en Bruselas [Reeners, V.]
Construido en 1925
15 cm de hormigón sobre terr. nat.
En servicio hasta 2003
Rehabilitación en 2003
Mínimo impacto ambiental
No interrumpir tráfico Aspecto tras 78 años en servicio
Desestimar demolición
Proyectar “overlay” de
pavimento de hormigón
en masa con juntas
3.2.1. Refuerzo no adherido
11/02/2013
119
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Procedimiento de ejecución:
Fragmentación losas antiguas.
5 cm de m.b.c.
20 cm hormigón.
Pavimentadora encofrados deslizantes.
Inserción de pasadores en fresco.
Denudado de la superficie.
Curado.
Serrado de juntas.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Reutilización del firme antiguo
Mantenimiento del tráfico
Sonoridad reducida
Resistencia deslizamiento
Luminosidad
Resistencia carburantes
Plazo: 11 días (3 km)
11/02/2013
120
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
“Inlay” de PCHA sobre un
pavimento bituminoso
3 carriles por sentido abiertos al
tráfico
Sustitución barrera de seguridad
Puesta en servicio: Nov/03
Pavimento:
Fresado parcial de la m.b.c. existente
Pavimento: CRCP (23 cm. PCHA)
Rodadura: Denudado del PCHA
AUTOPISTA E40/A10
BRUSELAS-OSTENDE (BÉLGICA)
REFUERZOS no adheridos CON PCHA
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Tolva de recepción del hormigón para el preextendido
Autopista E40/A10 Bruselas-Ostende (Bélgica)
11/02/2013
121
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Pavimentadora de encofrados deslizantes. Batería de vibradores de alta frecuencia
Autopista E40/A10 Bruselas-Ostende (Bélgica)
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Extensión del inhibidor de fraguado
11/02/2013
122
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
REFUERZO DE LA AUTOPISTA M-25 (Reino Unido) [Metcalf, P.]
- IMD: 122.000 (15% pesados)
- Pavimento hormigón existente (22 años en servicio)
- Análisis LCCA
- Pavimento continuo de H.A.
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Adherencia = resistencia
3.2.2. Refuerzo adherido
11/02/2013
123
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Refuerzos ultradelgados adheridos
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Distancia corta entre juntas
• Reduce los efectos del combado
• Minimiza los movimientos de las juntas
• Disminuye las deformaciones por flexión
LA ADHERENCIA ES LA CLAVE
11/02/2013
124
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Refuerzos ultradelgados (s/ HF o MBC) • Extracción de testigos para comprobar: espesor,
naturaleza, estado de las capas existentes
• Preparación de la superficie del firme: fresado o
limpieza que asegure adherencia y disminución de los
movimientos verticales del refuerzo de hormigón.
• Puesta en obra similar a un pavimento convencional:
• Curado: usual aumentar dotación al doble.
• Serrado: gran número de cortes (equipos Soff-Cut).
• Apertura al tráfico: depende del tipo de mezcla.
11/02/2013
125
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
11/02/2013
126
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
Refuerzos adheridos. Construcción
• Construir en épocas templadas (evitar
gradientes).
• Respetar espesores de proyecto.
• Hacer coincidir juntas con las existentes.
• Curado cuidadoso.
11/02/2013
127
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
PAVIMENTOS DE HORMIGÓN: DIVERSIDAD DE POSIBILIDADES Y PRESTACIONES
PAVIMENTOS CONTINUOS DE HORMIGÓN ARMADO Durabilidad
Capacidad
estructural
Comodidad
HORMIGÓN DENUDADO Sonoridad reducida
Resistencia al deslizamiento
Menores consumos
Sostenibilidad
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
REFUERZOS ULTRADELGADOS ADHERIDOS
Aprovechamiento
máximo del potencial de
hormigón y asfalto
PAVIMENTOS DE HORMIGÓN EN TÚNELES
Seguridad
• Incombustible
• Permite evacuación de heridos
• Claridad
• Reducido Mantenimiento
HORMIGÓN ALTA RESISTENCIA INICIAL Rápida puesta en servicio
Productividad
11/02/2013
128
CURSO DE FIRMES: MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACIÓN
“No nos atrevemos a muchas cosas porque
nos parecen difíciles, pero en realidad son difíciles porque no nos atrevemos a hacerlas.” Séneca Filósofo y escritor andaluz. 4 a.C.-65d.C.
Gracias por vuestra atención. Que tengáis un buen día