PAVIMENTOS RIGIDOS Se denominan así los pavimentos constituidas por losas de hormigón hidráulico, armadas o no, que reposan generalmente sobre una base adecuadamente preparada y, a veces, sobre el propio terreno de la explanada. A causa de su rigidez distribuyen las cargas transmitidas por el tráfico sobre un área relativamente amplia de la base o de la explanada. En el pavimento rígido, el hormigón absorbe gran parte de los esfuerzos que se ejercen sobre el pavimento, mientras que en el pavimento flexible este esfuerzo es transmitido hacia las capas inferiores. Su vida útil varía entre 20 y 40 años. El mantenimiento que requiere es mínimo y solo se efectúa comúnmente es las juntas de las losas. Debido a la alta rigidez del concreto hidráulico, la distribución de los esfuerzos se produce en una zona muy amplia, además como es concreto es capaz de resistir un cierto grado de esfuerzo de tensión, el comportamiento de un pavimento rígido es suficientemente satisfactorio, aun cuando existan zonas débiles en la sub-razante. Elementos que integran el Pavimento Rígido Subrasante Es la capa de terreno de una carretera que soporta la estructura de pavimento y que se extiende hasta una profundidad que no afecte la carga de diseño que corresponde al tránsito previsto . Esta capa puede e star formada en corte o relleno y una vez compactada debe tener las secciones transversales y pendientes especificadas en los planos finales de diseño. El espesor de pavimento dependerá en gran parte de la calidad de la subrasante, por lo que ésta debe cumplir con los requisitos de resistencia, incompresibilidad e inmunidad a la expansión y contracción por efectos de la humedad, por consiguiente, el diseño de un pavimento es esencialmente el ajuste de la carga de diseño por rueda a la capacidad de la subrasante. Subbase Es la capa de la estructura de pavimento destinada fundamentalmente a soportar, transmitir y distribuir con uniformidad las cargas aplicadas a la superficie de rodadura de pavimento, de tal manera que la capa de subrasante la pueda soportar absorbiendo las variaciones inherentes a d icho suelo que puedan afectar a la subbase. La subbase
Se denominan así los pavimentos constituidas por losas de hormigón hidráulico,armadas o no, que reposan generalmente sobre una base adecuadamente preparada y,a veces, sobre el propio terreno de la explanada. A causa de su rigidez distribuyen lascargas transmitidas por el tráfico sobre un área relativamente amplia de la base o de laexplanada.
En el pavimento rígido, el hormigón absorbe gran parte de los esfuerzos que se ejercensobre el pavimento, mientras que en el pavimento flexible este esfuerzo es transmitidohacia las capas inferiores.
Su vida útil varía entre 20 y 40 años. El mantenimiento que requiere es mínimo y solo seefectúa comúnmente es las juntas de las losas. Debido a la alta rigidez del concretohidráulico, la distribución de los esfuerzos se produce en una zona muy amplia, ademáscomo es concreto es capaz de resistir un cierto grado de esfuerzo de tensión, elcomportamiento de un pavimento rígido es suficientemente satisfactorio, aun cuandoexistan zonas débiles en la sub-razante.
Elementos que integran el Pavimento Rígido
SubrasanteEs la capa de terreno de una carretera que soporta la estructura de pavimento y que seextiende hasta una profundidad que no afecte la carga de diseño que corresponde altránsito previsto. Esta capa puede estar formada en corte o relleno y una vezcompactada debe tener las secciones transversales y pendientes especificadas en losplanosfinales de diseño.
El espesor de pavimento dependerá en gran parte de la calidad de la subrasante, por loque ésta debe cumplir con los requisitos de resistencia, incompresibilidad e inmunidad ala expansión y contracción por efectos de la humedad, por consiguiente, el diseño de unpavimento es esencialmente el ajuste de la carga de diseño por rueda a la capacidad dela subrasante.
Subbase
Es la capa de la estructura de pavimento destinada fundamentalmente a soportar,transmitir y distribuir con uniformidad las cargas aplicadas a la superficie de rodadura depavimento, de tal manera que la capa de subrasante la pueda soportar absorbiendo las
variaciones inherentes a dicho suelo que puedan afectar a la subbase. La subbase
debe controlar los cambios de volumen y elasticidad que serían dañinos para elpavimento.
Se utiliza además como capa de drenaje y contralor de ascensión capilar de agua,protegiendo así a la estructura de pavimento, por lo que generalmente se usanmateriales granulares. Al haber capilaridad en época de heladas, se produce unhinchamiento del agua, causado por el congelamiento, lo que produce fallas en el
pavimento, si éste no dispone de una subrasante o subbase adecuada.
Superficie de rodadura
Es la capa superior de la estructura de pavimento, construida con concreto hidráulico,por lo que debido a su rigidez y alto módulo de elasticidad, basan su capacidad portanteen la losa, más que en la capacidad de la subrasante, dado que no usan capa de base.En general, se puede indicar que el concreto hidráulico distribuye mejor las cargas haciala estructura de pavimento.
Los pavimentos rígidos pueden dividirse en tres tipos:
1. Concreto hidráulico simple
No contiene armadura en la losa y el espaciamiento entre juntas es pequeño (entre 2.50a 4.50 metros ó 8 a 15 pies). Las juntas pueden o no tener dispositivos de transferenciade cargas (dovelas).
2. Concreto hidráulico reforzado
Tienen espaciamientos mayores entre juntas (entre 6.10 y 36.60 metros ó 20 a 120 pies)y llevan armadura distribuida en la losa a efecto de controlar y mantener cerradas lasfisuras de contracción.
3. Concreto hidráulico reforzado continuo
Tiene armadura continua longitudinal y no tiene juntas transversales, excepto juntas deconstrucción. La armadura transversal es opcional en este caso. Estos pavimentostienen más armadura que las juntas armadas y el objetivo de esta armadura esmantener un espaciamiento adecuado entre fisuras y que éstas permanezcan cerradas.
Materiales
1) Cemento tipo Pórtland:
Los cementos hidráulicos deben ajustarse a las Normas AASHTO M-85 para losCementos Pórtland y a las normas AASHTO M-240, para Cementos HidráulicosMezclados.
El cemento Pórtland debe cumplir con las especificaciones indicadas en la tabla 5-12.
Tabla 5-12Especificaciones para el Cemento Pórtland
AASHTO ReferenciaT – 89 Finura del cemento (por turbidimetro)
T – 105 Composición química del cementoT – 106 Resistencia a la compresión delmortero del cemento
T – 107 Expansión del cemento en autoclaveT – 127 Muestreo del cementoT – 131 Tiempo de fraguado (agua de Vicat)T – 137 Contenido de aire del mortero de
cementoT – 153 Finura del cemento (permeámetro)T – 154 Tiempo de fraguado (aguja de
Gilmore)
T - 186 Endurecimiento inicial del cemento
2) Agregados finos:
Debe consistir en arena natural o manufacturada, compuesta de partículas duras ydurables, de acuerdo a AASHTO M 6, clase B.
3) Agregados gruesos:
Deben consistir en gravas o piedras trituradas, trituradas parcialmente o sin triturar,procesadas adecuadamente para formar un agregado clasificado, de acuerdo conAASHTO M 80.
4) Agua:
El agua para mezclado y curado del concreto o lavado de agregados debe serpreferentemente potable, limpia y libre de cantidades perjudiciales de aceite, ácidos,álcalis, azúcar, sales como cloruros o sulfatos, material orgánico y otras sustancias quepuedan ser nocivas al concreto o al acero. El agua de mar o salóbregas y depantanos, no deben usarse para concreto hidráulico.
El agua proveniente de abastecimientos o sistemas de distribución de agua potable,puede usarse sin ensayos previos.
En donde el lugar de abastecimiento sea poco profundo, la toma debe hacerse de formaque excluya sedimentos, toda hierba y otras materias perjudiciales.
b) Aditivo
El uso de aditivos para concreto, tiene por objeto mantener y mejorar esencialmente lacomposición y rendimiento del concreto de la mezcla básica.
b.1) Ceniza Volante: Se ha usado ceniza volante para mezclas del sistema depavimentos de concreto de apertura rápida, pero generalmente como un aditivo y nocomo sustituto del cemento Pórtland y debe cumplir con lo estipulado en AASHTO M-295.
b.2) Aditivos Químicos: Son aquellos que sin cambiar las características naturales delconcreto hidráulico para pavimentos, ayudan en los diferentes procesos de construcción,
siendo estos: inclusores de aire según AASHTO M-159, reductores de agua segúnAASHTO M-194, acelerantes y descelerantes de fraguado según AASHTO M-194.
Además, se debe indicar su clase de resistencia en MPa o en 2 lbs/pulg, según sea elcaso, 21, 28, 35 y 42 MPa (3000, 4000, 5000 y 6000 lb/pulg²), que corresponde a unaresistencia mínima a 28 días.
Cuando no se especifique el cemento a usar, éstos deberán tener una clase deresistencia de 28 MPa (4000 lb/pulg²) o mayor.
REQUERIMIENTOS MÍNIMOS PARA PAVIMENTOS HIDRÁULICOS.
• Requisitos de los Materiales.• Dosificación.• Equipamiento Necesario.• Procedimiento Constructivo.• Juntas de Hormigonado.• Sellos de Juntas.• Curado y Protección del Pavimento de Hormigón.• Controles y Ensayos.• Recomendaciones.• Prevención y Corrección de Defectos.
REQUISITOS DE LOS MATERIALES DOSIS MÍNIMA DE CEMENTO
• Grado corriente 320 kg / mt3 ·• Grado alta resistencia 280 kg / mt3
AGUA DE AMASADO.
El agua de masado deberá ser limpia, exenta de sustancias perjudiciales y satisfacer losrequisitos del Laboratorio Nacional de Vialidad nº 101 ( L.N.V., Chile ).
Límites mínimos tolerables de sustancias en el agua:
• Turbidez: 1000 partes por millón. ·• Materiales orgánicos: 0,05 gramos por litro.• Acidez 6 a 8.• Cloruros 2 kg/m3.• Sulfatos 1 k/m3.
En todo caso, cualquier estudio de dosificación estará respaldado por ensayes queacrediten una resistencia característica a la flexotracción mínima de 4.6 MPA a los 90días, u otra que especifique el proyecto, considerando una fracción defectuosa del 20 %.
Requerimientos básicos.
1. Cantidad mínima de cemento: 340 Kgs. de cemento por metro cúbico.
2. Asentamiento: Según INN Nch 1019 c72 entre 2 y 5 cms.3. Resistencia: Nominal cúbica de 360 kgs./cm2 a los 90 días.
DOSIFICACIÓN PRÁCTICA.
• Cemento de grado alta resistencia: 42.5 kilos.• Grava o ripio: 85 litros.• Arena húmeda: 40 litros.• Agua aproximada: 15 litros.
Esta es una dosificación recomendada por Hormigones Premix, con un rendimiento de111 litros. En todo caso, se recomienda su uso para obras de pequeña envergadura,requiriéndose un estudio más acabado en obras mayores.
EQUIPOS PARA LA COLOCACIÓN Y COMPACTACIÓN DEL HORMIGÓN.
Moldes metálicos: Deben ser rectos, sin torceduras con resistencia lateral parasoportar la presión del hormigón sin flexionarse y de altura igual al espesor delpavimento.
VIBRADORES EXTERNOS O DE SUPERFICIE
Cercha vibradora: es una viga sencilla o doble, de largo suficiente para cubrir el anchode la losa. Pueden estar provistas de excéntricas o de vibradores de encofrado demanera que la regla a medida que se desliza sobre la arista de los moldes o sobre rielesespeciales transmita las vibraciones al hormigón.
Vibrador de bandeja: consiste en una bandeja horizontal (o serie de bandejas) que seextiende a todo el ancho de la losa, descansando completamente en ella sin tocar losmoldes, se debe montar en un marco horizontal capaz de elevarlo fuera del contacto conel pavimento. Se emplea exclusivamente para compactar.
Alisadora de rodillos: enrasa la superficie al tiempo que consolida el hormigón debidoa su acción de golpe y vibración. En general se efectúan dos pasadas, la 1ª paracompactar (alta frecuencia) y la 2ª para dar el acabado (baja frecuencia). La docilidaddel hormigón debe ser mayor a 5 cm.
Vibradores internos: se emplean como complemento de los equipos de superficie y enparticular de las cerchas vibradoras.
Los equipos de alto rendimiento están provistos de 5 a 6 vibradores de inmersiónmontados en un marco, el cual debe tener movimiento vertical para poder sacar ointroducir los vibradores.
Los trenes pavimentadores constan de un esparcidor de hormigón de gusano (sinfín) opaleta, que mantiene una alimentación en un espesor uniforme en todo el ancho de lafaja. Lo sigue una batería de vibradores de inmersión los cuales producen lacompactación en toda la masa a medida que la máquina avanza, seguido de una placavibratoria que alisa la superficie.
HERRAMIENTAS PARA EL ACABADO SUPERFICIAL.
Platachos: están constituidos por una base de madera o metal de gran superficieprovistos de un mango largo articulado.Cepillos, arpillera: para obtener la textura
superficial rugosa, se utilizan cepillos anchos de cerda o nylon provistos de mangos oarpillera que se desliza transversal o longitudinalmente sobre la superficie.
Sobre la base compactada, la que deberá estar limpia y cuyas especificaciones estándadas, se recomienda aplicar una membrana asfáltica del tipo MC-30 o similar, con elobjetivo de crear un puente de adherencia entre la base y el hormigón fresco. Además,
sirve para minimizar problemas de alabeo de losas y evitar la pérdida de agua deamasado.
Deberán verificarse los requisitos topográficos, ya sea de la base, como así mismo deltrazado, pendientes y peraltes.
Se recomienda un cono de trabajo de entre 2 y 5 cms, para el caso de un hormigónvibrado, y entre 5 y 8, en el caso de hormigón apisonado.
Por otra parte, no se colocará hormigón con temperaturas superiores a 35 º C, ni contemperaturas inferiores a 5ºC. En caso contrario, deberán tomarse las precaucionesnecesarias.
El diseño de juntas en los pavimentos de concreto es el responsable del control delagrietamiento, así como de mantener la capacidad estructural del pavimento y su
calidad de servicio en los más altos niveles al menor costo anual.
Además las juntas tienen funciones más específicas, como lo son:
• El control del agrietamiento transversal y longitudinal provocado por las restriccionesde contracción combinándose con los efectos de pandeo ó alabeode las losas, así como las cargas del tráfico.
• Dividir el pavimento en incrementos prácticos para la construcción (por ejemplolos carriles de circulación)
• Absolver los esfuerzos provocados por los movimientos de las losas.
• Proveer una adecuada transferencia de carga.
• Darle forma al depósito para el sellado de la junta.
Una construcción adecuada y a tiempo, así como un diseño apropiado de las juntasincluyendo un efectivo sellado, son elementos claves para el buen comportamiento delsistema de juntas.
CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO DE JUNTAS.
Como ya se mencionó en los párrafos anteriores la necesidad del sistema de juntas esel resultado del deseo de controlar el agrietamiento transversal y longitudinal. Esteagrietamiento se presenta por la combinación de varios efectos, entre los que podemosmencionar la contracción por secado del concreto, los cambios de humedad y detemperatura, la aplicación de las cargas del tráfico, las restricciones de la subrasante óterreno de apoyo y también por ciertas características de los materiales empleados.
En orden para diseñar un adecuado sistema de juntas se recomienda evaluar lassiguientes recomendaciones:
• Consideraciones Ambientales: Los cambios en la temperatura y en la humedadinducen movimientos de la losa, resultando en concentraciones de esfuerzos y enalabeos.
• Espesor de losa: El espesor del pavimento afecta los esfuerzos de alabeo y lasdeflexiones para la transferencia de carga.
• Transferencia de carga: La transferencia de carga es necesaria a lo largo de cualquier junta del pavimento, sin embargo la cantidad requerida de transferencia de carga varíapara cada tipo de junta. Cuando se empleen barras de amarre ó pasajuntas, el tipo y el
tamaño de las barras influyen en el diseño de juntas.
• Tráfico. El tráfico es un factor extremadamente importante para el diseño de juntas. Suclasificación, canalización y la predominancia de cargas en el borde influyen en losrequerimientos de transferencia de carga para el comportamiento a largo plazo.
• Características del concreto: Los componentes de los materiales afectan la resistenciadel concreto y los requerimientos de juntas. Los materiales seleccionados para elconcreto determinan las contracciones de la losa, por ejemplo del agregado grueso
influye en el coeficiente térmico del concreto, en adición a esto los agregados finostienen una influencia perjudicial en el comportamiento de las juntas. En muchasocasiones el despostillamiento es resultado de concentraciones de materiales malos a lolargo de las juntas.
• Tipo de subrasante ó terreno de apoyo: Los valores de soporte y las característicasfriccionantes en la interfase del pavimento con el terreno de apoyo para diferentes tiposde suelos afectan los movimientos y el soporte de las losas.
• Características del sellador: El espaciamiento de las juntas influye en la selección deltipo de sellador. Otras consideraciones, tales como adecuados factores de forma y
costos ciclos de vida también afecta la selección del sellador.
• Apoyo lateral: El tipo de acotamiento (de concreto y amarrado, de asfalto, de materialgranular) afecta el soporte de la orilla del pavimento y la habilidad de las juntas centralespara realizar la transferencia de carga.
• Experiencia pasada: Los datos locales del comportamiento de los pavimentos son unaexcelente fuente para establecer un diseño de juntas, sin embargo las mejoras a losdiseños del pasado con la tecnología actual puede mejorar significativamente sucomportamiento.
Agrietamiento.
Un adecuado sistema de juntas esta basado en controlar el agrietamiento que ocurre demanera natural en el pavimento de concreto y las juntas son colocadas en el pavimentoprecisamente para controlar su ubicación y su geometría.
Contracción.
La mayor parte de la contracción anticipada del concreto ocurre a muy temprana edaden la vida del pavimento provocado principalmente por cambios de temperatura. El calor
de hidratación y temperatura del pavimento normalmente alcanza su valor máximo muypoco tiempo después de su colocación y una vez alcanzado su valor máximo, latemperatura del concreto baja debido a la reducción de la actividad de hidratación ytambién debido al efecto de la baja temperatura ambiente durante la primer noche delpavimento.Otro factor que contribuye a la contracción inicial es la reducción de volumen a causa dela pérdida de agua en la mezcla. El concreto para aplicaciones de caminos requiere demayor cantidad de agua de mezcla que la requerida para hidratar el cemento, esta aguaextra ayuda a conseguir una adecuada trabajabilidad para la colocación y para lastrabajos de terminado, sin embargo durante la consolidación y el fraguado la mayorparte del agua en exceso sangra a la superficie y se evapora provocando que con la
La fricción de la subrasante ó terreno de apoyo se resiste a la contracción del pavimentopor lo que se presentan en el interior del pavimento algunos esfuerzos de tensión, loscuales de no ser considerados pueden provocar grietas transversales como lasmostradas en la figura 4.2-1.
Figura 4.2-1 Agrietamiento inicial en un pavimento de concreto sin juntas.
El espaciamiento de las grietas iniciales del pavimento varían entre 1.20 y 5.00 metros ydependen de las propiedades del concreto, espesor, fricción de la base y de lascondiciones climáticas durante y después de la colocación.
Los intervalos de las grietas son más cortos cuando los pavimentos se apoyan en bases
rígidas ó estabilizadas por lo que hay menor abertura en cada grieta, mientras que laseparación de las grietas será mucho mayor para pavimentos sobre bases granulares,por lo que al tener una separación mayor en las grietas iniciales se puede anticipar unamayor abertura y movimiento para cada grieta.
Gradientes
Los esfuerzos provocados por gradientes de temperatura y de humedad en el interiordel pavimento también pueden contribuir al agrietamiento, la diferencia es que estosesfuerzos ocurren generalmente después de fraguado el concreto. La cara superior delpavimento (expuesta a la superficie) experimenta diariamente grandes variaciones en
temperatura y en contenido de humedad, y estos cambios diarios son mucho menoresen el fondo ó cerca del fondo del pavimento.
El alabeo de las losas es principalmente el resultado del gradiente de temperatura através de la profundidad de la estructura del pavimento. Estos gradientes detemperatura varían con las condiciones del clima y la hora del día, por ejemplo, elalabeo de las losas en el día se presenta cuando la porción superior se encuentra a unatemperatura superior que la porción del fondo, la porción superior de la losa se expandemás que en el fondo provocando una tendencia a pandearse. El peso propio de la losaopone resistencia al pandeo e induce esfuerzos de tensión en dirección al fondo de lalosa y esfuerzos de compresión hacia la parte superior de la losa (figura 2). De noche elpatrón de esfuerzos se presenta de manera inversa, es decir que se presentanesfuerzos de tensión hacia la parte superior de la losa y esfuerzos de compresión haciael fondo del pavimento.
El alabeo por humedad es un factor que intenta contrarrestar el alabeo por gradientesde temperatura de día. Este pandeo por humedad es provocado por un diferencial dehumedad desde la parte superior hasta el fondo de la losa. La parte superior seencuentra más seca que el fondo de la losa y un decremento en el contenido dehumedad provoca una contracción, mientras que un incremento provoca una expansión.
El diferencial tiende a presentar esfuerzos de compresión en la base de la losa dondecontrarresta a la carga y a los esfuerzos de tensión inducidos por el alabeo de día.
Figura 4.2-2 Alabeo de las losas de los pavimentos de concreto.
Sin embargo es sumamente complicado evaluar el efecto combinado de los alabeos portemperatura y los provocados por gradientes de humedad debido a su naturalcontradicción. Es principalmente por esto que los esfuerzos de alabeo calculados conformulas que únicamente consideran gradientes de temperatura son muy altoscomparados con valores medidos en el comportamiento de un pavimento.
La combinación de las restricciones que provocan los cambios de humedad y detemperatura en combinación con las cargas también provocarán grietas transversalesadicionales a las grietas iniciales y en pavimentos con dos carriles de circulaciónademás se formará una grieta longitudinal a lo largo de la línea central del pavimento.
La figura 4.2.3a muestra el resultado de un padrón natural de agrietamiento, mientrasque un adecuado sistema de juntas (figura 4.2.3b) provee una serie de juntasespaciadas para controlar (ubicación y geometría) la formación de estas grietas.
Figura 4.2-3 (a) Patrón de agrietamiento provocado por el medio ambiente y los esfuerzos de las cargas en un pavimento deconcreto sin juntas (b) Diseño adecuado de las juntas para controlar la ubicación y geometría de las grietas en un pavimento deconcreto.
Espaciamiento.
En los pavimentos de concreto, la junta es diseñada para formar un plano de debilidadpara controlar la formación de grietas transversales y la separación de las juntas se
diseña para que no se formen grietas transversales intermedias ó aleatorias. Lo másrecomendable es que el espaciamiento se base en las experiencias locales ya que un
cambio en el tipo de agregado grueso puede tener un efecto significativo en elcoeficiente térmico del concreto y por consecuencia en el espaciamiento adecuado paralas juntas.
La modulación de losas va a estar regida por la separación de las juntas transversalesque a su vez depende del espesor del pavimento.
Eficiencia De La Junta.
La transferencia de carga es la habilidad de la junta de transferir una parte de la cargaaplicada de uno al otro lado de la junta (figura 4) y se mide por lo que llamamos como“eficiencia de la junta”. Una junta es 100 % efectiva si logra transferir la mitad de lacarga aplicada al otro lado de la junta, mientras que un 0% de efectividad significa queninguna parte de la carga es transferida a través de la junta.
TIPOS DE JUNTAS
Juntas De Hormigonado
1. Juntas Transversales:
• De Contracción.•
De Construcción.• De Expansión.
2. Juntas Longitudinales:
• De Construcción.• De Contracción.
Junta Transversal De Contracción.
- Su objetivo es inducir en forma ordenada las grietas que se producen a causa de la
- Se recomienda construir a una distancia de 4,5 m entre sí, salvo indicaciones alcontrario, debiendo ser perpendiculares o esviadas al eje del camino.
- Salvo que las especificaciones del proyecto indiquen lo contrario, en este tipo de juntas, no se consultan dispositivos de transferencia de cargas.
- En el caso de pavimentos nuevos contiguos a otros ya existentes, la posición de la
nueva junta deberá coincidir con la existente.
Juntas De Contracción En El Hormigón Fresco.
- Se construye insertando por vibración una pletina en el hormigón fresco.
- El espesor de la pletina es de 4 a 6 mm. Introducida a una altura de 1/3 del espesor delpavimento.
Una vez retirada la pletina vibradora se introducirá una tablilla no absorbente,generalmente del tipo fibro-cemento o de otro material que no reaccione con elhormigón.
Juntas De Contracción En El Hormigón Endurecido.
Se construye aserrando la superficie del pavimento con un ancho y profundidad indicadapor los planos. Se recomienda un espesor de 5 a 8mm y una profundidad igual a 1/3 delespesor del pavimento.
- Se iniciará tan pronto como lo permita el endurecimiento del hormigón.
- Si antes de cortar, se produjeran grietas transversales incontroladas, no se aserrarán
las juntas que queden a una distancia menor de 2 metros.
Aserrado de una junta de contracción en unhormigón endurecido.
Deberán ser construidas cuando hay interrupciones de más de 30 minutos.
- En este tipo de juntas, deben utilizarse dispositivos de transferencia de carga, loscuales serán de acero A-44-28-H (según norma chilena), lisas. Con un largo de 460 mmy ubicadas cada 300 mm.
Juntas Transversales De Expansion.
- Se usan solamente en determinados casos: empalmes con pavimentos existentes,empalmes con puentes o losas, o en los contornos de cámaras o sumideros.
- Se usan barras de transmisión de cargas de acero A44-28H sin resalte, con unextremo recubierto con betún asfáltico o envainado en PVC.
- La barra de acero deberá estar empotrado en el otro extremo del pavimento,
Son aquellas paralelas al eje del camino, a una distancia entre ellas de 3.5 metros, salvoindicaciones del proyecto que indiquen otra distancia.
- Se deberán usar barras de traspaso de cargas ubicadas en el centro del espesor de lalosa, dispuestas en posición horizontal. Estas barras serán de acero de calidad (según
norma chilena) A-44-28-H con resaltes, de un largo de 650 mm. y de diámetro 12 mm.
- La separación de estas barras será de 650 mm. Estas indicaciones se tomarán encuenta si el proyecto no indica otra cosa.
Junta Longitudinal De Contracción.
- Usadas en fajas de pavimento con más de 5 metros de ancho sin juntura longitudinalde construcción.
- Se emplean barras de trabazón de acero con resalte.
- La junta se formará por aserrado con un ancho de 3 a 4 mm y profundidad de 1/3 delespesor del pavimento.
- También puede fabricarse mediante una cinta continua de plástico u otro material queno afecte químicamente el hormigón, a una profundidad mínima de 50mm.
Sellos De Juntas.
Cuando se especifique el sellado de juntas, éste se hará antes de la entrega al tránsito,usando el material especificado en el Proyecto. Previa a la colocación del sello, la juntadebe estar perfectamente limpia y seca.
Deberán respetarse las indicaciones del Proyectista o del Proveedor en cuanto a suforma y tamaño de la junta y condiciones de colocación según el tipo de material.
El material de sellado sólo debe colocarse dentro de la caja de la junta y no sobresalirde la superficie. Todo material de sellos de juntas de pavimento de hormigón, debecumplir con las siguientes características:
Todo material de sellos de juntas de pavimento de hormigón, debe cumplir con lassiguientes características:
Cuando sea necesario sellar las juntas se aplicará un mastic asfáltico de aplicación en
caliente, que cumpla con los requisitos de AASHTO M-173 u otro que se especifique; nose recomienda el empleo de arena o material similar sobre el sello.
El sellado se hará antes de la entrega al tránsito y previa limpieza de la junta conherramientas adecuadas y aire comprimido; el momento de aplicar el material de sello,la junta debe estar seca.
Después del sellado se deberán eliminar los eventuales derrames sobre la superficie.
MANTENIMIENTO DE PAVIMENTOS
Conjunto de tareas de limpieza, reemplazo y reparación que se realizan de maneraregular y ordenada en una carretera, para asegurar su buen funcionamiento y laprolongación de su vida de servicio, al máximo compatible con las previsiones dediseño y construcción de la obra.
Consideraciones Generales
Los pavimentos de concreto se proyectan, diseñan y construyen para prestar servicio,en condiciones adecuadas, un determinado número de años a los cuales se conocecomo vida útil de la obra. Ellos pueden quedar parcial o totalmente fuera de servicio sise presentan solicitaciones destructivas y no son tratadas oportunamente.
Entre las solicitaciones que pueden contribuir a la destrucción de los pavimentos deconcreto se encuentran aquellas debidas al tránsito; a las condiciones del medioambiente; a un inadecuado comportamiento de las juntas o a fallas en la subrasante.
El tránsito puede causar daños superficiales o estructurales. El medio ambiente,
especialmente las condiciones de humedad y temperatura, puede producir expansión ycontracción no previstas en el diseño del pavimento, con el consiguiente agrietamiento orotura del concreto. El agua del manto freático, o de las precipitaciones pluviales, puedeprovocar zonas de bajo soporte, expulsión del material de subrasante y la consiguienterotura del concreto.
Únicamente la evaluación y mantenimiento periódico pueden garantizar un servicioadecuado y permanente del pavimento urbano de concreto. La evaluación determina losdaños existentes en el pavimento, así como las causas de origen. El mantenimientooportuno permite que el pavimento mantenga las condiciones de servicio consideradosen el diseño.
La evaluación sistemática de un pavimento puede ser definida como la observaciónperiódica del mismo a fin de ubicar desarreglos en su estructura. La informaciónrecogida, adecuadamente procesada, permitirá conocer las causas y magnitud de lasfallas y elegir los procedimientos más adecuados de mantenimiento y/o rehabilitación.
La evaluación de un pavimento puede ser efectuada por métodos visuales o
instrumentales. La responsabilidad de la evaluación de los pavimentos urbanos deconcreto corresponde a los municipios, quienes deben mantenerlos en condiciones desatisfacer las necesidades del tránsito con seguridad y comodidad.
En la evaluación se tendrán en consideración los siguientes aspectos:
a) Debe ser sistemática y permanente, a fin de detectar los daños tan pronto como sepresentan y tomar de inmediato las medidas correctivas más adecuadas.
b) No debe asumir determinadas condiciones o propiedades de los materiales, dado queello puede impedir que se obtengan los resultados deseados.
c) Debe distinguir entre los daños que influyen en la calidad del tránsito y aquellos quese refieren al deterioro y reducción en la capacidad de carga del pavimento.
d) El evaluador debe ser un profesional idóneo, con preparación para distinguir entre losdiferentes tipos de fallas y las causas de las mismas.
e) La inspección visual es el procedimiento más recomendado en la evaluación de lospavimentos de concreto. Ella permite identificar de manera segura y económica losdiferentes tipos de daños y sus causas, posibilitar las prioridades en el mantenimiento, yreducir los costos de futuras rehabilitaciones.
Fallas De Regularidad Y Superficie
Se consideran como fallas de regularidad aquellas que corresponden a defectos deforma, originados generalmente por diversas causas durante la construcción y a las queafectan la textura, en nuestro caso con extensión apreciable.
Algunos Tipos De Fallas
1.1.- Asentamientos (S-A)
Desviación longitudinal de las superficies del pavimento con relación a su perfiloriginal. Se le considera cuando la deformación es mayor de 25 mm y comprometeuna longitud mayor de un paño.
1.1. 1. Causas posibles
a) Mala compactación y/o falta de soporte de la subrasante
Es el proceso por medio del cual la estructura de pavimento, es restaurada a sucondición original de soporte. Se obtiene de la recuperación con o sin estabilización, delpavimento existente en combinación con material de aporte si es necesario.
En este proceso, los materiales provenientes de los pavimentos existentes, formaránparte de la nueva estructura.
Pavimentos flexibles
La rehabilitación de pavimentos flexibles se efectúa por medio de los procedimientossiguientes:
Escarificación, reconformación, compactación e imprimación
Este trabajo debe ser ejecutado en aquellos tramos en que el estado de deterioro del
pavimento existente, sea tal que impida la reparación aislada de las áreas afectadas yconsistirá en la escarificación, desintegración, humedecimiento, mezclado,reconformado, compactado y afinado del material constitutivo de la carpeta asfáltica odel tratamiento asfáltico del pavimento original de la carretera; el trabajo descrito, debehacerse de modo tal, que la capa escarificada llegue a mezclarse con el material debase presente en la estructura de pavimento y/o con el material de base que pudieraagregarse con fines de reforzar la estructura. Esta mezcla se usará como nueva capade base.
Como el pavimento existente se debe escarificar y pulverizar, el material obtenido enestas operaciones, debe reducirse a un tamaño máximo de 1½ pulgadas, el cual seráincorporado nuevamente a la estructura.
El material asfáltico y de base escarificados, pulverizados, mezclados y conformados, secompactarán al 100% de la densidad seca máxima correspondiente al ensayo AASHTOT-180 (Próctor Modificado.)
La humedad de compactación no debe variar en ±2% de la respectiva humedad óptima.
Este trabajo es necesario realizarlo básicamente cuando el estado superficial de lacarretera presente un fuerte deterioro (grietas, ahuellamiento, pérdida de finos,
desprendimiento de la capa de rodadura, etc.) que incluya baches en la base, sin queexista falla estructural; esto quiere decir, que el IRI tendrá un valor de 4 ó más y elíndice de serviciabilidad es menor de 2.5.
Se incluye en la escarificación, homogenización, reconformación y compactación elmaterial existente de base, con el objeto de que esa parte se integre a la nuevaestructura de pavimento y la carretera nuevamente cumpla su función de dar confort alusuario.
En algunos casos es necesario aportar material adicional de base, con el objeto dereponer el que se haya perdido por el deterioro ó con el fin específico de incrementar la
capacidad soporte de la estructura, por el hecho de haberse incrementadosustancialmente el tránsito.
Esto permitirá también que al colocar la nueva capa de rodadura no hay reflejo degrietas.
Reciclaje y recuperación
Este trabajo consiste en pulverizar la superficie bituminosa del lugar o solo la base
granular o las dos capas en conjunto, llegando a la profundidad que incluyan dichosespesores, luego inyectando y mezclando ligante y/o agua, con el material pulverizado,para después homogenizarlo, conformarlo y compactarlo; esta mezcla se usará comocapa de base de la estructura, aportándole material de base si fuera necesario.
Al comenzar las operaciones de reciclaje y recuperación, el ligante debe ser aplicado almaterial pulverizado, en los porcentajes iniciales suministrados por el laboratorio,basados en muestras obtenidas antes de la construcción. Todo el material debe serpulverizado hasta 100% pasa tamiz de 2”. La cantidad de aplicación del ligante serádeterminada conforme el diseño. Una tolerancia de +/- 0.5% del rango de aplicacióndesignados, debe mantenerse siempre.
El material reciclado y recuperado, debe ser compactado en el laboratorio, de acuerdocon AASHTO T-245. La frecuencia de la prueba de densidad debe ser de una por cada5,000 metros cuadrados. Se debe realizar la prueba AASHTO T-245 para los cálculosdel porcentaje relativo de compactación en cada densidad de campo tomada.
Después que el material reciclado y recuperado ha sido compactado, se le debe aplicarun sello de emulsión a la superficie, en un rango de aproximadamente 0.11 a 0.45 lt/m²antes de abrir al tránsito; no debe permitirse transitar sobre el material reciclado antesde 24 horas.
a) Materiales
El material de aporte deberá cumplir con las referencias de AASHTO T-93, T-180, T-96,T-146, T-176, T-89, T-11 y T-27.
El ligante a usarse en el procedimiento de reciclaje y recuperación, debe ser unaemulsión asfáltica que cumpla los requerimientos normales del tipo CSS-1 ó similar.
La mezcla asfáltica reciclada y recuperada en frío, debe cumplir con la granulometríadeterminada por los ensayos de laboratorio del material existente en sitio con el de
aporte.La emulsión para imprimación de la superficie reciclada y recuperada, debe seremulsión asfáltica CSS-1 o similar. La emulsión asfáltica CSS-1 debe cumplir laespecificación AASHTO M- 208 y según los ensayos AASHTO T-59.
Para realizar este reciclaje y recuperación, se debe dimensionar y graduar el materialde aporte y combinarlo en forma homogénea con los productos estabilizadores y con elmaterial reciclado y recuperado.
El agua debe llenar los requisitos de la norma AASHTO T-26. Si la fuente es un sistema
de abastecimiento de agua potable, puede ser utilizada sin necesidad de ensayo previo.
Este tipo de trabajo es necesario efectuarlo cuando el estado completo de la carreterapresente un deterioro muy avanzado (grietas, ahuellamiento, pérdida de finos,desprendimiento de la capa de rodadura, deformaciones, hundimientos, etc.) queincluya baches severos en la base y que exista falla estructural; esto quiere decir, queel IRI tendrá un valor de 6 ó más y el índice de serviciabilidad es mucho menor de 2.
Se incluye en el reciclaje y recuperación el material existente de base, con el objeto de
que esa parte se integre a la nueva estructura de pavimento y la carretera nuevamentecumpla su función de dar confort al usuario.
En estos casos es necesario aportar material de base, con el objeto de reponer el quese haya perdido por el deterioro ó con el fin de incrementar la capacidad soporte de laestructura, por el hecho de haberse incrementado el tránsito.
El adicionarle productos estabilizadores, incrementar el espesor de la capa de base ydejarla como superficie para la colocación de una nueva capa de rodadura a la cual nose le reflejaran las grietas, y también no solo es objeto de mejorar el índice deserviciabilidad y el IRI de la carretera, sino alargar el período de diseño y el de la vida
útil.
Pavimentos Rígidos
Recuperación
Es la rehabilitación de un pavimento de concreto hidráulico existente, que ha sufridodiferentes tipos de fallas. Consiste en el fresado de la superficie con discos dediamante, la reparación de las áreas afectadas de la losa, la reparación de juntas, lareparación de grietas, el sellado inferior y estabilización de losas, la colocación dedovelas en las juntas, la remoción del pavimento y nivelación de losas, el fracturado yaplanado de las losas, antes de la colocación de una sobrecapa en el pavimentoexistente.
Los adhesivos de resina epóxica que se utilicen, deben cumplir con los requisitos de lanorma AASHTO M 235.
Los materiales de relleno y selladores para juntas deben ajustarse a las normasAASHTO y cumplir con lo especificado en la tabla 8-1:
Tabla 8-1
Materiales más comunes para sellado de juntasTipo de Sellador Especificación
Material de relleno premoldeado de fibra AASHTO M-213Material de relleno hule-espuma AASHTO M-213Material de relleno bituminoso AASHTO M-33
De utilizar un ligante de polímero y agregado fino, debe ser en las proporcionesrecomendadas por el fabricante y debe tener una resistencia a la compresión mínima de25 MPa (3,625 psi) en 4 horas.
El cemento a utilizar debe tener, un color similar al del concreto existente. Asimismo, losagregados deben tener una graduación, color y dureza similares a la de los agregadosexistentes en el pavimento..
Procedimientos de ejecución
Para la rehabilitación de pavimentos de concreto hidráulico, se describen en el Manual
Centroamericano de Especificaciones para la Construcción de Carreteras y PuentesRegionales, SIECA, año 2,001.
En pavimentos de concreto hidráulico, cuando el estado de deterioro de la superficie,losas, subbase ó de las juntas, presentan grietas, falta de sellador, escalonamiento, etc.y las condiciones de transitabilidad son molestas para el usuario, entonces se hacenecesario efectuar una reparación para volverlo a su estado original.
Como la demolición total de un pavimento de concreto es una operación de un valormuy alto, que equivale a la construcción de una nueva carretera y si la disponibilidadeconómica no es suficiente, entonces se hace necesario recuperar la estructura.
Para comenzar, se cambiarían las losas colapsadas ó sea las que prácticamente seaimposible su reparación, operación que incluye el cambio ó reposición de dovelas,posteriormente se renovaría el sello de las juntas ó reponer las que ya no existan.Cuando las losas presentan ahuellamiento o escalonamiento, se deben fresar a laprofundidad necesaria para eliminarlo.
Cuando por efecto de la falta de sellador en las juntas haya penetrado agua bajo laslosas y exista bombeo de finos y las mismas no presenten grietas ó fisuras de mayorimportancia, es pertinente efectuar inyecciones de concreto para reponer la sustentación
del soporte. En las losas que presenten grietas, sin existir hundimientos, es convenienteaserrarlas y colocarles sellador como una junta normal.
Si las condiciones del volumen de tránsito, son aceptables por el período de diseño dela carretera, una recuperación de esta naturaleza permitiría prolongar la vida útil de lamisma, pero si la cantidad de vehículos se ha incrementado es recomendable colocaruna capa adicional en la estructura.
