PORTAFOLIO
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INTEGRANTES: FAJARDO ALCOCER JOS LUIS PECH RAMREZ MIRIAM
GUADALUPE RUZ CHABLE JUAN GASPAR
PORTAFOLIO
PRUEBAS DE LABORATORIOENSAYOSPROYECTOSVIDEOGRABACIONESTAREAS
UNIDAD 2
OBJETIVOSAl finalizar la unidad podremos:Desarrollar los
conocimientos necesarios para saber que es una terracera, una base
y la sub-base y la carpeta asfltica, as como sus funciones.Objetivo
general:Conocer las caractersticas de las terraceras, las bases y
sub-base y de las carpetas asflticas, que definen el comportamiento
en su utilizacin con la construccin de pavimentos.Objetivos
particulares:2.1 Percibir la definicin de las terraceras como parte
importante del conocimiento de la ingeniera civil y estar
conscientes de las partes que componen una terracera, las
caractersticas de los materiales y sus procesos constructivos.2.2
Identificar las capas de los pavimentos, caractersticas y procesos
constructivos de una base y una sub-base que servirn para
desarrollar habilidades adecuadas en los ingenieros para el
tratamiento de los materiales.2.3 Desarrollar los conocimientos
necesarios para el manejo de los materiales que constituyen una
carpeta asfltica y determinar los procesos de construccin que se
requiere para el logro de carpetas de calidad y que formaran parte
de la ingeniera de caminos.
INTRODUCCINEn el presente ensayo se aborda el tema de los
caminos, tales como su creacin, sus funciones, entre otras
caractersticas.Los diferentes mtodos y procesos constructivos en la
elaboracin de terraceras, bases y sub-bases y carpetas asflticas,
utilizadas de acuerdo a los requerimientos del camino, al igual que
se menciona el pavimento de las carreteras y los diferentes tipos,
as como las propiedades de las mismas.Cules fueron los factores
decisivos en las diferentes etapas del desarrollo de pavimentos, as
como su proceso constructivo y las medidas de seguridad durante y
despus de su construccin.
RESUMEN DE LA UNIDADCAPITULO 8TERRACERASLas terraceras pueden
definirse como los volmenes de materiales que se extraen o que
sirven de relleno en la construccin de una va terrestre. Si el
volumen que se extrae se ubican cerca de la obra, de 10 a 100 m a
partir del centro de la lnea, se llaman zonas de prstamos
laterales; si se encuentran a ms de 100 m, son de prstamos de
banco.Las terraceras en terrapln se dividen en el cuerpo del
terrapln, que es la parte inferior, y la capa subrasante, que se
coloca sobre la anterior con un espesor mnimo de 30 cm. A su vez,
cuando el trnsito que habr de operar sobre el camino es mayor que
5000 vehculos diarios, se construyen en el cuerpo del terrapln los
ltimos 50 cm con material compactable y esta capa se denomina
subyacente.Finalidades de las terracerasLas caractersticas y
funciones de los materiales utilizados en estas capas de las
terraceras son las que se mencionan a continuacin.Cuerpo del
terraplnLas finalidades de esta parte de la estructura de una va
terrestre son las siguientes: alcanzar la altura necesaria para
satisfacer principalmente las especificaciones geomtricas, resistir
las cargas del trnsito transmitidas por las capas superiores y
distribuir los esfuerzos a travs de su espesor para transportarlos
en forma adecuada al terreno natural, de acuerdo con su
resistencia.Los materiales utilizados en la construccin del cuerpo
del terrapln se dividen en compactables y no compactables. Se
clasifican con base en la facilidad que tienen para compactarse con
los mtodos usuales y para medir el grado alcanzado.Construccin del
cuerpo del terraplnEl acomodo de los materiales puede realizarse de
tres maneras diferentes:1. Cuando los materiales son compactables,
se les debe dar este tratamiento con el equipo que corresponde segn
su calidad. El grado de compactacin de estos materiales en el
cuerpo del terrapln es del 90% y el espesor de las capas responde
al equipo de construccin.2. Si los materiales no son compactables,
se forma una capa con un espesor casi igual al del tamao de los
fragmentos de roca, no menor que 15cm. Un tractor de orugas se pasa
tres veces por cada punto de la superficie de esta capa, con
movimientos en zigzag. Para mejorar el acomodo es conveniente
proporcionar agua en una cantidad de 100L por cada m3 de
material.3. Si es necesario efectuar rellenos en barrancas angostas
y profundas, en donde no es fcil el acceso del equipo de acomodo o
compactacin, se permite colocar el material a volteo hasta una
altura en que ya pueda operar el equipo.Los ltimos 50cm superiores
del cuerpo del terrapln se construyen con material compactable y se
les da este tratamiento hasta alcanzar un grado del 95% de
PVSM.
CAPA SUBRASANTECaractersticas de la capa subrasanteSus
caractersticas mnimas deben ser:Espesor de la capa: 30cm
mnimo.Tamao mximo: 7.5cm (3 pulg).Grado de compactacin: 95% del
PVSM.Valor relativo de soporte: 15% mnimo.Expansin mxima 5%.
Funciones de la capa subrasanteLas principales funciones de la
capa subrasante son:1. Recibir y resistir las cargas del trnsito
que le son transmitidas por el pavimento.1. Transmitir y distribuir
de modo adecuado las cargas del trnsito al cuerpo del terrapln.1.
Evitar que los materiales finos plsticos que formen el cuerpo del
terrapln contaminen el pavimento. 1. Evitar que las terraceras,
cuando estn formadas principalmente por fragmentos de roca
(pedraplenes), absorban el pavimento. 1. Evitar que las
imperfecciones de la cama de los cortes se reflejen en la
superficie de rodamiento.1. Uniformar los espesores de pavimento,
sobre todo cuando varan mucho los materiales de terracera a lo
largo del camino.1. Economizar espesores de pavimento, en especial
cuando los materiales de las terraceras requieren un espesor
grande.Proyecto geomtrico de la capa subrasanteEn el proyecto
geomtrico de la capa subrasante econmica es preciso tomar en
cuenta:1. Las especificaciones de la pendiente longitudinal de la
obra1. Que la subrasante tenga la altura suficiente para dar cabida
a las obras de drenaje.1. La altura conveniente para la subrasante,
a fin de que el agua capilar no afecte el pavimento.1. Que la
subrasante provoque los acarreos ms econmicos posibles.Construccin
de la Capa subrasanteLa capa subrasante consta de dos capas de 15
cms de espesor mnimo.Cuando los materiales encontrados en las zonas
cercanas a la obra no cumplen con las caractersticas marcadas en
las normas, se requiere estabilizarlos mecnica o qumicamente. En
otras ocasiones, para construir las terraceras es necesario formar
una caja y sustituir el material extrado por otro de caractersticas
adecuadas; este procedimiento se utiliza a menudo para construir la
capa subrasante en cortes.Terraceras en caminos de bajo volumen de
trnsitoLos caminos de bajo costo, tienen un movimiento mximo de 100
vehculos al da, se construyen para asegurar el transito durante
todas las pocas del ao. Para lograrlo, se resuelve por completo su
drenaje superficial y se le da una superficie de rodamiento
adecuada.Para proporcionar la superficie de rodamiento, estos
caminos requieren las pendientes longitudinales apropiadas. Cuando
las terraceras son bajas, se pueden formar con el material que se
extrae al formar las cunetas y dar las pendientes transversales
necesarias. Este trabajo puede realizarse a mano o con maquinaria,
que es econmicamente ms aceptable cuando los volmenes que se habrn
de mover rebasen una cantidad cercana a los 5000 metros cbicos por
kilmetro en promedio.Existen zonas donde los materiales no son
adecuados para el revestimiento, principalmente por su dureza. En
estos casos, la superficie de rodamiento se construye mezclando el
material natural, por plstico que se, con 30% de gravas acarreadas
de bancos y 5% de cal hidratada o cemento Portland.Taludes en
terraplenes y corte de caminosPara cualquier tipo de va terrestre,
los taludes en terrapln y en corte se deben proyectar de acuerdo
con los materiales del terreno natural y los de relleno.En cortes,
los taludes usuales son de 0 para roca firme, de :1 para pizarras,
lutitas calizas, con echados horizontales o que no pongan en
peligro la estabilidad; y de :1 en tapetes, arcillas o rocas
fisuradas.
CAPITULO 9BASES Y SUB-BASESCapas de los pavimentosEn caminos y
aeropuertos, sobre la capa subrasante se construye el pavimento, el
tipo flexible est constituido por sub-base y carpeta, aunque en
ocasiones la sub-base no se requiere, los pavimentos rgidos estn
formados por una sub-base y la losa de concreto hidrulico.Funciones
de bases y sub-bases1. Recibir y resistir las cargas del trnsito a
travs de la capa que constituye la superficie de rodamiento1.
Transmitir estas cargas adecuadamente distribuidas a las
terraceras.1. Impedir que la humedad de las terraceras ascienda por
capilaridad1. En caso de introducirse agua por la parte superior,
permitir que el lquido descienda hasta la capa
subrasante.Caractersticas de bases y sub-basesEl valor cementante
en una base es indispensable para dar una sustentacin adecuada a
carpetas asflticas delgadas como las que se construyen en el pas,
de 2 a 8 cm.
Bases cementadasEn caminos con menos de 3000 vehculos diarios;
si no tienen suficiente valor cementante se pueden estabilizar
mecnicamente al mezclarlas con materiales de baja plasticidad,
limite liquido menor que 18% o contraccin lineal menor que
6.5%.Bases mejoradas con cemento Portland, cal o asfaltoLas bases
sobre las que se construye una carpeta de concreto asfaltico deben
tener un mdulo de elasticidad semejante al de esta carpeta, por lo
que conviene estabilizarlas mezclndoles cal hidratada o cemento
Portland con el procedimiento de mejoramiento de suelos.Cuando se
realiza el procedimiento de suelo mejorado hay menos problemas,
aunque la resistencia de la base es menor que en el caso anterior,
lo cual debe tomarse en cuenta en la estructuracin del pavimento si
los espesores de proyecto se corrigen en relacin con la calidad de
los materiales que se usen.Procedimientos de construccin para las
bases y sub-bases1. Exploracin. Se requiere efectuar un
reconocimiento completo de la zona donde se construir la obra vial,
a fin de encontrar posibles bancos para pavimentacin. Los
materiales con que se pueden construir las bases o sub-bases de
pavimento son gravas, arenas de rio, depsitos (aglomerados),
materiales ligera o fuertemente cementados (conglomerados), o roca
masiva.1. Muestreo, pruebas de laboratorio y eleccin de bancos. Una
vez localizados los probables bancos, se realizan sondeos
preliminares para tener una idea de la calidad de los materiales y,
si los resultados son positivos se efectan ms sondeos definitivos
para conocer la extensin del banco y la variabilidad del
material.1. Extraccin y acarreaos de materiales. Para esto es
preciso que aquellos que se encuentren en forma masiva se obtengan
con tamaos accesibles, que en obras viales son de 75 cm como
mximo.1. Tratamientos previos. En la mayora de los casos se
necesita estabilizacin, principalmente qumica.1. Acarreo a la obra.
Se acamellonan, se hace un acordonamiento de seccin constante para
medir su volumen y, en caso de que haya faltante, se realizan los
recargues necesarios.1. Tratamientos en la obra. Casi siempre
estabilizaciones mecnicas, aunque en ocasiones tambin de tipo
qumico. 1. Compactacin. Se compacta hasta alcanzar el grado del
proyecto, en general del 95% del PVSM.1. Riego de impregnacin. Una
vez alcanzado el grado de compactacin de proyecto en las bases,
estos se dejan secar superficialmente durante varios das. Cuando la
capa ya est seca, se barre, y en seguida se proporciona a la base
un riego de impregnacin, distribuyendo asfalto FM-1 en una
proporcin de 1.5 L/m2Bases con estabilizacin qumica Cuando las
bases son de suelo cemento y ya se ha incorporado el cemento
Portland y homogeneizado el agua, el material se extiende de
inmediato en la corona y se compacta. En cambio, si son de suelo
mejorado y ya estn incorporados el cemento y el agua, no se permite
que el material se agrume. Para ello, este ser revuelve dos o tres
veces al da durante tres das y despus se agrega el agua necesaria
para extender y compactar el material.
CAPITULO 10CARPETAS ASFLTICASMateriales para carpetas asflticas
La carpeta asfltica es la capa superior de un pavimento flexible
que proporciona la superficie de rodamiento para los vehculos y que
se elabora con materiales ptreos y productos asflticos.
Caractersticas de los materiales ptreos Son suelos inertes,
provenientes de playones de ros o arroyos, de depsitos naturales
denominados minas o de rocas.Caractersticas principales:
granulometra, dureza, forma de la partcula y adherencia con el
asfalto. La granulometra es de mucha importancia y debe satisfacer
las normas correspondientes.Contenido ptimo de asfalto Es la
cantidad de asfalto que forma una membrana alrededor de las
partculas, del espesor suficiente para resistir los elementos del
intemperismo y que as el asfalto no se oxide con rapidez.Es
conveniente que las partculas tengan la forma ms cbica posible.La
dureza se puede conocer por medio de las pruebas de densidad y de
desgaste su el material tiene o no buena adherencia se conoce al
efectuar las pruebas de desprendimiento por friccin, de perdida de
estabilidad por inmersin en agua y la prueba inglesa.Caractersticas
de los productos asflticosCemento asfaltico El asfalto, el nico
residuo de la destilacin del petrleo y a temperaturas normales es
slido y de color caf oscuro. Para mezclarse con los materiales
ptreos, debe calentarse a 140C.Rebajados asflticosPara poder
trabajar con el cemento asfltico a temperaturas menores, es
necesario fluidificarlo, para ello se producen los rebajados y las
emulsiones asfalticos.Los rebajados asflticos se fabrican diluyendo
el concreto asfaltico en gasolina, tractolina, disel o aceites
ligeros.Primero se obtienen los rebajados de fraguado rpido,
denominado FR, en el segundo caso los de fraguado medio FM y por
ltimo los de fraguado lento FL. Todos estos se pueden producir con
diferentes proporciones de cemento asfltico (de 50 a 80%) y los
correspondientes solventes o fluxes (de 50 a 20%). Emulsiones
asflticasPara tener un producto asfltico que se pueda aplicar o
mezclar con ptreos hmedos, se fabrican las emulsiones asflticas, en
las que el cemento asfltico se suspende en agua, por medio de un
emulsificante y un estabilizador.
Tipos de carpetas asflticas1. Por riegos1. Mezclas en el lugar1.
Concretos asflticos
Carpetas por el sistema de riegosConsisten en una serie de capas
sucesivas de productos asfalticos y ptreos sobre la base
impregnada. La forma de construir las carpetas por riegos es la
siguiente:1. Sobre la base impregnada, se dan un primer riego de
producto asfltico que se cubre con un riego del material ptreo
grueso, por medio de una compactadora de rodillo liso de 10
toneladas se acomoda y se hacen tres cubrimientos de la
superficie.1. Se repite la operacin pero el material ptreo debe ser
de dimensiones menores que el anterior. Despus se repite pero con
el material ptreo ms fino.1. Se da un riego de asfalto
fluidificado, se riega el material ptreo y se acomoda con un
rodillo liso.1. Se deja una semana para que frage el producto
asfltico y despus de un barrido manual o mecnico, se retira el
material fino que no est adherido al resto de la estructura.
Carpetas asflticas de mezclas en el lugar o en froSe utilizan
materiales ptreos de granulometra continua. El material ptreo se
mezcla a la temperatura ambiente y es factible utilizar en la
mezcla: rebajado asfltico FR-3 (que se caliente a la temperatura
adecuada) o emulsin de fraguado medio; asimismo, la mezcla se puede
efectuar con motoconformadoras o mezcladoras semifijas.Contenido
ptimo de asfalto para mezclas en el lugar o en froSe obtiene por
medio de la prueba Compresin sin confinar.El contenido mnimo de
asfalto de cubrimiento total (CMCT) se obtiene en forma objetiva,
de manera analtica o por medio de pruebas. Primero una muestra de
material ptreo se le agrega y mezcla rebajado asfltico o emulsin,
segn se piense usar, cuando estn a la temperatura de mezclado, 75C,
hasta que todas las partculas se cubren. El contenido mnimo de
cubrimiento total se calcula as:
Para obtener el porcentaje mnimo en forma analtica se aplica a
materiales graduados con pocos finos y, se calcula:
I = contenido mnimo de cemento asfaltico a = porcentaje de
material retenido en malla 10b = porcentaje de material que pasa
por la malla 10 y se retiene en la 200c = porcentaje de material
que pasa por la malla 200d = coeficiente asfaltico que se da en la
tablaProcedimiento de construccin para mezclas elaboradas en el
lugar o en fro1. Eleccin de bancos. 1. Ataque de los bancos. 1.
Tratamientos previos. 1. Transporte de la obra. 1. Una vez
calculada la cantidad de asfalto para regarse en un tramo de
longitud determinada, el material ptreo se va abriendo con la moto
conformadora en una parte de la corona, sobre este material se
riega asfalto por medio de una petrolizadora, 1. Despus de lograr
lo anterior sobre la base impregnada y barrida se da un riego de
liga con rebajado asfaltico fr-3 en proporcin de 0.7 l/m2 de
inmediato se extiende la mezcla sobre la corona con un espesor
constante. 1. Ya extendida la mezcla se compacta para ello es
factible utilizar rodillos neumticos o lisos o ambos con pesos de 8
a 15 toneladas hasta alcanzar 95% del peso volumtrico de las
pruebas del porter estndar. Verificacin de la calidad de mezclas
elaboradas en el lugarConsiste en conocer el contenido de asfalto y
el peso volumtrico alcanzado en la compactacin, se debe conocer; la
granulometra del material y el porcentaje de solvente que haba
antes de la compactacin, la permeabilidad debe ser menor a 10%, de
lo contrario se debe proporcionar un sello, el cual se da tambin si
se quiere tener la superficie de desgaste o mejorar la
friccin.Carpetas de concreto asflticoSon mezclas de materiales
ptreos y cemento asfaltico recubierto. Debido a las caractersticas
del cemento asfaltico, este tipo de carpetas tiene propiedades
elsticas, con ruptura de tipo frgil y de poca resistencia,
principalmente a temperaturas bajas. Adems de que este tipo de
carpetas no debe construirse sobre bases naturales con mdulos de
elasticidad bajos que puedan tener deformaciones por la accin del
trnsito, sino que es preciso construirlas sobre bases rigidizadas
con la cal hidratada o cemento Portland, o sobre bases
asflticas.
Granulometra del proyectoPara las carpetas de concreto
asfaltico, las normas son muy exigentes en cuanto a la granulometra
y marcan una zona granulomtrica. La curva del proyecto est en
funcin de la dureza y densidad del material y el equipo de
trituracin del contratista.Obtencin del contenido optimo del
cemento asfaltico En Mxico est muy generalizado usar la prueba de
Marshall para encontrar el contendi ptimo de asfalto, para ello se
preparan los especmenes con los siguientes contenidos de asfalto:
uno con 0.5% menos que el contenido mnimo de cubrimiento total,
otro con este contenido y cuatro con contenidos mayores a 0.5% cada
uno, a partir del CMCT.El contenido ptimo de asfalto es el promedio
de los contendidos de peso volumtrico, estabilidad mxima, contenido
de flujo y la relacin de vacos.Procedimientos para construir
carpetas de concreto asfaltico 1. Se eligen los bancos de material
ptreo que en general debe ser de roca masiva, como basalto,
riolitas, andesitas y calizas o bancos de conglomerados o
aglomerados.1. Se hace el proyecto de granulometra en el
laboratorio y se encuentra el contenido ptimo de asfalto (cemento).
Con base en la granulometra se calibra el abastecimiento de la
planta mezcladora. 1. Se extrae el material para rocas y
conglomerados duros.1. En la planta de mezclado, se realiza un
primer proporcionamiento aproximado de ptreos en frio, por medio de
cargadores frontales o de las compuertas de las tolvas, auxiliadas
de bandas.1. Por medio de elevadores de cangilones, el material se
lleva al cilindro de calentamiento y de secado.1. Ya con la
temperatura necesaria el ptreo se eleva otra vez con cangilones a
la unidad de mezclado, en donde, se hace un cribado para alimentar
a tres o cuatro tolvas con material de diferentes tamaos. Se provee
de cemento asfaltico a una temperatura de 130C a 140C, la mezcla se
realiza hasta su homogeneizacin completa y se vaca al equipo de
transporte.1. La mezcla se transporta al tramo, donde debe llegar a
una temperatura de 110 a 120C.Impermeabilizacin de las carpetasA
dos o tres das de compactada la mezcla, se hace la prueba de
permeabilidad, ya que, una carpeta debe ser bastante permeable y si
una carpeta nueva o antigua no cumple con esta caracterstica, se
debe sellar superficialmente con uno de dos procedimientos: riego
de sello o mortero asfaltico.Riego de selloSimilar al de
construccin de la carpeta de un riego, pero esta se hace sobre una
base y aquel sobre una capa. El riego de sello tambin sirve como
cubierta de desgaste, para mejorar el coeficiente de rugosidad. Se
utiliza el material ptreo del num. 3 y producto rebajado del tipo
FR-3 o emulsin de fraguado medio.El tratamiento de mortero
asfaltico, es una mezcla de arena y emulsin asfltica de fraguado
medio o lento, que tiene una consistencia pastosa. Se utiliza en
aeropuertos pues las turbinas actuales se daan seriamente con las
partculas sueltas.
CONCLUSIONESLos caminos y carreteras son resultado de la
satisfaccin de las necesidades del hombre, en este caso el de la
comunicacin y desarrollo. Es por ello la gran importancia en la
construccin de las mismas, no solo como fuente de trabajo sino como
una pauta para el desarrollo urbano de las comunidades que se
reflejara en beneficios a largo plazo, as como promover la
competitividad econmica del pas. Los pavimentos rgidos, por su
resistencia alta, y los requerimientos de mantenimiento ms
reducidos en trminos comparativos los hacen muy competitivos. Ello
se demuestra y se documenta con desempeos histricos de pavimentos
en todo el mundo.
