EL FIRME DEL TRAM TRANSPORTE METROPOLITANO DE CASTELLÓN

Transcripción

1 EL FIRME DEL TRAM TRANSPORTE METROPOLITANO DE CASTELLÓN

2 Red Plataformas Reservadas al Transporte Público (Castellón) TRAM (Transporte Metropolitano de La Plana). Constituida por 2 líneas: 42 km

3 PARA TODO EL TRAM * EXPLANADA E2 * CATEGORIA DE TRÁFICO T2: 380 Vh/día y sentido CONDICIONANTES ESPECÍFICOS PARA EL DIMENSIONAMIENTO Al tratarse de un medio de transporte dotado con guiado óptico se ha de tener en cuenta que la cargas se aplican siempre en la misma posición dentro de la plataforma. Esto aumenta las exigencias de calidad. Se DIMENSIONA para un trafico T1

4 TRAMO I : UNIVERSIDAD JAIME PRIMERO A PARQUE RIBALTA FIRME PROYECTADO FIRME EJECUTADO Con fibras metálicas (30Kg/m3)

5 TRAMO: II PARQUE RIBALTA FIRME PROYECTADO * 10 cm adoquín * 3 cm de mortero * 25 cm de hormigón HM-30 MPa, con fibras metálicas (dosificación = 30 kg/m3) * 20 cm de zahorra artificial FIRME EJECUTADO * 10 cm adoquinado * 3 cm de mortero * 25 cm de hormigón para firmes HF-4,5 con fibras metálicas. (30 kg/m3) * 15 cm de hormigón magro * Capa de regulación de HM-20 de espesor variable (mínimo 5 cm)

6 Sección firmes proyectada TRAMOS: III, IVb. C/ ZARAGOZA Y BUCLE CENTRAL Sección firmes ejecutada * 10 cm de adoquín. * 3 cm de mortero * 25 cm hormigón HF-4,5 con fibras de polipropileno (0,8 Kg/m3) * 15 cm hormigón magro * 12 cm de adoquín. * Capa regulación HM-20 * 3 cm de mortero (mínimo 5 cm) * 25 cm de hormigón para firmes HF-4,5 * 15 cm de hormigón magro * Capa de regulación de HM-20 de espesor variable (mínimo 5 cm)

7 Sección firmes proyectada TRAMO IVa: CALLE COLON Sección firmes ejecutada * Adoquín de 10 cm. * Cama arena de 3 cm. 25 cm de Hormigón HA-30 con fibras metálicas (30 Kg/m3) 15 cm de hormigón magro * Adoquín de 10 cm * 3 cm de mortero * 25 cm de HM-30 con fibras metálicas (dosificación = 30 kg/m3) * 20 cm de zahorra artificial

8 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR FIRME EJECUTADO Sobre aglomerado existente: * Fresado de 12 cm * 25 cm de hormigón HF 4,5 MPa con fibras de polipropileno (0,8 Kg/m3) FIRMES PROYECTADOS - 8 cm de hormigón impreso con rodillo de resistencia 25 MPa, reforzado con fibras de polipropileno cm de hormigón HF-4,5 con fibras metálicas, (30 Kg/m3) cm de zahorra artificial En tramos en los que se ha retirado la capa de mezcla bituminosa: * 25 cm de hormigón HF 4,5 MPa con fibras de polipropileno * 15 cm de hormigón magro vibrado.

9 TODOS LOS TRAMOS ESTUDIO DE ALTERNATIVAS PARA FIRMES DEL PROYECTO (GENÉRICO PARA TODO EL TRAM) Se opta por desarrollar varias alternativas correspondientes a firme rígido. - Hormigón en masa con pasadores en las juntas - Hormigón armado - Hormigón con fibras metálicas Para acabados: - Capa de rodadura de microaglomerado con betún modificado que confiera elevada rigidez a la mezcla con el fin de evitar roderas - Capa de hormigón impreso -Acabado de la propia capa de hormigón estructural, sin ningún tipo de recubrimiento. Finalmente 9 alternativas. Se desecha una y se estudian las siguientes 8:

10 TODOS LOS TRAMOS ALTERNATIVAS ESTUDIADAS 1. Hormigón impreso sobre hormigón en masa con pasadores 2. Hormigón impreso sobre hormigón armado 3. Microaglomerado sobre hormigón en masa con pasadores 4. Microaglomerado sobre hormigón armado 5. Microaglomerado sobre hormigón con fibras metálicas 6. Hormigón impreso sobre hormigón con fibras metálicas 7. Hormigón en masa con pasadores, con acabado superficial 8. Hormigón armado, con acabado superficial

11 * En proyecto: Se realizan cuatro catas destinadas a la identificación de los materiales que conforman el terreno existente. Tres de ellas sobre suelo urbanizado, y una en suelo sin urbanizar. Adicionalmente se realizan tres placas de carga en las tres catas de la zona urbana, a una profundidad aproximada de 40 cm. Los resultados de los módulos de compresibilidad en el segundo ciclo de carga (Ev2) indican que nos encontramos ante explanada de tipo E2, ya que se supera holgadamente el valor de 120 MPa, límite entre explanada de tipo E1 y E2. TRAMO I: UJI-PARQUE RIBALTA * EXPLANADA * En obra: Se confirma este aspecto mediante la realización de calicatas, placas de carga y deflectómetro de impacto.

12 TRAMO I: UJI-PARQUE RIBALTA SECCIÓN DE FIRME PROYECTADA 8 cm hormigón impreso con rodillo HM-25. Puente Adhesivo 20 cm Hormigón HF-4,5 con fibras metálicas (30 Kg/m3) 20 cm Zahorra artificial VENTAJAS: Excelente comportamiento frente a la aparición de roderas. Alta capacidad portante. Variedad de texturas en acabados superficiales. Facilidad de ejecución de remates y zonas de difícil acceso a maquinaria.

13 TRAMO I: UJI-PARQUE RIBALTA INCONVENIENTES: Proceso de ejecución lento debido al periodo de fraguado de cada capa. Este problema se agudiza en las zonas de cruce con viales actualmente en servicio, ya que los plazos de desvío provisionales se prolongan excesivamente. Dificultad de obtención de una adecuada regularidad superficial por las innumerables interrupciones que ocasionarían cada una de las trapas de registro de las diferentes conducciones existentes a lo largo de la plataforma. Maquinaria pesada a utilizar para el extendido, de grandes dimensiones, que condiciona el programa de trabajos al no permitir obstáculos al menos en 1m a cada lado de la zona a ejecutar. Difícil reparación de posibles daños en la superficie de rodadura.

14 TRAMO I: UJI-PARQUE RIBALTA Finalmente se opta en obra por la solución de firme flexible mediante mezclas de alto módulo por las ventajas que presentan: Buen comportamiento frente a la aparición de roderas. Alta capacidad portante. Maquinaria de extendido muy versátil, compatible con tajos no expeditos. Alta calidad en regularidad superficial. Firme apto para su uso de forma casi inmediata. No necesita juntas de dilatación-retracción. Coeficiente de rozamiento indicado para el tráfico rodado sobre neumáticos. Bajo nivel de ruido durante el rodaje del neumático. Maquinaria de extendido de dimensiones contenidas que permite la ejecución y montaje de todos aquellos elementos que se encuentren fuera de la zona de ejecutar. Fácil reparación de posibles desperfectos en la superficie de rodadura.

15 TRAMO I: UJI-PARQUE RIBALTA FORMULA TRABAJO MAM FORMULA TRABAJO F-10

16 TRAMO I: UJI-PARQUE RIBALTA En este tramo trascurridos dos años se apreciaron roderas, (máximo 2 cm), principalmente en la paradas y que a día de hoy parece no han continuado evolucionando. En tramos sin paradas han aparecido pequeñas roderas de escasos milímetros sin ninguna incidencia Del análisis realizado las posibles causan podrían ser: - Defecto de compactación de las capas inferiores por la multitud de servicios que existían, sobre todo en las paradas de Estación y Ribalta. - Exceso de betún. Aunque de los ensayos realizados se deduce que se encuentra dentro de los parámetros normales pero en la zona de máximos

17 TRAMO I: UJI-PARQUE RIBALTA PUESTA EN OBRA

18 TRAMO I: UJI-PARQUE RIBALTA PUESTA EN OBRA

19 TRAMO I: UJI-PARQUE RIBALTA PUESTA EN OBRA

20 TRAMO I: UJI-PARQUE RIBALTA ASPECTO FINALIZADO

21 TRAMO I: UJI-PARQUE RIBALTA ASPECTO FINALIZADO

22 ASPECTO FINALIZADO TRAMO I: UJI-PARQUE RIBALTA

23 TRAMO II: PARQUE RIBALTA * En proyecto: Se realiza una cata destinada a la identificación de los materiales que conforman el terreno existente. Adicionalmente se ejecutó una placa de carga en un vial adyacente al parque, a una profundidad aproximada de 40 cm. Por los resultados de los módulos de compresibilidad en el segundo ciclo de carga (Ev2), nos encontramos ante explanada de tipo E2. No obstante esta placa de carga puede no ser representativa ya que se realizó sobre una capa de zahorras de bajo espesor que estaban asentadas sobre una losa de hormigón. Por otra parte al tener que sustituir la red antigua de saneamiento, (lo que supone una importante excavación en el ámbito de la plataforma), la base de apoyo del paquete de firme de la plataforma va a ser prácticamente nueva. Por ello, y del lado de la seguridad, se ha preferido asegurar la explanada E2 mediante la colocación de una capa de 55 cm de suelo seleccionado, tal y como indica la instrucción 6.1-IC. Para ello, se ha considerado que el suelo situado por debajo de la cota de apoyo de este suelo seleccionado tiene la calidad de suelo tolerable, según el artículo 330 del PG-3. * En obra: Se confirma este aspecto mediante la realización de calicatas y placas de carga.

24 TRAMO II: PARQUE RIBALTA SECCIÓN DE FIRME PROYECTADA * 10 cm de adoquín * 3 cm de mortero * 25 cm de hormigón HM-30 MPa, con fibras metálicas (dosificación = 30 kg/m3) * 20 cm de zahorra artificial Nota: Por el entorno urbano el proyecto sustituye el impreso por adoquín y aumenta 5 cm el HM-30 SECCIÓN DE FIRME EJECUTADA Debido a los trabajos arqueológicos en los que se evidenciaba la presencia del cementerio del siglo XIX, Cultura limitó la profundidad de la excavación. Por tanto ya no era posible ejecutar la sección de proyecto (55 seleccionado más 20 de Zahorras). Así la sección ejecutada fue: * 10 cm adoquinado * 3 cm de mortero * 25 cm de hormigón para firmes HF-4,5 con fibras metálicas. (30 kg/m3) * 15 cm de hormigón magro * Capa de regulación de HM-20 de espesor variable (mínimo 5 cm)

25 TRAMO II: PARQUE RIBALTA Hormigón de regulación

26 TRAMO II: PARQUE RIBALTA HORMIGÓN CON FIBRAS METÁLICAS

27 TRAMO II: PARQUE RIBALTA Hormigón con fibras metálicas. Juntas transversales

28 TRAMO II: PARQUE RIBALTA PUESTA EN OBRA ADOQUÍN Para aumentar la estabilidad del pavimento así formado, se han de colocar los adoquines en una posición determinada respecto de la dirección del tráfico rodado. Las cargas dinámicas, originadas por las ruedas de los vehículos en movimiento, actúan sobre los adoquines simultáneamente en ambas direcciones: -Cargas verticales, que se transmiten a las capas soporte. -Cargas horizontales, que producen un movimiento de rotación en el adoquín, soportado por las caras laterales de las unidades contiguas. En la imagen siguiente se muestra la rotación producida en un adoquín por efecto del tráfico rodado: Colocación en espiga Las fuerzas de rotación se distribuyen entre sus cuatro lados.

29 TRAMOS: III, IVb. C/ ZARAGOZA Y BUCLE CENTRAL EXPLANADA Y FIRMES * En proyecto: Se constata mediante catas y placas de carga que se dispondrá de una explanada E2. Para el firme se adopta la solución propuesta para el Paseo de Coches del Parque Ribalta por estar condicionados por la multitud de servicios existentes a cotas muy superficiales. La única salvedad la encontramos en el adoquín que pasa a ser de 12 cm, por no ser la plataforma TRAM de uso exclusivo, sino que existen zonas con cruzamientos de vehículos privados y eventualmente recibirá el tráfico de residentes autorizados en algunos puntos del trazado. * 12 cm adoquín. * 3 cm de mortero * 25 cm de hormigón para firmes HF-4,5 con fibras de polipropileno. (0,8 Kg/m3) * 15 cm de hormigón magro * Capa de regulación de HM-20 de espesor variable (mínimo 5 cm)

30 TRAMO IVa: CALLE COLÓN EXPLANADA * En proyecto: Se realiza una cata destinada a la identificación de los materiales que conforman el terreno existente. Adicionalmente se ejecutó una placa de carga a una profundidad aproximada de 40 cm. Por los resultados de los módulos de compresibilidad en el segundo ciclo de carga (Ev2), nos encontramos ante explanada de tipo E2. Por otra parte al tener que sustituir la red antigua de saneamiento, lo que supone una importante excavación en el ámbito de la plataforma, la base de apoyo del paquete de firme de la plataforma va a ser prácticamente nueva. Por estos motivos citados, y del lado de la seguridad, se ha preferido asegurar la explanada E2 mediante la colocación de una capa de 55 cm de suelo seleccionado, tal y como indica la instrucción 6.1-IC. Para ello, se ha considerado que el suelo situado por debajo de la cota de apoyo de este suelo seleccionado tiene la calidad de suelo tolerable, según el artículo 330 del PG-3.. * En obra: Se constata la imposibilidad de ejecutar excavaciones profundas por la multitud de servicios existentes a cotas muy superficiales. A instancias del Promotor, se realiza una identificación mediante sondeo rotativo de los suelos existentes a cota de explanación con el objeto de determinar la solución a adoptar.

31 TRAMO IVa: CALLE COLÓN EXPLANADA Para su clasificación de acuerdo con el art. 330 Terraplenes del vigente PG-3, se realizan sobre las dos muestras obtenidas los siguientes ensayos de laboratorio: Humedad natural, según UNE /93. Límites de Atterberg, según UNE /94 y /93. Granulometría por tamizado, según UNE EN 933-1/98 / 933-2/96 / 933-2/99 1M. Finalmente para formar la explanada de proyecto de categoría E2, se propone la ejecución de una explanada mejorada de hormigón magro de espesor mínimo 20 cm, según art. 517 del vigente PG-3. La explanada realizaría la función adicional de protección de servicios.

32 TRAMO IVa: CALLE COLÓN FIRME EJECUTADO Se realiza estudio de alternativas igual al presentado en los dos casos anteriores. Finalmente se ejecuta: FIRMES DE PROYECTO * 10 cm de adoquinado * 3 cm de mortero * 25 cm de hormigón HM-30 MPa, con fibras metálicas (dosificación = 30 kg/m3) * 20 cm de zahorra artificial * 10 cm de adoquinado * 3 cm de arena * 25 cm de hormigón HM-30 MPa, con fibras metálicas (dosificación = 30 kg/m3) * 15 cm de hormigón magro

33 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR EXPLANADA DE PROYECTO La zona por la que va a discurrir el TRAM estaba destinada a calzada. A fin de no perjudicar al tráfico de la Avenida, fue imposible realizar placas de carga en la zona de la futura plataforma. Tras conversaciones con los técnicos municipales sobre la ampliación que sufrió la Avenida, (con Proyecto del año 1994), y teniendo en cuenta la ausencia de deformaciones apreciables en sus calzadas, se considera que el suelo con el que está formado su terraplén tiene al menos la categoría de adecuado, por lo que a partir de él se han tomado las medidas oportunas para conseguir una explanada E2. Para ello, siguiendo las indicaciones de la Instrucción 6.1-IC, se proyecta una capa de 55 cm de suelo seleccionado con CBR > 10, por debajo del firme de la plataforma del TVR.

34 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR FIRMES DE PROYECTO Se realiza estudio de alternativas igual al presentado en los casos anteriores. Finalmente se proyecta: * 8 cm de hormigón impreso con rodillo de resistencia 25 MPa, reforzado con fibras de polipropileno * 20 cm de hormigón para firmes de resistencia a flexotracción 4,50 MPa con fibras metálicas (dosificación fibras = 30 kg/m3) 20 cm de zahorra artificial compactada al 98% P.M. Esta sección es de compleja ejecución ya que obliga a realizar 2 extendidos de hormigón, realizándose el segundo cuando ya ha comenzado el fenómeno de la de retracción en el anterior con la evidente posibilidad de que no compatibilicen bien sus movimientos

35 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR FIRMES EJECUTADOS Se propone un cambio de firmes. Se acepta realizar un estudio en el que las siguientes premisas deben quedar consideradas: * Aprovechamiento de las capas del firme existente * Mejora de la sección existente en proyecto * Obtener mayor sencillez de ejecución * Ahorro económico * Reducir el impacto ambiental

36 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR FIRMES EJECUTADOS El equipo de obra con la colaboración del IECA lleva a cabo un estudio de la traza. De aquí resulta la zonificación de la misma que seguidamente se presenta. Sección I: Del PK al y del PK al Zona con el aglomerado existente ya demolido, explanada formada por cm de Macadam. Sección II: Del PK al (Paso Inferior) Losa de fondo estructural de hormigón armado de 40 cm de canto. Sección III: Del PK al (La de mayor longitud) Esta sección corresponde a la carretera antigua, que es donde se apoyará la futura Plataforma del TRAM cm de aglomerado existente cm de Macadam Sección IV: Del PK al (calle Serrano Lloberes) 10 cm de aglomerado existente + 20 cm de losa de hormigón

37 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR ESTUDIO GEOTÉCNICO SECCION III Se realizan siete catas distribuidas a lo largo de toda la traza, que permiten definir la sección tipo existente. El resultado: - Una sección de firme existente de 20 y 25 cm de mezclas asfálticas, sobre 30 cm de material granular tipo macadam (adecuado). -Valor mínimo obtenido de Ev2 fue de 200 Mpa (superior a los 120 Mpa exigidos para una E2 por la 6.1 IC y norma de firmes de la Comunidad Valenciana). Sobre aglomerado existente tras fresar una media de 12 cm. -Los ensayos que se realizaron fueron: 8 Placas de carga Granulometrías Límites de Attemberg Determinaciones de humedad Otros como el Próctor, CBR y Deflectómetro de impacto

38 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR ESTUDIO GEOTÉCNICO SECCION III. CATAS

39 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR El equipo de obra solicita asesoramiento al IECA el cual emite una Recomendación para la ejecución de pavimento de hormigón de la Plataforma reservada del TRAM Avda. del Mar (Castellón). Tras la zonificación de la traza que se deriva del estudio geotécnico realizado el IECA recomienda: Losa de 25 cm de hormigón HF 4,5 MPa con fibras de polipropileno Esta sección se realizará después de fresar una media de 12 cm el aglomerado existente. Este aglomerado evitará el fenómeno de bombeo de finos bajo losas de hormigón además de facilitar una explanada tipo E2 caracterizada por las placas de carga realizadas (Ev2>200 MPa). En los tramos donde se ha retirado la capa de mezcla bituminosa existente se ejecutará la siguiente sección: Losa de 25 cm de hormigón HF 4,5 MPa con fibras de polipropileno sobre 15 cm de hormigón magro vibrado

40 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR El IECA en colaboración con el equipo de obra y los servicios centrales de FCC (Departamento de Tecnología de los Materiales de FCC) realiza el estudio multicapa del que se concluye: 1) Del cálculo analítico realizado se desprende que el firme propuesto, formado por una losa de hormigón HF-4,5 de 25 cm de espesor, con juntas y sin pasadores, es competente estructuralmente frente a la solicitación de tráfico prevista en Proyecto, correspondiente a 380 vehículos pesados/día. 2) En los cálculos realizados los valores con que se ha caracterizado el tráfico y la explanada son más representativos que los valores que figuran en Proyecto, ya que éste mayora la intensidad de tráfico para considerar la mayor agresividad del eje solicitante en lugar de dimensionar para las características concretas de dicho eje (eje simple de 130 KN de rueda simple). Adicionalmente, el valor de 200 MPa considerado para la explanada se corresponde con valores reales de ensayos ejecutados por la obra. 3) Los porcentajes de vida útil consumidos por el tráfico previsto son del 26,93% al final de los 30 años de vida útil habitual para un firme rígido, que es un valor razonable, teniendo en cuenta el mayor margen de seguridad que debe disponerse en los firmes rígidos por la reducida pendiente de su fórmula de fatiga, lo que obliga a considerar porcentajes de fatiga conservadores

41 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR Del cálculo de las tensiones de tracción en la fibra inferior de la losa de hormigón y realizando una comparativa entre la sección propuesta (25 cm de HF 4,5 MPa sobre el firme existente restante del fresado y Ev2=200 MPa) frente a la sección de la Norma de secciones de firmes de la Comunidad Valenciana (25 cm de HF 4.5 MPa sobre 15 cm de HM y sobre una E2 (Ev2=120 MPa)). Como resultado se concluye que las diferencias en las tensiones calculadas son despreciables. El extendido del hormigón se realizará con extendedora tipo Wirtgen en dos anchos de 3,5 m, conformando los 7 m de ancho de la plataforma. Se dispondrán barras de atado espaciadas 1 m y la junta longitudinal deberá sellarse para evitar la entrada del agua. La losa de hormigón HF 4,5 MPa se ejecutará con juntas transversales cada 4,00 m mediante corte de aproximadamente 1/3 del espesor tan pronto como el hormigón sea capaz de resistir el corte sin producirse el desportillado de las mismas. La textura superficial del hormigón debe realizarse para conseguir una buena adherencia con el slurry, para este fin puede utilizarse arpillera al hormigón fresco.

42 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR MEJORAS DE DURACIÓN Y CONSERVACIÓN - Es un firme que no se agota - Es un firme de fácil conservación. - Es un firme resistente a agentes agresivos, como aceites, grasas, combustibles - Es un firme de mayor resistencia a la rodadura, con lo que se evitan los desperfectos superficiales. MEJORAS DE CONFORT PARA EL USUARIO - Menor ruido y vibración MEJORAS MEDIOAMBIENTALES - El hormigón es 100% reciclable. una vez finalice la vida útil del firme - Reducción de las emisiones. - Disminución de vertederos y canteras

43 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR MEJORAS ECONÓMICAS - Las derivadas de minimizar excavaciones, eliminación de suelos adecuados/seleccionados y zahorra artificial - Firme sostenible. Aprovechamiento de antiguos firmes - Disminución volúmenes de obra.

44 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR Suministro a la extendedora por pre distribución con una retroexcavadora.

45 Junta longitudinal con barras de atado de 80cm de longitud y diámetro 12 mm, cada metro y en el centro del espesor de la losa (12.5 cm). El sellado de juntas se realizará con polisulfuro (POLIFIX K-10 SL) TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR PUESTA EN OBRA Ejecución juntas longitudinales

46 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR PUESTA EN OBRA Desbastado de la superficie de hormigón Acabado superficial: * Aplicación resina epoxídica. * Aporte de arena de sílice. * Retirar el árido sobrante. * Aplicación de una capa de pintura de resina de poliuretano afilítico bicomponente de color rojo

47 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR ASPECTO FINALIZADO

48 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR ASPECTO FINALIZADO

49 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR ASPECTO FINALIZADO

50 TRAMO VI: AVENIDA DEL MAR ASPECTO FINALIZADO