Pavimentos de Hormigón, Juan Pablo Covarrubias

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(1)Corporación de Desarrollo Tecnológico Conferencia Tecnológica 27 de junio de 2012. Pavimentos de hormigón: Innovación y tendencias Juan Pablo Covarrubias Gerente General de TCPavements www.cdt.cl. Corporación de Desarrollo Tecnológico. 91 páginas.

(2) Juan Pablo Covarrubias V.

(3) Métodos de Diseño para Pavimentos Nuevos Tradicionales:  M-EPDG ( AASHTO 07) – Mecanisista-Empírico  AASHTO 98 – Empírico Mecanisista.  PCA - Mecanisista  Catálogos - Empíricos   . . Largo de losa no es relevante en el diseño para determinar el espesor Tamaño de losa se diseña lo más grande posible para disminuir juntas Ancho igual o superior al ancho de pista Largo recomendado por AASHTO es 4,5 m.. Nuevo Concepto de Diseño:  TCP®   . Largo de losa es parte del diseño del espesor (1,3 a 2,5 m. de largo) Tamaño de losa optimizada por posición de las cargas del camión Ancho es parte del diseño (máximo igual a media pista más sobre ancho).

(4) Métodos de Diseño para Rehabilitación de Pavimentos Soluciones No Adheridas (Baja Fricción)   . Se diseña como pavimento nuevo Se utiliza el pavimento antigua como base y se repara Se determina “kc” sobre el pavimento existente con falling weight . . . Whitetopping  Tamaño de losa similar a pavimento nuevo con diseño tradicional  espesores mayor a 20 cm Recapado de Hormigón sobre Hormigón  Tamaño de losa igual a tamaño de losas del pavimento nuevo con desfase de junta antigua  Se coloca capa intermedia de separacion  Espesor mayor a 15 cm Diseño TCP®  Espesores entre 8 y 20 cm  losas optimizadas por posición de cargas.

(5) Métodos de Diseño para Rehabilitación de Pavimentos Soluciones Adheridas (Alta Fricción).  El pavimento antiguo es parte de la estructura de la carpeta de pavimento, por. lo que la capa nueva se diseña adherida  El diseño no considera el tamaño de la losa para determinar el espesor.  El asfalto debe tener al menos 7,5 cm de espesor y estar en buenas condición.  Las losas son pequeñas para asegurar adherencia (0,8 a 2,0 m) y el proceso constructivo debe asegurar esta condición adherida para su correcto funcionamiento  Thin Whitetopping  espesor entre 10 y 15 cm  Ultra Thin Whitetopping  Espesor menor a 10 cm  Recapado Adherido de Hormigón sobre Hormigón  Largo losa igual al largo de losa de pavimento base. Las juntas se hacen coincidir..

(6) Comparación de Losa Larga y Corta cargadas por el mismo camión 4,5m x 1m. 2.25 m x 1 m. Maximun tensile stress = 24.65 Kg/cm2 Maximun tensile stress = 5.22 Kg/cm2 Principal stresses on the top of the slab, Red is tensile strength. Deformation of the slab.

(7) Concepto de Diseño TCP®.  Se deben dimensionar las losas de tal forma. que, cada losa sea cargada solamente por una rueda o por un set de ruedas. En: Chile Nº 44820 EE.UU. Nº 7.751.581 Patentado en otros 14 Países PCT/EP2006/064732 Patente y Patente Pendiente en 82 Países.

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(10) Posición de Las Cargas y Dimensión de las Losas Diseño AASHTO. Diseño TCP®.

(11) Metros Cuadrados Construidos en Chile M2 construidos. 600.000 500.000 400.000 300.000 200.000 100.000 0 2007. 2008. 2009. 2010. 2011. 2012.

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(15) Características Principales y recomendaciones del Diseño TCP® • • • • • •. Losas pequeñas (media pista x 1,20 a 2,5 m) Base granular (finos < 8%), base asfáltica o BTC Geotextil entre sub rasante y base, si es necesario Corte de juntas delgado (1,9mm- 2,5mm) No requiere sello de juntas No requiere barras de transferencia de cargas ni de amarre entre pistas ( salvo juntas construcción) • Confinamiento lateral.

(16) Resultados Estudio Univ. de Illionis Tramos. Losa Sur. CBR. Losa Norte. CBR. 8 cm. 120.000 EE. 4%. 3.000 EE. < 2%. 8cm Fibra. 234.000 EE*. 4%. 65.000 EE. < 2%. 15 cm. 22.000.000 EE. 6%. 14.000.000 EE. 2%. 20 cm. 20.000.000 EE*. 6%. 50.000.000 EE *. 2-3%. 10 cm sobre 21 cm Asfalto. 10.000.000 EE. 5%. 2.000.000 EE. 2-3%. 15 cm sobre 14 cm Asfalto. 57.000.000 EE*. 5%. 69.000.000 EE. 2-3%. Se considera como vida útil un daño de 30% de losas Agrietadas * 0% losas agrietadas.

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(19) Comportamiento Proyectos Guatemala En Guatemala existen pavimentos de 4 años con cargas pesadas, sin señal de escalonamiento. Construction year Amtitlan-Palin 2006 San Cristoabl San Lucas 2006 Project. San Lucas Milpas Tecpan los Encuentros *. Using high speed profiling. Proyect Design ESALS up Thickness length ESALS to date 7 km 20 110.000.000 22.000.000 12 km 17 35.000.000 8.235.294. 2007 6 km 2009 35 km. 17 18. 17.000.000 20.000.000. 3.000.000 1.111.111. Initial IRI IRI 2010 Faulting* (m/km) (m/km) (mm) 1,76 2,01 <2 2,1 2,34 <2 2,15. 2,07 1,72. <2 <2.

(20) Pavimentos “Verdes”  Menor Consumo de energía. durante la construcción ( menor traslado de material)  Menor consume de cemento ( Más delgado)  Menor consumo de energía de iluminación (30% con respecto a pavimentos oscuros)  Menor consumo de combustible en la operación (pavimento rígido).

(21) Pavimentos “Verdes”  Longevidad ( hormigón no se. .  . . degrada en el tiempo) Menor temperatura en servicio ( no absorbe radiación Solar) Evita congestión por mantención Sin costo de mantención de sellos Facilidad de reemplazo de losas.

(22) Costos Comparativos. Hormigón Tradicional. TCP Costo KmPista. Trafico (EE). Espesor (m). 50.000. 0,08. US $109.413. 100.000. 0,09. 500.000. Espesor. Asfalto. Costo Km-Pista. H°-TCP. % Ahorro Costo Km-Pista. -. No existe. No existe. No existe. US $121.108. 0,12. US $136.762. US $15.654. 0,10. US $130.354. 0,14. US $155.253. 1.000.000. 0,12. US $148.844. 0,16. 3.000.000. 0,14. US $168.735. 5.000.000. 0,15. 15.000.000. Asf-TCP. % Ahorro TCP. US $106.691. -US $2.723. -3%. 11%. US $119.951. -US $1.158. -1%. US $24.899. 16%. US $130.358. US $5. 0%. US $173.743. US $24.899. 14%. US $150.883. US $2.039. 1%. 0,19. US $201.479. US $32.744. 16%. US $162.875. -US $5.859. -4%. US $177.980. 0,21. US $219.970. US $41.990. 19%. US $217.277. US $39.297. 18%. 0,17. US $197.521. 0,25. US $256.951. US $59.430. 23%. US $246.440. US $48.919. 20%. 30.000.000. 0,18. US $206.766. 0,28. US $284.687. US $77.921. 27%. US $295.308. US $88.542. 30%. 60.000.000. 0,20. US $226.307. 0,30. US $303.177. US $76.871. 25%. US $344.175. US $117.869. 34%.

(23) Conclusiones :  Producto Optimizado, considerando las mejores practicas y. tecnologías actuales para pavimentos de hormigón.  Reduce el costo hasta en un 25% para pavimentos de hormigón y un 20% Pavimentos asfalticos con diseños tradicionales.  Modelo Mecanicista permite calcular el desempeño del pavimento en diferentes condiciones.  Espesores de los pavimentos:  Calles de ciudad  Caminos rurales  Carreteras. 8 – 12 cm. 12 – 15 cm. >15 cm ( hasta 22 cm).

(24) Nuevos Desarrollos Pavimentos U-TCP  Construido Agosto.  .  . 2011 8 cm de espesor H 40 con fibra con Dm 40 mm Sin Base, directo sobre el cerro Tráfico de construcción.

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(26) 10 Meses en funcionamiento, 8 cm de espesor sin base.

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(28) Pavimentos U-TCP.

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(31) Buscando el extremo….  Tramo de Prueba Realizado en planta CBB, Quilicura  Prueba utilizada para calibrar pavimentos U-TCP  Búsqueda de recomendaciones constructivas para este. tipo de Pavimentos.

(32) Prueba Lampa U-TCP, eliminando remplazos de suelos 25 m. 25 m. e = 0,08 m. 25 m. Diseño Normal. e = 0,8 m e = 0,10 m. e = 0,15m. Base Granular 15 cm CBR 80%. Mejoramiento 35 cm CBR 20%. Subrasante Arcilla expansiva CBR 3%. Subrasante Arcilla CBR 3%. Base Granular CBR 50% 15 cm. Mejoramiento 100 cm CBR 20%. Subrasante Arcilla CBR 3%.

(33) Chile.

(34) Proyectos Construidos Proyecto. Costo Proyecto original Costo Proyecto TCP. % Ahorro. Ahorro Total. Centro distribucion 1. US $. 542.379. US $. 432.064. 20% US $. 110.315. Centro distribución 2. US $. 1.144.000. US $. 1.021.429. 11% US $. 122.571. Estacionamiento Grúas. US $. 337.071. US $. 245.143. 27% US $. 91.928. Calle Valdivia. US $. 73.543. US $. 71.500. 3% US $. 2.043. Licitaciones MOP Cauquenes Chanco*. mm$ 7.250. mm$ 6.650. 8%. mm$ 600. Cerro Sombrero - Onaissin**. mm$ 4.500. mm$ 4.250. 4%. mm$ 250. Melipilla - Malloco. mm$6.900. mm$.7200. -5,5%. mm$ 400. Quellon-Colonia Yungay. -. -. Tara-Compu. -. -. Mahuidanche Mision Inglesa***. -. <80 mm/Km. * Licitación Adjudicada ( Comparación Solución Asfalto- Hormigón diseño TCP® ) **Licitación Adjudicada( Proyecto Hormigón AASHTO-TCP® ) *** Licitación Utilizando U-TCP. -.

(35) MOP Punta Arenas 2009.

(36) Abril 2012 3 años (12 cm).

(37) Abril 2012 3 años (12 cm).

(38) Caso 1: Ruta 5: km-251 Agosto 2009 • Condiciones actuales – CTB con Kc = 137 Mpa/m – Espesor 22cm -23 cm. • TCP® – 16 cm (6,4”) – 50.000.000 EE – Hormigón 4,8 MPa Flexotracción. – 10 % losas agrietadas como umbral de diseño – 2 m x 1.75 m – Corte delgado sin Sello – Sin fierros, solo en junta de construcción. – Pines laterales de confinamientos.

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(40) Julio 2011.

(41) 12.000.000 EE en 3 años (16 cm).

(42) Caso 6: Ruta 60 Ch (Camino a Mendoza) TCP®  20.400.000 EE  Subrasante CBR >40% ( Muy rígida)  15 cm de Sub-base Granular No Heladiza.  15 cm de hormigón con Fibra o 17 cm Hº Tradicional  Condiciones Ambientales extremas:  Diferenciales de temperatura Día-Noche de mas de 30º.  Baja Humedad relativas  Bajas temperaturas de pavimentación.  Diseño tradicional 22 cm de hormigón..

(43) RUTA 60 Ch – Sector 5 TCP®.

(44) 3.000.000 EE en 3 años (14 cm).

(45) Ruta 7 Carretera Austral.

(46) Cerro Sombrero - Onaisin  Longitud: 15 km.  Fecha de Construcción:  Espesor: 14 cm.  Hormigón Con Fibra.

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(48) Dalcahue- Constructora San Felipe.

(49) Tramo Cauquenes – Chanco  Longitud: 18 km  Tráfico 17.000.000 EE  Fecha de Construcción:.  Espesor: 17 cm.

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(52) Caso 2: Sodimac 2008  15 cm  Sub rasante CBR 15%  Plataforma 60 cm CBR 40%.  Base Granular 15 cm < 8% finos  400 Camiones Diarios = 10.000.000 EE  30.000 m2  Santiago, Chile  20% de ahorro.

(53) Sodimac (2008) 2010.

(54) 2.500.000 EE en 5 años (14 cm).

(55) 2.500.000 EE en 5 años (14 cm).

(56) Wal-Mart -Puerto Seco  Superficie: 96.000 m2.  Espesor 14 cm y 17 cm.

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(59) 8 Cm de espesor.

(60) Planta Arrigoni  Superficie: 36.000m2  Fecha inicio Construcción: Enero 2011  Espesor 11 cm.

(61)

(62) Bodenor Flexcenter 4, 14 cm.

(63) Megacentro Pto Montt 2008.

(64) 3 Años en Servicio, Feb 2011.

(65) Núcleo Vespucio sur 2011.

(66) Valdivia 2008 •8 cm y 12 cm Concrete •Base Granular •3% de ahorro ( 5 cm de asfalto).

(67) Punta arenas 2009, 9 cm.



(70) Salinas y Fabres 2008 Puerto Montt •50.000 EE •8 cm •30% Ahorro (Adocretos).

(71) Edificio Badajoz - Armas 2009, 8 cm.

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(73) Guatemala.

(74) Antigua Guatemala (2006) 2007.

(75) Antigua Guatemala (2006) 2007.

(76) 5 años en servicio, 17 cm de espesor.

(77) Cuesta Villalobos (Guatemala) 2005  21 cm  120.000.000 EE  Diseño para 15 Años.  Base: Granular y Asfalto. deteriorado.






(83) Perú.

(84) Planta Coca-Cola, Inkacola,Trujillo  Superficie:  Fecha de inicio (1er Informe): 16 de. abril de 2010.

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(86) Planta Coca-Cola Arequipa. Corporación J.R. Lindley 14 cm de concreto 15 cm de base granular.

(87) Chincha (Perú) 2007. •DC •14 cm •4.000.000 EE •Base Granular.

(88) Caso 5: Terrapuerto Lima 2010  15 cm  Plataforma construcción 60 cm CBR 40%  15 cmBase Granular < 8% finos.  Trafico 500 buses diarios = 10.000.000 EE  30.000 m2  Ahorro 20%.

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(90) Carabayllo Perú Urbanización Santa María Inversiones Centenario 9 cm de espesor.

(91) Mayor información y contacto en: www.tcpavements.com.

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