TEMA:

CONSTRUCCION DE CARRETERAS

Profesor: Ing. Emilio Alfonso Palacios Ramrez

Para la ejecucin de un proyecto vial, se puede considerar la existencia de zonas o actividades netamente definidas relacionadas y dependientes entre s que conforman el total de actividades vinculadas a la construccin de la va. Siendo estas:

Movimiento de tierras para eje de carretera (cortes y rellenos)Voladura en zonas rocosas (incluye tneles)Uso de CanterasExistencia de DMEPlanta ChancadoraPlanta de AsfaltoPlanta de ConcretoCarpeta asflticaCarpeta de concreto

Asimismo, las diversas partidas que intervienen en proyectos de infraestructura de carreteras, han sido reunidas en grandes grupos que han sido sealados como los siguientes captulos:

PreliminaresMovimientos de TierrasSub bases y BasesPavimento AsflticoPavimento de Concreto HidrulicoObras de Arte y DrenajeTransporteSealizacin y Seguridad Vial.

Captulo de Preliminares:El grupo de partidas comprendidas en Preliminares consta de actividades relacionadas a los trabajos iniciales de toda obra de infraestructura vial, siendo estas:

Movilizacin y DesmovilizacinTopografa y GeoreferenciacinMantenimiento de Trnsito Temporal y Seguridad VialCampamento y Obras ProvisionalesReasentamiento Involuntario

2. Captulo de Movimiento de Tierras:Como una actividad necesaria para todo proyecto de ingeniera nuevo o como de rehabilitacin o mejoramiento, es el movimiento de tierras, las mismas que han sido consideradas en las mencionadas especificaciones tcnicas como:Desbroce y LimpiezaDemolicin y RemocinExcavacin para ExplanacionesRemocin de Derrumbes TerraplenesPedraplenesMejoramiento de suelos a nivel de Subrasante

2.1.Construccin de Terraplenes:El proceso constructivo de un terrapln comprende diversas etapas y operaciones encaminadas a conseguir las caractersticas resistentes y estructurales exigidas a cada capa, y que aseguren un correcto funcionamiento el mismo. La calidad de un terrapln depende en gran medida de una correcta realizacin, es decir, de la apropiada colocacin y posterior tratamiento de los diferentes materiales empleados en su construccin.Una mala ejecucin puede ocasionar diversos problemas que afectarn a la funcionalidad de la carretera. As, una humectacin o compactacin deficiente provocar asentamientos excesivos del terrapln que fisurarn y alabearn la superficie de rodadura; la incorrecta ejecucin del cimiento en una ladera puede provocar problemas de inestabilidad, ocasionar el colapso y desmoronamiento de la obra.

Dentro del proceso de construccin de este tipo de obras, puede distinguirse diversas fases de ejecucin:Operaciones previas de desbroce de la vegetacin existente, remocin de la capa superficial del terreno, escarificacin y pre compactacin.

2.Construccin del terrapln propiamente dicho, compuesta por tres operaciones cclicas, aplicables a cada capa de terrapln:

Extendido de la capa de sueloHumectacin a la humedad ptima ProctorCompactacin de la capa.3.Terminacin del terrapln que comprende operaciones de perfilado y acabado de taludes y de la explanada sobre la que se asentar el firme.

Operaciones PreviasDesbroce del Terreno: Consiste en extraer y retirar de la zona afectada por el trazo de la carretera todos los rboles, maleza, escombros, residuos vegetales, etc.

Una regla general, es recomendable extraer todos los troncos y raices, especialmente aquellos de dimetro superior a 10 cm., que debern ser eliminados hasta una profundidad de al menos 50 cm por debajo e la superficie natural del terreno. De esta forma se evitaran heterogeneidades que puedan dar lugar a pequeos asentamientos diferenciales, causantes de baches y alabeos en la carpeta de rodadura.Eliminacin de la Capa de Tierra Vegetal: Consiste en la eliminacin de la capa de tierra compuesta por un alto porcentaje de materia orgnica (humus). Esta capa debe ser eliminada dada la susceptibilidad que presenta a procesos de oxidacin y mineralizacin. Por ello, la tierra vegetal que no haya sido eliminada durante el desbroce deber removerse de la zona y almacenarse adecuadamente para su posterior uso.

Escarificado: tambien conocida como ripado, es una tarea consistente en la disgregacin de la capa superficial del terreno, efectuada por medio mecnicos. Generalmente se emplean herramientas especiales acopladas a mquinas tractoras de gran potencia (bulldozers) que se encargan simultaneamente de la eliminacin del terreno vegetal y del proceso de escarificado.El objetivo de este proceso es uniformizar la composicin del suelo y facilitar su posterior recompactacin. Haciendo que este proceso sea ms efectivo. Eventualmente puede recurrirse al empleo de conglomerantes (cal y cemento) para mejorar las caractersticas mecnicas del suelo

Ejecucin de Terraplenes:Se compone de tres operaciones que se repiten cclicamente para cada capa, hasta alcanzar la cota asignada en proyecto; siendo estas el extendido, humectacin y compactacin.

Extendido: Primeramente se proceder al extendido del suelo por capas de espesor uniforme y sensiblemente paralelas a la explanada. El material que componga cada capa deber ser homogneo y presentar caractersticas uniformes; en caso contrario deber conseguirse esta uniformidad mezclndose convenientemente.

El espesor de cada capa ser lo suficientemente reducido para que con los medios disponibles en obra, se obtenga en todo su espesor el grado de compactacin exigido. Por lo general, dicho espesor oscila entre los 15 a 20 cm. de capa para suelos finos o secos y los 20 a 40 cm. de capa media empleada para suelos granulares o hmedos.

Humectacin o desecacin: una vez extendida la capa de terreno, se procede a acondicionar la humedad del suelo. Este proceso es importante ya que cumple una doble funin:

Asegura una optima compactacin del material, asegurando la suficiente resistencia y reduciendo los posteriores asentamientos del terraplen.

Evita que las variaciones de humedad que se produzcan despus de la construccin provoquen cambios excesivos de volumen en el suelo, ocasionando daos y deformaciones en la carpeta de rodadura.

Suele tomarse como humedad de referencia la determinada en el ensayo de proctor Normal o modificado, denominada humedad ptima Proctor. Su valor es cercano a la humedad de equilibrio, que es la que alcanza definitivamente el material pasado un tiempo despus de su construccin.

Compactacin: efectuada la humectacin se procede a la compactacin, cuyo objetivo es el de aumentar la estabilidad y resistencia mecnica del terraplen, la que se consigue comunicando energa de vibracin a las partculas que conforman el suelo, produciendo una reordenacin de estas, que adoptarn una configuracin energticamente mas estable.

En trminos ms explcitos, la compactacin trata de forzar el asiento prematuro del terrapln para que las deformaciones durante la vida til de la carretera sean menores, ya que cuanto ms compacto est un suelo, ms difcil ser volverlo a compactar.

La calidad de la compactacin suele referirse a la densidad mxima obtenida en el ensayo Proctor. En cimientos y ncleos se exigen densidades de al menos el 95% del Proctor Normal, mientras que en la coronacin, la densidad obtenida debe superar el 100% de la obtenida en dio ensayo.

La compactacin de las capas siempre se efecta desde fuera hacia el centro del terrapln; debe llevarse un especial cuidado en los bordes y taludes del mismo, debiendo emplearse una de las siguientes tcnicas constructivas:

Compactar una franja de por lo menos 2 m. de anchura desde el talud, en capas ms delgadas y mediante maquinaria ligera apropiada (rodillos pequeos, bandejas, vibradoras, etc)Dotar de un ancho suplementario (1 m.) al terrapln sobre los valores estipulados en proyecto. Posteriormente se recortar el exceso colocado, pudiendo ser utilizado.

Terminacin del TerraplnUna vez construido el terrapln se realizar el acabado del mismo, reperfilando los taludes y la superficie donde posteriormente se asentar la estructura de rodadura, emplendose para ello la motoniveladora. Se estila tambin efectuar una ltima pasada con la compactadora (sin aplicar vibracin) con el fin de corregir posibles irregularidades producidas por el paso de la maquinaria y sellar la superficie.

Los taludes podrn ser revegetados para aumentar la estabilidad y favorecer su integracin ambiental.

3.Captulo de Bases y Sub Bases:Este captulo trata las actividades referente a la conformacin de la estructura inicial de la infraestructura vial. Las actividades o partidas sealadas en este captulo presentan las disposiciones que son generales a los trabajos sobre afirmados, sub bases granulares y estabilizadas, siendo estas:

Capa AnticontaminanteAfirmadoSub Base GranularBase GranularSuelo Estabilizado con Cemento PortlandSuelo Estabilizado con CalSuelo Estabilizado con compuestos Multienzimticos Orgnicos

Para la conformacin de estas estructuras los materiales a utilizarse son agregados naturales procedentes de los excedentes de las excavaciones efectuadas en la va o de canteras clasificadas y aprobadas por el proyectista y Entidad, las mismas que podrn requerir de procesos de trituracin mecnica (rocas y gravas).

Para el traslado de estos materiales se requerira del empleo de volquetes de mediana a gran capacidad de carga, que trasladan el material de la manera ms cuidadosa para evitar la presencia de arcillas u otras sustancias perjudiciales, siendo el grado de limpieza dependiendo el uso que se le vaya a dar al material.Para la preparacin de los materiales a utilizarse se requerir la participacin de una planta chancadora o trituracin, la cual se instalara en el lugar con la amplitud necesaria que le permita la instalacin de los equipos, contar con patios de materias primas, as como contar con las casetas para oficinas y administracin. Asimismo, su instalacin por su ubicacin escogida, deber causar el menor dao posible al medio ambiente y estar dotada de filtros, pozas de sedimentacin y captadores de polvo u otros aditamentos necesarios a fin de evitar la contaminacin de aguas, suelos, vegetacin, poblaciones aledaas, etc. por causa de su funcionamiento.

Capa Anticontaminante: Determina a la capa de arena que se coloca sobre la subrasantes de material fino como arcillosas, limosas, hmedas o susceptibles de humedecimiento para impedir la intrusin de materiales inadecuados que puedan contaminar las capas superiores de la estructura del pavimento

Afirmado: Se utilizar en carreteras que no van a llevar otras capas de pavimento. Los trabajos comprendidos para la realizacin de esta partida consisten en el suministro, transporte, colocacin y compactacin de los materiales de afirmado sobre la sub rasante terminada. Sub base Granular: Consiste en el suministro, transporte, colocacin y compactacin de material de sub base granular sobre una superficie preparada, en una o varias capas. En lo correspondiente al tema ambiental, se observan los procesos del suministro, transporte, colocacin y compactacin de material de subbase granular, ello por los posibles impactos ambientales referidos a la emisin de partculas en suspensin, ruido, emisin de gases de los equipos y otras contaminaciones derivadas del uso de maquinaria pesada. Tambin se tiene atencin al proceso de combinacin del material de ser requerido por el proyecto, el mismo que pudiera ser mediante la utilizacin de plantas dosificadoras con el uso de cargadores u equipos similares.

Base Granular: Consiste en el suministro, transporte, colocacin y compactacin de material de base granular sobre una subbase, afirmado o subrasante, en una o varias capas. Para la elaboracin de la base se podra efectuar en planta, utilizando para ello dosificadoras de suelo con el uso de cargadores u equipos similares. Para el trabajo de extendido de dicha base, se utilizaran equipos como una terminadora mecnica una motoniveladora.

Suelo estabilizado con cemento portland: Consiste en la construccin de una capa, constituida por material natural o por material de prstamo estabilizado con cemento Portland, material colocado en los espesores sealados por el proyectista.

Suelo estabilizado con Cal: Consiste en la construccin de una o ms capas constituidas por material natural o por material de prstamo mezclados con cal y agua. Como todo proyecto o mezcla de obra, las proporciones son determinadas por el proyectista. Una de las consideraciones importantes para este tipo de suelo estabilizado, es que los suelos que se usan deben estar limpios y no deben de tener ms de tres por ciento (3%) de su peso en materia orgnica, el tamao mximo del agregado que tenga el suelo no debe ser mayor a 1/3 de la capa compactada del suelo. Asimismo, la fraccin del suelo que pasa la Malla N 40 debe tener un ndice de Plasticidad comprendido entre 10% y 50%.

Suelo estabilizado con Compuestos Multienzimticos Orgnicos: Consiste en la construccin de una capa constituida por material de prstamo seleccionado o resultante de la escarificacin de la capa superficial existente, o una mezcla de ambos, estabilizndolos con compuestos multienzimticos orgnicos. Los materiales por estabilizar podrn ser triturados, clasificados o una mezcla de ambos y debern estar exentos de materia orgnica y cualquier otra sustancia perjudicial.

4. Captulo de Pavimento Asfltico:Este captulo trata las actividades referente a la preparacin de mezclas asflticas, el transporte, la instalacin y la disposicin de sus desechos. Las actividades o partidas sealadas en este captulo son las siguientes:

Imprimacin Asfltica Riego de Liga Tratamientos Superficiales Sello de Arena - Asfalto Lechada AsflticaPavimento de Concreto Asfltico CalienteCemento Asfltico Emulsin Asfltica Asfaltos Diluidos (Cut Back) Filler o Relleno Mineral Mejoradores de Adherencia

Imprimacin Asfltica: Corresponde al suministro y aplicacin de material butiminoso a una base o capa del camino, preparada con anterioridad, lo que significa la incorporacin de asfalto a la superficie de una Base, a fin de prepararla para recibir una capa de pavimento asfltico.El material bituminoso a que se refiere esta partida son las emulsiones asflticas de curado rpido (CRS-1, CRS-2) diluido con agua y tambin considera al asfalto lquido de grados MC-30, MC-70 MC-250.Para la ejecucin de los trabajos de esta partida se requerira de equipos de limpieza conformados por una barredora mecnica y/o una sopladora mecnica, compresoras y carro tanques irrigadores de agua y asfalto.

Riego de Liga: Corresponde a los trabajos a efectuarse para la aplicacin del material de adherencia entre la superficie bituminosa o de concreto de cemento portland y la capa bituminosa superior. El material de liga debe ser muy delgado y debe cubrir uniformemente el rea hacer pavimentada. Los materiales considerados para el riego de liga es el cemento asfltico 40/50; 60/70; 85/100 o 120/150 y la emulsin catinica de rotura rpida CRS-1 o CRS-2.

Tratamientos Superficiales: Consiste en la ejecucin de una capa o de capas mltiples de tratamiento asfltico. Los tratamientos a los que hace referencia esta partida comprenden en el caso de un tratamiento simple la aplicacin inicial de un revestimiento de imprimacin, un revestimiento de liga y un revestimiento de agregado ptreo. Para los casos de tratamientos multiples se repite la aplicacin de un revestimiento de liga y un revestimiento de agregado ptreo, para cada una de las capas a ser aplicadas.

Sello de Arena Asfalto: Consiste en la aplicacin de un material bituminoso sobre la superficie de un pavimento existente, seguida por la extensin y compactacin de una capa de arena.

Lechada Asfltica: Consiste en la elaboracin de una mezcla de agregados ptreos, agua, emulsin asfltica, polvo mineral y, eventualmente, aditivos, y su posterior aplicacin sobre la superficie de una va.

Pavimento de Concreto Asfltico Caliente: Consiste en los trabajos de colocacin de una capa asfltica bituminosa fabricada en caliente y, construida sobre una superficie debidamente preparada e imprimada. Estas mezclas bituminosas para empleo en pavimentacin en caliente se compondrn de agregados minerales gruesos, finos, filler mineral y material bituminoso. Las mezclas podrn ser del tipo asfaltico normal (MAC) y Superpave Nivel 1.

Los equipos a ser requeridos para la ejecucin de esta partida estaran conformados por la planta de trituracin que est conformada de una trituradora primaria y una secundaria obligatoriamente. Una terciaria siempre y cuando se requiera. Se deber incluir tambin una clasificadora y un equipo de lavado. Adems de una planta mezcladora de tipo continuo o discontinuo, capaces de manejar simultneamente en fro el nmero de agregados que exija la frmula de trabajo adoptada, pudiendo ser plantas del tipo tambor secador-mezclador. Las plantas que no sean del tipo tambor secador-mezclador, estarn dotadas, as mismo, de un sistema de clasificacin de los agregados en caliente, de capacidad adecuada a la produccin del mezclador, en un nmero de fracciones no inferior a tres (3) y de tolvas de almacenamiento. Tambin las instalaciones de tipo discontinuo debern estar provistas de dispositivos de dosificacin por peso cuya exactitud sea superior al medio por ciento y las instalaciones de tipo continuo, el mezclador ser de ejes gemelos.

Adems, los equipos para la extensin y terminacin de las mezclas densas en caliente ser una pavimentadora autopropulsada, adecuada para extender y terminar la mezcla con un mnimo de precompactacin, la misma que deber estar equipada con un vibrador y un distribuidor de tornillo sinfn, de tipo reversible, capacitado para colocar la mezcla uniformemente por delante de los enrasadores. Para la compactacin se utilizarn rodillos autopropulsados de cilindros metlicos, estticos o vibratorios, triciclos o tndem y de neumticos.Las consideraciones ambientales para las plantas a montarse en obra se seala para la planta de trituracin, la obligatoriedad de la provisin de los filtros para prevenir la contaminacin del aire. Para la planta mezcladora adems de las consideraciones para prevenir la contaminacin del aire, se exige los medios para prevenir el vertido de lodos a cauces de agua o instalaciones sanitarias.

Cemento Asfltico: Se refiere exclusivamente al suministro de cemento asfltico en el sitio de colocacin. Por consideraciones de seguridad y medio ambientales, debido a que este material durante su proceso de calentamiento genera emisiones de vapores, se recomienda ubicar los tanques que contienen dichos elementos en zonas alejadas de centros urbanos o asentamientos humanos con el propsito de que dichas emisiones no afecten la salud de las personas.

Emulsin Asfltico: Al igual que la partida anterior, se refiere al suministro de una emulsin asfltica, del tipo y caractersticas de rotura apropiados, en el sitio de ejecucin de riegos de imprimacin y liga, sellos de arena-asfalto, tratamientos superficiales y lechadas asflticas.

Asfaltos Diluidos (Cut Back): Se refiere exclusivamente al suministro de un asfalto diluido del tipo y caractersticas apropiadas en el sitio de aplicacin de riegos de imprimacin y tratamientos superficiales.

Filler o Relleno Mineral: Se refiere a la utilizacin de un relleno mineral en las mezclas asflticas preparadas y distribuidas en caliente. Deja en constancia la preferencia de la Cal Hidratada como mejorador de adherencia, pudindose utilizar tambin polvo calcreo procedente de trituracin de rocas.Mejoradores de Adherencia: Se refiere exclusivamente al suministro de mejoradores de adherencia en el sitio de colocacin de tratamientos o mezclas asflticas. Los mejoradores de adherencia entre los productos bituminosos y los agregados ptreos pueden ser aditivos producidos comercialmente de calidad certificada, cenizas (AASHTO M 295), Cal (AASHTO M 303) y Base tipo amina.

5. Captulo de Pavimento de Concreto Hidrulico:Este captulo trata las actividades referente a la preparacin de mezclas de concreto hidrulico, el transporte, la instalacin y la disposicin de sus desechos. Estas partidas tratan sobre pavimentos de concreto vaciados in situ y pavimentos construidos con elementos pre fabricados de concreto en forma de adoquines. Las actividades o partidas sealadas en este captulo son las siguientes:

Pavimento de Concreto HidrulicoPavimento de Adoquines en Concreto

Pavimento de Concreto Hidrulico: Corresponde a la elaboracin, transporte, colocacin, consolidacin y acabado de una mezcla de concreto hidrulico como estructura de un pavimento, con o sin refuerzo; la ejecucin de juntas, el acabado, el curado y dems actividades necesarias para la correcta construccin del pavimento, de acuerdo con los alineamientos, cotas, secciones y espesores indicados en los planos del proyecto.

Considerando que el Concreto hidrulico es una mezcla homognea de cemento, agua, agregado fino (arenas) y grueso (piedra, grava, hormign, etc) y aditivos cuando sea necesario. Es necesario tener en consideracin los requerimientos tcnicos para su elaboracin, lo que incluye los materiales, procedimientos y equipos hacer empleados.

Los materiales para el concreto debern ser abastecidos de canteras idneas y aprobadas por la Entidad. Para la obtencin de agregados gruesos que quieran trituracin se requerir de una unidad clasificadora y, de una planta de trituracin provista de trituradoras primaria, secundaria y terciaria siempre que esta ltima se requiera, as como un equipo de lavado. Estos equipos debern estar provistos de filtros para controlar la contaminacin ambiental.

La planta de elaboracin del concreto deber efectuar una mezcla regular e ntima de los componentes, dando lugar a un concreto de aspecto y consistencia uniforme, dentro de las tolerancias establecidas. La mezcla se podr elaborar en plantas centrales o en camiones mezcladores. En cual quiera de los dos casos debern proporcionar mezcla uniforme y descargar su contenido sin que se produzcan segregaciones; adems, estarn equipados con cuentarrevoluciones.

El concreto se podr transportar a cualquier distancia, siempre y cuando no pierda sus caractersticas de trabajabilidad y se encuentre todava en estado plstico en el momento de la descarga. Para obras de esta magnitud se estima el uso de camiones concreteros para el transporte (Mixer).

Pavimento de Adoquines en Concreto: Consiste en la colocacin de una capa de arena, la colocacin, compactacin y confinamiento de adoquines de concreto y el sello del pavimento, de acuerdo con los alineamientos y secciones indicados en los documentos del proyecto.Teniendo en consideracin los trabajos o actividades requeridas para la elaboracin, transporte, colocacin, consolidacin y acabado de una mezcla de concreto hidrulico, la misma que requiere la utilizacin de equipos especializados en cada fase, se debe de considerar dos actividades bien definidas, la preparacin del concreto hidrulico y el suministro e instalacin del mismo.Para la preparacin del concreto hidrulico en sus diferentes variedades y tipos en obra, se requiere de la instalacin de una planta de preparacin de materiales que contenga una clasificadora y una chancadora. Sin embargo para la preparacin en s de la mezcla de concreto hidrulico, si se requerir de una planta de concreto que demandara de la habilitacin de un rea seleccionada en el rea de influencia del proyecto, y posterior montaje de los equipos.

6. Captulo de Obras de Arte y Drenaje:Este captulo trata las actividades o partidas conformantes de los trabajos necesarios para la construccin de obras de arte u obras de drenaje, obras que pueden ser badenes, canaletas de coronacin, alcantarillas, etc. El presente captulo seala las consideraciones tcnicas para los trabajos de excavacin para estructuras, los rellenos para las estructuras con material propio o de prstamo, el concreto, el acero de refuerzo, tuberas de concreto reforzado y tuberas metlicas corrugadas (suministro e instalacin), sub drenes, cunetas revestidas de concreto, geotextiles (uso e instalacin), separacin de suelos de sub rasante y capas granulares con geotextil, sub drenes con geotextil y material granular, as como el suministro e instalacin de geotextiles para pavimentacin.

7.Captulo de Sealizacin y Seguridad Vial:Este captulo trata las actividades o partidas conformantes de los trabajos necesarios para la sealizacin de la va. Las mismas que son: Sealizacin Vertical PermanenteSeales preventivasSeales regulatoriasSeales InformativasElemento de soporte de sealesDelineadoresMarcas permanentes en el pavimentoGuardavas metlicasCaptafarosPostes de Kilometraje

GRACIAS

***********************************