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EXPERIENCIAS RECIENTES DEWHITETOPPING EN ARGENTINAAntecedentes de Proyecto y Evaluación del Comportamiento en ServicioIng. Diego Calo, Ing. Sergio A. Fernández, Arq. Edgardo Souza10 de Mayo de 2011

EL CAMINO DE LOS PUEBLOS2SierraChicaOlavarríaColoniaHinojo• Tramo Olavarría – Sierra Chica:• Sección en zona urbana de 3,2 km: Pavimento flexible de 10,5 metros de ancho.• Sección en zona rural de 2,7 km: pavimento asfáltico con un ancho de 6 metrosaproximadamente, calzado lateralmente con adoquines.• Tramo Sierra Chica – Colonia Hinojo: pavimento asfáltico en una extensión de 5,5 kmcon un ancho de calzada de 6 metros aproximadamente, calzado lateralmente con adoquinesINSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

PATOLOGÍAS PRE-EXISTENTES (2004)3Fallas en zona de bordesAhuellamientoBaches superficialesFisuraciónPiel de de cocodriloAhuellamientoBaches superficialesFisuraciónDeficiencias de de drenaje superficialINSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

ESTRUCTURA EXISTENTE (2004)4ESTRUCTURA TÍPICA1. Capa de rodamiento: Concretoasfáltico. Espesor: 3,5 cm.2. Base: Estabilizado Granular.Espesor: 20 cm.3. Subbase de Suelo fino (A6)con piedras bolas.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

ALTERNATIVAS EVALUADAS5Fallas en zona de BordesINSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

DISEÑO ESTRUCTURAL60,19 me mínimo1% 1%0,17 m0,19 mTramoOlavarría – SierraChicaSierra Chica –Colonia HinojoEspesor mínimo en Bordes Externos 0,20 m. 0,19 m.Espesor mínimo en Junta Longitudinal 0,18 m. 0,17 m.Ancho de recubrimiento7,3 m. (zona urbana)6,0 m. (zona rural)6,0 m.Separación entre juntas transversales 3,80 m. 3,80 m.Pasadores ø 25 mm c/0,30 m. ø 25 mm c/0,30 m.Barras de Unión (Acero ADN Tipo III) ø 12 mm c/0,95 m. ø 10 mm c/0,95 m.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

EJECUCIÓN DEL WHITETOPPING7INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

EJECUCIÓN DEL WHITETOPPING (2)8INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

EJECUCIÓN DEL WHITETOPPING (3)9INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

EJECUCIÓN DEL WHITETOPPING (4)10INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

REHABILITACIÓN DEL PAVIMENTOFLEXIBLE11Antes… 7 Años después Año 2004 …INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

ESTADO ACTUAL12INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

ESTADO ACTUAL (2)13INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

RESUMEN DEL ESTADO ACTUAL14• El pavimento, luego de aproximadamente 7 años desde su puesta en serviciopresenta una “Excelente” condición general.• No se ha observado la presencia de escalonamientos de juntas, ni losas quepresenten problemas estructurales de ningún tipo.• La solución empleada para la rehabilitación presenta un muy buendesempeño en servicio, aún cuando no se haya efectuado ningún tipo dereacondicionamiento del pavimento flexible con anterioridad a la ejecucióndel recubrimiento de hormigón.• El confort de circulación del pavimento es muy bueno y no presentaninguna variación sensible respecto al logrado en su construcción.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

AUTOPISTA HECTOR CÁMPORA (AU7)15La Autopista Presidente Héctor J. Cámpora -AU7-, es una de las autopistas urbanas de Buenos Aires.La misma nace en su intersección con la colectora de Autopista Dellepiane y llega hasta la Av. 27 deFebrero, en el límite con la Provincia de Buenos Aires.Posee una longitud de 3,7 km, de los cuáles 2,0 km se desarrollan sobre viaducto y 1,7 km sobreterraplén. En este última sección se aplicó esta técnica de rehabilitación.Actualmente es una arteria que no cuenta con peaje y se encuentra en operaciones desde el año 2000.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

PATOLOGÍAS PRE-EXISTENTES (2006)16Ahuellamientos moderados a severosFisuración TipoPiel de CocodriloINSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

ALTERNATIVAS EVALUADAS17110.0%Variación del Costo de Construcción respecto a Alternativa A105.0%100.0%95.0%90.0%85.0%C / BANQUINAS DE HORMIGON C / BANQUINAS DE ASFALTO BASE RECICLADA C/CEMENTO BASE SUELO CEMENTOA) WHITETOPPING B) WHITETOPPING C) PAV. DE HORMIGON S / D) PAV. DE HORMIGON S /ALTERNATIVA EVALUADAINSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

SOLUCIÓN EMPLEADA18Espesor mínimo en Borde Externo 0,23 m.Espesor mínimo en Borde Interno 0,20 m.Ancho de recubrimiento 7,5 m.Separación entre juntas transversales 4,5 m.Pasadores ø 25 mm c/0,30 m.Barras de Unión (Acero ADN Tipo III) ø 12 mm c/10,9 m.Banquina Hormigón H-21INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

TAREAS PRE-RECUBRIMIENTO198.808.75COTAS (m)8.708.658.608.558.508.458.40782Sobreconsumos EstimadosPROGRESIVASde Hormigón:(m)- Calzada sentido Dellepiane: +5%.816850B.Int.HuellaCrestaHuellaEje CalzadaHuellaCrestaHuellaB.Ext.- Calzada sentido Av. Roca: +8%.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

EJECUCIÓN DEL WHITETOPPING20INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

ESTADO ACTUAL21INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

ESTADO ACTUAL22INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

ESTADO ACTUALTRANSICIONES ASFALTO – HORMIGÓN23INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

RESUMEN DEL ESTADO ACTUAL24• El pavimento, luego de aproximadamente 5 años desde su puesta en servicio presentauna “Excelente” condición general.• En tres transiciones asfalto – hormigón el desempeño fue inferior al previsto, lo que enprincipio se debe a la ausencia del sobre-espesor en dicha junta.• El whitetopping presenta un excelente desempeño, aún en aquellos sectores donde lacalzada asfáltica evidenciaba deterioros severos.• El confort de circulación es excelente, no presentando en principio ninguna variaciónsensible respecto a la lograda en oportunidad de su construcción.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

PRIMERA EXPERIENCIA DE ULTRA-THINWHITETOPPING EN ARGENTINA: AUTOPISTA DEL OESTE– DISTRIBUIDORES SANTAMARINA Y PELLEGRINI25PELLEGRINISANTAMARINAINSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

PATOLOGÍAS PREEXISTENTES (2000)26• Deterioro acelerado en sectores con pendientesdel orden del 5% y en curvas.• Se observaban peladuras superficiales querápidamente generaban la formación de baches.• Esto originó que en menos de dos años fueranecesario intervenir en dos oportunidades endichas zonas de los intercambiadores.• La recuperación de las condicionessuperficiales del pavimento asfáltico, seefectuaba fresando la carpeta deteriorada en unespesor del orden de los 5 cm y restituyendo elespesor con concreto asfáltico.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

DISEÑO ESTRUCTURAL27Datos empleados• Categoría de cargas• K combinado• Módulo de rotura• Espesor de asfalto remanente• Espesor del recubrimiento UTW• Separación de juntasDETERMINA LA CANTIDAD DEVEHÍCULOS PESADOS TOTALESQUE SOPORTARÁ EN SERVICIOEspesores seleccionadosSantamarina – rama Norte 10 cm.Pellegrini – rama Sur 8 cmSeparación de juntas: 1,10 m.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

ASPECTOS CONSTRUCTIVOSPreparación de la superficie• Fresado.• Limpieza con cepillo.• Limpieza con aire a presión.• Hidrolavado.28Limpieza enérgica conaire a presiónSuperficie lista para elrecubrimiento.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS29Características de la Mezcla• Hormigón Tipo Fast-Track (20 MPa a 24 hs).• Resistencia a Flexión: 5,5 MPa (28 d).• CUC: 430 kg/m 3• Relación a/c: 0,35.• Asentamiento de Colocación: 8 cm ± 2 cm.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

EVALUACIÓN A 1 AÑO DE SERVICIO30RAMA SUR - PELLEGRINIINSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

EVALUACIÓN. MARZO 201131Puente Santamarina – Norte• Luego de 11 años desde su construcción, la rama Norte se encuentra prestando servicioaún cuando la misma se había proyectado para una edad de 9 años.• De cualquier manera una importante superficie de la rama presenta losas con un estadoavanzado de deterioro.• A raíz de esto se condujo un relevamiento pormenorizado de las losas de esta rama,calificándolas en función del nivel de severidad de daño que las mismas presentan.• Posteriormente, se condujo una campaña de extracción de muestras que fuecomplementada con ensayos en laboratorio, para analizar el estado de las capasestructurales y de la interfase asfalto – hormigón.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

EVALUACIÓN. MARZO 2011 (Edad: 11 años)Sector en zona de circulacióndeteriorado32Sector alejado de la zona dehuellas, sin deterioros visibles.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

EVALUACIÓN. MARZO 2011 (Edad: 11 años)33Sector con tránsito Intenso y daño severo Capas separadas. Asfalto disgregado en la porción superior. Material asfáltico adherido a la seccióninferior de hormigón.Sector con tránsito Intenso ycon daño leve o sin daño Capas firmemente adheridas. Sin defectos visiblesINSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

EVALUACIÓN. MARZO 2011 (Edad: 11 años)34Sector con tránsito Leve y daño leve Capas separadas. Asfalto debilitado en la porción superior. Material asfáltico adherido a la seccióninferior de hormigón.Sector sin tránsito y sin daño 6 testigos (3 se extraenintegros + 3 con un pequeñoespesor de CA adherido) Asfalto con delaminación uoquedades en la porciónsuperior.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

EVALUACIÓN. MARZO 2011 (Edad: 11 años)35ENSAYO DE ADHERENCIAIOWA 406 – CDeterminación de la Tensión deAdherencia de Hormigones AdheridosINSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

EVALUACIÓN. MARZO 2011 (Edad: 11 años)Identif.LosaEspesor del Hº[cm]Adherencia[MPa]Resistencia a Compresióndel Hº Corr. [MPa]T 1 Transito Leve y Daño 10,4 --- 38,8T 2 Leve9,9 --- 42,9T 310,4 --- 44,0T 4 Tránsito Intenso y daño 10,3 --- 38,2T 4 bis severo12,0 --- (♦)T 8 10,4 --- 40,1T 710,5 0,79 44,7T 7 bisTránsito Intenso yDaño Leve10,0 0,66 (♦)T 9 9,9 0,55 37,1T 512,8 0,23 47,0T 5 bis 12,6 0,82 (♣) (♦)T 6 11,9 0,43 44,4Sin tránsito – Sin dañoT 10 12,4 --- (♦)T 11 11,5 --- 36,8T 12 13,7 --- 47,7(♣) Ensayo no Válido(♦) No medido – Reservado para estudios posteriores36INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

37EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO EN SERVICIOPUENTE SANTAMARINA – RAMA NORTE• El pavimento analizado ha superado la vida útil proyectada en el diseño estructural,por lo cual el desempeño general se debe calificar como muy satisfactorio.• Presenta un estado algo dispar, con zonas con deterioros avanzados y otras sin dañoevidente, donde surge claramente que existe una relación bastante consistente entre eldeterioro de la calzada y el volumen de tránsito que lo solicita.• En los sectores analizados sujetos a tránsito intenso y que presentan un daño severo enla superficie, se observa que la porción superior de concreto asfáltico se encuentradeteriorada.• En los sectores analizados sujetos a tránsito intenso y que presentan un buendesempeño, se observó que las secciones de hormigón y de asfalto se encuentranfirmemente adheridas.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

38EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO EN SERVICIOPUENTE SANTAMARINA – RAMA NORTE• Los sectores sujetos a tránsito leve o sin tránsito, aún cuando presentan buencomportamiento, se observa que la capa superior de concreto asfáltico se encuentradebilitada.• La resistencia a la compresión simple determinada sobre los testigos se ubicó en valoresque se califican como satisfactorios. Tampoco se encontraron defectos o diferencias enel espesor del UTW.• Las probetas ensayadas a la adherencia, si bien presentaron valores bajos, fallaron entodos los casos en la porción superior de la capa de concreto asfáltico, evidenciandoque la interfase se encuentra en buen estado aún después de 11 años en servicio.• Los primeros resultados obtenidos en los ensayos sobre el concreto asfáltico muestranque el mismo presenta un envejecimiento muy elevado, lo cual justificaría lo observadoen las muestras extraídas.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

REFLEXIONES FINALES - WHITETOPPING39• Esta técnica constituye una solución ampliamente difundida y que cuenta con larga historiade uso, y que ha demostrado brindar una solución efectiva a largo plazo que debeconsiderarse en todo proyecto de recuperación de un pavimento asfáltico.• Se caracterizan por “puentear” los problemas estructurales de un pavimento flexible,minimizando las reparaciones necesarias previas al recubrimiento optimizando los costos ylos plazos de ejecución. Esta particularidad, los convierte en la alternativa ideal para larehabilitación de pavimentos asfálticos deteriorados.• Las experiencias aquí presentadas evidencian que luego de haber atravesado en servicio el25% del período contemplado en el diseño, las mismas presentan un excelente desempeñodado que su condición actual es prácticamente igual a la obtenida en su construcción.• Estas experiencias permiten comprobar que esta solución, constituye una opción de rápiday sencilla ejecución, económicamente viable, con una expectativa de vida similar a lade un pavimento de hormigón nuevo a un bajo costo de mantenimiento.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

REFLEXIONES FINALES – UTW40• La técnica combinada de UTW y habilitación temprana (Fast-Track) permite la realizaciónde los trabajos en un mínimo de tiempo y sin mayores inconvenientes para los usuarios.• La experiencia en la Autopista del Oeste con recubrimientos ultradelgados demuestra queeste tipo de solución, resulta una excelente alternativa para la rehabilitación depavimentos flexibles que presentan deterioros superficiales o funcionales.• La técnica de fresado acompañada por una limpieza enérgica y cuidadosa de la superficieevidencian que es posible alcanzar buenos niveles de adherencia y conservarlos a largoplazo.• Se recomienda para futuros proyectos incorporar en los esquemas de control, ladeterminación de la adherencia asfalto – hormigón, para luego efectuar su monitoreo enservicio.• En sectores donde se prevé la ocurrencia de derrame de combustibles se debe efectuar elsellado de las juntas del recubrimiento de hormigón.INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

EXPERIENCIAS RECIENTES DEWHITETOPPING EN ARGENTINAAutores:- Ing. Sergio Fernández- Arq. Edgardo Souza- Ing. Diego CaloGRACIAS POR SU ATENCIÓN!!