PROCESO CONSTRUCTIVO DE CARRETERAS

PROCESO CONSTRUCTIVO DE CARRETERASLas etapas relevantes que componen el proceso de construccin de una carretera y que son indispensables para la funcionalidad de una estructura de pavimento son las siguientes:

PreliminaresMovimiento de tierras.Construccin de drenaje menor y drenaje mayor.Construccin de sub-base y base.Construccin de la superficie de pavimento o rodadura.Colocacin de las seales y marcas de trfico.

preliminaresConsiste en agrupar, dentro del anlisis tcnico, de manera armnica y coordinada, todos los factores geogrficos-fsicos, econmicos, sociales y polticos que caracterizan a una determinada regin. Los datos fijados por la planeacin son la base del proyecto:

Reconocimiento topogrfico y localizacin de rutas posibles.Reconocimiento geolgico e hidrolgico con sondeos preliminares sobre las rutas posibles.Eleccin de la localizacin entre las rutas posibles, levantamiento topogrfico, estudio del trazo y movimiento de terraceras.

Estudio geolgico sobre el trazo definitivo, sondeos para formar el perfil del suelo, abundamientos, compactaciones, costos unitarios.Afinamiento del trazo y la curva masa. Planos y presupuestosEstudio geohidrolgico de los cauces en los cruces, estudio de cimentaciones de puentes.Estudio de puentes, estudio de las alternativas posibles, clculo estructural, planos especificaciones de construccin, presupuestos y proyecto de estructuras.

Este reconocimiento requiere del tiempo que sea necesario para conocer las caractersticas del terreno donde se construir el camino, y para llevarlo a cabo se utilizan instrumentos sencillos de medicin como brjulas para determinar rumbos, clismetro para determinar pendientes, odmetro de vehculos y otros instrumentos sencillos.

Movimiento de tierras.

Desbroce del Terreno:Previo al inicio de los trabajos de terracera, se deben de ejecutar las operaciones de limpia chapeo y destronque; los lmites del rea del derecho de va son los indicados en las disposiciones especiales o en los planos.Materiales inconvenientes, deben ser removidos hasta una profundidad no menor de 0.60 m debajo de la superficie de la sub-rasante.

Eliminacin de la Capa de Tierra Vegetal:Consiste en la eliminacin de la capa de tierra compuesta por un alto porcentaje de materia orgnica (humus).

Localizacin de la lnea topogrficaConsiste en replantear la lnea de la carretera, de acuerdo a los planos de diseo del proyecto.El personal de la supervisora colocar las referencias de los puntos de control horizontal y vertical, establecidos en los planos, a cada 20 m sobre la lnea central. Despus de irse replanteando la lnea central, se proceder a hacer su nivelacin y el levantamiento de secciones transversales a cada 20 m.

Cortes:El material de corte es el material no clasificado que se excava dentro de los lmites de construccin; para utilizarlo en cualquier elemento que est relacionado a la construccin de una carretera.

Excavacin no clasificada: material para incorporarlo en la construccin.

Excavacin no clasificada de desperdicio: sobrante o inadecuado para la construccin.

Excavacin no clasificada para prstamo: excavaciones en reas ubicadas fuera de los lmites de construccin.

Sub-excavacin: material inadecuado debajo del nivel de la sub-rasante

Cortes en roca: masas de roca, depsitos estratificados y la de todos aquellos materiales que presenten caractersticas de roca maciza.RellenosEl terrapln debe ser construido en capas, principiando en la parte ms baja con capas de anchos parciales (cuas) y aumentando tales anchos conforme vaya aumentando la altura del terrapln.Luego de ser depositado el material para la nueva capa deber ser esparcido con moto niveladora o tractor, ser debidamente humedecido y homogenizado para que alcance la mxima compactacin.No deben de ser menores de 0.10 m ni mayores de 0.30 m.

ACARREOSEl acarreo es una forma de reconocer un pago (en m3 km) al transporte de materiales no clasificados que provengan de un corte causado por la construccin de la tercera hasta la altura de sub-rasante de una carretera.Como medio de transporte se podrn utilizar camiones de volteo para mayor efectividad.

Construccin de drenajes.Cuando se realiza el diseo geomtrico de una carretera, el mismo normalmente se interpone en el movimiento natural de escurrimiento de las aguas de la zona de emplazamiento.

Para realizar la excavacin, si el dimetro de la alcantarilla no es muy grande y la cota de cimentacin no es muy profunda, se podr utilizar una retroexcavadora, pero si el dimetro y la altura de excavacin es mayor, ser recomendable que se utilice una excavadora ya que esta posee un brazo ms largo y un cucharn ms ancho y de mayor capacidad volumtrica.

De acuerdo al sentido de la corriente, en el punto de entrada y salida de la alcantarilla se construirn estructuras para la conduccin de aguas, consistentes en cajas y cabezales que podrn hacerse de concreto ciclpeo, mampostera de piedra, ladrillo o bloque, para lo cual los tipos y dimensiones vendrn indicados en los planos segn la alineacin y dimetro de la alcantarilla.

En el punto de entrada segn su necesidad, se podr construir cajas o cabezales rectos o con aletones, mientras que en el punto de salida nicamente se podr construir cabezales rectos o con aletones.

Drenaje menor: Suelen construirse con un dimetro adecuado a la necesidad de su diseo, van desde dimetros de 0.61 m a1.83 m.

Drenaje mayor: Llegan a medir 3.65 m o 4.10 m, se construyen por medio de anillos formados por planchas de lmina corrugada y galvanizada, de mayor espesor .

Alcantarillas de concreto: La colocacin de los tubos debe iniciarse en el extremo de aguas abajo, con los extremos de campana o ranura en la direccin aguas arriba.

Alcantarillas de lmina corrugada: Se deben de utilizar planchas estructurales de acero galvanizado o planchas estructurales de aleacin de aluminio, con pernos de acero para cualquiera de los dos tipos de planchas.

Construccin de base y subbase

Consiste en el suministro, transporte, colocacin, sobre la subrasante definida en los diseos, conformacin y compactacin de grava, piedra partida, arenilla u otro material granular aprobado por la Interventora.

Sub-base hidrulicaCapa de materiales ptreos seleccionados que se construye sobre la subrasante, cuyas funciones principales son proporcionar un apoyo uniforme a la base de un pavimento asfltico, soportar las cargas que ste le transmite aminorando los esfuerzos inducidos y distribuyndolos adecuadamente a la capa inmediata inferior, y prevenir la migracin de finos hacia las capas superiores.

Base hidrulicaCapa de materiales ptreos seleccionados que se construye generalmente sobre la subbase o la subrasante, cuyas funciones principales son proporcionar un apoyo uniforme a la carpeta asfltica, la capa de rodadura asfltica o la carpeta de concreto Hidrulico; soportar las cargas que stas le transmiten aminorando los esfuerzos inducidos y distribuyndolos adecuadamente a la capa inmediata inferior, y proporcionar a la estructura del pavimento la rigidez necesaria para evitar deformaciones excesivas.

MaterialesEl material para sub-base se compondr de fragmentos de roca, gravas, arenas y limos.Se emplear el material establecido en las normas NCMT402001, Materiales para Subbases y NCMT402002, Materiales para Bases Hidrulicas, salvo que el proyecto indique otra cosa o as lo apruebe la Secretara. Los materiales ptreos procedern de los bancos indicados en el proyecto o aprobados por la Secretara.

Equiposer el adecuado para obtener la calidad especificada en el proyecto, en cantidad suficiente para producir el volumen establecido en el programa de ejecucin detallado por concepto y ubicacin, conforme al programa de utilizacin de maquinaria, siendo responsabilidad del Contratista de Obra su seleccin.

Dicho equipo ser mantenido en ptimas condiciones de operacin durante el tiempo que dure la obra y ser operado por personal capacitado. Si en la ejecucin del trabajo y a juicio de la Secretara, el equipo presenta deficiencias o no produce los resultados esperados, se suspender inmediatamente el trabajo en tanto que el Contratista de Obra corrija las deficiencias, lo remplace o sustituya al operador Planta de mezcladoDel tipo amasado o pugmill, de tambor rotatorio o bien de mezclado continuo, capaz de producir una mezcla homognea. Estar equipada con tolvas para almacenar el material por mezclar; silos o tanques que permitan almacenar el agua, protegidos del polvo; dispositivos para dosificar, por masa o por volumen.

motoconformadorasAutopropulsadas, con cuchillas cuya longitud sea mayor de tres coma sesenta y cinco (3,65) metros, y con una distancia entre ejes mayor de cinco coma dieciocho (5,18) metros.

extendedorasAutopropulsadas, capaces de esparcir y precompactar las capas de subbase y base con el ancho, seccin y espesor establecidos en el proyecto, incluyendo los acotamientos y zonas similares. Estarn equipadas con los dispositivos necesarios para un adecuado tendido de la capa, como son: un enrasador o aditamento similar, que pueda ajustarse automticamente en el sentido transversal y proporcionar una textura lisa y uniforme, sin protuberancias o canalizaciones

compactadoresAutopropulsados y reversibles. En el caso de compactadores vibratorios, stos estarn equipados con controles para modificar la amplitud y frecuencia de vibracin. Pueden ser de tres (3) rodillos metlicos lisos o con pata de cabra, en dos (2) ejes, o de dos (2) o tres (3) ejes con rodillos en tndem, con dimetro mnimo de un (1) metro (40), en todos los casos.

EJECUCINConsideraciones generales Para la construccin de subbases o bases hidrulicas se considerar lo sealado en la Clusula D. de la Norma NLEG3, Ejecucin de Obras.

Mezclado de materiales mezclado en plantaEn plantas del tipo pugmill o de tambor rotatorio, la dosificacin de los materiales y el agua, se hace por masa.En mezcladoras de tipo continuo, la dosificacin de los materiales y el agua, puede hacerse por masa o por volumen. El material mezclado se transportar al sitio de su colocacin, de forma que no se altere para que pueda ser extendido y compactado.

Mezclado de materiales mezclado en el lugarSi la mezcla de los materiales se hace en el lugar de su utilizacin, se mezclarn en seco y posteriormente se incorporar el agua necesaria para la compactacin, por medio de riegos y mezclados sucesivos, hasta alcanzar la humedad adecuada y obtener homogeneidad en granulometra y humedad. Trabajos previos Antes de iniciar la construccin de la subbase o la base hidrulica, la superficie sobre la que se colocar estar debidamente terminada dentro de lneas y niveles, sin irregularidades y reparados satisfactoriamente los baches que hubieran existido. No se permitir su construccin sobre superficies que no hayan sido previamente aceptadas por la Secretara.Los acarreos de los materiales hasta el sitio de su utilizacin, se harn de tal forma que el trnsito sobre la superficie donde se construir la subbase o la base hidrulica, se distribuya sobre todo el ancho de la misma, evitando la concentracin en ciertas reas y, por consecuencia, su deterioro. Se descargar el material sobre la subrasante o la subbase, segn sea el caso, en cantidad prefijada por estacin de veinte (20) metros, en tramos que no sean mayores a los que, en un turno de trabajo, se pueda tender, conformar y compactar el material. Si el tendido se realiza con extendedora, la descarga se har directamente en su tolva.

Se preparar el material extendindolo parcialmente e incorporndole el agua necesaria para la compactacin, por medio de riegos y mezclados sucesivos, hasta alcanzar la humedad adecuada y obtener homogeneidad en granulometra y humedad. Si el tendido se realiza con extendedora, la preparacin del material se har previamente a su transporte. Tendido y conformacinInmediatamente despus de preparado el material se extender en todo el ancho de la corona y se conformar de tal manera que se obtenga una capa de material sin compactar de espesor uniforme. El material se extender en capas sucesivas, con un espesor no mayor que aquel que el equipo sea capaz de compactar al grado indicado en el proyecto o aprobado por la Secretara.

Si el tendido se realiza con extendedora, su tolva de descarga permanecer llena para evitar la segregacin del material; si sta ocurre, el CONTRATISTA DE OBRA lo remezclar POR SU CUENTA Y COSTO.compactacinLa capa extendida se puede compactar con pata de cabra y rodillo liso, hasta alcanzar el grado indicado en el proyecto o el que apruebe la Secretara. La ltima capa que se extienda se terminar con rodillo liso.

La compactacin se har longitudinalmente, de las orillas hacia el centro en las tangentes y del interior al exterior en las curvas, con un traslape de cuando menos la mitad del ancho del compactador en cada pasada.

A menos que la Secretara apruebe lo contrario, la capa ya compactada se escarificar superficialmente y se le agregar agua, antes de tender la siguiente capa, con el propsito de ligarlas. compactacinQue la compactacin de la subbase o de la base hidrulica, determinada en calas ubicadas al azar mediante un procedimiento basado en tablas de nmeros aleatorios, conforme a lo indicado en el Manual MCAL102, Criterios Estadsticos de Muestreo, cumpla con lo establecido en el proyecto o lo aprobado por la Secretara, considerando que: El nmero de calas por realizar se determinar aplicando la siguiente frmula: C= L/50, donde C: nmero de calas por realizar. L: longitud del tramo construido en un dia.Las calas se ejecutarn sin daar la parte contigua de las mismas.Todos los grados de compactacin que se determinen en las calas, para ser aceptados, debern estar dentro de las tolerancias que fije el proyecto o apruebe la Secretara.Tan pronto se concluya la verificacin, se rellenarn los huecos con el mismo material usado en la subbase o base hidrulica.Cala: Rotura hecha para reconocer el grueso o descubrir bajo el pavimento caeras, conducciones de agua, electricidad, etc.

Lineas y niveles Que el alineamiento, perfil y seccin de la subbase o la base hidrulica, cumplan con lo establecido en el proyecto, con las tolerancias que se indican en la siguiente tabla:

Previamente a la construccin de la subbase o la base hidrulica, en las estaciones cerradas a cada veinte (20) metros, se nivelar la corona terminada de la capa inmediata inferior, obteniendo los niveles en el eje y en ambos lados de ste.

Una vez compactada la subbase o la base hidrulica, se volvern a nivelar las mismas secciones que se indican en el Inciso anterior, determinando las elevaciones de los mismos puntos ah indicados, y se medirn, en cada seccin, las distancias entre el eje y las orillas de la corona de la subbase o la base, segn sea el caso, para verificar que esos niveles y distancias estn dentro de las tolerancias que se indican en la Tabla 1

Las nivelaciones se ejecutarn con nivel fijo y comprobacin de vuelta, obteniendo los niveles con aproximacin al milmetro. Las distancias horizontales se medirn con aproximacin al centmetro.

Construccin de la superficie de pavimento o rodadura

PavimentoSe conoce como pavimento al conjunto de capas de materiales seleccionados que reciben en forma directa las cargas de trnsito y las transmiten a las capas inferiores, distribuyndolas con uniformidad tener una operacin rpida y cmoda.

Hormign compactado

El hormign compactado con pavimentadora (HCP) es un concreto hidrulico muy seco con revenimiento nulo, cuyo contenido de agua es el necesario para que se d la reaccin del material ligante y para su compactacin por medio de pavimentadora y rodillo. La produccin de este tipo de hormign se la realiza en plantas dosificadoras hormigoneras para luego ser transportado al lugar de la obra por medio de volquetas

Principales Caractersticas del HCP

Revenimiento en cono de Abrams es cero. Baja relacin agua-cemento. Tamao mximo de agregado 19 mm. Cambios volumtricos menores. Resistencia a la flexin en un rango de 2 a 5 MPa. Capa de sustentacin debe estar compactada adecuadamente.

VentajasMenor costo de construccin. No requiere el uso de dowels.Soporta circulacin vehicular en menos de 24 horas.Mayor velocidad de construccin.Baja tendencia al agrietamiento.Baja deformacin bajo cargas pesadas puntuales

DesventajasRiguroso control en el grado de compactacin de la capa de sub-base.Mayor sincronizacin en el proceso constructivo.Cuidadoso proceso de curado.Acabado de la superficie es muy liso

Dosificacin

Los procedimientos para la dosificacin de HCP son diferentes a la de un Hormign convencional debido a su consistencia que tiene las siguientes caractersticas: Menor contenido de agua entre 5 a 7%.Menor contenido de pasta.Baja relacin de agua / cemento. Entre 0,35 y 0,45. Bajo contenido de cemento. Entre 250 y 350 kg/m3. Mayor contenido de agregado fino. Tamao mximo de agregados no mayor a 19 mm.

Espesor de capa

Ancho de calzada

Juntas

El pavimento de HCP presenta la misma distribucin de juntas que el Hormign convencional, pero su consideracin es diferente debido al proceso constructivo.Se deben distinguir cuatro tipos de juntas: Juntas Transversales Juntas Longitudinales Juntas entre capas Juntas Constructivas

Tipos de Juntas

Juntas Transversales.- Su propsito es realizar una fisura dirigida y provocada para evitar su formacin aleatoria. Se utiliza en pavimentos en los que se quiere lograr una buena aparienciaJuntas Longitudinales.- Por lo general no son necesarias si la pavimentacin se efecta en todo el ancho completo o que se elija realizar una junta fresca.Juntas entre capas.- Se realiza cuando el espesor de diseo de la capa de rodadura excede la capacidad de compactacin de la pavimentadora. JuntasJuntas Constructivas.- Se debe a limitaciones del proceso constructivo, interrupcin por fallas en el suministro del material, o por la finalizacin de la jornada laboral. Existen dos clases: junta fresca y junta fra.

El proceso constructivo para hacer una junta fresca es el siguiente:

Pavimentadora

Se encarga de tender, precompactar y nivelar el hormign en capas no mayores a 30 cm. Segn las caractersticas de la pavimentadora que se utilice, se coloca entre 2,5 y 13 m de ancho segn las dimensiones de su regla de compactacinMaquinarias

Pavimentadora VGELE Super 1800Tiene 6 m de longitud y posee orugas que garantizan una amplia superficie de apoyo de modo que la propulsin obtenida sea constante. Posee una tolva de 3,2 m3, que carga hasta 13 Toneladas. La anchura de extendido variaentre 2,55 m y 8,5 m. El peso de la mquina es de 21,9 ton incluyendo las reglas de extendido.

Trabajos Previos

Para la colocacin se debe establecer una lnea gua con cotas del proyecto: Bordillos Guas laterales Humedecimiento de sub-base para evitar que el bajo contenido de agua presente en el hormign sea absorbido.

Comprobacin el estado y buen funcionamiento de la maquinaria, en especial la pavimentadora y rodillo.

Provisin y Transporte del Hormign

Se utilizan volquetas con capacidad la capacidad que se requiera Se cubre el HCP transportado con un lona protectora. El tiempo permitido entre la elaboracin de la mezcla y su descarga se establece en el 50% del tiempo de trabajabilidad (60 a 90 minutos)

Colocacin y compactacin

Las volquetas descargan el HCP en la tolva de la pavimentadora. La volqueta debe evitar tocar las barras de presin de la pavimentadora para evitar una variacin en el nivel de la regla. El material se vierte en 2 etapas debido a la capacidad de la tolva de la pavimentadora.

El lapso en el que la volqueta se acerca a la pavimentadora, descarga todo el hormign y se retira dura aproximadamente 10 minutos. Las mquinas pavimentadoras pueden llegar a fundir hasta 36 m3 /hora.

El rendimiento real est en funcin de: Cantidad de volquetas asignadas. Continuidad del despacho de hormign en la planta Presencia de curvas, cmaras de alcantarillado. Avance de los trabajos previos (colocacin de lnea gua).

Ajustes de la pavimentadora

Velocidad de rotacin de los sinfines de distribucin.- Controla la distribucin uniforme y homognea. Velocidad y elevacin del tmper.- Influye en la pre compactacin. Frecuencia de vibracin de plancha alisadora.- Favorece una superficie cerrada y llana. Presin y frecuencia de listones de presin.- Pre compactacin final

Tendido del material

Se regula la presin de los listones segn el grado de humedad del hormign: 30-40 bares si el HCP se nota bastante hmedo 60-70 bares si ha disminuido levemente la humedad del material Es necesaria la comprobacin del grado de compactacin para ajustar los elementos de la regla y optimizar el grado de precompactacin requerido

Compactacin

Brinda densidad, resistencia y acabado.Para complementar el proceso de compactacin iniciado con la pavimentadora, se recurre a los rodillos vibratorio y neumtico.Comienza inmediatamente despus de haber colocado el material. Es recomendable tener una distancia adecuada para que el rodillo pueda maniobrar cmodamente

Curado

Este proceso se debe realizar inmediatamente despus de terminar el rodillado. El objetivo del curado es proteger la superficie del HCP contra la exposicin directa a los rayos solares, el lavado de lluvias, baja humedad, asegurando un pavimento fuerte y durable.Existen diversos mtodos: Curado con membranas qumicas impermeables. Curado por humedad Curado mediante utilizacin de lminas plsticas. Curado con una capa de emulsin asfltica

Construccin de juntas

El pavimento de HCP tiene una menor retraccin que el hormign convencional permitiendo alcanzar un mayor espaciamiento entre juntas. Los cortes de las juntas deben hacerse cuando la consistencia del concreto permita llevarlos a cabo sin que se produzcan despostillamientos y a la vez antes de que se produzcan las fisuras. Los cortes transversales pueden esperar entre 5 a 24 horas, mientras que los cortes longitudinales se pueden hacer hasta 48 horas despus.

Control de CalidadControl en plantaEl responsable de la calidad del Hormign tiene a su cargo la realizacin del control del HCP tanto en su produccin como en su colocacin Calibracin de la planta de mezclado Altura de cada del concreto Control de los agregados Calidad del cemento Grado de humedad

Control en obraIndependientemente del control en la produccin del HCP, es de vital importancia evaluar las caractersticas y calidad delHormign que se est colocando: Porcentaje de humedad Resistencia a traccin del Hormign Densidad y humedad Tiempo de colocacin Juntas Regularidad de la superficie de pavimento