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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.