INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SONORADEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL

“Etapas del Proyecto y ProcesoConstructivo de un Pavimento

Asfáltico”

“Etapas del Proyecto y ProcesoConstructivo de un Pavimento

Asfáltico”

TITULACIÓN POR TEMA DE SUSTENTACIÓNMEMORIA DE PROYECTO

PRESENTAJESUS OCTAVIO ALVAREZ OSUNA

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DEINGENIERO CIVIL

CD. OBREGÓN, SONORA SEPTIEMBRE DE 2010

Antecedentes

Se construyen caminos peatonales, teniendo finalidades comerciales y de conquista.

Invención de la rueda, dando pie a la apareciendo de la carreta jalada. Se inicia el revestimiento de caminos con piedras machacadas. Invención del automóvil a finales del siglo XIX. Se empieza con la construcción de caminos con técnicas mas avanzadas.

I. INTRODUCCIÓN

Planteamiento del Problema

Los pavimentos asfálticos estructurados y conservados de una manera adecuada

pueden brindar años de funcionalidad, para lograr esto, son sometidos a exigentes

controles de calidad que se deben aplicar desde el diseño, fabricación y

construcción.

Aunque existe una gran cantidad de libros e información sobre los pavimentos

asfálticos, esta se encuentra dispersa, dificultando su entendimiento en cuanto a las

etapas del proyecto y el proceso constructivo de este tipo de pavimentos.

Es por ello que se pretende en este trabajo recopilar todo lo referente a este tema;

incluyendo factores regionales y control de calidad de materiales, apoyado

mediante figuras y fotografías, bajo la normatividad de la Secretaria de

Comunicaciones y Transportes (SCT).

Objetivos

Objetivo Principal

Presentar las etapas de proyecto y el proceso constructivo de un pavimento

asfáltico que sirva de apoyo para su control de calidad durante su construcción.

Objetivos Específicos

a) Presentar generalidad de un pavimento asfáltico.

b) Indicar las pruebas que se realizan en el control de calidad.

c) Mostrar el procedimiento constructivo.

d) Indicar las especificaciones mínimas de calidad de sus materiales.

Justificación

Una de las principales ventajas con las que cuenta este tipo de pavimentos y que

repercute enormemente a la hora de ejecutar la obra, es la del costo inicial de

construcción, ya que estas estructuras de transito vehicular resultan ser mucho mas

económicas y accesibles que otras; es por ello que en la actualidad el pavimento

asfáltico es el mas utilizado en la construcción de una vía terrestres, a demás de

contar con un periodo de vida favorable.

Por eso es importante realizar esta recopilación bibliográfica para crear una fuente

de información actualizada sobre este tema y ponerla a disposición de las personas

interesadas, las cuales resultan beneficiadas como lo son los ingenieros civiles

enfocados en esta rama de la carrera y estudiantes que se encuentren cursando la

licenciatura de ingeniería civil.

II. METODOLOGÍA

Factores regionales

• Geología• Topografía• Clima• Geotecnia

Etapas del Proyecto

Geométrico

• Ruta Definitiva• Anteproyecto• Proyecto

definitivo

Control de Calidad

• Obtener obras de calidad en el tiempo programado y con los costos presupuestados

Proceso Constructivo

• Ejecución de la obra

III. ETAPAS DEL PROYECTO Y PROCESO CONTRUCTIVO

Se le denomina pavimento al conjunto de capas de materiales seleccionados que

reciben en forma directa las cargas del tránsito y las transmiten a las capas inferiores;

proporcionando la superficie de rodamiento en donde se debe tener una operación

rápida y cómoda.

• Rasante • Pendientes

• Drenaje adecuado a la estructura del pavimento

• Accidentes geológicos en la zona.

• Propiedades mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los materiales

GEOTECNIA

GEOLOGÍA

TOPOGRAFÍA

CLIMA /PRECIPITACI

ÓNPLUVIAL

FACTORES REGIONALES

PROYECTO GEOMÉTRICO

Se establece la configuración geométrica definitiva para satisfacer al máximo los

objetivos fundamentales, es decir, la funcionalidad, la seguridad, la comodidad

y la integración en su entorno.

Ruta Definitiv

a

•Topografía accesible

•Comunicación con poblados intermedios

Anteproyecto

•Alineamiento horizontal

•Alineamiento Vertical

•Sección transversal

Proyecto Definitiv

o

•Obtención de Planos a escala

•Dimensiones de obras de drenaje y curvamasa

CONTROL DE CALIDAD

El objetivo principal de la industria de la construcción es elaborar proyectos que

cumplan con la finalidad para la que fueron diseñados, al menor costo posible. Para

lograr la finalidad deseada se requiere de controles como lo son el de calidad, de

avances y de costos.

El control de calidad se define como el conjunto sistemático de esfuerzos, principios,

prácticas y tecnologías de una organización de producción o industria, para asegurar,

mantener o superar la calidad de un producto al menor costo posible.

Los suelos se definen como la masa desagregada de materiales minerales y

orgánicos, que cubren la corteza sólida de rocas graníticas y basálticas de la tierra.

Una prueba es el conjunto de medidas sistematizadas efectuadas a un espécimen

Elaborado.

PRUEBAS DE CLASIFICACIÓN•Granulometría•Plasticidad•Resistencia•Densidad •Dureza•Forma de la Partícula

PRUEBAS DE CONTROL

•Pruebas de compactación en el campo.

•Pruebas de compactación en el laboratorio.

PRUEBAS DE PROYECTO

•Prueba de Hveem

•Prueba Porter Modificada

•Pruebas Triaxiales

PROCESO CONSTRUCTIVO

• Terracerías

Las terracerías son definidas como los volúmenes de materiales que se extraen o

sirven de relleno para la construcción de una vía terrestre.

Extracción del material

Sobre la Línea de la obra

Volumen en corte utilizado

Terracerías compensadas

Volumen en corte no utilizado

Desperdicio

Fuera de la línea de la obra

Zonas cercanas

Préstamos laterales

Zonas a más de 100 metros

Préstamos de banco

• Cuerpo del terraplén

El terraplén tiene la finalidad de dar la altura necesaria para satisfacer especialmente

las especificaciones geométricas, las de resistir las cargas del tránsito transferidas por

las capas superiores, y distribuir los esfuerzos a través de su espesor, para

transmitirlos al terreno natural de acuerdo a su resistencia.

Terracerías en terraplén

Cuerpo del terraplén

Capa subrasante

• Capa Subrasante

Capa que corona las terracerías, la cual será de un espesor mínimo de 30 cm,

formándose con una o varias capas de material seleccionado en el proyecto, la

compactación de esta será de 95% de su peso volumétrico seco máximo.

1. Recibir y resistir las cargas del transito que son transmitidas por el pavimento.

2. Transmitir y distribuir adecuadamente las cargas del tránsito al cuerpo del

terraplén.

3. Evitar que el pavimento sea absorbido por las terracerías, cuando éstas estén

formadas principalmente por fragmentos de roca.

4. Uniformar los espesores de pavimentos, sobre todo cuando se tiene mucha

variación en los materiales de terracerías a lo largo del camino.

5. Economizar espesores de pavimentos, en especial cuando los materiales de

terracerías requieren un espesor grande.

Estructura del

pavimento

Subbase Base Carpeta Asfáltica

1. Subbase

Formada por materiales granulares que se colocan sobre la subrasante, con el fin

de formar una capa de apoyo para la base de los pavimentos asfálticos.

- Cumple una cuestión de economía ya que nos ahorra dinero al poder transformar

un cierto espesor de la capa de base a un espesor equivalente del material

Subbase.

- Impide que el agua de las terracerías ascienda por capilaridad y evita que el

pavimento sea absorbido por la subrasante.

2. Base

Es la capa que recibe la mayor parte de los esfuerzos producidos por los

Vehículos. Constituye la capa intermedia entre la capa de rodamiento y la Subbase.

- Formada por materiales pétreos con buena distribución granulométricas.

- Permite la reducción de espesores de la carpeta asfáltica.

- Recibe y resiste las cargas del tránsito a través de la carpeta asfáltica.

- Transmite, de forma distribuida, las cargas a las terracerías

Procedimiento de Construcción para bases y subbases.

Etapas de muestreo y Pruebas preliminares.

Exploración

• Fotografías Aéreas• Recorridos Terrestres

Muestreo. Pruebas de Laboratorio. Elección de banco.

• Realizar sondeos a cielo abierto de 2 a 4 metros de profundidad en materiales poco o nada cementados.

• Perforaciones con maquina rotatoria en materiales con regular cimentación y rocas.

Extracción y acarreo de materiales• Utilización de explosivos (Dinamita).• Se afloja el material y es cargado a los vehículos de

transporte por medio de diferentes maquinas.

Tratamientos Previos

- Cribado - Trituración

Acarreo a la obra• Se acamellona el material• Proceso de humectación del material

Tratamiento en la obra• Estabilizaciones mecánicas del suelo

Compactación• Rodillo liso vibratorio• Compactador de neumáticos

Riego de Impregnación

Es la aplicación de material bituminoso líquido a una base o superficie de

rodamiento sin tratamiento previo. El material en este riego puede ser un asfalto

líquido o un alquitran para cambios de baja viscosidad.

1. Mejora la adhesión entre la base y la superficie de rodamiento.

2. Consolida la superficie sobre la cual se aplica el nuevo tratamiento.

3. Funciona como barrera para evitar que el humedad se eleve por capilaridad

hasta la carpeta.

Riego de Liga

Se define como la aplicación simple de material bituminoso a una base o superficie

Bituminosa.

1. Proporciona adhesión entre la superficie existente y la nueva.

2. Se realiza con cemento asfáltico AC-60-100 aplicado entre 120 y 150 °C.

3. Se aplican cantidades de 0.20 y 0.40 litros por metro cuadrado de superficie.

4. Se debe de contar con una superficie limpia y seca.

Poreo

Consiste en cubrir el área ligada con carpeta donde los trabajadores se encargan de

esparcirla desde lo alto de un camión utilizando las palas.

El poreo funciona de protección al tramo, para que los camiones cargados con

carpeta no levanten el riego de liga y en ocasiones el de impregnación.

CARPETA ASFÁLTICA

La carpeta asfáltica es la capa superior de un pavimento flexible y proporciona

la superficie de rodamiento para los vehículos, la cuál esta elaborada con

materiales pétreos y productos asfálticos.

CARACTERISTICA DE LOS MATERIALES

GRANULOMETRIAMATERIALES

PETREOS CUBIERTOS POR EL ASFALTO

DUREZA

-PRUEBAS DE DENSIDAD

-PRUEBAS DE DESGASTE

FORMA DE PARTÍCULA - FORMA CÚBICA

CONTENIDO ÓPTIMO DE ASFALTO

CANTIDAD DE ASFALTO ALREDEDOR DE UNA MEMBRANA

Procedimiento de Construcción para carpetas asfálticas

Elección de Bancos de Materiales Pétreos• Roca masiva (Basalto, riolitas, andesita, caliza • Sondeo de probables bancos.

Realización de Proyecto de Granulometría• Contenido óptimo de asfalto• Se calibra el abastecimiento de la planta

mezcladora

Extracción del material

• Se requiere el uso de explosivos.• Utilización de palas mecánicas.

Proporcionamiento de pétreos en frío• Cargadores Frontales.• Compuertas de las tolvas.

Material en el cilindro de calentamiento• Transportación por medio de bandas.• Calentamiento del pétreo (150 °C – 170 °C)

Proporcionamiento del cemento asfáltico• Temperatura de 130 °C y 140 °C.• Vaciado al equipo de transporte.

Traslado de la carpeta asfáltica• Temperatura de 110 °C a 120 °C.• Máquina extendedora (Finisher).

Compactación de la carpeta asfáltica• Temperatura de 90 °C y 100 °C.• Compactadores de 7 toneladas de peso

aproximadamente.

Riego de sello

Es un tratamiento superficial muy delgado, por lo regular, menor de media pulgada

de espesor, el cual consta de una aplicación simple de material bituminoso que se

cubre con una capa ligera de agregados finos o de arena.

• Su función es impermeabilizar o “sellar” la superficie de rodamiento.• Sirve para rejuvenecer o revitalizar viejas superficies revestidas con material

bituminoso • Vuelve antiderrapantes superficies resbaladizas.• Mejora la visibilidad nocturna

CONCLUSIONES

Los pavimentos asfálticos son vías de comunicaciones terrestres construidas con

la finalidad de brindar un flujo vehicular mas acelerado, otorgando comodidad y

seguridad a los usuarios que hacen uso de estas obras.

Los ingenieros civiles que ejercen en esta área de la carrera deben de tener

presente el significado y la importancia que representan estas obras para un país,

una ciudad o una región, ya que son el detonante principal en el aspecto

económico y social de dichos lugares, es por ello que deben ser sometidas a

supervisiones rigurosas de control de calidad a la hora de ser ejecutadas.

Para garantizar el éxito de estas obras, los materiales a utilizar deben presentar

las características que la Secretaria de Comunicaciones y Transportes establece

en sus normas de construcción; a demás de considerar y ejecutar adecuadamente

los pasos constructivos, los cuales fueron mencionados en este trabajo.

En caso contrario, de no dar pie a la normatividad que la Secretaria de

Comunicaciones y Transportes establece, se corren riesgos de construcción al

momento de ejecutar estas obras; obteniéndose obras de mala calidad y poco

duraderas, las cuales no cumplirán con la vida útil para la cual fueron diseñadas.