ruta 39.pdf - ICPA

Avances tecnológicos en la construcción de la ruta provincial N° 39Por el Ing Marcelo Dalimier, Jefe Div. Pavimentos,ICPAIntroducciónEsta nueva ruta de hormigón, finalizada su construcción en el mes de juliode 1999, es un hecho trascendente para la ingeniería vial del país, obra enla que se empleó por primera vez una pavimentadora con dispositivo deinserción automático de pasadores (DBI) de última generación,confirmando las ventajas técnico – económicas que brinda su utilización.Sin lugar a dudas, para nuestro país es un avance positivo la adquisición denuevas tecnologías para construir pavimentos de hormigón, convirtiendolos pavimentos rígidos en una alternativa muy competitiva a costosiniciales.La Dirección Provincial de Vialidad de la provincia de Santa Fe, Comitentede la obra, concretó un convenio de asistencia técnica con el ICPA, paraasistir y actualizar a sus planteles de profesionales y técnicos en esta obraespecialmente.El Contratista de la obra, la empresa Victorio A. Gualtieri S.A., adquirióesta nueva tecnología, que utilizó con éxito en la construcción de esta ruta.Ubicación de la obraEste nuevo Tramo(San Javier – La Brava _ Arroyo Saladillo Amargo),de laRuta Provincial N° 39, vincula transversalmente las RPN°1 y RNN°11, 150km al norte de la ciudad de Santa Fe. La longitud del tramo es de 37 km.Descripción del paquete estructural rígidoLa estructura sobre núcleo de terraplén compactado es una Subbase desuelo – cemento,(suelo seleccionado de 92% - Cemento 8%) en 0,12 m deespesor con un ancho de 8,6 m; riego de curado con emulsión asfáltica;calzada de hormigón de 7 m de ancho y 0,18 m de espesor, separaciónentre juntas transversales de 4,5 m, con pasadores de 25 mm de diámetrocada 0,30 m. En est obra se emplearon equipos de media calzada, de 3,5 mde ancho, lo que implicó la ejecución de una junta longitudinal deconstrucción, ejecutada con molde machihembrado con barras de unión de8 mm de diámetro cada 0,70 m.A fin de brindar una mejor tracción a la pavimentadora, se contempló unsobreancho de 0,80 m en ambos lados de la subbase de suelo – cemento;esto brinda una plataforma de trabajo estable para la tracción de las orugasdel equipo pavimentador. Esta medida contribuyó de manera notableaumentando las jornadas de pavimentación durante toda la obra,minimizando las detenciones en la pavimentación posteriores a días delluvias.

Características del hormigónEl hormigón de calzada especificado es de 45 kg/cm2 de Módulo de roturaMedio (resistencia a la tracción por flexión) a la edad de 28 días.(laresistencia mínima especificada a compresión de testigos calados era de300 kg/cm2 a los 28 días).Dosificación de obraCemento: 350 kg/m3Piedra(6-20): 580 kg/m3Piedra(20-30): 640 kg/m3Arena: 670 kg/m3Aditivo plastificante: 1,75 l/m3Aditivo incorporador de aire: 0,09 l/m3El hormigón se trabajó en el frente de pavimentación con asentamiento de2 a 3 cm, lo que posibilitó buena terminación de bordes, el contenido deaire intencional en el hormigón fresco fue 3 a 4 % para mejorar la cohesiónde la mezcla, también contribuye a controlar exudación durante eltransporte y facilita la descarga controlada del hormigón frente a lapavimentadora.La resistencia media de 640 testigos calados, ensayados a 28 días, arrojaronuna resistencia media a la compresión de 333 kg/cm2, con un desvíoestándar de 40 kg/cm2 y un coeficiente de variación del 12%.Elaboración y transporteEl criterio adoptado para la elaboración y transporte del hormigón, fue elde efectuar la mezcla en Planta dosificadora y mezcladora en dosestaciones de planta y transportar el hormigón hacia el tren depavimentación con camiones volcadores. La planta utilizada contaba conun tambor mezclador de dos ejes horizontales con una capacidad de 1,5m3 por pastón, en 45 segundos producía una mezcla homogénea yuniforme. Los rendimientos de producción máxima de planta fue de 50m3/h, lo que limitó el rendimiento de pavimentación durante toda la obra atrabajar con una velocidad uniforme y constante de aproximadamente 1,2m/min.La planta de elaboración tuvo dos etapas de localizaciones de producción,posibilitando una buena logística en el abastecimiento de materiales y untransporte eficiente y económico del hormigón, desde planta hacia el trende pavimentación.En cuanto al aprovisionamiento de materiales para la segunda localización,que obligaba a ingresar a través de la propia traza sin pavimentar, se previóun aumento a 500 t en la capacidad de acopio de cemento en silosverticales.

Otro tema de vital importancia a resolver, lo constituía la circulación deobra, y el propio tránsito de la Ruta 39 durante la ejecución de la misma.Por las características de la zona se tornaba inviable la construcción dedesvíos, motivo por el cual se ensanchaba el coronamiento del terraplén enla zona de trabajo para permitir el tránsito por banquina. Luego estematerial era recuperado para el recalce de la banquina de calzada.Colocación y terminaciónLa ejecución de la calzada de hormigón en esta obra se realizó en mediacalzada en 3,50 m de ancho. En el inicio de la pavimentación se utilizó unapavimentadora sin DBI, lo que demandó la utilización de canastos para lacolocación de pasadores y el fratachado superficial de terminación seejecutó manualmente.Con la llegada del nuevo equipo provisto con herramientas opcionales(tornillo sinfín distribuidor de hormigón y fratacho automático), todas lastareas operativas en el frente de pavimentación se simplificaronnotablemente, brindando confiabilidad y agilidad al proceso. Se probótrabajar a una velocidad de 2,5 m/min, en un breve lapso de tiempo, debidoa la limitada capacidad de producción de hormigón en planta, (Máxima 50m3/h), entregando una perfecta terminación en la calzada de hormigón. Lavelocidad regular de pavimentación en la obra fue de 1,2 m/min.El texturado de la superficie se ejecutó con arpillera y seguidamente securaba el hormigón con el pulverizado de una membrana química en base aresina.Las tareas de aserrado de control de fisuración se llevaron a cabo en elmomento preciso en que el corte se realizaba sin desprendimientos debordes; en verano se cortaba a las 4 horas y en invierno, a las 9 horasaproximadamente, después de terminado el hormigón.Es importante destacar que en aproximadamente 16500 losas construidas,se presentaron 12 fisuras por aserrado tardío, sin detectarse ningún otro tipode fisuración.Las juntas se sellaron con siliconas de bajo módulo.Se ejecutaron en total:- 305113 m3 de suelo – cemento con equipos de reciclado in situ.- 53000 m3 de hormigón.Sistema de inmersión de pasadores(DBI)Consta básicamente de un bastidor acoplado al equipo, en el cual estánmontados los elementos que componen el sistema DBI. Básicamente, elesquema de funcionamiento consiste en un carro distribuidor de pasadores,que se desplaza a lo largo de una corredera, transversalmente a la direcciónde avance del equipo. En la posición de la junta transversal, el sistema se

desplaza, dejando caer los pasadores sobre el hormigón ya vibrado. En estemomento todo el conjunto se desvincula de la pavimentadora, para lo cualtiene una carrera independiente, que permite que el sistema se mantengaestático durante el proceso de inserción. La inserción en el hormigón esefectuada por horquillas vibradoras, dos por cada pasador, que hacendescender los mismos hasta la posición correcta.RESULTADOS OBTENIDOS CON EL TREN DE PAVIMENTACIONSistema de inserción automática de pasadoresLa utilización del sistema DBI reporta varias ventajas en la pavimentacióncon hormigón, no sólo desde el punto de vista económico, sino también enel aspecto técnico operativo, permitiendo obtener pavimentos de mejorcalidad de terminación.Mejoras en la lisura y rugosidad, por menores detencionesLa colocación de pasadores en las juntas transversales de contracción,demanda necesariamente la construcción de canastos para elposicionamiento correcto de los pasadores, el que se fija a la capa de suelocemento mediante clavos o tirafondos. Esta tarea, al no contar con unequipo con DBI, se ejecuta en forma manual, lo que requiereadiestramiento y concentración de los operarios, máxime con una tareaprácticamente simultánea en la descarga frontal de hormigón y el clavadode canastos con pasadores. Considerando además que la pavimentadoraavanza a una velocidad de 1 a 1,2 m/min y que para este proyecto elespaciamiento entre juntas transversales es de 4,5 m, el tiempo disponiblepar el posicionamiento y fijación de cada canasto es muy exiguo, del ordende 3,5 a 4,5 minutos. Esta circunstancia hace muy factible el ¨ errorhumano ¨, por demoras en la fijación del canasto arrastre de un armazón,descarga inadecuada de hormigón invadiendo la zona a ocupar por lospasadores, etc, generándose por estos motivos detenciones de lapavimentadora, que inevitablemente dejan su impronta en la superficie delhormigón.El uso de la pavimentadora con DBI permitió prescindir del uso decanastos. La intervención de los operadores es nula delante de lapavimentadora, y por ende no existe la posibilidad de errores u omisionesque detengan el equipo pavimentador. Por otra parte la inexistencia de taresprevias delante de la terminadora, permite absorber, dentro de ciertoslímites, descargas excesivas o inadecuadas de hormigón, que de otramanera obligarían a la paralización momentánea de la máquina. Lacolocación de pasadores con canastos es una tarea que demanda mano deobra especializada y mayor consumo de armaduras; peor aún, esto quitaagilidad al proceso de colocación de pasadores, afectando el rendimientodel equipo pavimentador.

La Inserción Automática minimiza estos problemas, por cuantoprácticamente no hay intervención de los operadores en la colocación, y laprobabilidad de una inserción deficiente es prácticamente nula. La únicaposibilidad de error es que uno o ambos extremos de la barra se ¨ escapen ¨de la horquilla que los hinca en el hormigón. En ambos casos, parte o todoel pasador quedará a la vista, por lo cual aún se está a tiempo de corregir elerror.Viga de corrección y fratás de terminaciónLa viga de corrección permite una mejora sustancial en la terminaciónsuperficial en la terminación superficial del hormigón. Si bien es cierto quesu principal función es corregir la herida producida por l inserción de lospasadores, el citado accesorio contribuye a aumentar la eficiencia delequipo, el que oscilando transversalmente corrige desperfectos del molde(ej: falta de material delante del equipo por sobrecarga de hormigón, etc),mejorando la lisura superficial y el trabajo del fratás de terminación alproducir suficiente mortero en superficie, 2 a 3 mm.El funcionamiento de este elemento produce un cilindro o ¨ rodete ¨ demortero que además actúa como un excelente indicador de la consistenciade la mezcla, puesto que mezclas con asentamientos incorrectos sondenunciadas instantáneamente por la rotura o disgregación del rodetedelante de la viga.El fratás automático de terminación, es otro de los elementos esencialespara asegurar la mejor calidad en la construcción de pavimentos dehormigón. Este accesorio, además de brindar una muy buena terminaciónsuperficial, ha posibilitado mejoras sustanciales en la lisura y rugosidad dela obra, así como en las juntas de construcción. Desde el punto de vistaeconómico además, reduce costos pues se prescinde de dos oficiales queejecutan esta tarea en forma manual.Comparación entre pavimentadoras utilizadas en la obraComo se señaló, se han utilizado dos equipos para la construcción deltramo: una pavimentadora sin herramientas opcionales y una de últimageneración con inserción automática de pasadores, viga y fratás determinación.En el aspecto económico, la utilización del tren con DBI tiene un costosensiblemente menor, no sólo por la menor dotación de personal ymateriales para la ejecución de canastos, sino también por los mayoresrendimientos diarios como consecuencia de la mayor velocidad deoperación. A modo de ejemplo se citan los costos reales de la obra, entérminos relativos, tomando como costo unitario el correspondiente a laterminadora convencional en un día de producción promedio.

Desde el punto de vista técnico, es notable observar la diferencia en larugosidad entre los tramos ejecutados por uno y otro equipo, siendo demejor lisura el efectuado con el equipo con DBI.Comentarios finalesDurante la ejecución del pavimento de hormigón se comprobó las mejorasen la lisura que entregaba el equipo pavimentador, haciendo controles conla regla de tres metros detrás de la pavimentadora; también es notoria lalisura al transitarla.Comparación Costos Relativos Sin DBI Con DBIRecursos Sin DBI Con DBIEquipos Elaboración 3,28 2,53Equipos Colocación 2,03 2,13Total Equipos 5,31 4,67M. de Obra Elaboración 1,54 1,19M. de Obra Colocación 4,17 2,53Total Mano de Obra 5,71 3,72Combustibles y Lubricantes 0,50 0,50Materiales 79,85 79,21Transporte 2,33 2,33Juntas 6,30 6,30TOTALES 100,00 96,73Imágenes