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Pavimento de Adoquines de concreto según normas;NIC-2019

Foto del escritor: Ingeniería CivilIngeniería Civil

Actualizado: 10 ene

Breve guía de especificaciones técnicas según las normas NIC-2019.

504.1 DESCRIPCIÓN

504.1.1 Generalidades

Adoquinado consiste en el suministro y colocación de adoquines de concreto sobre una superficie preparada de acuerdo a especificaciones y de conformidad razonable con las líneas, rasantes y secciones transversales mostradas en los planos u ordenadas por el Ingeniero.

La normativa NIC-2019, sección 504, describe los adoquines de concreto que se utilizan como superficie de rodamiento para el tráfico de vehículos livianos y pesados en carreteras, caminos secundarios, calles y estacionamientos, así como superficie para el tráfico peatonal y ciclovías, en todo el territorio de la república de Nicaragua. Se incluyen además los procedimientos para el control de calidad, el uso, transporte y procedimientos para su instalación.

504.1.2 Definiciones

Adoquín de Concreto: Elemento de concreto, prefabricado, con la forma de prisma recto, cuyas bases pueden ser polígonos, que permiten conformar superficies completas como componente de un pavimento articulado.

Adoquín Biselado: Adoquín de concreto cuya superficie de desgaste está limitada por biseles.

Ancho Nominal: Es la dimensión del adoquín medida en la dirección del eje menor del rectángulo inscrito, más un ancho de junta estándar.

Ancho Real: Es la dimensión del adoquín medida en la dirección del eje menor del rectángulo inscrito, excluyendo los separadores e incluyendo sus prolongaciones.

Bisel: Es el plano oblicuo que corta dos caras adyacentes.

Espesor Nominal: Es la dimensión del adoquín en dirección perpendicular a la superficie de desgaste.

Espesor Real: Es la dimensión en la dirección perpendicular a la cara de desgaste, igual a la distancia medida entre la cara de desgaste y la cara de apoyo.

Junta Estándar: Es el ancho promedio de la junta, supuesto o específica para una forma de adoquín y un patrón de colocación determinados, una vez que se hayan colocado los adoquines y no debe ser mayor de 3 mm.

Longitud Nominal: Es la dimensión del adoquín medida en la dirección del eje mayor del rectángulo inscrito más un ancho de junta estándar.

Longitud Real: Es la dimensión del adoquín medida en la dirección del eje mayor del rectángulo inscrito, excluyendo los separadores e incluyendo sus prolongaciones.

Pavimento: Estructura construida sobre el terreno de fundación para permitir el tráfico sobre este.

Rectángulo Inscrito: Es el rectángulo de mayor área que se puede inscribir sobre la cara inferior del adoquín.

Superficie de desgaste: Es la cara superior del adoquín la cual soporta directamente el tráfico vehicular y/o peatonal.

504.1.3 Clasificación de los Adoquines de Concreto

Adoquín Tipo 1: Es el adoquín que se utiliza como superficie de rodamiento en caminos, carreteras, calles y estacionamiento de todo tipo de vehículos, con un espesor mínimo de 8 cm. (De manera rutinaria se trabaja con 10 cm de espesor)

Adoquín Tipo 2: Es el adoquín que se utiliza como superficie en andenes peatonales y ciclovías.

Adoquín Especial: Es el adoquín que se utiliza para casos especiales según requerimientos de diseño y aprobados por el Ministerio de Transporte e Infraestructura (MTI).

504. 2 MATERIALES

Los materiales a usar en el adoquinado deberán llenar los siguientes requisitos:

Cemento: Debe cumplir con la Norma Técnica Obligatoria Nicaragüense Fabricación, Uso y Manejo del Cemento, en su versión vigente.

Agregados Finos: Los agregados finos deben cumplir con la norma ASTM C33.

Agregados Gruesos: Los agregados gruesos deben cumplir con la norma ASTM C33.

Agua: El agua que se utilice para la fabricación de adoquines debe cumplir con la norma ASTM C94/C94-07 “Standard Specification for Ready-Mixed Concrete”.

Aditivos: Los aditivos que se utilicen en la fabricación de adoquines de concreto deben cumplir con la norma ASTM C 494.

Pigmentos: Los pigmentos que se utilicen en la fabricación de adoquines de concreto deben cumplir con la norma ASTM C 979.

504.2.1 Adoquines de Concreto

El adoquín a usarse, incluyendo las “cuchillas”, será el denominado TIPO TRAFICO, cuya resistencia característica a los 28 días no deberá ser menor que los siguientes valores:

• Tipo 1 para Tráfico Pesado: 49.0 MPa (7,000 psi)

• Tipo 2 para Tráfico Liviano: 34.3 Mpa (5,000 psi)

Nota del autor: Se consideran también como adoquines tipo tráfico aquellos con una resistencia de 24.5 MPa o 3,500 psi. Estos son aceptados en los proyectos de mediano tráfico, dando buenos resultados en su capacidad de transmisión de cargas.

El adoquín no deberá presentar en su superficie fisuras ni cascaduras ni cavidades, ni tener materiales extraños tales como piedras, trozos de madera o vidrio, embebidos en su masa. Las aristas deberán ser regulares y la superficie no deberá ser extremadamente rugosa. El tamaño de los adoquines deberá ser uniforme para evitar irregularidades o juntas muy anchas al ser colocados. El tamaño máximo del agregado a usar en el concreto es de 19 milímetros.

Los requisitos físicos y mecánicos para los adoquines de concreto, incluyendo los medios adoquines, serán los establecidos en la Norma Técnica Obligatoria Nicaragüense (NTON) Fabricación de adoquines de concreto 12 009-10 o sub-siguiente.

504.2.1.1 Control de Calidad para la Fabricación de los Adoquines.

a) Curado:

El proceso de curado debe completarse en fábrica, ningún adoquín debe salir de fábrica si no se ha alcanzado la resistencia a la compresión especificada según su tipo.

b) Muestreo:

Para un lote de 5,000 o más adoquines se tomarán 10 muestras y a 5 de ellas se realizará la prueba de flexo-tracción.

Si cumple con los requisitos establecidos en la NTON se aceptará el lote, si no, se realizará la prueba a las otras cinco muestras, si cumple con los requisitos establecidos en la NTON se aceptará el lote.

c) Prueba de la Resistencia a la Flexo-Tracción:

Para realizar el ensayo de flexo-tracción de los adoquines de concreto se debe proceder de la siguiente manera:

Dibujar el mayor rectángulo que se pueda inscribir en la cara de desgaste del adoquín, marcar los ejes mayor y menor de dicho rectángulo prolongándolo hasta interceptar las paredes de cada espécimen. Adicionalmente se debe marcar dos líneas paralelas al eje menor y localizadas a 10 mm de cada lado, hacia el centro del rectángulo.

d) Medición de la Longitud y Ancho del Adoquín:

La Longitud real (Lreal) y el ancho real (areal) de los adoquines se deben tomar sobre las prolongaciones de los ejes mayor y menor del rectángulo inscrito respectivamente, tanto sobre la cara de desgaste como sobre la cara de apoyo.

El promedio de estas dos mediciones será la Longitud real (Lreal) y el ancho real (areal) para cada espécimen.

Para la muestra total deberá ser el promedio de las muestras individuales.

e) Medición del Espesor de los adoquines:

Para medir el espesor de los adoquines se debe tomar el promedio de 4 mediciones sobre los puntos donde las prolongaciones de los ejes mayor y menor del rectángulo inscrito intercepten las paredes del adoquín. Para la muestra total el espesor real (ereal) será el promedio de las muestras individuales.

Nota: Si el adoquín es rectangular se debe registrar como dimensiones del rectángulo inscrito de cada adoquín, la longitud real promedio (Lreal) del espécimen y el ancho real promedio (areal) del espécimen.

Una vez que se ha dibujado el rectángulo inscrito y registrado las mediciones de la sección anterior se procede a sumergir los adoquines durante 24 horas antes del ensayo a una temperatura ambiente. Luego se retiran del agua dejándolos escurrir durante 1 minuto, se seca el agua superficial del adoquín con un paño seco, luego se someten al ensayo de Flexotracción. Cada espécimen se debe llevar a la rotura por flexión, como una viga simplemente apoyada cuyo eje debe coincidir con el eje mayor del rectángulo inscrito mediante la aplicación de una carga uniformemente distribuida a lo ancho del espécimen y sobre la proyección en la superficie de desgaste del eje menor del rectángulo inscrito.

f) Equipo:

La máquina de ensayo para la resistencia a la Flexotracción debe ser capaz de aplicar cargas de 50 kN (11,250 psi). Debe estar provista de un dispositivo para la aplicación de carga por flexión dotado de un elemento superior para aplicación de carga y de dos de apoyo. Estos tres elementos pueden ser cilindros de acero, de 12 mm ± 0,5 mm de diámetro o perfiles de acero de 5 mm ± 1 mm de ancho. Uno de los apoyos debe ser horizontal fijo y el otro debe estar montado sobre una rotula de manera que no se induzca ninguna torsión por restricción en el movimiento del espécimen. El elemento superior del dispositivo debe tener una rótula que garantice que la carga se aplica axialmente sin inducir ningún esfuerzo de torsión en el espécimen. La longitud de los elementos de soporte y de aplicación de carga debe ser al menos igual al ancho del espécimen en el punto de contacto.

g) Procedimiento:

Cada espécimen en su estado saturado superficialmente seco se debe colocar en la máquina de ensayo con la superficie de apoyo hacia abajo, de tal manera que el elemento superior (de aplicación de carga) coincida con la proyección del eje menor del rectángulo inscrito sobre la cara de desgaste, y los elementos inferiores (de apoyo) coincidan con una línea paralela, 10 mm hacia adentro de los lados menores del rectángulo inscrito, sobre la cara de apoyo. La carga se debe aplicar a una velocidad tal que produzca un aumento en el esfuerzo cercano a 0.5 MPa/s.

h) Calculo:

Se debe calcular para cada adoquín el módulo de rotura (Mr) según la siguiente formula:

donde:

Mr: Modulo de rotura, N/mm², en MPa.

Cmáx: Carga máxima de rotura, en N.

li: Longitud del rectángulo inscrito, en mm.

ar : Ancho real del espécimen, en mm.

ai: Ancho del rectángulo inscrito, en mm.

er: Espesor real del espécimen, en mm.

El valor calculado para el módulo de rotura Mr, en N/mm², se debe expresar en la unidad equivalente, MPa, con una exactitud de 0.1 MPa. Se debe registrar el valor de módulo de rotura Mr de cada uno de los especímenes de la muestra y el módulo de rotura promedio para la muestra.

i) Prueba de la Resistencia a la Compresión

La máquina utilizada deberá tener la capacidad suficiente para efectuar la prueba sin necesidad de recurrir a cortar los adoquines. No se aceptará resultados de pruebas de Resistencia a la Compresión en donde se halla recurrido a cortar o extraer un núcleo de los adoquines.

Las muestras deberán someterse a prueba en condiciones húmedas, después de haber estado sumergidas por lo menos durante 24 horas en agua, a una temperatura ambiente. Antes de sumergirse los adoquines en el agua, será preciso determinar el área de los mismos.

Para determinar el área de cada adoquín se deberá dibujar el área de la superficie de desgate sobre una cartulina, en la que posteriormente se calculará el área dividiéndola en figuras geométricas conocidas.

Para el caso de los adoquines rectangulares no habrá necesidad de dibujar el área de la superficie de desgaste, bastará con multiplicar la longitud del adoquín por su ancho.

Para el adoquín Tipo Santa Cruz se puede dividir el área del adoquín en dos trapecios y un rectángulo a como se muestra en la siguiente Figura 2.

j) Procedimiento para la Prueba

Las placas de la maquina se limpiarán con un paño, y se deberá quitar cualquier residuo de arenilla suelta u otro material, que se encuentre en las caras de contacto del adoquín. Por otra parte, se usará “triplay” de 4 mm de espesor como empaque, el cual se colocará entre las caras superior e inferior de la muestra y las placas de la máquina; estas tablillas deberán ser 5mm, por lo menos, más grandes que el adoquín. Es necesario emplear empaques nuevos para cada muestra que se someta a prueba.

El adoquín se deberá colocar en la máquina con la superficie de desgaste hacia arriba, de tal manera que los ejes longitudinal y transversal de aquél, queden alineados con los ejes de las placas de la máquina.

La carga no se deberá aplicar de golpe y, además, se aumentará continuamente a una velocidad aproximada de 15 N/mm² por minuto, hasta que no se pueda soportar una carga mayor. La resistencia a la compresión de cada adoquín de muestra, deberá calcularse dividiendo la carga máxima entre el área y multiplicando el resultado por el factor correspondiente tomado del Cuadro 504-1, dicha resistencia se expresará con una precisión de 1 N/mm².

Nota: Se aplica el factor de corrección a fin de adaptar el efecto de la proporción espesor/ancho del adoquín y la influencia del bisel y/o radio.

504.2.2 Bordillos Laterales

El adoquinado estará confinado en sus bordes laterales por bordillos o cunetas de concreto simple, cuyo objeto es el de proteger y respaldar debidamente al adoquinado. Los materiales y métodos de construcción de los bordillos o cunetas de concreto se ajustarán a lo estipulado en la Sección-905 de estas especificaciones.

504.2.3 Capa de Arena

La arena que servirá de colchón a los adoquines deberá ser arena lavada, dura, angular y uniforme y no deberá contener más del 3% (en peso) de limo, arcilla o de ambos.

Su gradación será tal que pase totalmente por el tamiz No. 4 y no más del 15% sea retenido en el tamiz No. 10. El espesor de esta capa no deberá ser menor de 3 cm ni mayor de 4 centímetros.

504.2.4 Remate del Pavimento

Las áreas adoquinadas deberán quedar confinadas en todos sus bordes y a los intervalos mostrados en los planos. Al comienzo y al final del adoquinamiento deberán construirse remates de concreto simple, Clase A, de las dimensiones mostradas en los planos. Los materiales y métodos de construcción de estos remates se ajustarán a lo establecido en la Sección-901 de estas especificaciones.

El confinamiento lateral irá provisto de drenes o ranuras que permitan la evacuación lateral del agua de lluvia sin que ésta quede retenida en la cama de arena. Los drenes estarán protegidos mediante geotextil a fin de impedir la pérdida de arena a través de éstos.

504.2.5 Arena de Sello

Consiste en material cero o arena natural, usado para rellenar las juntas de adoquines. Este material debe estar libre de impurezas y materia orgánica. Para el caso específico de la actividad de sello de adoquín con arena, el que se aplicará para eliminar vacíos existentes entre las juntas, dando mejor soporte a los adoquines, evitando que estos se desprendan de su sitio o que se fracturen, producto del tráfico vehicular. Se deberá considerar la eliminación de todo material inadecuado en las juntas (maleza, limo, arcilla o cualquier material orgánico), se colocarán de manera uniforme 0.035 m3/m2 de material, siendo esparcido finalmente con cepillo de fibra, de manera que las juntas queden completamente llenas, debiendo retirar el material sobrante.

504.2.6 Vigas Transversales de Contención

En caso de que la carretera disponga de pendientes superior al 8% se ejecutarán vigas transversales de contención para evitar los movimientos de las piezas.

504.3.1 Aceptación del Adoquín

Antes de iniciar el transporte de los adoquines al Proyecto, el Contratista someterá muestras representativas de los mismos al Ingeniero, a fin de que éste pueda autorizar su uso, si llenan los requisitos de calidad y resistencia. A este efecto, el Contratista suministrará certificado de un laboratorio de materiales independiente en que se haga constar que los lotes de adoquines destinados al Proyecto han sido debidamente muestreados (al azar) tomando no menos de 10 muestras por cada orden de menos de 20,000 bloques. El muestreo deberá ser hecho en la planta de fabricación de los adoquines y las pruebas se referirán a la exactitud dimensional, a la uniformidad, a la sanidad de los adoquines tanto como a la resistencia a la compresión.

El cálculo de la resistencia característica a la compresión se hará por medio de la desviación estándar de la muestra de los 10 especímenes tomados del lote, cuya fórmula es la siguiente:

Formula para el cálculo de la resistencia característica a la compresión.

Además, se deben cumplir con todos los Requisitos Físicos y Mecánicos de los adoquines de concreto, descriptos más arriba.

504.3.2 Transporte y Almacenamiento de los Adoquines de Concreto

Tanto la carga como descarga de los adoquines a los vehículos de transporte se realizará de tal manera que se evite la despicada de las aristas de los adoquines.

En el caso de movimiento y almacenamiento manual, los adoquines deberán ser cargados y colocados en los lugares de almacenamiento evitando al máximo su deterioro por mala práctica de manipulación.

La altura máxima de las estibas de adoquines será de 1.60 m.

504.3.3 Capa de Apoyo

El adoquinado se apoyará en una capa de terracería mejorada, subbase o base del espesor indicado en los planos.

La construcción de la capa requerida en los planos, ya sea de Préstamo Seleccionado, subbase o base, será hecha de acuerdo con lo estipulado en Sección-203, Sección-211, Sección-302, Sección-303, Sección-304, Sección-305,

Sección-306, Sección-307 y/o Sección-308 de estas especificaciones, según corresponda. El perfil de la superficie de apoyo del adoquinado deberá ser igual al requerido para la superficie final del pavimento, con una tolerancia de 20 mm del nivel de diseño.

504.3.4 Lecho de Arena

Sobre la superficie de apoyo se colocará una capa suelta de arena que servirá de lecho a los adoquines. El espesor requerido de arena suelta que se colocará dependerá de su contenido de humedad, graduación y grado de compactación.

Dado que la arena no es vibrada sino hasta que los adoquines han sido colocados, el espesor suelto correspondiente al espesor compacto requerido de 3 a 5 cm es determinado por tanteos al comenzar los trabajos.

Se deberán hacer frecuentes comprobaciones del nivel de la superficie del adoquinado para asegurarse de que el espesor que se está colocando de arena sin compactar es el correcto.

Una vez que la arena se ha depositado y esparcido sobre la superficie de apoyo, se emparejará y alisará por medio de reglas de enrasado (codales). En calles o caminos de 5 m o menos de ancho se podrán usar las cunetas o bordillos laterales como guías para el enrasado de la superficie de la capa de arena; en pavimentos más anchos será necesario colocar rieles “provisionales para apoyar los codales de enrasado.

Durante el esparcido y enrasado de la capa de arena, no será permitido que nadie se apoye, ponga de pie o camine sobre la arena, pues de hacerlo se producirá una pre-compactación dispareja lo que causará irregularidades en la superficie final del pavimento. Para minimizar los riesgos de alteración, se deberá evitar el enrasado de la arena en grandes distancias adelante de la brigada de colocación de adoquines.

Asimismo, antes de iniciar el trabajo de enrasado, el Contratista deberá remover de la arena todas las piedras, raíces, pedazos de madera, ripios, lodo, etc. que contenga la arena.

504.3.5 Adoquinado

El adoquinado comprende cuatro etapas:

  1. La colocación de los adoquines sobre la superficie preparada

  2. El recorte de los adoquines en los bordes de la vía

  3. La vibración de toda el área adoquinada

  4. El rellenado con arena

504.3.5.1 Colocación de los Adoquines

Las primeras filas de adoquines deberán ser colocadas con mucho cuidado para evitar el desalojo de los bloques que ya están colocados. Una vez que se han colocado las primeras filas, se asentarán las demás firmemente dejando ranuras de apertura máxima 3 mm, entre adoquines. A esta altura no se deberá intentar el recorte de los adoquines para ajustarlos a los bordes.

El adoquinador deberá trabajar a partir de la capa de adoquines previamente colocada y evitará la alteración de la arena enrasada y la última fila de bloques colocados, comprobando frecuentemente que los bloques están bien asentados y acomodados y, si es necesario, acomodándolos a golpes de un mazo de hule o madera. Si hay áreas en que hayan quedado ranuras muy abiertas se les removerá y volverá a colocar.

504.3.5.2 Recorte de los Adoquines

Aquellas formas irregulares que queden en los bordes serán rellenadas con cuñas o pedazos de adoquín cortados con un cortador de adoquines o aserrados.

Se evitará colocar piezas muy pequeñas o delgadas, pues con frecuencia se hacen pedazos con la vibración. El recorte de los adoquines para ajustar el pavimento a los bordes, no se hará sino hasta haber colocado adoquines en un área considerable.

En las parrillas de tragantes, en pozos de visita y tapas de inspección se procederá de una manera similar hacia los bordes, teniendo cuidado de que los bloques, al ser compactados, queden ligeramente más arriba del nivel de entrada al dren.

504.3.5.3 Vibración

Una vez que los bordes del adoquinado hayan sido completados a lo largo de la calle o camino, se vibrará la superficie por medio de una plancha o rodillo vibratorio. El número de pases requerido dependerá de una variedad de factores y será determinado por medio de tanteos en el sitio, tratando de obtener una superficie que sea transitable con suavidad y que no sea posteriormente compactada por los vehículos.

Generalmente, bastan dos o tres pasadas. No se aplicará vibración a áreas que queden dentro de un metro de adoquines no confinados. Por otra parte, no se deberán dejar áreas sin vibrar de un día para otro.

504.3.5.4 Rellenado con Arena

Finalmente, se rellenarán las ranuras o juntas entre adoquines con arena, la que será aplicada con escoba o cepillo y, luego, se pasará el vibrador dos o tres veces hasta completar la trabazón entre los bloques.

Tan pronto como se haya completado la vibración, se podrá abrir el camino o calle al tráfico.

Las ranuras que queden entre los bordillos o cunetas laterales o entre los remates o travesaños de concreto y los adoquines serán rellenadas con mortero de arena y cemento hidráulico en proporción de 4:1.

A fin de evitar la retención de agua en el colchón de arena, se mantendrán ranuras laterales sin sellar hasta la cota inferior del colchón de arena o llorones de 3/4” máximo cada 5-6 m. Las ranuras o tubos irán provistos de un geotextil en su cara interior para evitar la migración de la arena. Las ranuras y mechinales se prolongarán hasta el exterior de los hombros para la correcta evacuación de las aguas, ejecutándose según la línea de máxima pendiente.

Antes de aceptar cada tramo de adoquinado el Ingeniero comprobará si está de acuerdo con la rasante longitudinal y con el bombeo indicado en los planos.

Compilado por: MSc. Ing. Julio Moncada Castillo

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