V03-Marcelo Alfaro -Construccción de Pavimentos de Hormigón en Zonas Altiplánicas

Construccciรณn de Pavimentos de Hormigรณn en Zonas Altiplรกnicas Marcelo Alfaro IBCH - BOLIVIA

CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS DE HORMIGÓN EN ZONAS ALTIPLÁNICAS

Marcelo Alfaro Instituto Boliviano del Cemento y el Hormigón

BOLIVIA

CLIMA DE ALTURA SECO Y ÁRIDO Evaporación más rápida. (Retracción) Elevado gradiente térmico entre el día y la noche. (Alabeo térmico).

Mayor radiación Solar Congelamiento en la noche

Controlar Alabeo constructivo y Congelamiento

Zonas normalmente áridas y secas sujetas a congelamiento (protección) Elevada radiación solar incide en las condiciones de fraguado del hormigón (alabeo térmico)

Elevado gradiente térmico (alabeo diario) Diseño y construcción deben adecuarse

DEFINICION DE ALABEO CONSTRUCTIVO Alabeo Constructivo es la curvatura PERMANENTE hacia arriba o hacia abajo de las losas de hormigรณn producido DURANTE el fraguado y endurecimiento del hormigรณn

Una forma de medir el alabeo

Más preciso con Topografía Longitudinal y Software “Proval”

Alabeo

Con un alabeo extremo los bordes de la losa pueden “separarse� de la base

Caliente Fraguado: Losa plana, pero gradiente positivo

Esa noche, gradiente cero –Esquina se ALABEA

Temprano en la mañana, superficie fría, mayor alabeo

Profundidad

Temperatura Temperatura

Deformación Negativa x 10-6

Humedad 1000 900 800 700 600

500 400 300 200 100 0 Tiempo, días 0

Secado

Mojado

Retracción reversible Retracción total

10

20

30

40

Retracción irreversible (varía c/ curado) 50

60

70

80

Justo después de colocado – losa plana, sin gradiente

Retracción superficial por diferencia de humedad Es crítica en climas secos y áridos

Si el curado es deficiente esta retracción puede incrementarse

Profundidad

Humedad

Humedad

ALABEO CONSTRUCTIVO

FACTORES QUE INTERVIENEN • • • •

Temperatura del hormigón fresco Temperatura superficial del hormigón Secamiento superficial Gradiente hidráulico (pérdida de humedad superior – inferior) • Gradiente térmico en el espesor de la losa • Terminación superficial (frotachado)

Control de Alabeo

Alabeo Constructivo

Alabeo Horario Por Temperatura

Alabeo Estacional Por Humedad

Con Buenas Prácticas Constructivas se Reduce El Alabeo Constructivo

Un adecuado Diseño Geométrico Reduce Tensiones

Influencia del Clima en el Alabeo de las losas Paper presentado en Congreso de Pavimentos Estambul - TurquĂ­a

Temperatura superficial, ºC

Temperatura Superficial del Pavimento para Diferentes Horas de Pavimentación (Días con Sol) 50

Pav. a las 7:30 am Pav. a las 9:00 am Pav. a las11:15 am Pav. a la 1:15 pm Pav. a las 3:30 pm

45 40 35 30 25 20

8:00

12:00 am

4:00

pm

8:00

12:00

am

4:00

Temperatura superficial con distintos tipos de curado

(Hiller y Springenschmidt)

Control Temp. Superficial

Se reduce la temperatura superficial pavimentando en la tarde/noche

Imposible en el Altiplano

COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TÉRMICA AASHTO TP-60 Depende del tipo de agregado grueso Caliza (Menor Valor).

Basalto Granito Grava….

Control de Alabeo por

Gradiente Térmico Día – Noche (IBCH)

CURADO OPORTUNO

• Altura: Más rápido de lo normal • Cobertura Uniforme • Verificar Condiciones de Viento • Utilizar plástico y manta de curado

La membrana debe evitar la evaporaciรณn cubriendo la losa

Buen Curado Membrana acrĂ­lica (probar efectividad con plĂĄstico)

Control de Evaporación Utilizar plástico (carpa) en caso de viento y altura. (tráfico induce “viento”) Incremento de alabeo

No es el mismo tipo de “clima frío”

Clima Frío Según ACI Temperatura ambiente promedio debajo de 5°C por más de 3 días consecutivos (entre medias noches). Si Temperaturas mayores a 10º C ocurren durante más de medio día no se considera clima frío.

Clima Frío Según ACI El grado de saturación puede causar daños por congelamiento.

Se requiere protección hasta que el hormigón alcance al menos 35 kg/cm2

Alabeo medido en AncaraviHuachacalla y Paraíso – El Tinto.

Medición esquina y deformaciones de losa un año. (SOBOCE S.A.).

Lectura dial instalado en esquina, (0.001 pulgadas)

680 670 660 650 640 630 620 610 600 590 580 00:00

Promedio (10 de Marzo al 15 de Abril) Día de mayor variación térmica Día de menor variación térmica

04:00

08:00

12:00

Hora

Curvatura de las losas Medición Topográfica

16:00

20:00

00:00

EC - 44

Curado con Polietileno y Manta

EC - 45

Disposiciรณn Para Facilitar Corte

EC - 46

Inserciรณn de Barras

Acabado Final

Evitar PĂŠrdida de Humedad

Protecciรณn ante presencia lluvia

EC - 50

Colocado sobre hormigรณn fresco

EC - 51

Frío Extremo: Usar “Lanza-llamas”

(Para aprovechar la lana)

Controlar Limpieza del Agregado Grueso y TamaĂąo MĂĄximo Menos Pasta

DISEÑO DE MEZCLAS

METODO SHILSTONE

Diseño de Mezclas de Hormigón • Utilizar el método de Shilstone • Normalmente Agregados de T. M. 1 ½ ” • Mínimo contenido de cemento para alcanzar la resistencia de proyecto S´c • En lo posible agregados saturados • Puede usarse canto rodado o parcialmente chancado • Incorporador de Aire obligatorio en zonas frías y opcional en cálidas

Método Shilstone CF: FACTOR DE “GROSURA”

CF: % Agg Combinado Retenido en 3/8” . % Agg Combinado Ret. Tamiz No.8 (2.36mm) WF: FACTOR DE TRABAJABILIDAD % Agg. Combinado pasa Tamiz No. 8. Incrementado por 2.5% por cada adición de 94 lbs de cemento sobre 564 lb/yd3

MĂŠtodo de Shilstone

Agregado Combinado 8 /18

TERMINACION SUPERFICIAL

Momento de Frotachado (Platachado) No Mezclar Agua de Exudación porque aumenta razón agua cemento, No añadir agua en la pavimentadora, No sobreacabar la losa Frotachar lo mínimo posible • •

Superficie débil Aumenta relación a/c y retracción superficial

LO QUE NO SE DEBE HACER

LO QUE NO SE DEBE HACER

LO QUE NO SE DEBE HACER

Ejecuciรณn Correcta

TIEMPO DE CORTE Y DESTAPADO DE FRAZADA

HORMIGÓN FRAGUA LENTAMENTE SE TIENE MÁS TIEMPO PARA LOS CORTES, DEPENDE DEL TIPO DE CEMENTO Y TEMPERATURA

Sobreanchos y Sonorizadores Reducen Tensiones en la Losa

Tramo de Prueba PotosĂ­ - Tarija.

Tramo Caraparí – Campo Pajoso

Tarabuco ZudaĂąez Losas 1.75x2.80m 44 km

Huachacalla Pisiga

Losas 2x3m 70 km concluido

Huachacalla - Pisiga

Sonorizadores

Corte de Juntas Longitudinales

Vías Losas de Menores Dimensiones Prueba Potosí – Tarija (200m) Caraparí Campo Pajoso (20km) Tarabuco Zudañez (44km) Huachacalla Pisiga (69km) Toledo – Ancaravi (50km) Autopista La Paz – El Alto (11km 6C) Santa Cruz – Warnes (27 km 6C) Av. Kantutani (LP 2.5km WT) Pando 210 km en construcción El Alto – Viacha 30 km construcción (6-8km)

Detalle Sonorizadores y Berma de Asfalto

Conclusiones Zonas Altas y Aridas

Diseño Geométrico por Elementos Finitos.

Mezclas frescas, grava saturada, Mínimo contenido de cemento (Shilstone) Zonas de congelamiento requieren plástico y manta Monitorear condiciones atmosféricas

Muchas Gracias Por Su Atenciรณn