temario: igÓn av. caseros - 360webfacil · • pavimentos flexibles y rígidos • pavimentos de...

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41º Jornada de Actualización Técnica - 19 de octubre 2017 – Ciudad de Córdoba

Ing. D

iego M

AN

TEGN

A

Temario:

• Pavimentos flexibles y rígidos

• Pavimentos de Hormigón - Tecnologías disponibles

• Whitetopping - Recubrimiento de pavimentos asfálticos con hormigón

• Fast-track - Pavimentos de rápida habilitación al tránsito

• Control de calidad de pavimentos de hormigón

• Transferencia de carga sobre el terreno

• Paquetes estructurales típicos de pavimentos urbanos

• Paquetes estructurales típicos de pavimentos de ruta

• Ventajas y desventajas del uso de cada uno

• Whitetopping convencional

• Whitetopping ultradelgado (UTWT)

• Conceptos básicos

• Nociones sobre el diseño de la mezcla de hormigón

• Métodos de trabajo

• Criterios de apertura al tránsito

• Métodos de control de resistencia

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Pavimento Flexible Pavimento Rígido

60°

4,90 m

0,20

5°

DISTRIBUCIÓN DE CARGAS SOBRE EL SUELO

CONCEPTOS BÁSICOS

41º Jornada de Actualización Técnica - 19 de octubre 2017 – Ciudad de Córdoba In

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CONCEPTOS BÁSICOS


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zona de suelo rígido

zona de suelo muy compresible y/o bombeable

ESTADO INICIAL

ESTADO FINAL

zona de suelo rígido


CONCEPTOS BÁSICOS


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Pavimento en estado ideal

Pavimento durante asoleamiento

Pavimento durante la noche

INFLUENCIA DE LAS CONDICIONES MEDIAMBIENTALES

ALABEOS DE LOSAS DE PAVIMENTO


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CARGA CENTRAL CARGA DE BORDE

CARGA EN ESQUINA

s = f (P, Ec, 1/h, 1/k)


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CARGA CENTRAL CARGA DE BORDE CARGA EN ESQUINA

s = f (P, Ec, 1/h, 1/k)

q = k.y


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Pavimento durante asoleamiento

detalle de micro -

fisuración bajo la

carga

detalle de posible

micro -fisuración por

alabeo forzado


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Pavimento durante la noche

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detalle de micro -

fisuración superior

por carga de

esquina sobre

losa alabeada

Si sz > sz adm fisura

zona afectada


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CONTRACCIÓN Y RESTRICCIONES INTERNAS Y EXTERNAS

CONTRACCIÓN TEMPRANA

Estado inicial

Luego de algunas horas

Luego de algunos días


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CONTRACCIÓN Y RESTRICCIONES INTERNAS Y EXTERNAS

CONTRACCIÓN TEMPRANA

Estado inicial

Luego de algunas horas

Luego de algunos días

restricción


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JUNTAS DE CONTROL DE CONTRACCIÓN

JUNTAS EN PAVIMENTOS DE HORMIGÓN


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Fisuras de

contracción por

secado




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2,5 cm

7,5 cm

20 cm

15 cm

15 cm

5 1

3

4

2

6

1.- Carpeta de concreto asfáltico

2.- Base granular asfáltica (base negra)

3.- Base de suelo-cemento / suelo granular / suelo-cal

4.- Subrasante VS > 5 %

5.- Riego de liga con ER1 (0,50 lts/m2)

6.- Imprimación con EBRL (1,50 lts/m2) + riego de liga

1.- Losa de hormigón MR = 4,5 MPa

2.- Subbase de suelo seleccionado


1

2

3

PARA PAVIMENTOS URBANOS (CARGA LIVIANA)

PAQUETES ESTRUCTURALES TÍPICOS


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PARA PAVIMENTOS INTERURBANOS (RUTAS)

PAQUETES ESTRUCTURALES TÍPICOS


6 cm

10 cm

15 cm

15 cm

25 cm

6 1

3

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2

7

1.- Carpeta de concreto asfáltico

2.- Base granular asfáltica (base negra)

3.- Base de suelo-cemento / suelo granular / suelo-cal

4.- Subbase de suelo granular / suelo-cal


6.- Riego de liga con ER1 (0,50 lts/m2)

7.- Imprimación con EBRL (1,50 lts/m2) + riego de liga

1.- Losa de hormigón MR = 4,5 MPa

2.- Subbase de suelo seleccionado


1

2

3

15 cm

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1

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Tiempo de análisis [años]

Niv

el

de S

erv

icio

Pavimento de asfalto

Pavimento de concreto

DE ACUERDO AL TIPO DE PAVIMENTO

ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO


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Niv

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de

Serv

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DE ACUERDO AL TIPO DE PAVIMENTO

ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO

$


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Pavimento de Asfalto Pavimento de Hormigón

• Menor costo de construcción

• Mayor costo de mantenimiento

• Generalmente mayor costo final

• Mayor costo para el usuario

• Mayor costo de iluminación

• Mayor costo de construcción

• Menor costo de mantenimiento

• Generalmente menor costo final

• Menor costo para el usuario

• Menor costo de iluminación

Costo

• Requiere recapados en períodos

definidos de tiempo para

restablecer el nivel de servicio

• Se obtienen vidas útiles de

hasta 70 años con

mantenimiento rutinario Durabilidad

• Menor luminosidad / espejismo

• Presencia de Baches

• Ahuellamientos (tránsito pesado)

• Derrames de gasoil (degradación)

• Mayor luminosidad

• Pocos baches

• Mayor lisura superficial

• Inalterable

Seguridad

ANÁLISIS COMPARATIVO

PAVIMENTOS DE ASFALTO Y HORMIGÓN


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ANÁLISIS COMPARATIVO

PAVIMENTOS DE ASFALTO Y HORMIGÓN

• Alta velocidad de ejecución en

pavimentos urbanos y rutas

• Rápido recapado

• Rápida habilitación al tránsito

• Alta velocidad de ejecución en

rutas

• Baja velocidad en pav. Urbano

• Rápida habilitación con

tecnología fast-track y HCRV

Velocidad

• Requiere el uso de equipos para

elaboración y colocación

• Idem anterior o mano de obra

intensiva con equipamiento

mínimo de campo Flexibilidad

CONTINUACIÓN


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Costo de Construcción

Costo de Mantenimiento Rutinario

Costo de Reparación Mayor

Costo de Operación

Valor Residual

Costo Total del Pavimento

+

+

+

-

RUBROS A CONSIDERAR EN EL ANÁLISIS

ANÁLISIS DE COSTO DEL CICLO DE VIDA


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INFLUENCIA DEL TIPO DE SUPERFICIE SOBRE EL CONSUMO DE COMBUSTIBLE

COSTO DE OPERACIÓN

100

80

60

40

20

0

2,25 4,50 9,50 19,00 23,50

Peso bruto del vehículo [x 1000 kg]

Ah

orr

o d

e C

om

bu

stib

le (

*)

[lit

ros/

1000

km

]

(*) Ahorro debido a la circulación en pavimento rígido respecto de circular sobre pavimento flexible en las

mismas condiciones.

Fuente: FHWA - Federal Highway Administration – Revista CEMENTO, N°13, Febrero de 1997 (páginas 16 a 19)


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41º Jornada de Actualización Técnica - 19 de octubre 2017 – Ciudad de Córdoba

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INFLUENCIA DE LA ESTRATEGIA DE MANTENIEMIENTO SOBRE EL USUARIO

COSTO DE OPERACIÓN


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0


Co

sto

s [

$/m

2]



Costo Mantenimiento

Mayor

Costo Mantenimiento

Rutinario

Costo

Construcción

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

CASH FLOW



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PAVIMENTOS URBANOS - ¿CUÁNTAS CUADRAS PODEMOS PAVIMENTAR?


0

5

10

15

20

0 5 10 15 20 25 30

Tiempo [años]

Cu

ad

ras A

nu

ale

s

Figura N°3: Cantidad de cuadras construidas por cada $ 1.000.000.- de presupuesto

municipal anual destinado a construcción, mantenimiento y reparación de pavimentos

urbanos de 7,35 m de ancho. Fuente: E. Becker, Noviembre de 2004. Estudio Comparativo de Costos de Pavimentos Urbanos para Buenos Aires.

Hormigón

0,05 m

0,20 m

PAVIMENTO DE

ASFALTO

SUB-BASE

SUBRASANTE

0,15 m

BASE

0,075 m

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PAVIMENTO DE

ASFALTO

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SUBRASANTE

0,15 m

BASE

Hormigón

Asfalto #1

Asfalto #2


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180

200

0 5 10 15 20 25 30

Tiempo [años]

Cu

ad

ras A

cu

mu

lad

o

PAVIMENTOS URBANOS - ¿CUÁNTAS CUADRAS PODEMOS PAVIMENTAR?


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PAVIMENTO DE

ASFALTO

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PAVIMENTO DE

ASFALTO

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SUBRASANTE

0,15 m

BASE

Hormigón

Asfalto #1

Asfalto #2

Figura N°4: Cantidad de cuadras acumuladas construidas por cada $ 1.000.000.- de

presupuesto municipal anual destinado a construcción, mantenimiento y reparación de

pavimentos urbanos. Fuente: E. Becker, Noviembre de 2004. Estudio Comparativo de Costos de Pavimentos Urbanos para Buenos Aires.


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• Forma de colocación

• Diseño

• Whitetopping convencional

• Whitetopping ultradelgado (UTWT)

• para bases

• para superficies de rodamiento

• con moldes y regla vibratoria

• con moldes y pavimentadora

• con pavimentadora de moldes deslizantes

• hormigón simple

• hormigón armado

• hormigón bicapa

• texturizado

• agregado expuesto

• hormigón arquitectónico

• Pavimento convencional

• HCRV (hormigón compactado a rodillo vial)

• Whitetopping - Recubrimiento de pavimentos asfálticos con hormigón

• Fast-track - Pavimentos de rápida habilitación al tránsito

• Hormigón poroso

• Pavimentos de hormigón con fibras

• Pavimentos de hormigón polimerizado

• Pavimentos de hormigón con agregados reciclados

• Pavimentos con tratamientos superficiales especiales

TECNOLOGÍAS DISPONIBLES

PAVIMENTOS DE HORMIGÓN

• convencional

• con losas de tamaño optimizado


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• Pavimento de hormigón simple

•Pavimento de hormigón armado

•Pavimento de hormigón bicapa

• con juntas longitudinales y transversales

• con armadura de repartición

• con armadura contínua

• econocreto

• grandes espesores

• pavimentos urbanos

• rutas y autopistas

• pistas de aeropuertos

• otros (pisos industriales, playas de

estacionamiento, etc.)

• rutas

• autopistas

• pistas de aeropuertos

• autopistas sin restricción de carga

• con pasadores

• sin pasadores

CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A DIFERENCIAS DE DISEÑO

PAVIMENTOS DE HORMIGÓN CONVENCIONALES


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EJEMPLO PRÁCTICO CON ALGUNAS ALTERNATIVAS QUE PUEDEN ESTUDIARSE

PARA UN MISMO PROYECTO


Fuente: E. Becker, 2011. Estudio preliminar de alternativas para duplicación de calzada en

ruta nacional con TMDA = 2.500-3.000 vehículos/día


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EFECTO DEL TAMAÑO DE LOSA SOBRE LAS TENSIONES


LOSAS: 4,10 m de ancho x 4,50 m de largo

ESPESOR: 25 cm

MR = 4,5 MPa

E = 27 GPa


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EFECTO DEL TAMAÑO DE LOSA SOBRE LAS TENSIONES


LOSAS: 2,05 m de ancho x 2,25 m de largo

ESPESOR: 20 cm

MR = 4,5 MPa

E = 27 GPa


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CONSTRUCCIÓN CON LOSAS TRADICIONALES

PAVIMENTOS DE HORMIGÓN SIMPLE


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CONSTRUCCIÓN CON LOSAS OPTIMIZADAS O LOSAS CORTAS

PAVIMENTOS DE HORMIGÓN SIMPLE


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CONSTRUCCIÓN CON LOSAS GRANDES Y ARMADURA DE REPARTICIÓN (cuantía 0,20%)

PAVIMENTOS DE HORMIGÓN ARMADO


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CONSTRUCCIÓN SIN JUNTAS TRANSVERSALES Y ARMADURA CONTÍNUA (cuantía 0,50 - 0,70%)

PAVIMENTOS DE HORMIGÓN ARMADO


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Hormigón

pobre

Hormigón

rico Capa

Superior

Capa

Inferior

Econocreto Gran Espesor

ECONOCRETO Y/O DE GRAN ESPESOR

PAVIMENTOS DE HORMIGÓN BICAPA


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• AG monotamaño

• Defecto de arena

• 20 - 30 % de vacíos

PARTICULARIDADES DE LA MEZCLA

PAVIMENTOS DE HORMIGÓN PERMEABLE


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G

ustavo

PU

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LA TECNOLOGÍA EN IMÁGENES



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PARTICULARIDADES DE LA MEZCLA



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LOSAS CONVENCIONALES y CAPA NO ADHERIDA (el pavimento asfáltico existente sirve de base del

nuevo pavimento)

WHITETOPPING CONVENCIONAL


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WHITETOPPING CONVENCIONAL LOSAS CONVENCIONALES y CAPA NO ADHERIDA (el pavimento asfáltico existente sirve de base del

nuevo pavimento)


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LOSAS CHICAS y CAPA ADHERIDA (el pavimento asfáltico existente forma parte del nuevo pavimento)

WHITETOPPING ULTRADELGADO (UTWT)


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• Materiales componentes

• Proceso constructivo

• Construcción y sellado de juntas

• Temperatura y condiciones de curado

• Determinación de la resistencia

• Criterio de apertura al tránsito

CRITERIOS DE DISEÑO Y PARTICULARIDADES

PAVIMENTOS DE HORMIGÓN FAST-TRACK


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• Tipo de cemento: CPN40 ó CPN50 ó CPC40 ó CPF40 u otro adecuado

• Altos contenidos de cemento: 350 kg/m3 < CUC < 500 kg/m3

• Baja relación agua/cemento: a/c < 0,40

• Agregado grueso: TMN = 19 mm ó 26,5 mm

• Aditivos: a) reductores de agua (plastificantes y superfluidificantes) b) incorporadores de aire c) acelerantes de resistencia

DISEÑO DE MEZCLA



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CRITERIOS DE APERTURA AL TRÁNSITO – INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA


23 °C

13 °C

5 °C

-4 °C

0 1 3 7 280

25

50

75

100

Edad del hormigón [días]

Res

iste

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• Rotura de probetas curadas en condiciones similares a las del pavimento

• Utilización de métodos indirectos:

• Madurez • Esclerometría • Velocidad de pulso ultrasónico • Otros

PAVIMENTOS DE HORMIGÓN FAST-TRACK CRITERIOS DE APERTURA AL TRÁNSITO – DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DE HABILITACIÓN


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• El criterio de habilitación debe ser siempre sobre la resistencia efectiva. • Parámetros que influyen en su elección:

• Tiempo disponible para la reparación • Tipo de vehículos • Cantidad de vehículos • Diseño del pavimento • Espesor del pavimento • Módulo de reacción de la subrasante

• Resistencia de habilitación más utilizada: f´cm = 22 - 24 MPa

PAVIMENTOS DE HORMIGÓN FAST-TRACK CRITERIOS DE APERTURA AL TRÁNSITO


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• Control sobre los materiales componentes

• Control del hormigón en estado fresco

• Control sobre las tareas de compactación, terminación y curado

• Control del hormigón en estado endurecido

• Agregados • Agua • Cemento • Aditivos

• Consistencia • Temperatura • PUV • Contenido de aire • Tiempo de fraguado

• Compactación • Terminación • Curado

• Resistencia a compresión en probetas • Resistencia a flexión (MR) • Resistencia a compresión en testigos

CONTROL DE CALIDAD EN PAVIMENTOS DE

HORMIGÓN ETAPAS DEL CONTROL DE CALIDAD


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ÓN

CONTROL DE RESISTENCIA POR TESTIGOS ALGUNAS RECOMENDACIONES…

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0 7 14 21 28 35 42 49 56

Edad [días]

Resis

ten

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a c

om

pre

sió

n d

el

ho

rmig

ón

[MP

a]

0 3 7 28 56

Referencias:

CPN40 - Catamarca

CPF40 – Catamarca

CPP30 (ARS, BCH, RRAA)

Evolución de resistencia de un hormigón clase H-30 para pavimentos

utilizando 3 tipos de cemento diferentes.


g. Diego

MA

NTEG

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EÑO

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0 7 14 21 28 35 42 49 56

Edad [días]

Resis

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n d

el

ho

rmig

ón

[MP

a]

0 3 7 28 56

Referencias:

CPN40 - Catamarca

CPF40 – Catamarca



utilizando 3 tipos de cemento diferentes.

Evolución

s/Ross

3,69 + T2/3

1,4 . T2/3


g. Diego

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0 7 14 21 28 35 42 49 56

Edad [días]

Resis

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[MP

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0 3 7 28 56

Referencias:

CPN40 - Catamarca

CPF40 – Catamarca


Evolución

s/Ross

3,69 + T2/3

1,4 . T2/3


utilizando 3 tipos de cemento diferentes comparados con la evolución de Ross.


g. Diego

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0 7 14 21 28 35 42 49 56

Edad [días]

Resis

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ón

[MP

a]

0 3 7 28 56

Referencias:

CPN40 - Catamarca

CPF40 – Catamarca



utilizando 3 tipos de cemento diferentes comparados con la evolución de Ross.

Evolución

s/Ross

3,69 + T2/3

1,4 . T2/3


g. Diego

MA

NTEG

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CIÓ

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VIM

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OR

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ÓN

¡Gracias!

¿preguntas?

[email protected]


g. Diego

MA

NTEG

NA

mailto:[email protected]

temario: igÓn av. caseros - 360webfacil · • pavimentos flexibles y rígidos • pavimentos de...

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