Читать книгу Ejecución de bordes de confinamiento y adoquinados. EOCB0209 - José Luís Cortabarra Gordillo - Страница 6

Capítulo 1

Preparación y mejoras de superficies a pavimentar

1. Introducción

A lo largo del presente capítulo sobre la preparación y las mejoras de las superficies a pavimentar se verán los diferentes tipos de explanadas y sus características, los procedimientos de limpieza del terreno, de compactación, de actuación en caso de humedad, y la nivelación de las superficies a pavimentar.

Se hablará sobre los tipos de tramos singulares que se pueden encontrar en las superficies, y por último se explicará cómo realizar las operaciones de refinado y mejora del terreno en las extensiones a pavimentar.

2. Explanadas, tipos y características: humedad, limpieza, compactación y nivelación

Los firmes están compuestos por un conjunto de capas horizontales superpuestas con diferentes espesores y distintos tipos de materiales correctamente compactadas que se apoyan en la explanada a través de máquinas de movimiento de tierras y que deben soportar las cargas de uso previstas.

Nota

Es importante realizar un firme adecuado al tipo de carga que va a soportar para el correcto funcionamiento de los pavimentos.

El pavimento es la parte superior de un firme que debe aguantar los esfuerzos ocasionados en su superficie. Todo esto proporciona una superficie cómoda y segura.

El firme está constituido por la explanada, la sub-base, la base y el pavimento, y sus funciones principales son:

1. Proporcionar una superficie de rodadura cómoda, segura y de características permanentes durante toda su utilidad.

2. Soportar los esfuerzos del tráfico pesado y repartir las presiones verticales ejercidas por las cargas.

3. Proteger la explanada de la intemperie y de las precipitaciones que afectarán la resistencia al esfuerzo de los suelos.

Nota

Los firmes se clasifican en dos grandes grupos, firmes flexibles y firmes rígidos.

Las diferentes capas que componen la superficie a pavimentar se extienden con el material en tongadas sucesivas hasta conseguir el grado de compactación requerido.

El espesor de las tongadas después de su compactación no deberá superar los 25 cm en la capa base, salvo que especifique lo contrario el proyecto o el jefe de obra. En la capa de sub-base el espesor estará comprendido entre 10 o 15 cm. La capa base llevará mayor grado de compactación que la sub-base y al final se enriquece con una capa rígida de hormigón.

Durante la ejecución de los trabajos de extendido y compactado hay que tener en cuenta que se deberá respetar la pendiente necesaria para permitir una correcta evacuación de las aguas. (Se recomienda una pendiente mínima del 2%).

Actividades

1. Buscar en internet diferentes imágenes de explanadas en la que se aprecie la pendiente, ya sea del 2% o superior.

Una vez se haya extendido cada tongada se humedece el material en caso necesario, especialmente en tiempo seco y caluroso o con fuerte viento. Si la humedad del material es excesiva se procederá a secarla añadiendo mezcla de materiales secos. Una vez que se consiga la humedad más conveniente se procederá a la compactación.

Nota

Para saber la densidad seca máxima de un terreno se realiza el ensayo “Proctor”. Esta densidad seca máxima se define como “densidad seca Proctor 100%”.

El valor Proctor 100% resultante en los ensayos previos se utiliza para medir el grado de compactación del terreno.

La superficie a pavimentar se compone en principio del material natural existente en el terreno, y la realización de los trabajos previos consiste en conseguir un mayor rendimiento.

El procedimiento para preparar y mejorar la explanada es el siguiente:

1. En primer lugar se procede al despeje eliminando aquellos obstáculos que se encuentren e interfieran en la actuación de los equipos de movimientos de tierra.

2. A continuación se llevará a cabo el desbroce del terreno retirando el resto de cobertura vegetal que no haya podido ser eliminada durante el despeje.

3. Seguidamente, el área a pavimentar ha de ser excavada o rellenada para conseguir los espesores, las pendientes y los niveles para la cota adecuada requeridos por el proyecto de obra, procurando que sean mínimas las desviaciones.

4. A continuación se retirarán o desviarán servicios, como pueden ser líneas eléctricas, tuberías de abastecimiento de agua, alcantarillado, líneas de comunicación, interferencias con líneas férreas, etc. y se protegerá la obra de daños contra precipitaciones y demás agentes atmosféricos.

5. Se compactará la explanada con un compactador, que es una máquina autopropulsada de gran peso, dotada de uno o varios rodillos o ruedas que planifica y da la compactación requerida al material de forma muy esmerada, o con compactadores vibratorios compuestos por un cilindro metálico vibratorio liso (con o sin tracción) que realiza la compactación. Se cuidará que la explanada esté seca y con buen drenaje. Para poco volumen y superficie de compactación se pueden utilizar pequeñas máquinas como el pistón de mano.

Nota

La nivelación consiste en modificar el terreno superficial mediante cortes y rellenos para conseguir la pendiente adecuada facilitando el drenaje superficial del terreno.

Máquina compactadora

Actividades

2. Realizar un esquema o mapa conceptual donde se incluya el procedimiento para preparar o mejorar la superficie a pavimentar.

Aplicación práctica

Miguel se encuentra trabajando en el acondicionamiento de una explanada para la construcción de una carretera, actualmente un tramo recto de 1,5 Km. ¿Cuál será el último paso que se deberá realizar? ¿Cree que por las características de la obra se podrá realizar de forma manual?

SOLUCIÓN

El último paso que se deberá realizar en la preparación de la explanada es la compactación del terreno, para lo que no podrá usar maquinaria manual debido a la longitud del tramo. Lo más apropiado será usar una máquina compactadora.

2.1. Normativa

La normativa que va regular la clasificación y tipos de explanadas es la Orden FOM/3460/2003, de 28 de noviembre, por la que se aprueba la norma 6.1-IC “Secciones de firme de la instrucción de carreteras”. En base a esta norma se diferenciarán los tipos de explanadas según su capacidad en relación al tráfico, ya que es una norma elaborada para la construcción de carreteras, aunque esto será transferible a otras explanadas.

La definición que se propone en la normativa anterior para las explanadas es la siguiente:

La explanada es la parte superior del terreno natural. Se pueden encontrar de tipo horizontal o inclinada. Según su forma pueden ser rectilíneos (el talud es plano), curvilíneos (el talud es una superficie cónica) o mixtos.

La función principal de las explanadas será absorber las cargas que transmite el firme. Según esta capacidad de carga se podrán dividir en diferentes tipos para lo que se realizan dos ensayos que definen su calidad:

1 Ensayo de placa de carga.

2 Ensayo CBR (California Bearing Ratio).

En función de los resultados de estos ensayos se pueden diferenciar tres tipos de explanadas: E1, E2 y E3, y que están definidas por su índice de CBR mínimo o según el módulo de compresibilidad en el segundo ciclo de carga (Ev2) del ensayo de placa de carga.

Valores de ensayo CBR:

1 E1: (5<CBR<10) explanada deformable.

2 E2: (10<CBR<20) explanada poco deformable.

3 E3: (CBR>20) explanada muy poco deformable.

Valores de ensayo de placa de carga:

1 E1: >60.

2 E2: >120.

3 E3: >300.

La formación de las explanadas de las diferentes categorías depende del tipo de suelo o de la obra de tierra subyacente y de las características y espesores de los materiales que se disponen.

Según el tipo de suelo, en el caso de los desmontes, o de la obra de tierra subyacente, en el caso de rellenos (pedraplenes, terraplenes o rellenos todo-uno), se distinguen las siguientes clasificaciones:

1 (IN) Inadecuados y marginales.

2 (0) Tolerables.

3 (1) Adecuados.

4 (2) Seleccionados.

5 (3) Seleccionados con CBR>20 en las condiciones de puesta en obra.

6 (R) Roca.

Nota

Si la formación de explanada está destinada para el soporte de tráfico de vehículos pesados deberá regirse por una serie de tablas de clasificación que dependen de la categoría de tráfico pesado regulada por la Orden FOM/3460/2003, de 28 de noviembre, por la que se aprueba la norma 6.1-IC “Secciones de firme de la instrucción de carreteras”.

Formación de una explanada

3. Estudio y definición de tramos singulares: alineación curvas, vados y otros

Los tramos singulares son aquellos en los que se observan irregularidades por el terreno y falta de capacidad estructural que afectan a la explanada o tienen origen en ella.

Las alineaciones pueden ser rectas y curvas. Se procurará que la longitud de las alineaciones forme un conjunto armónico con el trazado.

En esta carretera se puede observar la sucesión armónica entre tramos rectos y curvos.

Las alineaciones curvas deben tener una longitud mínima y una línea adecuada para que la curva tenga una variación gradual y aceptable.

Los vados para peatones son tramos singulares previstos para facilitar el paso de las personas. Este tipo de vados deberá tener una altura mínima de

2 cm con el borde redondeado.

Vado para peatones

En cambio en los vados para vehículos se evitarán los desniveles y se prepararán respetando los itinerarios peatonales. Se resuelve rebajando el bordillo.

También son tramos singulares los que se forman en las alineaciones curvas con rasante o aquellos que se producen en tramos cortos donde el drenaje es insuficiente. En estos suelen haber blandones o corrimientos por las lluvias, esto puede producir deslizamientos (hidroplaneo o aquaplaning). También por bajas temperaturas, en las alineaciones curvas, puede haber riesgo de deslizamientos. Los cruces y las intersecciones a otras explanadas también se incluyen como tramos singulares.

Hidroplaneo o aquaplaning

Otros tramos singulares son los túneles, ya sean excavados en el terreno o en falso túnel, obras de paso, ensanches de calzada, firmes provisionales, lechos de frenado y zonas de estacionamiento y de parada.

Cruce de carretera

4. Refinado y mejoras de terreno

El refinado y la mejora del terreno es el conjunto de operaciones necesarias para la correcta ejecución de la explanada. Estos trabajos se realizarán después de ejecutar la explanación y antes de iniciar el firme.

Cuando haya zonas que no cumplan el espesor adecuado marcado en el proyecto se procederá a disgregar todo el terreno y a compactarlo para asegurar el apoyo y que la capa contenga el espesor requerido.

En el refinado final se debe ser muy estricto, ya que durante los trabajos previos se pueden provocar deformaciones. Esta operación de refinado se realiza con la motoniveladora.

Motoniveladora

Para el refinado de la superficie se colocarán estacas con indicaciones en milímetros (mm) en el eje y bordes. La distancia entre las estacas no superará los 20 m, según indiquen los planos. La superficie terminada pasará por las cabezas de las estacas y entre las estacas. La superficie no será superior o inferior a 3 cm.

Se pueden utilizar sistemas más avanzados, como el equipo fijo de nivelación láser que consiste en un láser giratorio dotado de nivelación automática y ajustable en nivelación. Para ello se colocarán dos mástiles a ambos lados de la cuchilla de la motoniveladora que indicarán al equipo fijo si el resultado del refino es correcto.

Se comprobará que la capa de la superficie no varíe en más de 15 mm utilizando una regla de tres metros y aplicándola tanto paralela como a eje, según en la norma NLT-334 “Medida de la irregularidad superficial de un pavimento mediante la regla de tres metros estática o rodante.

Una vez se haya terminado la realización de estas operaciones de refinado y mejorado de la superficie, debe haber un periodo de curado, sin tráfico, de entre tres y siete días. Se mantendrá con un riego ligero acompañado de una pasada de rodillo liso sin vibrar para sellar la superficie.

Actividades

3. Realizar una búsqueda en internet y comparar diferentes equipos de nivelación láser.

4. Buscar información sobre cómo se realiza el ensayo CBR (California Bearing Ratio).

5. Resumen

En este capítulo se ha podido ver la constitución de un firme y sus funciones principales, así como los tipos de explanadas definidas a través de los ensayos.

Se han estudiado también los procedimientos para preparar y mejorar la superficie a pavimentar mediante las operaciones de limpieza del terreno y la compactación, así como solucionar los problemas de humedad y de nivelación.

Se ha visto la definición de tramos singulares y los tipos que existen: las alineaciones curvas, vados, cruces, y otros, describiendo cada uno de ellos.

Por último se han mostrado las operaciones de refinado y mejorado del terreno para dejar la explanada preparada para las siguientes fases.

Ejercicios de repaso y autoevaluación

1. Complete la siguiente oración.

“El ____________ es la parte superior de un ____________ que debe ____________ los esfuerzos ocasionados en su ____________. Todo esto proporciona una ____________ cómoda y segura.

2. Sopa de letras. Busque las partes que componen un firme.

E	E	O	R	V	C	I	P	S	B	A
S	J	X	S	Q	A	P	A	U	A	B
A	E	Ñ	P	B	O	C	V	B	S	S
B	D	A	L	L	P	S	I	B	E	X
B	Y	E	A	A	A	L	M	A	K	N
U	I	U	R	V	N	N	E	C	F	A
S	Z	A	C	W	B	A	A	L	M	T
M	B	A	R	R	N	O	D	D	R	H
P	A	V	I	M	E	N	T	O	A	L

3. De las siguientes frases, indique cuál es verdadera o falsa.

El espesor de las tongadas después de su compactación deberá tener una profundidad de entre 10 o 15 cm en la capa base.

1 Verdadero

2 Falso

Si la humedad del material es excesiva se procederá a secarla añadiendo mezcla de materiales secos.

1 Verdadero

2 Falso

Una vez se haya extendido cada tongada se procederá a la compactación.

1 Verdadero

2 Falso

El valor Proctor 100% se utiliza para conseguir un mayor rendimiento en los equipos de movimiento de tierras.

1 Verdadero

2 Falso

4. ¿Cuál es la definición que se propone en la normativa para las explanadas?

5. Relacione los siguientes elementos.

1 Ensayos.

2 Explanadas.

3 Compactador.

1 Máquina autopropulsada.

2 E1, E2 y E3.

3 CBR (California Bearing Ratio).

6. ¿Qué habrá que realizar para obtener la cota adecuada requerida por el proyecto de obra?

7. El segundo paso a realizar para preparar y mejorar la superficie a pavimentar es:

1 Se retirarán o desviarán servicios.

2 Se procede al despeje.

3 Ha de ser excavada o rellenada para conseguir los espesores.

4 Se llevará a cabo el desbroce del terreno.

8. ¿Cuál es la pendiente mínima que deberán tener las explanadas para la evacuación de las aguas?

1 8%

2 1%

3 2%

4 5%

9. Ordene temporalmente las siguientes acciones para el proceso de mejora de la superficie a pavimentar.

1 Desbroce del terreno.

2 El área a pavimentar ha de ser excavada o rellenada para conseguir los espesores.

3 Compactación de la explanada.

4 Despeje del terreno.

5 Retirada o desvío de servicios.

10. Detecte el error del siguiente texto.

“La función principal de las explanadas será absorber las cargas que transmite el subsuelo. En función de ello se podrán dividir en diferentes tipos”.

11. ¿Qué son los tramos singulares en la explanada?

12. Los vados para peatones son desniveles previstos para facilitar el paso de los mismos. Este tipo de vados deberá tener una altura mínima de...

1 ... 2 m con el borde redondeado.

2 ... 2 cm con el borde redondeado.

3 ... 1,5 cm con el borde redondeado.

4 ... 3 cm con el borde redondeado.

13. ¿Cómo se realizarán los vados para vehículos?

14. Una vez que se hayan acabado las operaciones de refinado y mejorado de la superficie de la explanada se deberá dejar un periodo de...

1 ... curado.

2 ... secado.

3 ... humedecido.

15. Complete el siguiente texto.

“El ____________ y la ____________ del terreno es el conjunto de operaciones necesarias para la correcta ejecución de la explanada. Estos trabajos se realizarán después de ejecutar la ____________ y antes de iniciar el ____________”.