ED. CAMACOL. CRA. 63 49$W < ‘P. 6:. TEL: (94) 2300211; A.A. 52816: MEDELLIN/ ED. SCA. CRA. 6 26-65, P.7; TEL: (91) 2828972: A.A. 19991; BOGOTA

INSTWTO COLOMBIANO DE PRODUCTORES DE CEMENTO 4-35-607

1. INTRODUCCION.

El concreto es una mezcla homogenea de cemento, agre-gados, agua y en algunas ocasiones, aditivos, con unasproporciones especificas para la aplicación deseada, de talmanera que se pueden tener diferentes clases de concreto,cada una de ellas con unas propiedades particulares detrabajabilidad, resistencia a la compresión y a la tensibn,durabilidad, resistencia al ataque qufmico y a la abrasión,etc.

El concreto compactado con rodillo se denomina asf de-bido a que presenta un contenido de agua bajo que exigepara su colocación una energfa de compactacibn altasimilar a la que dan los equipos de rodillo vibratorio.

El concreto compactado con rodillo en estado fresco po-see una consistencia seca y una relación entre los agre-gados, el cemento y el agua que permite la circulación delos equipos vibratorios de compactación antes de que seempiece a endurecer. Cuando se dan las reacciones dehidratación del cemento, el concreto compactado conrodillo presenta una resistencia a los esfuerzos de traccióngenerados por la flexión, compatible con los esfuerzosinducidos por el transito que circulan5 por el pavimentocon el construido.

2. HISTORIA.

La idea de compactar concreto con rodillo surgió lenta-mente al ir acumulando experiencias con la construcci6nde bases tratadas con cemento, tales como el suelo-ce-mente* y las bases de concreto pobre; por lo que no esposible determinar el momento exacto en el cual apareci6este material. Sin embargo, la primera vez que se hablóacerca del concreto compactado con rodillo fue en 1970,

durante la conferencia dictada por Jerome M. Raphael“La presa de gravedad 6ptima” (l), en la cual se hizoénfasis en la importancia de mejorar la calidad de losmateriales de relleno para disminuir las secciones de laspresas. A partir de entonces se han construido variaspresas en diferentes lugares del mundo, con unas condi-ciones ambientales muy diferentes entre si, lo que hapermitido sacar conclusiones importantes para depurar?a-técnica. 4

En cuanto a la aplicación del concreto compactado conrodillo para la construcción de pavimentos, tiene su ori-gen en Barcelona, Espatía, alrededor de 1970 (2) cuandose utilizó para la pavimentación de vfas de transito livia-no en urbanizaciones, calles y carreteras secundarias.

Actualmente hay unas 40 presas construidas o diseñadascon concreto compactado con rodillo y en pavimentaciónse tienen registros de casi 10 millones de metros. cuadra-dos, de los cuales merecen destacarse más de 4 millonesen Cataluña (España) (3). Sus aplicaciones han ido ga-nando terreno y hoy se tienen experiencias en la pavi-mentación de pistas de aeropuertos (4), en las areas dealmacenamiento de terminales de carga ferroviarios ymarftimos (5, 6) y en los accesos y depósitos de la in-dustria forestal (7).

En 1980 se creó en el ACI el Comité 207SR para traba-jar sobre la adaptación del concreto compactado con ro-dillo para obras con uso intensivo de este material.

3. DISEÑO DE LA MEZCLA.

El concreto compactado con rodillo es un concreto conbajo contenido de agua, lo cual implica que para su co-locación y compactación no sea suficiente la energfa que

1

4

con exactitud en forma cuantitativa.

transmiten los vibmdores de aguja ni las reglas vibratoriíisconvencionalesyqneporlotantoserequiera&laque.~losrodillosvibntoriosp8ralacompactaci6ndCba#sglZUNlhCSO tzonaem asfúltim. Esta exigellciacoostndvaubligaanaliPrajustesenlos~tra-dicionales de disefko cle mezclss de concreta% especial-mente en lo nferente al contenido de agua y en la rela-ción entre los agregados gruesos y finos, con el 6n deobtemr una estNctura granuhu capaz de soportar losequipos de const~cci6n y la mAxima densidad posible.

122d ’ I 1 I 1 I

4.85 4.75 5.27 53s 5.a us

colltenido de humedad (5%)

Pigum 1. Relaci6n entre la densidad y el cont&ido dehumedad del concteto compactado con rodillo.

Figura 2. Relaci6n entre la resistencia a la flexi6n y ladensidad del concreto compactad0 con rodillo.

2

LQS ajustes en el dísefIo de mezclas se debe41 orienuhacialabtkqeda&lcolltemdodeaguaquepum.itaokeoerlamSxim~ckndAIll.puessehademosmuio4petal corno sucede con 1G mezclas de suelo-cemento existeun porcentaje de humedad para el cual se obtiene lam&rima densidad cun una energfa de compactaci6n dpda,(ver la Figura 1) (8), y ademAs la dstencia a la flexióaaumenta linealmente con la densidad, tal como se indicaen la Pigura 2 (8).

En la Figura 1 el contenido de humedad estA defmidocano el cociente entre el peso del agua y el peso delcemento m4s el de los agregados saturad4s y superfícial-mente secos.

En cuanto al contenido & cemento este se fija con baseen los &$sit. $e resis.e~ a alcanzar.

! 4 1 1. ; g.* l

Id&l iolio lo & &Ai.- eville (9) “Deberla explicarseque un dise60 en el sentido estricto & la palabra no esposible. Los materiales usados son esencialmente vtia-bles y muchas & sus propiedades no pueden ser tasadas

Asf pues, nosotroshacemos ticamente una suposiciba racional de las com-binaciones óptimas de los @dientes. No es sorpren-dente, por lo tanto, que para obtener una mezcla satisfac-toria, no solamente tengamos que calcular 0 estimar lasproporciones del material disponible, sino que debamoshacer mezclas de prueba, revisar las propiedades de esasmezclas y ajustar sus proporciones, hasta obtener unamezcla satisfactoria”.

Teniendo en cuenta las anteriores consickaciones. loscontenidos iniciales & los materiales para las mezclas deconcreto compactado con rodillo est&n en los rangos in-dicados en la Tabla 1.

El disefIo de la mezcla se inicia compactando con unaene@a constante, normalmente igual a la del ensayoProctor Modificado, diíkrentes relaciones entre los volú-

MATERIAL RANGOEN%DELPE!SOTWAL DE MATERIALES

Cemento 12 - 15Agua 4 -6Agreg~o grueso 46 - 52Agregsdofino 38 - 42Relaci6n agdcemento 0,30 - 0,35

Tabla 1. Rangos aproximados de la presencia del ce-mento, los agregados y el agua en el concW0 compacta-dOCOlllOdill0.

merwdeagregadofhoygnK%oyalgdícarloslesul-tdos&leasayo,seo~~unncurvasimilara.laqutsemuestra en la Figura 3. Este p-0 permite dc-terminar la relaci6n de agregados que se va a empleardurantelamezcl4laadesaquellaparalaqueseob-tiene la mhxima densidad (10).

El contenido de agua se encuentra realizando nuevamenteensayos de humedad contra &nsida& pero esta vez, conuna energfa de compactaci6n similar 8 la que se tend@ enel campo, con la relación de agregados encontrada y va-riandoelcontenidodelmmedadhastahallarlaqueper~

mite obtener la mkima dehdad posible.

Luego,seelaboran&betudfadkucon~pdUcidosUXllUMolItddos&~gCegrdory&8gU8&-tedm&scomo.se~ycul~csa#dardecemeoto,parafall8da8atracci6n-orcm-presi6nya8f&fmirelconteMo&cemes#op8c8.eldse alcanzan los requisitos de resisada data&3 . Hayque advertir que los resultados obtenidos con los ensayos&saitosse&benenteuWcomouaraprodwi6naI8clodhcSndecampoyaqueella&berj9wrnepafaIrrcxmdicionea especllicas de trabajo, ea eqecial en lo refe-rentealaenergfadecompoccacióa

Agregado grueso

Figura 3. Curva dpica del ensayo de compactach, paradiknmtes relsaooes entre agregados.

4 MATERIALES.

4.1 Agregados.

Los agregados generalmente ocuphn entre el 75%. y d85% del volumen del concxeto compactado con rodillo;&ahfquetenganunagmnimportahaenlw~pr+&des&lmaterialtaMoenestadofruw-admeci&.

,,: ‘.El tando mhimo de agregado deseado oscila entre 40y 20 mm, prefiridndose tandos mhimos mhores dedwnos al hite inhior indicado, con el fm de contmltw lasegregadn de la mezcla en estado fmsco (ll).

3.Encuantoalaprodehadelosagregrdw,sspduealosobtenidosportrituraci66alosextrakbene~cionesalwhles,debidoasumenbr~a~gar-se, adn cua&~ son ma8 diiWc8 & comp8cW.~. Ss~ntcfwmienda qned menos-2/3 parteadel voiumaldt agmga-

PRExHPcxON ESPAÑOLA

25 m m20 m m16 m m10 m m5 m m2 m m

0.4 m m0.08 m m

46 QUE PASA

10088 - 10070 - 8750 - 7035 - 5018 - 3010 - 20

10085 - 10075 - 10060 - 8342 - 6330 - 4716 - 279 - 19

25.419,l12.79.5

4,762.381,19

0,5950,2970,1490,074

CUERPO DE INGENIEROS

96 QUE PASA

m mm mm mm mm mm mm mm mm mm m

10083 -lace72 - 9366 - 8551 - 6 9 ‘338 - 5628 - 4 61 8 - 3 6

.,‘8- 27- .,B .-

2: 8

Tabla 2. RecomendaQooes grawlom6ti.

4

4.2. Cemente.

1con ella y con otra

dos sean triturados me&nicamente, para lograr una capa-cidaddesojwrtealta,sufkienteparaquelosequiposdecompaUacidn.idcbe 80 laborinmedintamente ae descar-gwel4zoatmo’ul.dpi8o. Eatacapacidadportrnasepukhevalmusometierhpfvbttu,cuya&nsidadseacomomInimo~el97~&lEnsayoPructor,alensayodelCBR sin sotmcga ni satorad; el 4th debe sersuperior a 65%.

cemento adicionado elaborado con las siguientes prwpor-ciones: 475 5b de clinlrer pordar& 25% de yeso y 50%de ceniza volante.

Aunque la Tabla 3 es el resumen de una investigacióaparticular sirve como Wice de las resistencias que sepueden alcanzar usando cemento producido con adicio-Dt?S.

Ls gmdmeda & los agregdos debe ser continua,esable, densa y tal qme unida al cemento preseate unacahlad & ñnoe aum para lograr una buenacompactac& L a s grantllomebfas recomendadas en elPliego de prescripciones T6cnicas Espa6olas (12) y por elCuerpo de Ingenieros de Estados Unidos (13) se indicanen la Tabla 2. Para lograr una curva granulomCtricaajustada a las condiciones de cada proyecto, serecomienda almacenar los agregados en dos pilas,separadasporeltamabo5mm.

4 . 3 %ua

El agua que se utiliza en la elaborxi6n del concretocompactado con rodillo no debe contener materia orgti-ca, s6lidos en suspensión, ni aparecer contaminada pordesechos industriales; la manera & determinar si un agua 1especifica se puede utilizar consiste en elaborar probetas

& reconoci& calidad para fallarlas acompresión y si las resistencias obtenidas no varian enmás del 10% (9), se puede aceptar la fuente de agua enestudio.

Las exigencias fIskas ;y mechicas son bíkicamente lasestablecidas en Ir Norma ICONTBC 174: Especificacio-nes de los agregados para hormigón.

4.4 Aditivos.

IEl uso de aditivos está orientado hacia los retardadores defraguado para prolongar y garantizar que se dispoti detiempo suficiente para lograr la compactación exigida.

Los cementos tipo 10 tipo II son adecuados para producirconcnzto compactado con rodillo. Por razones técnicas yecon6micas cada!dia se otilizan m8s las mezclas de ce-mentos y cenizss volantes, lleg& hasta proporcionesdel 50%; algunas de ellas realizadas en las obras, prefi-ridndose que lss mezclas sean hechas en Ia fábrica decemento para garantizar la uniformidad y htnnogeneidad.

5. PROPIEDADES.

La Tabla 3 es un resumen de las resistencias logradas enEsp&a en un concreto compactado con rodillo con un

Las propiedades más significativas en el concreto com-pactado con rodillo son las mismas que para el concretoconvencional y si bien se reconoce que la resistencia a lacompresión es la caracterfstica más representativa delconcreto, hay otras muy importantes como el Módulo deElasticidad, la resistencia a tracción y al corte, los cam-bios de volumen, la permeabilidad, la durabilidad, etc.

CONTENIDODE CEMENTOADICIONADO

%enpeso

1 0111 21 31 415

RESISTENCIA EN ELENSAYO BRASILEROOrJ3fl~2)

a7días a2gdías a9Odías

11.2 18,4 22,413,3 24s 30,619.4 29,6 35.723,5 35,7 46,926,5 36,7 50,o27,5 36,7 53,o

Los menores contenidos de agua y de pasta en el concretocompactado con rodillo, respecto al concreto convencio-nal, son los responsables de las diferencias en el compor-tamiento entre ambos concretos. Por fortuna para eldesarrollo de esta t&nica los efectos de las variaciones delas proporciones de agua, pasta y agregados ya han sidoestudiados ampliamente.

Para el concreto compactado con rodillo aplicado en lapavimentación existen dos propiedades que son preponde-rantes; la resistencia a los esfuerzos por flexión y la resis-tencia a la fatiga, debido a su incidencia en el espesor delpavimento.

5.1 Resistencia a la Compresión.

Tabla 3. .ùlfluencia del sontenido de cemento con Cuando el concreto está totalmente compactado, la Resis- radiciones en la resistencia a tracción indirecta y su tencia a la Compresión es inversamente proporcional a laevolución con la edad relación aguakemento tal como lo indica en Ley de

Abrams, cuya tepresentación esquemtttica be muestra enla Figura 4.

<

Debido a las bajas relaciones agus/cemenio de los coh-cretos compactados conmdillo, se alcanzan altas Resis-tencias a la Compresión, cuaudo se logia ia compactachhadectiada.. ’

5.2 MW de Rotura.

Al igual ‘que en el concreto copvencional, en el compac-tado am rodillo existe ma buena ‘correIaci6n entd laResistencia a Tracción hdi&ta y el NMulo dehotura,tal ccimo lo’indica la Figura~5 pj en la cual se puedinapreciar las conelacionés para ti chs itwestig&ios;puede apreciarse que ambas sou hales. El desfase en-tre las lfneas se debe a las condicioaeS e+cfficas decada proyecto. Lo cierto es que para unas condicíones ymateriales fijados con anterhidad existe una excelentecorrelachh (15) entre el Wdulo de Rotura y la Resisteu-cia a la Comp1&6n.

5 . 3 Resistt&aalaFatiga.

El concreto compactado con rodillo presenta un compor-taniiento a la falla por fatiga similar al que presenta elconcleti convencional,t;ncomolo~~~Figura6(la), en la cual se observa que la falia es funci6n de íarelación de los esíberzos aplicados.

5.4 Propiedades dasticas.

Los principales factores que afectan las propiedades el&-

RdaeMn agua/cemeMo ‘

Figura 4. Ley de Abrams. ,

ticas del concreto son la edad, las carad&& del a-gregado, la relación agua/cemento y la calidad de la pas-ta. ” ;. ‘i <-, , ‘ 1 -. <.

Un concnzto comp& cán rodillo, producido y Colo&&. &&,.&&,&. ‘ti‘,,& .sl m&,o,. a tie tio ‘h&elevado, Mdulo de Elasticidad que el de un ctmcfetb~convencional producido con el m+mo agregado.

r. ,; /El ctmpo de In&niero8 ¿lk l~-zswosXJ~ ha kza;mido en ti ~&túdios que el ‘lU6t?ulo ?ie Elasti&W&lconcreto compactado CT rodillo es áe 280 000 kBf/cm” yel M&lulo d Poisson de alS (17).’ ’ .

I .

Figbra 5. CdlaM eiitncd ,hMdtdt-& RW a ãldfa8 y el ensayo ,& traccibn Whcta a sietc&5.“ **,.1 ‘, .> :, .,

i

veocionales, debido

5.5 .Retracc& ! <

La retracción en el &ti,‘i&pactadO~ con rodillo esinferior a la que se presenta en el concreto coovencionaldebido al menor cuwnido Oqlagua y;a uu mayor awm*~$3 de loS: agregados &e mtriuge el mo*to & re-Qllcci60. ,1,

Para una resistencia dada, un concreto de baja trabajabi-li@d~m4sagSgadoqueqnam~,Scladealtatra-k@Gli&@(laprimeraa@adaconelconcreWcompac-ta&xcoo rodillo, Ia segunda con el couueto convepcio-oal) para un tamafh m;lximo dado y por lo tanto menosretracci6n (9).

La inkkncia de la Aacióa aguakemeoto i ‘del conteni-do de agregados se indica en la Figura 7. Se puede a-prec&u como, para una relación aguakemento de 0,35, alpasar del 7096 al 809b de contenido & agregado por vo-hundo la xetracci60 se re¿hce a casi la mitad

6. DISEBO DEL WPESOR DEL PAVIMENTO.

Tal como ocurre con los pavimentos de conc=to (18) l&variables en el dise80 del espesor & las losas construklascon concwto compactado con rodillo son: La capacidad& soportede la submsante y base;la carga por eje, lafrecuencia de aplicachh &, las cargas y el espesor y Re-sistencia a la Flexióa del concreto.

Lo6 m6todos.e dise6o de-pavimentos de co-t0 0 rfgi-dos, eda aria b6sictWeOte q4.letermiOSr el espesornecesario para asegurar que no se presente la fatiga poresfue= a flexióa en el pavimento aotes de que se cum-

% de volumen

0.4 0.S 0.0 0.7 0.0

Relación aguakemeoto

Fii 7. . Iofhncia de la relaci6n l gu&emento y el-cwteoido tje agngxlo en la contracchh.

6

plalavidalkil, Para$has0esp+fi~deldisefko&pavimentoS de concreto compactado coh rodillo elpmcedbieoto es el mismo y difiere s610 en locorrespoodieotel qJ material.

Hap el m-e?0 no ,se @ ejecutado estudios e+usti-vos Sobre el comportamiento y propiedacks del concretocompactado con rodillo, pero los que se hau realizadopermiten concluir que no existen grandes dSeXem+ conel concreto coovencional y que algunas propiedades tie-oea un nivel mSs alto en el conueto compactado, de talmm que la utilizaci6u de los meodos @kkmaks dedifeBo de pav@Wos rfgidos esttín arrojando espeSorescon fqto~s de seguridad amplios, que hacen suponer queen un futuro se &wrolleo .m&aloq: .espedficos que teu-gan en cuenta el mejor c*portamiento del mate&especialmente en lo referente a la resistencia a la fatiga ya la flexih.

Se ha demostrado que los pavimentos con concn%o com-pactado cou rodillo llegan a desarrollar Resistench a laPlexión superiores en un 25% a las de los concretos cou-

bhicamente a las derkd&s alcan-zadas duraute la construcchh

En Vancqver (19) se puso de manifiesto que el compor-tamiemo de los pavheotos de concreto compactado conrodillo comparado con los de concreto convencional essuperior, pues losas cuyos espeso= eran inhiores eu un30% respecto a las de conueto convencional se encon-traban en mejor estado, en heas sujetas a las mismascoodiciooes de carga.

Debido al sistema constructivo de los pavimentos de co&creto compactado con rodillo, la mayorfa de las veces senecesita construir una base que sirva como plataforma detrabajo, capaz de soportar los equipos de constrwchh, yque evite que el concreto en estado fresco, ante la acckhde los compactadores, se contamine con el suelo natural.

7. CONSTRUCCION DEL PAVIMENTO DE CON-CRETO COMPACTADO CON RODILLO.

7.1 Generalidades.

El tipo de equipo usado para la const~cci6n de pavi-mentos de concreto compactado con rodillo es bhica-mente el mismo que se usa para el mezclado, transpotte,colocaci6n y compactación de pavimentos de concztoasfhhico. Como es obvio, por @atarse & un materialdistinto al usado para el que Se disefíaroo los equipos.deben tenerse en cuepta cie#as conskhaciones para eluso de estos, las cuales se dtdladn en los numeralessiguientes (20).

7 . 2 Maclado.

.

7.2.1 Mezclado en plantas port&iles.

E1 concreto compactado con rodillo se puede produ& enmezcladoras continuas destinadas para concreto pobre omuy seco. Estas mezcladoras se caracterizan por tenerejes horizontales que rotau dentro & un tambor fijo ytienen adheridas a ellos unas aspas 0 paletas que agitan lamezck estas mezcladoras se conocen con el nombre de“pugmills”. En este tipo de plantas mezcladoras, losagregados gruesos y finos se incorporan al recipienteprincipal por medio de compuertas controladas, que dosi-fican las cantidades de estos, dependiendo del diseño dela mezcla. El cemento a su vez, se descarga desde el silode ahnacenamiento sobre los agregados por medio de unmecanismo que incorpora la cantidad precisa, de acuerdocon el diseño de la mezcla. Para controlar en formaadecuada la cantidad de Cemento necesaria en la mezcla,se colocan unos tanques entre el silo de almacenamientoy el mecanismo de ahmentaci6n del cemento, los cualestienen una capacidad de 200 a 350 kg para mantener unapresión de cemento constante que asegure un flujo dedescarga uniforme.

Estas plantas se consideran port&iles debido a que todossus componentes pueden ser montados y transportados enu~lil sola unidad de remolque y ensamblarse para su trans-lado en menos de cuatro horas.

7.2.2 Mezclado en plantas convencionales.

Dadas unas condiciones especificas, es factible el uso deplantas estacionarias convencionales de mezclado.

Una de estas condiciones puede ser la existencia de unaplanta mezcladora de concreto cerca al sitio de la obra,que garantice un buen sistema de control y que puedamantener una calidad aceptable en todo momento.

Debido 8 que el concreto compactado con Millo es unmaterial extremadamente seco y de baja densidad cuandono esta compactado, las mezcladoras convencionales ~610pueden llenarse con tres cuartas partes del peso normalpara el cual~est.40 disehhs, asegurando asi una mezclamas homog6nea; ademas los tiempos de mezclado y dedescarga debenser más largos. #Todo esto resulta en unaclisminución de UM tercera parte de la capacidad normalque se tiene para la producción de concreto convencional.

Dado que cualquier .cambio en la cantidad de agua en lamezcla de concreto compactado con rodillo, producecambios drAsticos en sus pro- no se debe alternarla fabricación de éste con concretos de otro tipo.

7.2.3 Tambores J camiones mezcladores.‘,

El uso de tambores mezcladores en ht planta 0 en los

camiones transpprtadores, ha resultado exitos.0 para mez-clar el concreto en algunos casos. Este m6todo es acon-sejable cuaudo se dispone de agregados relativamentelimpios, al igual que de una mezcla con un contenidomhimo de finos. Esto se debe a que los ñnos tienden aaglutinarse, formando grumos .diffciles de mezclar com-pletamente debido a la poca cantidad de agua presente enla mezcla. Es frecuente tambi6n. cuando se usa este sis.tema, que se presenten problemas para la descarga de loscamiones mezcladores; esto se remedia colocando elcamión en una rampa inclinada 30” respecto a la hori-zontal y limpiando el interior del tambor para proporcio-nar una superficie suave, por la cual se puede deslizarfácilmente el concreto.

7 . 3 T r a n s p o r t e s :

El concreto compactado con rodillo para pavimentos ge-nerahneute se transporta en vo4uetas. Esto se debe a lapoca distancia que usualmente existe entre la planta deqezdas y el sitio de la obra (especialmente cuando seusan plantas port&iles) y a lo económico y accesible quees este sistema.

La selección del equipo de transporte se debe hacer de talmanera que se garantice un suministro r$p$lo, agil y efi-ciente para alcanzar y mantener la veJocidad de los equi-pos de pavimentación.

Para disminuir .la segregación, la descarga .de.sde 14camiones se debe realizar a partirde tolvas con alturas decafda lo más pequenas posibles, Tambien es nece&otomar medidas para evitar que las condiciones climAticaSadversas perjud@uen la mezcla; para ello puede, ser nece-sario utilizar lonas que protejap al concreto &, la lluvia yde la desecación durante el transporte.

En algmos casos parti-, donde las condiciones delaobraydelequiposepres~sepuedenusarcamionesmezcladores para el transporte del concreto de la plantarala obra. Estos casos son muy especfficos y, como semenciooó en la seccibn de mezch~&, .&be dafscle mwhaimportancia a la limpieza interior del tambor pamagiliwla descarga y no insumir en demoras innecesarias queperjudiquen el ritmo de CZ&CIC&. y la econonh delproyecto. / :

7 . 4 Colocaei6a .,

.7 . 1 1 e. . . , ,‘.

El proceso & colocaci&r del &ureto. compactado conrodillo forma parte intagal de todo el proceaowostfucti-vo del pavimento. Debkio 8 estndcbe set olenpm-&idoyeficienteparamancenerel~olrodel~s~er9prodel a construcci6n. \ 6’

7

loicial~~ debe asbgurarse ipe la superficie dbodhva a c&&r el izoncreto e& bieh cdmpact@ y en bué-& Y&&ms ‘pti;‘&+ti we”l&.‘snpe&Je &l pavi-

mintó se agi@e en un fbttiro. ‘Es impoktante te&!&cL?u&ti ql+3i3 éspesong de ‘¿x%c~60 del concrlto se¿ie%eo kementar krktre un 1S’y uB 25% con respeko aios be dlsefio bar-a obtener el espesoi conecto chandOf$iiice el’ proceso de compactacA. /

7.42 Equipos.

hl extendido del concreto se puede realizar mediante mo-toniveladoras, extendedoras 0 pavimentadoras usadas paracoocreto asfAltic0 0 con las utilizadas tradicionalmente enla corhucci6n de pavimentos de concreto convencional,aunque con alguna8 modificaciones.

Las motoniveladoras pueden usarse en zonas con geome-itia compleja, por ejemplo en parqueackos y zonas decirctilaci6n ‘de tirbahizaciones; son ÚtiL en -terasdin& las exigen& de regularidad saperficia! no seaomuy altas 0 en camteras que posteriormente Se cubrirhcoo una carpeta de rodadura de concreto asfãltico.

JA m&nivelrdoras tienen la ventaja de disponer degho capacidad y & permitir regar el material sobre unasuperkie muy extensa sin la oecesidad de juntas loogi-tudinales. Sio embargo, tienen el problema de producir&a 1&ninaci6n en la parte superior del pavimento, latuid consiste en la formacibo de capas delgadas con pro-bkmas debido a la mala adherhcia.

Para evitar que eato suceda se pwden hacer dos cosas:U ptimera; extenhr el pavhento con un espesor mayory la seegunda, colocar unos dientes estrat&icamente en lacuchilla de la motoniveladora para romper las huellas &Ias lhog y asf elioioar la lanMaci6n. Claro está queeSesistemartoesntuybuenotWidoaquelosmaterialescfe%mwG se &teriorao cuan&3 son remoldeados.

Las pavimentadoras son máqnhas fhiles de conseguir ‘ymabejar. Coti ellas se puede controlar tanto la pendienteea00 eI bombeo y logrh supe~Y?cies de mejor calidad‘Ad&naltneote garantizan un espesor uniforme con rit-mos de colocacióa basta 1,2 m/min.

En algunas ocasiooes, cuando es necesario colocar el pa-tiento en espesores mayores que 0,25 m, se debenmodificar las extendedoras 0 pavimentadoras de tal formaque puedan manejar volúmenes grandes de material. Paraestosa’esre cooxdable el uso de extendedoras pro-vistas&pisooesore@svihantes,queproduzcanuna+tmpauaci6t~~ficativa que permita cmoseguir unbmeo *l & nguhidad wpertkiak sin que haya nece-sidad de colocar el pavimento en varias capas. *8

Actualmente bay compaMas que se‘dedlcaa a disefía~ yfabricar m+uinas pav@eotadoras adecuadas para la co-l~acfbn del concreto cotipactado Con rodillo, con lasque se e+ii&ui mtichas de las dificulto mencionadasaoterionoeote. Estas m&+as tienen la capacidad ‘&’vi+ y chpactar (a medida. que ‘Iiegati; el concreto)bha un 90% & là densidad 6ptlma, dhiinuyendo asf la’compactach con los &llos y haciendo el sistema ti&@ido y económico.

7.4.3 Procedimiento de colocacián..

Los proceditnientos de colocación del concreto compac-tado con rodillo deben estudhe para cada proyecto enpahular, para evitar en lo posible la formación de juntasMas. Por ejemplo, cuando se pavimentan has rectan-gtilares; contrario a lo que.se acostumbra, debe pavimen-tarse en el sentido más corto para reducir el tiempo entrela ’ colocacibn de dos capas consecbtivas y asf obtenerjuntas frescas de construcci6o.

7.5 Compactación.

7.5.1 Generalidades.

Despu& de la colocaci6n se debe proceder inmediata-mente a la compactación. Este proceso se completa entres etapas: La primera, una compactacibn con rodillovibratorio, la segunda con un compactador de llantas lisas0 neumAtic y la tercera con un rodillo liso (sin vibra-ci6u) para darle mejor acabado.

7.5.2 Equipo.

Los equipos que se usan para la compactach del pavi-mento son de fhil consecucibn. Entre estos equipos seencuentrao los: rodillos vibratorios lisos con un pesomuerto de 9 a ll toneladas y una carga estática lineal de15 a 30 kN/m. Tambih debe usarse un compactadorneumático, de aproximadamente 20 toneladas, & llantasmúltiples, con una presión de inflado apropiada.

El equipo de vibrado debe operarse a una velocidad baja(normalmente menor de 3 km/h) y funciooar am unaamplitud alta y una baja frecuencia de vibracióa, si secumplen estos requisitos puede asegurarse una buenacompactachh

7.53 Métodos y formas de compactaci6n.

Las tres etapas mencionadas en la sección 7.5.1 se llevana cabo de la siguiente forma:

La compactacióa se inicia con el Alillo con los vibmdc+res accionados; el número de pasadas en esta etapa de-peode del tipo del equipo, de lis caracM&cas de la

fundaci6n y del espesor de la capa. Es importante teneren cuenta que en esta etapa el rodillo no debe devolversepor el mismo carril, para evitar que se produzcan ahue-llamientos.

El concreto debe haber alcanzado por lo menos el 97%de la &nsidad del Proctor Modificado y el número depasadaa, geuemlmeute 3 0 4, se debe dew con antelio-ridad por medio de ensayos. En la Tabla 4 se dan datosdel número de pasadas necesarias para alcanzar esta den-sidad con diferentes equipos y espesores de capas. Laamplitud y la &ecuencia con que deben usarse los rodillosno está especificada, ,por consiguiente deben estudiarsepara ca& caso en particular.

La segunda etapa consiste en pasar el equipo con llantasneumáticas una o dos veces para que sellen todas las fi-suras que quedan en la superficie despu& del vibrado ypara asegurar un mejor acabado y calidad. Esta etapa sepuede omitir cuaudo se va a cubrir la supei&ie con unacapa asf&ltica.

La tercera y 6ltima etapa puede lograrse con una o dospasadas del rodillo en forma estática, primero hacia ade-lante y luego hacia aIr& sobre el mismo carril, para bo-rrar lad lmellas dejadas por el equipo con llantas neumá-tiCaS.

Algunas veces se presentan problemas para alcanzar lasdensidades esperadas; esto.se debe a los siguientes facto-lW:

- Baja capacidad de soporte dé la subrasante.- Control deficiente en la humedad del .Concreto Com-

EQUIPO DECOMPACTACION

Pisón vibratorio(mfnimo 400 kg)

Rodillo vibratoriosencillo15 kN/m25 kN/m

Rodillo vibratoriotáadem10 k.N/m20 kN/m30 kN/m

No. MlNlMO ESPESORDE PASADAS MAxlMO (m)

4

66

644

0.15

0,150.25

0.10OJ5

0,25

Tabla 4. Número de pasadas én la primera etapa yespesores máximos para diferentes equipos.

pactado con Rodillo.- Demoras en empezar la etapa de compactacibn.- Errores en los ensayos- La ocurrencia de una descompactación debida a que el

rodillo vibratorio est6 %m&mando con amplitudes devibración mas altas de lo debido.

Estos problemas se pueden evitar colocando el wacnhsobre una subrasante o una subbase de buena calidad,utilizaudo retardadores de ñãguado y rodiUo coo ampli-tud de vibración variable.

7.6 Juntas.

El pavimento de concreto compactado con rodillo tienelas mismas juntas que los de concreto convencional, peroel tratamiento de ellas es diferente debido a la tneaorretracción del concreto compactado y exteudido por ende,un mayor espaciamiento entre aquellas.

7.6.1 Juntas transversales.

Las juntas transversales, que tienen por objeto controlarla fisuración aleatoria como resultado de la contracción,se deben cortar en aquellos pavimentos en que se busqueuna buena apariencia est&ica y no se vaya a recubrirposteriormente con una capa de concreto ‘asf;lltico. Encaso contrario se puede permitir que .se formen espon&neamente.

Cuando se elaboren cortes, se deben ejecutar dm+e lasprimeras 24 horas despu& de compactado el conc&,con un espaciamiw~o, entre 15. y 24 .fl.,* Pefp cua&@efqque sea el sistema, fisura&% aleatoria 0 juMas cortadas,se deben sellar pára buscar la estanqueiti del pavimen-t o .

7.6.2 Juntas longitudinales.

Las juntas longitudinales, en el ,caso de la pavimentacióncon concreto compactado con rodillo, de vias. con unáncho inferior a 10s 10 “, ni, scin:+ari@‘$empre ycuando se puedan emprender las labores & construccióna todo lo ancho de la vfa. En caso contrario se debenevitar las juntas de construcción frfas, colocando y com-pactando el concreto por carriles sn un perfodo inferior a90 minutos, dejando de compactar unas franjas de 0.20 a0,30 m de ancho en el borde de los carriles adyacentes,para luego compactar simultlneunente las dos franjas;El esquema del proceso constr+iti?,,~ +ii+ .en la, F$gura 8 .‘(2i)I Po I

7.6.3 Juntas frías.

LaS juntas f&s púeden serlongitüdínaIes 0 tra&ersalesy se deben en principio a dos razofiex La primera a là

9

~~~~ytstryi60 por fdas en el suministroíilnhd6n &-lajurda laboral y,

h sellpadr, a las limitaciones del equipu constructiw.., ,..?, ‘.

LmjwW frh8 &beo..ted unplm veatic el cual seebtiene cortaodo el concW0, cuando dn :se. encuentrahaco, con la ayuda de la cuchilla de la motoniveladora.Aikdkciar h BoLlstNcci611 se &twarga el concreto a lobgo&lajumta~~0011elsob~rnccesarioparaIggpr Ia dtum de cxmxeto compaásdo drwea60 segb eldido. B8te sob1ee8pesor es bueoo colocado.tambi6n en01111 banja de unos 8 cm de sncho sobre el concretoem & la junta para, antes de permitir la circu-lai60 ch los equipos compactadores, empujar el concretoba&dcuncxeto&eaco,conlaayuda&unxastro.A. .txmamdn 8e baoca circular lo8 compactadores a lohrgo de la jarrtr, co0 el rodillo montado 030 m sobre elcaaaetofrescocomoseindicaenlaFigura9.

L88 juntas de exprmsióa no son necemrias en los pavi-meato8 de. concreto a menos que se necesite protegerc!smwtumsquese tmmln&a deotro del &ea a pavimen-tat, en cuyo caso se ‘deben 8eguY las mismas recomenda-

2 OaSadas

. 30 a 45 cmsin Compactar

compactar la junta fresca

Se repite la secuencia con la otra franja

ciwqoe para los pavimentos de concreto convencional.:. ,

Las juntas long&udinales & constfucci6u se ejecutan de-jando sin compactar, temporalmente, una franja de m6s 6menos 025 m de ancho a lo largo del borde del pavi-mento, mientras se compacta el concreto del interior de lavfa, para luego hacex circular los equipos compactadorespor la franja no compactada, con un esquema similar alde la Figura 8.

Cuaodo se necaite tener una junta longitudid muy bienejecutada, como puede ser el caso de una da urbambplade=r rmeszuio la colocaci6n de formaletss metdiu4s

1) Compactar el borde de la titima franja

2 ) Cortar el borde con la cuchilla de lamotoniveladora

8cmdetraslapo1 l+

3) Humedecer el borde del concreto endmecidoy colocar el fresco.

4) Empujar el concreto fresco con rastros.

2 pssadas con el rodillo estático

5) Compactar la junta con dos 0 más pssadsscon el rodillo edtico.

Figura 9. Construcción & juntas fdss.

0 & matkra que contengan el concreto adecuadamente ensu sitio.

En este tipo de pavimento 00 se ha utilizado hasta elmomento ni@0 tipo de varillas de acero, ui chno re-fuerzo, ni como barras de transferencia de carga.

7.7 Carado y protección.

Debido al bajo contenido de agua en la mezcla cualquierpkdida de esta durante y despu& de la colocaci6o delconcreto se vuelve crftica para la calidad final del pavi-mento. Debido a esto, inmediatamente despu& de que setermine la compactación, debe empezarse el curado conagua, empleando una capa de arena húmeda, mantas dealgodón, tela de fique, camiones regaderas 0 sistemasatomizadores de agua.

7.8 Textura superficial.

El buen nivelado y la suavidad de la superficie dependenespecialmente & la calidad y del tamtio m-0 de losagregados, de la cantidad de finos y del equipo usado.La macrotextura de la superficie del concreto compactadocon rodillo tiene la apariencia de un pavimento asfáltico.

7.9 Control de calidad.

El control de calidad es una parte del @oceso constructi-vo que debe tenerse en cuenta para el hito del proyecto,ya que la construcción de pavimentos de concreto com-

1 pactado con rodillo es una thnica relativamente nueva yno se cuenta con la experiencia que tienen los construc-tores en otro tipo de obras.

El control de calidad del concreto compactado con rodillocomprende dos fases: La primera es el control de calidaddel material, que se realiza comprobando la humedad y lagradación de los agregados, asegurando que la planta estebien calibrada y midiendo la densidad del corkreto paracomprobar el grado de compactación, lo cual se realizafabricando probetas para ensayos de resistencia y dedensidad La segunda es el control de la calidad final delpavimento que se lleva a cabo comprobando launiformidad de la superficie terminada. Extrayendonúcleos y viguetas del pavimento para medirles sunkistencia y densidad, además del espesor final obtenido.

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-I

INDICE1. Irltmhcci6n

FJ~~TECA~~~‘~~>1 7.2.3 Tambores y camiones mezclados

2 . Hktolia 1 7.3 TlXllSpottC3. Dbño do la mezcla 1 7.4 c01ocaci6n4. Materiales - 3 7.4.1 Guloralidadcs4.1 Agregadocl 3 7 . 4 . 2 E q u i p o s4.2 Cemento 4 7.4.3 Procedimientos dc colocación4.3 Agua 4 7.5 compactaci6n4.4 Aditivos 4 7.5.1 Gcncralidadcs5 . Propiodadcs 4 7.5.2 E?quipo5.1 Resistencia a la compresión 4 7.5.3 Mt%doS y forma8 de compactación5.2 M6dulo de mhua 5 7.6 Juntaa5.3 Resistencia a Ia fatiga 5 7.6.1 Juntas transversales5.4 Pfopicdados ehticas 5 7.6.2 Juntas kmgitudides

5.5 Retracción 6 7.6.3 Junta8 frías6 . Dikío del espesor del pavimento 6 7.6.4 Otras7 . Constmcción de pavimento con concreto 6 7.7 Curado y pmtccción7.1 Gcncmlidadcs 6 7.8 Textura supcríicial7.2 Mezclado 6 7.9 Control dc calidad7.2.1 Mezclado en plantas port~tilea 77.2.2. Mezclado en plantan convencionales 7 Rehencias bibliogrhficas

77778888889999

101111ll

11

lcPc. Medellln, led.(lQfM) INSTITUTO COLOMBIANO DE PRODUCTORES DEL CEMENTO

EstaprrblicadbnfueprepamdaporCiprienoAbettoLondofbN.yedltadaIjorDorl~TenodoP.Est4dhlgidaapro~ competen-

Concwto Compactado con Rodilb I ICPC, Clpdano Aberto

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do.AunqueelICPCyelarrtorhanhechobpodbleparaqueh12p. - (ICPC, Notas TMcas 4-35-807)

lllfW&ybS rocomendsdoW*aparocenmhp;blica-ch sean camctas, no asumen responsabifklad alguna por la apli-cesl6nquesehagadf3en&3.

Cmcreto seco compactado.- DosMcackh de mezclas.- Propbdada- Pavlmentos de concreto.- Espesores.- Equipos de com-pactachh.- Juntas.- Curado.- Dlseho de ptwlmentos.