4 Atc-mfom Pavimentos Hormigon

11/02/2013

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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


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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PERSONAS


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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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


• 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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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


• 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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• 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


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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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


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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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


Calle Serrano Galvache (Madrid): construida en 1972

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Calle Pere IV (Barcelona): construida en 1965 - 1968


TENDENCIAS EN PAVIMENTOS HORMIGON

• Textura de árido visto

Técnica > 20 años

Reducción ruido

Resistencia deslizamiento

• Doble capa

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• 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


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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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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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


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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Hormigón en masa con juntas sin pasadores

HF-4,0 MPa

HF-3,5 Mpa + 2 cm


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INTERIOR

BORDE

ESQUINA

TENSIONES Y DEFORMACIONES


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


http://www.library.illinois.edu/archives/archon/index.php?p=digitallibrary/getfile&id=2944

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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,…



Calentamiento Enfriamiento

GRADIENTES TÉRMICOS

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DIMENSIONAMIENTO


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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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


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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)


BARRAS DE ATADO L = 700mm Ø = 14mm

PASADORES L = 500mm Ø = 25mm

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DISPOSICIÓN DE JUNTAS EN CRUCES DE CALLES


Recomendaciones sobre:

Capa de apoyo

Hormigón

Vibración y consistencia

Pendientes

Textura

Curado

Juntas

3. CONSTRUCCION

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Buen soporte, no erosionable, duradero.

Conveniente humectar sin inundar.

Buena nivelación (evitar disminuciones de

espesor).

ESPESOR MÍNIMO

ESPESOR MEDIO

3.1. CAPA DE APOYO


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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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


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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(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


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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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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- 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


Vibración del hormigón.

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Cuchilla reparto transversal

PRE-EXTENDIDO


137-3785_MVI.AVI

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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


Péndulo CRD

Circulo de arena

Textura

3.5. TEXTURA

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MICROTEXTURA

Sistema conjunto

Prueba con peine

Prueba con bailarina (solo)


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MACROTEXTURA


RUIDO TEXTURA E IRREGULARIDADES RESISTENCIA DESLIZAMIENTO

Tratamiento superficial de acabado Macrotextura

Microtextura

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Influencia de la textura en la resistencia al deslizamiento [Sulten, P.]


DECORATIVOS ARIDO VISTO

IMPRESO

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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.


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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Lavado agua a presión 6-24 h

Aplicación de resina de protección


137-3778_MVI.AVI

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Textura de árido visto o denudado

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• 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


ARIDO VISTO

MICROFRESADO

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• 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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PAVIMENTOS POLIFUNCIONALES

PCHA con rodadura de

mezcla bituminosa

drenante

Italia, Francia, Bélgica,

Holanda, Inglaterra ...


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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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


• 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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Juntas de contracción con pasadores

(Para tráficos >T2)


Colocación de los pasadores y barras de atado

Pasadores

Barras de atado

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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


Sellado de las juntas

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3.7.2. JUNTAS DE CONSTRUCCION

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Carreteras: curvas R<200 m y obras de paso

Encuentro elementos rígidos (pozos, arquetas) y cruces de calles

3.7.3. JUNTAS DE DILATACION


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Técnica “fresco sobre fresco” 4. CONSTRUCCION BICAPA


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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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)

.


Hormigón de la capa de base

Características del hormigón

NORMATIVA

ESPAÑOLA (PG-3)

Capa de base

Contenido mínimo de cemento (Kg/m3) 300



Masa unitaria del total de partículas retenidas por el tamiz 0,125

mm de la UNE-EN 933-2 (kg/m3) 450



(EN-12390-5)

HF-4,5 > 4,5

HF-4,0 > 4,0

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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


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



Masa unitaria del total de partículas retenidas por el tamiz

0,125 mm de la UNE-EN 933-2 (kg/m3) 450



(EN-12390-5) HF-5,0 > 5,0

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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


Esquema del equipo de extendido

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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


Capa base de hormigón

Cuchilla extendedora

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Capa base de hormigón


11/02/2013

49



Extensión del hormigón de rodadura

11/02/2013

50



11/02/2013

51



11/02/2013

52



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



11/02/2013

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Pavimento “wet on wet” de hormigón denudado de la N-511 en Estampuis (Bélgica) [Debroux, R.]


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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• 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


¿ 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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55


TEXTURA HETEROGENEA: SE CAMBIA RETARDADOR

DIFICIL DEFINIR PLAZO BARRIDO, TRABAJO DE NOCHE

(HORMIGON MUY ADITIVADO: trabajabilidad>90 min)


LAS JUNTAS SERRADAS SE DETERIORAN CON MICROFRESADO

APLICAR MORTERO PREVIAMENTE Y VOLVER A SERRAR

11/02/2013

56



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

57


• 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


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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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


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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Dispositivo de alimentación lateral del hormigón

Autopista M6-Toll (Birmingham. R.U.).

11/02/2013

60



Pavimentadora de encofrados deslizantes

Producción: 2.750 Tm al día = 400 m.l. (3 carriles + arcén)


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Maestra oscilante longitudinal (“bailarina” o “supersmoother”)



Realización de la macrotextura mediante cepillado manual para mejora de adherencia con mezcla asfáltica


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Macrotextura con cepillo de cerdas plásticas



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

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63


Disposición de armaduras en un PCHA para Glorieta


Ejecución con encofrados fijos

Ejecución con encofrados deslizantes

11/02/2013

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TÚNELES


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

11/02/2013

65


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


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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66


Túnel de Cointe: Armaduras del PCHA


Túnel de Cointe: Detalles de la ejecución

11/02/2013

67


Túnel : La claridad del pavimento aumenta el nivel de seguridad y disminuye el coste de la iluminación


• 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


• FASES – Estudios previos

– Etapa de construcción

• MATERIALES – Cemento

– Áridos: ensayos físico-químicos, granulometrías,..

– Agua

– Aditivos

• ACOPIO Y ABASTECIMIENTO

CONTROL DE COMPONENTES


Resultados físico-químicos de los áridos del hormigón

11/02/2013

69


• 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


Hormigón de la capa base

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70


Hormigón de la capa de rodadura


• 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

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71


Testigos de Tramo de prueba


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


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


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


Base Aeronaval de Rota (2004): Pavimento de hormigón 36 cm espesor sobre base de hormigón poroso


Luxemburg Street (Bruselas - Bélgica)

11/02/2013

74


Pavimento de hormigón compactado en Vizcaya

(20 años en servicio)


11/02/2013

75



Cunetas y caces

Barreras de seguridad

11/02/2013

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... 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


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


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

11/02/2013

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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


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)

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PAVIMENTOS DE HORMIGON

Conservación y Refuerzo.

JESÚS DÍAZ MINGUELA

IECA

CURSO DE FIRMES

MATERIALES, DISEÑO Y REHABILITACION

ATC - ASOCIACION TECNICA DE CARRETERAS


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


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.


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


• 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


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


• 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


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


2. Tipos de deterioros

• Deterioros en juntas.

• Deterioros superficiales.

• Deterioros estructurales.

• Otro tipo de deterioros.


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


2.2. Deterioros superficiales

• Superficie pulimentada.

• Fisuración en mapa.

• Descarnaduras.

• Desprendimientos.


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


2.4. Otro tipo de deterioros

• Fisuración por pérdida de durabilidad.

• Pandeos.

• Punzonamientos (PAC).

• Separaciones calzada/arcén.

• Escalones calzada/arcén.


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.

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86


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!


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

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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.


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

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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.


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

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Preparación de las grietas

Buena limpieza para buena adherencia


Colocación del sellado

Limpieza

Siliconas

Productos en caliente

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90


• 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


Cuidado con las reparaciones con MBC

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91


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.


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



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



Serrado parcial y marcado del

área de la reparación

Equipo de demolición

del hormigón Limpieza con

aire a presión

Preparación de la junta

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93



Imprimación

Compactación Textura

superficial

Extendido



• 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

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94



• 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

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95


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


Retirada del material dañado

Serrado a espesor

completo

Retirada mediante izado

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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.


Área de reparación

Lámina de polietileno para impedir la

adherencia con el soporte

Inductor de junta longitudinal

Pasadores bien alineados

Mallazo

Berenjeno

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Reparación a espesor completo

Taladro Disco de retención

Lechada de epoxi

Inserción de pasadores


Ø12 mm de 80 cm

Ø25 mm de 50 cm

FISURAS - DEFECTOS

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3.4. Hormigón de rápida apertura al tráfico (fast track)


• 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 ”

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99


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


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

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100


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


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


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


1. Cerrar el carril al tráfico

PROCESO DE REPARACION

11/02/2013

102


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.


3. En su caso, se

sustituye la base

con hormigón

compactado.

Se incluyen drenes en

el arcén.

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103


4. Se colocan pasadores Ø 12 mm (80 cm largo) cada 1m entre carriles.


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.

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6. Se imprime epoxy

en los bordes del

carril adyacente.


7. Se extiende el

hormigón

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...se vibra y termina


8. Se da la textura

a mano.

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10. Se corta y sella la

junta longitudinal.

11. Se retira el encofrado

de borde y se rellena

la zanja con hormigón

9. Curado.


12. Se pintan las marcas viales y se abre al tráfico.

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REPARACIÓN DE LOSAS AUTOPISTA A-7 (Alemania) [Schmidt,M.]


3.5. Recuperación de textura

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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.


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.

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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


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

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3. Recrecimiento con hormigón


NORMATIVA PARA EL DIMENSIONAMIENTO INSTRUCCIÓN 6.3.-IC

Sobre pavimento asfáltico

Sobre pavimento de hormigón

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guía AASHTO

Sobre aglomerado Sobre hormigón

Adherido

No adherido

• No adheridos • Adheridos • Adheridos parcialmente

• En masa con juntas • Armados continuos • Con fibras de acero


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)

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Refuerzos con hormigón de pavimentos bituminosos


3.1.1. Refuerzos no adheridos

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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


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Ultradelgados adheridos

3.1.2.Refuerzos adheridos


ADHERENCIA: Funcionamiento estructural conjunto

REFUERZOS ULTRADELGADOS ADHERIDOS (Ultra-thin whitetopping)

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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


TRAMOS EXPERIMENTALES EN N50 EN TOURNAI (Bélgica) [Debroux, R.]

1999-2002

Variables:

Separaciones de juntas

Empleo fibras metálicas

Espesor

Tamaño máximo de árido

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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


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

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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

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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).


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

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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.


Reutilización del firme antiguo

Mantenimiento del tráfico

Sonoridad reducida

Resistencia deslizamiento

Luminosidad

Resistencia carburantes

Plazo: 11 días (3 km)

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“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


Tolva de recepción del hormigón para el preextendido

Autopista E40/A10 Bruselas-Ostende (Bélgica)

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Pavimentadora de encofrados deslizantes. Batería de vibradores de alta frecuencia

Autopista E40/A10 Bruselas-Ostende (Bélgica)


Extensión del inhibidor de fraguado

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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.


Adherencia = resistencia

3.2.2. Refuerzo adherido

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Refuerzos ultradelgados adheridos


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

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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.

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Refuerzos adheridos. Construcción

• Construir en épocas templadas (evitar

gradientes).

• Respetar espesores de proyecto.

• Hacer coincidir juntas con las existentes.

• Curado cuidadoso.

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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


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

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“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

http://images.google.es/imgres?imgurl=www.cablenet.com.ni/curiosidades/biografias/resources/seneca.jpg&imgrefurl=http://www.cablenet.com.ni/curiosidades/biografias/seneca.html&h=203&w=160&sz=5&tbnid=QlzLANEdqKEJ:&tbnh=98&tbnw=78&start=54&prev=/images?q=s%C3%A9neca&start=40&hl=es&lr=&ie=UTF-8&sa=N

4 Atc-mfom Pavimentos Hormigon

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