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sep. 10 de 2018
Innovación y tendencias
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Resumen:

Desde 1992, en Guatemala se ha utilizado el concreto compactado con rodillo de varias maneras: en prueba de la tecnología y  en un proyecto expuesto a altas solicitaciones. En el siguiente artículo podrás conocer los principales detalles y conclusiones de estas experiencias.

*Cortesía Hugo González/ Ingeniero civil con 15 años de experiencia en el diseño de infraestructura vial.

El concreto compactado con rodillo (CCR) recibe su nombre por los rodos utilizados para alcanzar su compactación final. El CCR tiene una resistencia similar a un concreto convencional (inclusive mayor), ya que utiliza los mismos ingredientes (cemento, agregados bien graduados, adiciones minerales, aditivos y agua) pero en diferentes proporciones. La principal diferencia entre una mezcla de CCR y una de concreto convencional es el mayor porcentaje de agregados finos en la misma, por lo que se logra una mayor consolidación y empaquetamiento.

El CCR es colocado con una pavimentadora de asfalto equipada con una plancha vibratoria de densidad convencional o de alta densidad (se recomienda una de alta densidad), seguido por una combinación de pasadas de rodos vibratorios tándem y compactadoras neumáticas. El CCR para pavimentos no utiliza ningún tipo de refuerzo, debido a la consistencia de la mezcla en sí. En la Universidad de Illinois se han realizado algunas pruebas colocando dovelas de tipo placa en pavimentos de CCR de dos capas.

Guatemala ha tenido varias experiencias con pavimentos de CCR, dos a manera de prueba de la tecnología y una en un proyecto expuesto a altas solicitaciones. El primer pavimento de CCR se construyó en 1992, dicho pavimento ha funcionado como el acceso a una planta de cemento y a una planta de mezclas secas (dry mix). En la prueba de 1992, el CCR se colocó utilizando una motoniveladora, por lo que su regularidad superficial y acabado es deficiente. Durante su construcción no se realizaron cortes para una respectiva modulación de losas, se dejó que la fisuración fuera tipo Random. Actualmente el pavimento de CCR sigue funcionando, con algunas deficiencias funcionales y un aspecto no muy atractivo, pero sigue prestando servicio después de 26 años.

Pavimento de CCR construido en 1992

Pavimento de CCR construido en 1992. Créditos: Hugo González.

La segunda experiencia en Guatemala, fue probar cómo se comportaba el CCR colocado con una pavimentadora de asfalto. Esta prueba se realizó durante el año 2008 en un camino rural cercano a la operación de una planta de cemento, las solicitaciones de tránsito en dicho camino son muy bajas, por lo que la experiencia deja lecciones aprendidas únicamente desde el punto de vista constructivo.

La colocación del pavimento de CCR en esta prueba, se realizó con una pavimentadora de asfalto con una plancha vibratoria de densidad convencional, al no utilizar confinamiento lateral, se pudo comprobar que las orillas del pavimento no podían ser compactadas adecuadamente ya que el rodo tándem no podía ubicarse adecuadamente en la orilla, debido a la inestabilidad de la misma (riesgo a volcar o vuelco). El pavimento colocado fue de 15 cm de espesor sobre una base estabilizada con cemento. Actualmente el pavimento sigue operando en buenas condiciones, pero como se mencionó antes, las solicitaciones son muy bajas.

Pavimento de CCR colocado en el 2008

 

Pavimento de CCR colocado en el 2008. Créditos: Hugo González.

La última, mayor y más significativa experiencia en Guatemala con pavimentos de CCR se realizó en el 2014. El pavimento de CCR se construyó para funcionar como el acceso principal durante la construcción de una nueva planta de cemento en Guatemala, por lo que las solicitaciones del proyecto por obvias razones son altas.

El proyecto de CCR presentaba grandes retos:

  • Se debía habilitar al tránsito a las 12 horas por temas logísticos (ingreso de materias primas para la construcción de la obra civil de la planta) y temas sociales (se deben respetar los horarios del transporte público de la comunidad del proyecto).
  • Proyecto con sección típica reducida y restringida (camino de montaña).
  • Pendientes en el proyecto mayores a 15%, en algunos tramos.
  • Capacidad estructural para solicitaciones de gran magnitud y cargas especiales.

Se procedió a realizar el diseño estructural del pavimento de CCR y se definió la siguiente estructura:

Diseño estructural del pavimento de CCR.

Diseño estructural del pavimento de CCR. Créditos: Hugo González.

Tomando en cuenta las lecciones aprendidas en proyectos anteriores, condiciones del proyecto y literatura existente, se definió colocar bordillos de confinamiento lateral al pavimento. Las razones para colocar los bordillos fueron las siguientes:

  • Al no poder colocar barras de amarre en este tipo de pavimentos y tomando en cuenta la geometría del proyecto se decidió confinarlo, para evitar una posible apertura de la junta longitudinal central.
  • La colocación del pavimento se realizó con una pavimentadora de asfalto de densidad convencional, por lo que al colocar bordillos previo a la pavimentación, se pudo acercar el rodo tándem a las orillas y así lograr una compactación adecuada en el ancho total del pavimento.

Pavimentos de concreto compactado con rodillo: experiencias en Guatemala

El pavimento de CCR tiene un potencial de contracción menor que el concreto convencional (con niveles de resistencia similares), esto debido a que el CCR se diseña con una granulometría de máxima densidad, consistencia para una mezcla de cero slump (relaciones a/c bajas) y con menor contenido de cemento en la mezcla.

Lo descrito anteriormente, según la literatura, permite construir losas de mayor longitud (inclusive hasta 9 m), pero con el objetivo de obtener un adecuado LTE en el pavimento, se decide utilizar una longitud de losa máxima de 5 m.

El diseño de mezcla para el CCR del proyecto tenía como objetivo lograr una resistencia a edades tempranas mayor a 14 MPa a las 12 horas para poder habilitar el tránsito lo antes posible. Para lograr lo anterior se utilizó un cemento de alta resistencia inicial y su contenido fue de 300kg/m3.

Las propiedades mecánicas de la mezcla de CCR en el proyecto fueron las siguientes:

Resistencia a compresión / Flexión (12 horas) > 14 MPa / 2.7 MPa

Resistencia a compresión / Flexión (1 día) > 28 MPa / 3.2 MPa

Resistencia a compresión / Flexión (7 días) > 35 MPa / 4.5 MPa

Lecciones aprendidas del proyecto:

  • Debido a la dinámica del proyecto, la apertura al tránsito nunca cumplió con las 12 horas, en la mayoría de casos, el paso de vehículos iniciaba a las 4 a 6 horas. Esto ocasionó cierto desgaste superficial en zonas puntuales.
  • Para para próximos proyectos es recomendable el uso de pavimentadoras de asfalto de alta densidad, esto aumentará el rendimiento en los proyectos, mejorará la calidad final y regularidad superficial del CCR.

Vía rural terminada con pavimento de CCR

Vía rural terminada con pavimento de CCR. Créditos: Hugo González.

Esta experiencia nos hace confiar que los pavimentos de CCR en caminos rurales son una excelente opción, económica y técnicamente competitivos. Se pudo comprobar la gran capacidad mecánica del material, por lo que es altamente recomendable para usos industriales.

Nota aclaratoria de responsabilidad: Las observaciones contenidas en este documento son de carácter informativo y deben ser aplicadas y/o evaluadas por el constructor o usuario solamente en caso de considerarlas pertinentes. Por lo tanto, estas observaciones no comprometen a Argos, a sus filiales o a sus subordinados.

"El CCR para pavimentos no utiliza ningún tipo de refuerzo, debido a la consistencia de la mezcla en sí".

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Conclusión

En términos generales el proyecto del 2014 ha funcionado estructuralmente de una excelente manera, el único inconveniente en algunas zonas ha sido el desgaste superficial debido a una apertura al tránsito demasiado temprana.

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