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MÉTODOS PRÁCTICOS Y CONSTRUCCIÓN DE
RCCP: EXPERIENCIAS EN PUERTO RICO
Benjamín Colucci Ríos, PhD, PE, PTOE, FITE, API, JD
Seminario de la Beca Dr. Ramón L. Carrasquillo
Nuevas Tecnologías para la Optimización de la Construcción
Jueves, 9 de octubre de 2014
Colegio de Ingenieros y Agrimensores de Puerto Rico
American Concrete Institute (ACI): Puerto Rico Chapter
1
¡Buenas Tardes!
2
Objetivos
• Familiarizar a los participantes con la tecnología de RCCP:• Trasfondo histórico
• Propiedades ingenieriles
• Especificación Provisional (SP 974)
• Beneficios
• Presentar los hallazgos del desempeño de los primeros experimentos de construcción de RCCP llevados a cabo en el carril de la AMA, área industrial y estacionamiento en Puerto Rico.
3
Diseño de Mezclas de RCC:
Un Balance de Intereses
Consistencia Rígida
(Estabilidad durante
la compactación con
rolo vibratorio)
Suficiente Humedad
(Permitir el mezclado
adecuado y
distribución de la
pasta sin segregación)
4
El Problema Eterno en Puerto Rico
5
PARTE IDefinición,Trasfondo Histórico y Características de
RCCP
6
Definición de RCCP
• Pavimento de Hormigón Compactado con Rolo (RCCP, por sus siglas en inglés) es una tecnología para pavimento nuevo y rehabilitación.• El nombre surge debido a la
utilización de un rolo vibratorio pesado para compactar pavimento de hormigón.
• Propiedades similares de resistencia y durabilidad, al pavimento de hormigón convencional, pero diferente dosificación de sus constituyentes.
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Trasfondo Histórico RCCP
• Canadá (1970)• Industria Maderera (Logging
Industry), carreteras de acceso y parques industriales
• Estados Unidos• Facilidades intermodales
• Zonas portuarias
• Carreteras de tráfico moderado y pesado (Texas, Carolina del Sur, Ohio e Indiana)
• Paseos carreteras Interestatales (Georgia)
• México• Carreteras intermunicipales
con magnitud de carga pesada
8
Características de RCCP
• Mezcla de graduación densa (Well graded)
• Cero asentamiento (zeroslump), con una consistencia similar a una grava húmeda (Damp Gravel)
• % mayor de agregado fino (para mejorar el confinamiento y consolidación de la mezcla) que hormigón convencional
• RCC en su estado fresco es más rígido que el hormigón convencional típico de cero asentamiento
• Densidad máxima de 151.25 lb/pies3
9
Espesor de la Capa de RCC (SP 974)
• Máximo 10” por capa (lift thickness)
• Espesor mayor de 10” se colocará en dos capas
• Ninguna capa será menor de cuatro veces el tamaño
máximo nominal de los agregados (NMAS)
10
Consideraciones Críticas: Densidad (SP 974)In-Place Compaction (IPC)
11
Equipo
• Pavimentadora con
una planchuela/regla
(screed) de alta
densidad
• Rolos/Aplanadoras
• Camión de tumba para
transportar la mezcla
(Dump Truck)
12
Comparación con pavimento de hormigón
convencional• RCCP No requiere:
• Formaleta
• Pasadores lisos (dowels)
• Refuerzo estructural
• Corte de juntas:
• De ser requerido el espaciamiento de las juntas transversales es mayor
al de pavimento convencional. (25 a 30 pies)
13
Beneficios de RCCP
• Tiene una resistencia y durabilidad similar al hormigón convencional
• Se abre la via mas rápido al flujo vehicular en comparación con pavimento asfáltico
• Es costo de colocación, compactación y operación de RCCP basado en análisis de ciclo de vida de pavimento en un periodo de 40 años es menor que el pavimento asfáltico convencional.
• Puede satisfacer los requisitos de suavidad y uniformidad (“ride quality”) con un tratamiento de “diamond grinding” o equivalente.
• Provee mayor reflectividad solar que pavimento asfáltico.
• Mitiga el efecto de calentamiento urbano.
• Requiere menos iluminación en áreas urbanas que pavimento asfáltico.
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Ensayos de Resistencia en RCCP (SP 974)
15
Resistencia a Compresión del Hormigón a 24 horas, 28 días y Contenido
Máximo del Componente Cementante para Diferentes Mezclas de RCC
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Problemas / Limitaciones
• Bolsillos de depresión aislados se pueden observar en la superficie si
no se satisfice los requerimientos de densidad máxima y uso
inadecuado del rolo, crea un potencial de peligro por la posible
acumulación de agua en esas depresiones superficiales.
• Las depresiones aisladas afectan la efectividad del “Diamond
Grinding”, textura no uniforme, que puede afectar las características
friccionantes.
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Inclemencias del tiempo (SP 974-4.07)
• Precauciones especiales deberán tomarse para minimizar la pérdida
de humedad debido a la evaporación.
• Periodos de altas temperaturas
• Condiciones ventosas
• Precauciones incluyen:
• Rociar con agua los agregados
• Proveer toldo a los camiones de tumba en acarreo
• Reducir el tiempo disponible entre mezclado y la compactación final
• La mezcla RCC solamente podrá colocarse cuando cualquier
combinación de temperatura ambiente, humedad relativa,
temperatura de hormigón y velocidad del viento, resulte en una razón
de evaporación menor o igual a 0.2 lbs./ft2/hr para hormigones con
contenido de material cementicio menor de 564 lbs./yd3
18
19
PARTE IIComponentes Proceso de Diseño
20
Componentes principales de RCC
• Diseño de mezcla
• Producción de mezcla
• Colocación
• Compactación
• Construcción de Junta
• Curado
• Textura superficial
(“Diamond Grinding”)
21
Basic Ingredients of RCC
22
Agregados
23
Controlar el contenido de humedad de los
agregados
24
Consistencia de la mezcla RCC (Damp Gravel)
25
Proceso de Roleo RCCP
Central Plant Mix Pug Mill
26
Proceso de Roleo RCCP
27
28
29
Sistema de Distribución de la Mezcla
RCCP con el Gusano (AUGER)
NOTA: Observese cuan seca está la mezcla en esta etapa del proceso
30
High Density Pavers (Pavimentadora)
Vogele 1800 with a AB600-TP2
31
Proceso de Mezclado
32
Equipos utilizados para el proceso de
colocación y compactación de RCCP
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Compactadora
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Compactación de RCCP
35
Efectuar Ensayo de Densidad (Nuclear
Density Gauge)
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Curado de RCCP
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Curado de RCCP (cont.)
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Construcción de Junta
39
40
Superficie Terminada
41
42
43
44
PARTE IIIProyecto Experimental en
Puerto Rico
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Proyecto Carril Exclusivo Autoridad
Metropolitana de Autobuses (AMA)• Tamaño de Proyecto: 200 m2
• Método de construcción:
• Remoción de mezcla asfáltica
inestable
• Acondicionar la base
• Colocación de 8’’ de RCCP
• Curado
• Fresado con diamante (“Diamond
Grinding”)*
*Ensayos de control de calidad y
aceptación conforme a la
especificación (SP 974).
Fuente: CEMEX, Puerto Rico
Sábado 10:00 PM
46
Proyecto Carril Exclusivo Autoridad
Metropolitana de Autobuses (AMA) cont.
Domingo, madrugada – superficie de material con curado
Fuente: Entrevista al Ing. Arturo Rosario y al Ing. Julián A. Motta
CEMEX, Puerto Rico
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Carril Exclusivo Autoridad Metropolitana de Autobuses
(AMA) – Ave. Ponce de León, PR-25
8.0” de RCC Colocadas sobre subrasante compactada aprox. 2,000 m2 ejecutados a la fecha
Fuente: Entrevista al Ing. Arturo Rosario
CEMEX, Puerto Rico
48
Facilidad Industrial de Tanques de Fluidos:
Flexitank Depot
• Recibe diariamente
alrededor de 50 tanques
de fluidos
• Carga máxima: 150
toneladas.
Condición del pavimento en la facilidad
industrial antes de aplicar RCCP
Fuente: Entrevista al Ing. Arturo Rosario
CEMEX, Puerto Rico
49
Facilidad Industrial de Tanques de Fluidos:
Flexitank Depot• En el 2012 se propuso el
siguiente diseño estructural:• Pavimento de concreto: 8”
• Base granular A-1-a: 36”
• Nota: El dueño encontró que eldiseño propuesto era muy costoso.
• Diseño finalmente construido enel 2012:• Capa superior: Asfalto reciclado
• Base granular A-1-a: 12”
• En el 2013, debido a lamagnitud de las cargas pesadasy el deficiente desempeño delpavimento, el dueño consideranuevamente el diseño conRCCP.
Fuente: Entrevista al Ing. Arturo Rosario
CEMEX, Puerto Rico
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Facilidad Industrial de Tanques de Fluidos:
Flexitank Depot• Tamaño de Proyecto: 5,600 m2
• Presupuesto: $363,000.00
• RCC: 1120 m3
• Base: 840 m3
• Equipos:• Pavimentadora - Vogele 1800 with a
AB600-TP2
• Aplandora - 12 ton Hamm Double
Drum Roller
Fuente: Entrevista al Ing. Arturo Rosario
CEMEX, Puerto Rico
51
Estacionamiento Facilidad Privada Comercial
• Tipo de Pavimento: 1.5”de mezcla asfáltica en lasuperficie, sobre 4” RCCPen la base, sobre rellenocompactado
• Tamaño de Proyecto:6,595 m2
• Costo Unitario:$21.00/m2
• RCC: 670 m3
• Equipos:• Pavimentadora - Vogele
1800 with a AB600-TP2• Aplandora - 12 ton Hamm
Double Drum Roller
Fuente: Entrevista al Ing. Arturo Rosario
CEMEX, Puerto Rico
Olive Garden & Famous Dave Site, Bayamón, PR
52
Estacionamiento Facilidad Privada Comercial
Fuente: Entrevista al Ing. Arturo Rosario
CEMEX, Puerto Rico
Olive Garden & Famous Dave Site, Bayamón, PR
53
Conclusión
• En un análisis del costo de vida del pavimento (LCCP), la tecnología RCCP es costo efectivo para carreteras nuevas y rehabilitación.
• Su alta resistencia y durabilidad minimiza el potencial de gastos de mantenimiento durante el ciclo de vida.
• Ambientalmente amigable.
• La sobrecarga en los vehículos pesados que transitan en las vías públicas en la Isla lo hacen el RCCP una alternativa viable.
• Su aplicación en zonas portuarias y estacionamientos es costo efectiva.
• Los controles de humedad y densidad son críticos para tener un buen producto.
• La terminación con “Diamond Grinding” o equivalente atiende los requisitos de suavidad y uniformidad que se requieren para las carreteras de primer orden.
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Agradecimientos
• Ing. Arturo Rosario• Cemex Corporativo
• Ing. Julián Alberto Motta• Cemex Corporativo
• Ing. José Miguel López• Director, Oficina Asesora de Pruebas de Materiales, ACT
• Ing. Miguel A. Estrella• Sub-director, Oficina Asesora de Pruebas de Materiales, ACT
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¡Muchas Gracias por la Oportunidad!
56
PARTE IVSPECIAL PROVISION 974 -ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
Autoridad de Carreteras y Transportación (ACT)
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SPECIAL PROVISION 974:
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-2 MATERIALS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-2 MATERIALS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-2 MATERIALS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-2 MATERIALS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-2 MATERIALS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-2 MATERIALS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-2 MATERIALS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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Conclusión
• En un análisis del costo de vida del pavimento (LCCP), la tecnología RCCP es costo efectivo para carreteras nuevas y rehabilitación.
• Su alta resistencia y durabilidad minimiza el potencial de gastos de mantenimiento durante el ciclo de vida.
• Ambientalmente amigable.
• La sobrecarga en los vehículos pesados que transitan en las vías públicas en la Isla lo hacen el RCCP una alternativa viable.
• Su aplicación en zonas portuarias y estacionamientos es costo efectiva.
• Los controles de humedad y densidad son críticos para tener un buen producto.
• La terminación con “Diamond Grinding” o equivalente atiende los requisitos de suavidad y uniformidad que se requieren para las carreteras de primer orden.
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Agradecimientos
• Ing. Arturo Rosario• Cemex Corporativo
• Ing. Julián Alberto Motta• Cemex Corporativo
• Ing. José Miguel López• Director, Oficina Asesora de Pruebas de Materiales, ACT
• Ing. Miguel A. Estrella• Sub-director, Oficina Asesora de Pruebas de Materiales, ACT
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¡Muchas Gracias por la Oportunidad!
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