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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO PAVIMENTO DE CONCRETO HIDRAULICO EN CALLE NIÑOS HEROES TRAMO 0+000 AL 0+300 EN LA LOC. DE ESPINAL, MPIO. DE ESPINAL, VERACRUZ. MEMORIA DE EXPERIENCIA PROFESIONAL QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO CIVIL PRESENTA: CRUZ EVENCIO TOVAR AVILA ASESOR: ING. FRANCISCO JAVIER CARVAJAL MARTINEZ MEXICO D.F. 2013 Instituto Politécnico Nacional ESCUELA SUPERIOR DEIN$ENIE~iAY : UÑIDAD ZACATENC : )!iCttl ;~\~'~~~t:n: HH)¡A(IÓl', I',\!ll11<:A ' $UBDIREqCIÓN ACADÉMICA :' "2013 Ano de la Lealtad Instltuclonal y Centen,rlodel EJercno Mexicano" "80 Aniversario de la Escuela Superior de Ingenlerla Textil" "65 Aniversario de la Escuela Superior de Ingenlerla Qulmlca e Industrias Extractlvas" "50 Aniversario del Centro Naclon,al de Calculo" "50 Aniversario del CE~yT 7Cuauhtámoc" México, D.F. a 3 octubre de 2013 No. Of. SA,2258.X.2013 ASUNTO: SE DESIGNA ASESOR DE TESIS Y AUTORIZA TEMA ING. FRANCISCO JAVIER CARVAJAL MARTfNEZ PROFESOR [)ELA E.S.I.A. U.ZACATENCO " : " ," ': PRESENTE :":"", <',- ~ J<"I ~,,':,: .~ .':'~ .. ' "" ~ ~ ",... "'_o: Con base en su experiencia pr9¡;~~i~~on.y :Ot~~ción d?éeh~é'ftn \la Academia de Vías Terrestres y de acuerqe ..:gl. ; (,;·c,¡legi?q;~ :;Rr6fE'tsqres ,; '.~JI) sidQ qesignado asesor del C. Cruz Evenclo Tov9r Á~]j:6 ; 'i~,OS.PtJlt~ ,~'é I9 <~ar~erCJde I~@eniería Civil, en la elaboración del inf~¡~~~':·'d~·· su1'~si,~),~d9· CUCfl I ,·~e¡;)e .~~~g,aJse a la estructura general , .....:,:. " . " ' , ,,' '' ':,i e ,' l ' . " :. ;'.>· V);:~ .' l'·~. :j . t /: ' ; ': ,\\ 1 .~' , U :. ~~~J ¡, J .Así t?mbi~~ s~ I~-:~dm: u,~i , !¡.:$ :~~~ é'\ t~m~·;.r ;~~~ite ~q~:~ J~ :'~o.~usierOn y , que ~ , contlnuaClon s;e} cl,to¡ ha -$I~~:'/~Rqo~qs:lO~ par@, skJ desgrrol!o, mls:rnoque debera concluir en , un §,~k1ilz~ : tri~~~flhO ,F de sér1..m,:$S'~S{·,~t p~MW~ ~~ ~~tal fecha, ,esto de acuerc;lo al ReQJI ~r\l'1¡~~to "ae Titl.!ta.Gjém.\{i~;e,ht.e ' (Ca.pít liJ l'QV,~:4rt~: ~9 ) ~, "PAVIMENTO I~~~~FN.~~~): ':~~~~:fu{¡4'~;¿~'E-N c~~ ~,~:,jH~eScTRAMO 0+000 ' AL,04~~~:e~i ~'~(1ge . ~~,E~~ N'AL, MPI<l ' ~RfC~~Z" .; .~:;. '. ' t.>,yY· : ¡. :¡ '+ índice General; , Introducción Mee_ Av: Juan de Dios Bátiz SIN Edificio 10, 11, 12, Unidad Profesional 'Adolfo López Mateos' Zacatenco, México,D.F. 07738 Tel. 57296000 Ex!. 53078 " } .'lI:rCJtf.T.\;t1A tu: . ~hl.lt';...-.()6N M:'~¡.\UCA InstitutoPalitechitc, Nacional ESCUELA SUPERIOR D~INGeNIERIAYAR(;lUlr~c'TIJRA' ' ,' UNleI\D~ACA4~N'~6 SUBIiJIRECCIÓtlACAg'ÉM10A " , "2013 Ano dela tea~ad Inst~uclonarY C.nt.~arlo, del~lereltoMeic:lc8no" , , ", H!O'A~lvers~ño~!,I., l:s~u"í~!J~~o/d~ ,lrig~~f~(r.Xtil~ ;, "65 Anlversa,rlo de la .Eseuel,aSúpel1ordelngeñl,' " " ClI'~inª!i!I~'!E,#ri~Iv~· , , "SO Anlv~, ,~~~}ró~¡\,ct~~il~.,C.1I;~1ó" ' "SO Ari 1) aerCE:<:yt7 CilaU"t~Rc· • : . _ L, ,. " , " " • México, D.F. a 3 octubre dé 2013 No. Of. SA.22'58.~.2013 ASUNTO: SE DESIGNA ASESOR DE TESIS YAUTORIZA'TEMA GapítulolH ,- 'CONST,RUCCIÓN "DE , PAVIMgN:rg,¡;,~DE > C;ONCRETO : HID'R;;AGlhl:QQ \,Ef);I: CALLE NIÑOSHÉROE$ TRAMO 0+000 AL:g:r300 !;t-sl [}\-bQ~.DE ESPINAL, MPI<:). DE SSPINAL, VERACRUZ / ': '. " .. ,~:'':'" ' , ~;. ," , • " ' ~ • ... ( " : " 'A ~" l~ .,' ;';, ~\ .:~ " 0' ,, ,; , ,~ ~il C,C:P.- Ing. Rodo,lto Gro'nados Agu'llar - Jefe del Departamento dé Formación Profesional en Ingeniería Aplicada Expediente MCCJ FIRGA/crv Av, JUéin de:Dlos'BáliiS/N Edifrcio10, 11, 12, Unidad Profesional 'Adolfo Lópei Mate0s'Zacatenco, Méxic.O. D.F.07738 TeL 57296000 Ext. 53078 Instituto Politécnico Nacional ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERíA y ARQl,JITECTURA UNIDAD ZACATENCO SUBDIRECCiÓN ACADÉMICA DEPTO, DE FORMACiÓN PROFESIONAL EN INGENIERíA APLICADA "2013 Año de la Lealtad Institucional yCentenario del Ejercito Mexicano" "SO Aniversario de la Escuela Superior de Ingenieria Textil" "65 Aniversario de la Escuela Superior de Ingenieria Qulrnlca e Industrias Extractivas" "50 Aniversario del Centro Nucional de Cálculo" "50 Aniversario del CECyT 7Cuauhtémoc" ACTA DE REVISiÓN DE TRABAJO TERMINAL En la Ciudad de México, D. F. siendo las ,O:()Q horas del día ~del mes de ciAvbxe' del año 20 \?) ,se reunieron los miembros de la Comisión Revisora designada por la Subdirección Académica de la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco, para revisar el trab~Jo terminal " RAV~)'Y)((\-\O o\:: CDf'CICto b~d(OV\~("() ea ca\\~ ~~OO" HérOes }(omo 01Q::n 0\ n-t3CD,fü lo Ice. de Es<wl, tA~·lo.cRE:5y?\(\o\l\Jcro;roz. "que presenta. e . A '1 \el C.n l'Z. E;y('";oc lO Toya r Ii I \0 ,con número de boleta 2C03:)l Q I 38 ,pasante de la carreraCle Ingeniería Civil, plan , para obtener el título de Ingeniero Civil. Ya revisada y después de intercambiar TRABAJO TERMINAL. los miembros de la Comisión acordaron APROBAR EL ATENTAMENTE "LA TÉCNICA AL SERVICIO DE LA PATRIA" C.C.p. Jefe del Depto. de Formación Profesional en Ingenieria Aplicada Expediente. T-23c:¿s VO.Bo. _____________________ Instituto Politécnico· Nacional ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERíA y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO SUBDIRECCiÓN ACADÉMICA DEPTO. DE FORMACiÓN PROFESIONAL EN INGENIERíA'APLlCADA "2013 Año de la Lealtad Institucional y Centenario del ~¡ercito Mexicano" "80 Aniversario de la Escuela Superior de Ingenieria Textil" "SS Aniversario de la Escuela Superior de Ingenieria Quimica e Indu9lrias Extractívas" "50 Aniversario del Centro Naoional de Cálculo" "50 Aniversario del CECyU Cuauhtémoc" F3 Asunto: Solicitud de titulación Para la Opción de I±:t<\Or"ICI 0("" t.xver1ef"C;\O PrOlcS\OflC\ \ . México D. F., a .l.5- de _Q,"",,-,~J.u.\J..J)b '(e-",,--_____........ de 20 ~ MA. DEL CARMEN C. JIMÉNEZ FERRERO NOMBRE DE LA SUBDIRECTORA ACADÉMICA DE LA ESIA U. ZACATENCO Presente Una vez concluido el y aprobaCión · del terminal de titulación del .pasante C. con núme de boleta 2ro~3\ O 13B se solicita la fecha del acto de titulación correspondiente, parlo que se anexa el IS.. ta de la Comisión Revisora del trabajo terminal y se propone el siguiente jurado, conforme al capítulo VI del Reglamento' Ti lación Profesional'dellPN . } Presidente ' .\~:\ +-C' Secretario Primer Vocal Segundo Vocal Tercer Vocal Suplente !.j()b3 ,~ Presidente de la Academia d • 1v1. alllru.STill?ERIDR tlllt ~ERlA\ Yt l~lWiRr~ ", "00,. C.C.p. ~:f;~~;! Dep"t,mento de 'o'm",on Pmf. " on,len In,en",,, Apl",d, R E elb B~ln o \_ 23cr5 p. 17 Dei 2m (~L Av Juan de DIOS Bátlz S/N EdificIo 10, 11, 12, Unidad Profesional "Adolfo López Mateas" Zacaten'co, ~í~ID1'P~ '1..- &\1 Te!. 57296000 Ext. 53078 /\ eA D EM I eA Instituto Politécnico Nacional ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERíA y ARQUITECTURASEP UNIDAD ZACATENCO 'tCltl r.\'RM. f)[ SUBDIRECCiÓN ACADÉMICA ( OUt.,:M. lo"\' t'1'nU I CA. DEPTO. DE FORMACiÓN PROFESIONAL EN INGENIERíA APLICADA "2013 Año de la LeaHad Institucional y Centenario del Ejercito Mexicano" "80 Aniversario de la Escuela Superior de Ingenieria Textil" "65 Aniversario de la Escuela Superior de Ingeniería Quimica e Industrías Extraclivas" "SO Aniversario del Centro Nacional de Cálculo" "50 Aniversario del CECyT 7Cuauhtémoc" CARTA CESiÓN DE DERECHOS En la Ciudad de México, D. F., el día 2 \ del mes de Oc.~,;b{e delaño 20\3 el (los) que suscribe (n) e c. .. \w :nH... E'leociQ ,ovar ~"l g .l - y cede (n) los derechos del trabajo intitulado:... 1, . . A los usuarios de a \Oformadólil aquí conteo da,no se le ;a toriza a reproducir a por ningún medio, sin la autorizacictín ', exflresa . CJeSQaut()r,L.,la~al-s(¡)l¡.puedeobtener sol icitándola al correo cruz.tovar@hotmail.com, si el permiso se otorga, el usuario deberá dar el agradecimiento correspondiente y¡ citar la fuente del mismo. Nombre y firma mailto:cruz.tovar@hotmail.com AGRADESIMIENTOSA DIOS, quiero darle las gracias por permitirme llegar a este momento que me resultaba difícil que sucediera; pero que ahora comprendo gracias a ti, que todo lo que nos pasa en la vida se presenta a su tiempo. Me siento feliz porque sé que siempre estás conmigo y que en esta ocasión me lo vuelves a demostrar. Gracias por permitirme que siga avanzando en todos los aspectos de mi carrera y por haber hecho cambios en mi forma de pensar de la vida. A mi Madre, a quien le debo cada instante, lo que soy y objetivos realizados, a quien me ha heredado el tesoro más valioso que sele puede dar a un hijo, y sin escatimar esfuerzo alguno ha sacrificado gran parte de su vida para formarme y educarme, gracias por estar siempre conmigo, por su gran apoyo y comprensión. Ahora quiero compartir con usted, este gran triunfo, Gracias Mama. A mi Esposa, gracias por todo tu amor, tu apoyo, tu comprensión y paciencia, en esta etapa de mi vida, por la motivación que has despertado en mi para que realice todos mis anhelos, por haber estado siempre a mi lado, para no dejarme caer en los momentos de flaqueza, por fortalecerme día con día para seguir luchando, por siempre creer en mí y en mi capacidad para sacar adelante este gran reto en mi vida. Gracias mi amor. INDICE Introducción i CAPÍTULO 1.- Generalidades 1.1 Definición de pavimento 1 1.2 Tipos de pavimentos 1 1.2.1 Pavimento flexible 1 1.2.2 Pavimento rígido 2 1.3 Estructura de un pavimento 4 1.3.1 Carpeta o losa de concreto hidráulico 5 1.3.2 Base 5 1.3.3 Subbase 7 1.3.4 Subrasante 9 1.3.5 Cuerpo del terraplén 10 CAPÍTULO 2.- Aspectos técnicos en pavimentos de concreto hidráulico 2.1 Diseño Geométrico 11 2.2 Diseño y construcción de juntas 11 2.2.1 Consideraciones para el diseño de juntas 12 2.2.2 Agrietamientos 13 2.2.3 Eficiencia de la junta 16 2.2.4 Factores que contribuyen en la transferencia 17 de carga 2.2.5 Tipos de juntas 19 2.2.6 Sellado de juntas 29 2.3 Fallas en los pavimentos 38 CAPÍTULO 3.- Construcción de pavimento de concreto hidráulico en calle Niños Héroes tramo 0+000 al 0+300, en la loc. de Espinal, Mpio. de Espinal, Veracruz 3.1 Trabajos Preliminares 45 3.1.1 Control de tránsito durante la obra 45 3.1.2 Ubicación de instalaciones subterráneas 46 3.2 Trazo y nivelación del proyecto 47 3.3 Apertura de caja por medios mecánicos 48 3.4 Formación y compactación de la subbase 51 3.5 Cimbrado 52 3.6 Elaboración, tendido, vibrado, texturizado y curado 53 del concreto en obra 3.6.1 Elaboración de concreto en obra 53 3.6.2 Tendido del concreto 56 3.6.3 Compactación mecánica por vibrado del concreto 57 3.6.4 Texturizado del concreto 58 3.6.5 Curado del concreto 60 3.7 Corte del pavimento 61 3.8 Sellado de los cortes 61 3.9 Apertura de la obra 62 CAPÍTULO 4.- Análisis de resultados 4.1 Resultados esperados 63 4.2 Resultados obtenidos 63 4.3 Interpretación de resultados 63 Conclusiones 64 Bibliografía 65 Índice de figuras 66 Índice de fotos 69 Índice de tablas 71 i INTRODUCCION En el estado de Veracruz muchas comunidades presentan problemas en sus vías de comunicación en cuanto a pavimentación, lo que provoca que en época de lluvias sean en ocasiones intransitables, en el caso particular del municipio de Espinal, la calle Niños Héroes, es el acceso principal al centro del municipio, la cual comunica con diversas parcelas y con las comunidades del Cerro y Pahual, debido a la gran demanda de acceso vehicular, el municipio optó por solicitar propuestas que dieran solución a los conflictos viales. Derivado de lo anterior, la constructora LASS, a la cual el que suscribe trabaja hasta esta fecha, participó con una propuesta para el proyecto denominado “Pavimento de concreto hidráulico en calle Niños Héroes tramo 0+000 al 0+300 en la loc. de Espinal, Mpio de Espinal, Veracruz”, que consiste en términos generales en la rehabilitación de la terracería ya existente, la formación y compactación de la subbase y la construcción del pavimento de concreto hidráulico. La construcción de esta obra fue asignada a esta empresa. Se optó por el pavimento de concreto hidráulico ya que lleva una notoria ventaja sobre el flexible, tienen mayor vida útil, alta resistencia, necesitan menor mantenimiento. Debido a que la calle mencionada es el único acceso en la zona norte, durante el proceso de construcción de la obra se tuvo que hacer un acceso provisional ya que dicha calle fue cerrada, con el fin de desahogar los conflictos de tránsito vehicular, con las medidas pertinentes. Esta memoria abarca cuatro capítulos, de los cuales el primero es una recopilación general de los conceptos básicos sobre pavimentos, es decir, su definición, tipos de pavimentos y su estructura. El segundo capítulo aborda temas más específicos que intervienen directamente en el tema que se va a desarrollar como el diseño geométrico, diseño y construcción de juntas y fallas en los pavimentos. El tercer capítulo es el desarrollo de la memoria profesional que se obtuvo en campo durante el proceso de construcción de la obra. Finalmente en el cuarto capítulo se hace un breve análisis de los resultados esperados y los obtenidos de la construcción de pavimento de concreto hidráulico. Es importante aclara que la empresa constructora LASS, me permitió el uso de imágenes, tablas, planos, y todo lo inherente al proyecto para fines de titulación. 1 CAPÍTULO 1 GENERALIDADES 1.1 Definición de pavimento Es el conjunto de capas de materiales desplantados sobre la capa subrasante, que reciben en forma directa las cargas de tránsito y las transmiten a las capas inferiores, cuyo propósito final es el de proporcionar una superficie de rodamiento. Los pavimentos deben de reunir las siguientes características: - Regularidad superficial - Resistencia adecuada al derrapamiento - Capacidad para soportar las cargas - Rápida eliminación de agua superficial 1.2 Tipos de Pavimentos Se clasifican en dos grandes grupos: flexibles y rígidos. 1.2.1 Pavimento flexible Es aquel que está constituido por las capas siguientes: carpeta, base y sub-base (figura 1). Desplantándose este conjunto sobre la subrasante. Figura 1.- Estructura de un pavimento flexible (fuente propia). Este pavimento es susceptible de seguir las deformaciones de la subrasante por las características de los materiales que constituyen su estructura, lo anterior, hace que en ocasiones la falla del pavimento no sea percibida por los usuarios de la obra vial de manera notoria, sino que se presentan en forma de pequeños 2 columpios, ondulaciones, rugosidades y grietas de la carpeta. Característica que lo hace adaptable a un mayor número de condiciones naturales desfavorables. Este tipo de pavimento distribuye las cargas a él impuestas con la profundidad, lo que origina espesores mayores de pavimentos a magnitudes de carga más grandes, para un mismo tipo de suelo de cimentación. La carpeta asfáltica es la capa del pavimento flexible que recibe las cargas impuestas por tránsito, por lo cual debe ser resistentea su acción, proporciona una superficie adecuada al rodamiento y proteger a las capas inferiores de la infiltración del agua. Las carpetas pueden ser de tres tipos, que se proyectan de acuerdo al tipo de carretera y su volumen de tránsito, como son: a) Carpetas a base de riegos. b) Carpetas asfálticas de mezclas en el lugar o en frío. c) Carpetas de concreto asfáltico. 1.2.2 Pavimento rígido Es aquél que está constituido a base de losas de concreto hidráulico, las cuales distribuyen las cargas de los vehículos hacia las capas inferiores por medio de toda la superficie de la losa y de las adyacentes, que trabajan en conjunto con la que recibe directamente las cargas, por su mayor rigidez distribuyen las cargas verticales sobre un área grande y con presiones muy reducidas, sin embargo, el valor de la presión entre el pavimento y su capa de apoyo, es pequeña comparada con la presión de contacto impuesta por la llanta en la superficie de la losa (figura 2). Figura 2.- Estructura de un pavimento rígido (fuente propia). 3 El factor principal considerado en el proyecto de los pavimentos rígidos, es la resistencia estructural del concreto, por esta razón, pequeñas variaciones en la resistencia de la subrasante tienen poca influencia en la capacidad estructural del pavimento. En teoría las losas de concreto hidráulico pueden estar apoyadas directamente sobre la subrasante, sin embargo, en ocasiones, las losas requieren un mejor soporte si la subrasante es arcillosa, puesto que este material es susceptible de sufrir una falla por “bombeo”, originada por la acción del tránsito, las condiciones climáticas y las características de la subrasante, por lo que es necesario construir una capa de subbase para evitar que los finos sean bombeados hacia la superficie de rodamiento al paso de los vehículos, lo cual puede provocar fallas de esquina o de orilla en las losas. La sección transversal de un pavimento rígido está constituida por la losa de concreto hidráulico y la subbase, que se construye sobre la capa subrasante. La capa que se coloca para recibir las losas de concreto puede ser construida según las normas de calidad de la Secretaria de Comunicaciones y Transportes (S.C.T.), correspondientes a una base o sub-base. Clasificación de los pavimentos de concreto hidráulico (rígidos) Pavimento de concreto simple Pavimento de concreto simple con juntas Pavimento de concreto reforzado con juntas Pavimento de concreto con refuerzo continúo Pavimento de concreto preesforzado Pavimento de concreto fibroso Pavimento de concreto simple Son aquellos que se construyen sin acero de refuerzo y sin barras de transferencia de cargas en las juntas, la transferencia se logra a través de la trabazón entre los agregados de las dos caras agrietadas de las losas contiguas, formadas por el aserrado o corte de la junta. Para que la transferencia de carga sea efectiva, es necesario tener losas cortas, este tipo de pavimento se recomienda para volúmenes de transito mediano o bajo (menos de 120 vehículos de carga por día). Pavimento de concreto simple con juntas Son aquellos que se construyen sin acero de refuerzo, sin embargo, en ellos existen barras lisas en cada junta de contracción, las cuales actúan como dispositivos de transferencia de carga, se recomienda un espaciamiento máximo de 6.10 m para juntas con barras de refuerzo. 4 Pavimento de concreto reforzado con juntas El uso de acero de refuerzo en forma de malla o de barras no incrementa la capacidad estructural del pavimento, pero permite incrementar el espaciamiento entre las juntas. La separación óptima entre las juntas para este tipo de pavimento es de 12.20 m. Debido a la longitud se requieren barras para la transferencia de carga a través de las juntas. Pavimento de concreto con refuerzo continúo Son aquellos con contenido de acero en dirección longitudinal, por lo que se construyen sin juntas de contracción, estos pavimentos desarrollan fisuras transversales a intervalos muy cortos, sin embargo, por la presencia del refuerzo se desarrolla un alto grado de transferencia de carga. Pavimento de concreto preesforzado Están construidos a base de losas que han sido previamente esforzadas y de esta manera no contienen juntas de construcción. Pavimento de concreto fibroso Es aquel que esta reforzado con fibras de acero, de productos plásticos o de fibra de vidrio, distribuidos aleatoriamente, gracias a lo cual se obtienen ventajas tales como el aumento de resistencia a la tensión y a la fatiga, fisuración controlada, resistencia al impacto, etc. 1.3 Estructura de un pavimento La componen las siguientes capas, como las mostradas en la figura 2 Figura 3.- Estructura de un pavimento rígido (fuente propia). 5 1.3.1 Carpeta o losa de concreto hidráulico La carpeta es la parte que soporta directamente las solicitaciones del tránsito y aporta las características funcionales. Estructuralmente, absorbe los esfuerzos horizontales y parte de los verticales, ya que resiste la aplicación directa de las cargas (llantas de aviones, automóviles, montacargas, etc.). Debe resistir también la fricción que generen las llantas al realizar acciones de aceleración y frenado, así mismo tendrá que resistir las acciones del intemperismo. Se construyen con mezclas asfálticas en frio o en caliente, o con cemento portland cuando se trata de losas de concreto hidráulico. 1.3.2 Base De acuerdo a la norma N·CTR·CAR·1·04·002/00 de la S.C.T. es una capa de materiales pétreos seleccionados que se construye generalmente sobre la subbase, cuyas funciones principales son proporcionar un apoyo uniforme a la carpeta asfáltica, soportar las cargas que ésta le transmite aminorando los esfuerzos inducidos y distribuyéndolos adecuadamente a la capa inmediata inferior, proporciona a la estructura de pavimento la rigidez necesaria para evitar deformaciones excesivas, drena el agua que se pueda infiltrar e impide el ascenso capilar del agua subterránea. Esta capa se construye con materiales granulares, estos materiales, según el tratamiento que recibieron, pueden ser: - Materiales cribados - Materiales parcialmente triturados - Materiales totalmente triturados - Materiales mezclados Materiales cribados Son las arenas, gravas y limos, así como las rocas alteradas y fragmentadas, que al extraerlos quedan sueltos o pueden disgregarse mediante el uso de maquinaria y que para hacerlos utilizables, requieren de un tratamiento mecánico de cribado, con el equipo adecuado, para eliminar las partículas mayores que el tamaño máximo establecido y satisfacer la composición granulométrica. Materiales parcialmente triturados Son los poco o nada cohesivos, como mezclas de gravas, arenas y limos, que al extraerlos quedan sueltos o pueden ser disgregados y que para hacerlos utilizables, requieren un tratamiento mecánico de trituración parcial y cribado, con el equipo adecuado, para aprovechar las partículas mayores que el tamaño máximo establecido y satisfacer la composición granulométrica. 6 Materiales totalmente triturados Son los materiales extraídos de un banco o pepenados, que requieren un tratamiento mecánico de trituración total y cribado, con equipo adecuado, para satisfacer la composición granulométrica. Materiales mezclados Son los que se obtienen mediante la mezcla de dos o más de los materiales anteriormente descritos, en las proporciones necesarias para satisfacer los requisitos de calidad establecidos. Cuando inmediatamente después de la construcción de la base se coloque una carpeta de concreto hidráulico, el material para la base tendrá las características granulométricas que se establecen en la Tabla.1 y los requisitos de calidad que se indican en la Tabla 2. Malla Porcentaje que pasa Abertura mm Designación 37.5 1 1/2" 100 251" 70 - 100 19 3/4" 60 - 100 9.5 3/8" 40 - 100 4.75 No4 30 - 80 2 No10 21 - 60 0.85 No20 13 - 44 0.425 No40 8 - 31 0.25 No60 5 - 23 0.15 No100 3 - 17 0.075 No200 0 - 10 Tabla 1.- Requisitos de granulometría de los materiales para bases de pavimentos con carpetas de concreto hidráulico (fuente: Normativa S.C.T.). 7 Característica Valor % Límite líquido, máximo 25 Índice plástico, máximo 6 Equivalente de arena, mínimo 40 Valor Soporte de California (CBR), mínimo 80 Desgaste Los Ángeles, máximo 35 Partículas alargadas y lajeadas, máximo 40 Grado de compactación, mínimo 100 Tabla 2.- Requisitos de calidad de los materiales para bases de pavimentos con carpetas de concreto hidráulico (fuente: Normativa S.C.T.). 1.3.3 Subbase De acuerdo a la norma N·CTR·CAR·1·04·002/00 de la S.C.T. es una capa de materiales pétreos seleccionados que se construye sobre la subrasante, cuyas funciones principales son: proporcionar un apoyo uniforme a la base de una carpeta asfáltica o a una losa de concreto hidráulico, soportar las cargas que éstas le transmiten aminorando los esfuerzos inducidos y distribuyéndolos adecuadamente a la capa inmediata inferior y prevenir la migración de finos hacia las capas superiores. Cuando se trate de un pavimento rígido, esta capa se ubica inmediatamente debajo de la losa de concreto, y puede no ser necesaria cuando la capa subrasante es de elevada capacidad de soporte. Debe ser un elemento permeable para que cumpla también una función drenante, para lo cual es imprescindible que los materiales utilizados carezcan de finos y en todo caso suele ser una capa de transición necesaria. Esta capa se construye con materiales granulares, estos materiales, según el tratamiento que recibieron, pueden ser: - Materiales naturales - Materiales cribados - Materiales parcialmente triturados - Materiales totalmente triturados - Materiales mezclados Materiales naturales Son las arenas, gravas y limos, así como rocas muy alteradas y fragmentadas, que al extraerlos quedan sueltos o pueden disgregarse mediante el uso de 8 maquinaria y que, por cumplir con los requisitos de calidad establecidos, no requieren de tratamiento mecánico alguno para ser utilizados. Materiales cribados Son las arenas, gravas y limos, así como las rocas alteradas y fragmentadas, que al extraerlos quedan sueltos o pueden disgregarse mediante el uso de maquinaria y que para hacerlos utilizables, requieren de un tratamiento mecánico de cribado, con el equipo adecuado, para eliminar las partículas mayores que el tamaño máximo establecido y satisfacer la composición granulométrica. Materiales parcialmente triturados Son los poco o nada cohesivos, como mezclas de gravas, arenas y limos, que al extraerlos quedan sueltos o pueden ser disgregados y que para hacerlos utilizables, requieren un tratamiento mecánico de trituración parcial y cribado, con el equipo adecuado, para aprovechar las partículas mayores que el tamaño máximo establecido y satisfacer la composición granulométrica. Materiales totalmente triturados Son los materiales extraídos de un banco o pepenados, que requieren un tratamiento mecánico de trituración total y cribado, con el equipo adecuado, para satisfacer la composición granulométrica. Materiales mezclados Son los que se obtienen mediante la mezcla de dos o más de los materiales anteriormente descritos, en las proporciones necesarias para satisfacer los requisitos de calidad establecidos. Característica Valor % Límite líquido, máximo 25 Índice plástico, máximo 6 Equivalente de arena, mínimo 40 Valor Soporte de California (CBR), mínimo 60 Desgaste Los Ángeles, máximo 40 Grado de compactación 100 Tabla 3.- Requisitos de calidad de los materiales para subbase de pavimentos asfaltico (fuente: Normativa S.C.T.). 9 1.3.4 Subrasante Esta capa sirve de transición entre el cuerpo del terraplén y el pavimento, debe ser capaz de resistir los esfuerzos que le son transmitidos por este último. Interviene en el diseño del espesor de las capas del pavimento e influye en el comportamiento del mismo. Protege al pavimento conservando su integridad en todo momento, aun en condiciones severas de humedad, proporcionando condiciones de apoyo uniforme y permanente; además: - Evita que se contaminen las capas del pavimento cuando el cuerpo del terraplén o el terreno natural sea de material fino o arcilloso. - Evita que sean absorbidas las capas superiores cuando se tienen pedraplenes. - Evita que se reflejen las imperfecciones en los cortes hacia las capas de pavimento para lograr espesores de pavimentos constantes. Con respecto a los materiales que constituyen la capa subrasante, necesariamente deben utilizarse suelos compactables y obtener por lo menos el 95% de su grado de compactación. Puede estar constituida por el propio terreno natural, o bien por materiales de banco con los valores de la tabla 4.0 aceptados por el Instituto Mexicano del Transporte, e inclusive, en condiciones especiales pueden estar constituidos por materiales estabilizados con cemento, cal, productos asfalticos o algún otro producto que modifique favorablemente alguna característica no deseable. Por lo que respecta al espesor de esta capa, generalmente se recomienda entre 30 y 50 cm, dependiendo del material del terraplén o del terreno natural, importancia de la carretera, etc. Característica Calidad Deseable Adecuada Revestimiento Tamaño máximo del agregado TMA, mm 76 76 76 Porcentaje de finos ( material <0.074mm) 25% máximo 35% máximo 40% máximo Limite liquido (LL%) 30% máximo 40% máximo 50% máximo Limite plástico (IP%) 10% máximo 20% máximo 25% máximo Compactación 100% mínimo 100%+/-2 100%+/-2 Prueba proctor estándar AASHTO T-99 CBR (Valor relativo de soporte) 30% mínimo 20% mínimo 15% mínimo compactación dinámica Tabla 4.- Requisitos de calidad de los materiales para subrasante (fuente: Normativa S.C.T.). 10 1.3.5 Cuerpo del terraplén Los terraplenes son estructuras que se construyen con materiales producto de cortes o procedentes de bancos, con el fin de obtener el nivel de subrasante que indique el proyecto o la Secretaría, ampliar la corona, cimentar estructuras, formar bermas y bordos, y tender taludes. Debe evitarse el empleo de suelos altamente orgánicos como turba, materiales producto de despalme, así como arcillas expansivas, ya que un cambio de volumen en el cuerpo del terraplén, se reflejara inmediatamente en la superficie de rodamiento. Característica Valor % Límite líquido, máximo 50 Valor Soporte de California (CBR), mínimo 5 Expansión, máxima 5 Grado de compactación 90 +-2 Tabla 5.- Requisitos de calidad de los materiales para terraplenes (fuente: Normativa S.C.T.). 11 CAPÍTULO 2 ASPECTOS TÉCNICOS EN PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRÁULICO 2.1 Diseño Geométrico El diseño geométrico es el resultado del análisis de la geometría vial de un proyecto (Altimetría y Planimetría). En los Pavimentos de Concreto Hidráulico, este detalle en nuestro medio, es el menos considerado, porque esta variable define todos los sistemas de servicios públicos que deben ser analizados y diseñados previamente al diseño geométrico final de la estructura del pavimento, de tal manera, que permita, sin necesidad de romper la estructura, realizar las nuevas instalaciones y el mantenimiento correspondiente de las mismas. 2.2 Diseño y construcción de juntas El diseño de juntas en los pavimentos de concreto es el responsable del control del agrietamiento, así como de mantener la capacidad estructural del pavimentoy su calidad de servicio en los más altos niveles al menor costo anual. Además las juntas tienen funciones más específicas, como son: • El control del agrietamiento transversal y longitudinal provocado por las restricciones de contracción combinándose con los efectos de pandeo o alabeo de las losas, así como las cargas del tráfico. • Dividir el pavimento en incrementos prácticos para la construcción (por ejemplo los carriles de circulación) • Absorber 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 juntas incluyendo un efectivo sellado, son elementos claves para el buen comportamiento del sistema de juntas. 12 2.2.1 Consideraciones para el diseño de juntas Como ya se mencionó en los párrafos anteriores la necesidad del sistema de juntas es el resultado del deseo de controlar el agrietamiento transversal y longitudinal. Este agrietamiento se presenta por la combinación de varios efectos, entre los que podemos mencionar la contracción por secado del concreto, los cambios de humedad y de temperatura, la aplicación de las cargas de tráfico, las restricciones de la subrasante o terreno de apoyo y también por ciertas características de los materiales empleados. Para diseñar un adecuado sistema de juntas se recomienda evaluar las siguientes recomendaciones: • Consideraciones Ambientales: Los cambios en la temperatura y en la humedad inducen movimientos de la losa, resultando en concentraciones de esfuerzos y en alabeos. • Espesor de losa: El espesor del pavimento afecta los esfuerzos de alabeo y las deflexiones 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 varía para cada tipo de junta. Cuando se empleen barras de amarre o 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. Su clasificación, canalización y la predominancia de cargas en el borde influyen en los requerimientos de transferencia de carga para el comportamiento a largo plazo. • Características del concreto: Los componentes de los materiales afectan la resistencia del concreto y los requerimientos de juntas. Los materiales seleccionados para el concreto determinan las contracciones de la losa, por ejemplo del agregado grueso influye en el coeficiente térmico del concreto, en adición a esto los agregados finos tienen una influencia perjudicial en el comportamiento de las juntas. En muchas ocasiones el despostillamiento es resultado de concentraciones de materiales malos a lo largo de las juntas. • Tipo de subrasante o terreno de apoyo: Los valores de soporte y las características friccionantes en la interface del pavimento con el terreno de apoyo para diferentes tipos de suelos afectan los movimientos y el soporte de las losas. • Características del sellador: El espaciamiento de las juntas influye en la selección del tipo de sellador. Otras consideraciones, tales como adecuados factores de forma y costosos ciclos de vida también afectan la selección del sellador. 13 • Apoyo lateral: El tipo de acotamiento (de concreto y amarrado, de asfalto, de material granular) afecta el soporte de la orilla del pavimento y la habilidad de las juntas centrales para realizar la transferencia de carga. • Experiencia pasada: Los datos locales del comportamiento de los pavimentos son una excelente fuente para establecer un diseño de juntas, sin embargo las mejoras a los diseños del pasado con la tecnología actual puede mejorar significativamente su comportamiento. 2.2.2 Agrietamientos Un adecuado sistema de juntas está basado en controlar el agrietamiento que ocurre de manera natural en el pavimento de concreto y las juntas son colocadas en el pavimento precisamente para controlar su ubicación y su geometría. Contracción La mayor parte de la contracción anticipada del concreto ocurre a muy temprana edad en la vida del pavimento provocada principalmente por cambios de temperatura. El calor de hidratación y temperatura del pavimento normalmente alcanza su valor máximo muy poco tiempo después de su colocación y una vez alcanzado su valor máximo, la temperatura del concreto baja debido a la reducción de la actividad de hidratación y también debido al efecto de la baja temperatura ambiente durante la primera noche del pavimento. Otro factor que contribuye a la contracción inicial es la reducción de volumen a causa de la pérdida de agua en la mezcla. El concreto para aplicaciones de caminos requiere de mayor cantidad de agua de mezcla que la requerida para hidratar el cemento, esta agua extra ayuda a conseguir una adecuada trabajabilidad para la colocación y para los trabajos de terminado, sin embargo, durante la consolidación y el fraguado la mayor parte del agua en exceso sangra a la superficie y se evapora provocando que con la perdida de agua el concreto ocupe menos volumen. La fricción de la subrasante o terreno de apoyo se resiste a la contracción del pavimento por lo que se presentan en el interior del pavimento algunos esfuerzos de tensión, los cuáles de no ser considerados pueden provocar grietas transversales como las mostradas en la figura 4. Figura 4.- Agrietamiento inicial en un pavimento de concreto sin juntas (fuente: Diseño, Construcción y Mantenimiento de Pavimentos de Concreto Pag. 101). 14 El espaciamiento de las grietas iniciales del pavimento varían entre 1.20 y 5.00 metros y dependen de las propiedades del concreto, espesor, fricción de la base y de las condiciones climáticas durante y después de la colocación. Los intervalos de las grietas son más cortos cuando los pavimentos se apoyan en bases rígidas o estabilizadas por lo que hay menor abertura en cada grieta, mientras que la separación 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 una mayor abertura y movimiento para cada grieta. Gradientes Los esfuerzos provocados por gradientes de temperatura y de humedad en el interior del pavimento también pueden contribuir al agrietamiento, la diferencia es que estos esfuerzos ocurren generalmente después de fraguado el concreto. La cara superior del pavimento (expuesta a la superficie) experimenta diariamente grandes variaciones en temperatura y en contenido de humedad, y estos cambios diarios son mucho menores en el fondo o cerca del fondo del pavimento. El alabeo de las losas es principalmente el resultado del gradiente de temperatura a través de la profundidad de la estructura del pavimento. Estos gradientes de temperatura varían con las condiciones del clima y la hora del día, por ejemplo, el alabeo de las losas en el día se presenta cuando la porción superior se encuentra a una temperatura superior que la porción del fondo, la porción superior de la losa se expande más que en el fondo provocando una tendencia a pandearse. El peso propio de la losa opone resistencia al pandeo e induce esfuerzos de tensión en dirección al fondo de la losa y esfuerzos de compresión hacia la parte superior de la losa (figura 5). De noche el patrón de esfuerzos se presenta de manera inversa, es decir, que se presentan esfuerzos de tensión hacia la parte superior de la losa y esfuerzos de compresión hacia el fondo del pavimento. El alabeo por humedad es un factor que intenta contrarrestar el alabeo por gradientes de temperatura de día. Este pandeo por humedad es provocado por un diferencial de humedad desde la parte superior hasta el fondo de la losa. La parte superior se encuentra más seca que el fondo de lalosa y un decremento en el contenido de humedad provoca una contracción, mientras que un incremento provoca una expansión. El diferencial tiende a presentar esfuerzos de compresión en la base de la losa donde contrarresta a la carga y a los esfuerzos de tensión inducidos por el alabeo de día. 15 Alabeo diurno Alabeo nocturno Figura 5.- Alabeo de las losas de los pavimentos de concreto (fuente: Diseño, Construcción y Mantenimiento de Pavimentos de Concreto Pag. 102). Sin embargo es sumamente complicado evaluar el efecto combinado de los alabeos por temperatura y los provocados por gradientes de humedad debido a su natural contradicción. Es principalmente, por esto que los esfuerzos de alabeo calculados con fórmulas que únicamente consideran gradientes de temperatura son muy altos comparados con valores medidos en el comportamiento de un pavimento. La combinación de las restricciones que provocan los cambios de humedad y de temperatura en combinación con las cargas también provocarán grietas transversales adicionales a las grietas iniciales y en pavimentos con dos carriles de circulación además se formará una grieta longitudinal a lo largo de la línea central del pavimento. La figura 6a muestra el resultado de un padrón natural de agrietamiento, mientras que un adecuado sistema de juntas (figura 6b) provee una serie de juntas espaciadas para controlar (ubicación y geometría) la formación de estas grietas. Figura 6.- (a) Patrón de agrietamiento provocado por el medio ambiente y los esfuerzos de las cargas en un pavimento de concreto sin juntas (b) Diseño adecuado de las juntas para controlar la ubicación y geometría de las grietas en un pavimento de concreto (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 4). 16 2.2.3 Eficiencia de la junta La transferencia de carga es la habilidad de la junta de transferir una parte de la carga aplicada de uno al otro lado de la junta (figura 7) y se mide por lo que la llamamos “eficiencia de la junta”. Una junta es 100 % efectiva si logra transferir la mitad de la carga aplicada al otro lado de la junta, mientras que un 0% de efectividad significa que ninguna parte de la carga es transferida a través de la junta. Figura 7.- Eficiencia de las juntas (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 5). La evaluación en campo de la transferencia de carga se realiza midiendo las deflexiones en cada lado de la junta dada una aplicación de carga. De manera que conociendo las deflexiones en las juntas, por medio de la siguiente ecuación podemos conocer el % de eficiencia de la junta (E): Dónde: Δ L = Deflexión del lado cargado de la junta. Δ U = Deflexión del lado no cargado de la junta. 17 2.2.4 Factores que contribuyen en la transferencia de carga Trabazón de agregados La trabazón de agregados depende de la resistencia al cortante entre las partículas del agregado en las caras de la junta, debajo del corte inducido en la junta. Este sistema de transferencia de carga es más efectivo para pavimentos construidos con una corta separación de las juntas y bases estabilizadas no erosionables o bases permeables que experimenten bajos volúmenes de tráfico pesado. Para incrementar la trabazón de agregados y minimizar la diferencia de elevación en las juntas, se recomienda: Losas con espesores grandes, ya que una mayor área para trabazón de agregado provee una mejor transferencia de carga. Poca separación de juntas, menor a 4.5 metros. Bases rígidas (estabilizadas) con valores altos de módulo de subreacción del suelo (k). Apoyo lateral mediante acotamientos de concreto. Subrasantes con suelos de agregado grueso (drenaje). Mejoras al drenaje, mediante drenes colectores y subrasantes permeables. Para un medio ambiente con clima seco, árido y sin nieve las variaciones de temperatura y los movimientos de las juntas serán pequeñas por lo que la transferencia de carga a través de la trabazón de agregados puede comportarse bien siempre y cuando no se tengan muy altos volúmenes de tráfico pesado, sin embargo, si se requerirá una corta separación de las juntas. El agregado en sí es también importante para la transferencia de carga, por ejemplo, sabemos que la grava triturada se comporta mejor que la no triturada debido a que éste provoca que las caras de las juntas sean más ásperas por lo que se desgastan menos que las caras redondeadas de los agregados no triturados. De la misma manera el agrietamiento inicial del concreto incrementa la aspereza de las caras de las juntas debido a que las grietas se forman alrededor del agregado en vez de a través de él. En general se recomienda dejar la transferencia de carga únicamente a la trabazón de agregados para proyectos con menos de 5 millones de ESAL’s rígidos (Ejes Sencillos Equivalentes de 18 kips ó 8.2 ton) o con un tráfico inferior a los 80 ó 120 vehículos pesados diarios, ya que se ha encontrado con la experiencia que un tráfico mayor a este ya produce molestas fallas en las juntas, como lo son las diferencias de elevación, es decir que no empatan ambos lados de la junta. 18 Transferencia de carga mecánica (Pasajuntas) La trabazón de agregados por sí sola no provee la suficiente transferencia de carga para un buen comportamiento a largo plazo en la mayoría de los pavimentos, principalmente en los proyectos carreteros donde se tienen altos volúmenes de tráfico pesado. Por lo que en caso inverso a las cantidades de tráfico mencionadas para la trabazón de agregados, se recomienda usar las barras pasajuntas y dejar la transferencia de carga en las juntas a medios mecánicos como lo son las barras pasajuntas en proyectos con un tráfico superior a los 120 vehículos pesados diarios o más de 5 millones de ESAL’s rígidos (Ejes Equivalentes Sencillos de 18 kips). Las pasajuntas son barras de acero liso y redondo colocadas transversalmente a las juntas para transferir las cargas del tráfico sin restringir los movimientos horizontales de las juntas. Además mantienen a las losas alineadas horizontal y verticalmente. Dado que las pasajuntas llegan de un lado a otro de la junta, las aperturas diarias y de temporadas no afectan la transferencia de carga a lo largo de las juntas con pasajuntas como si lo hace en el caso de las juntas que no cuentan con pasajuntas. Las pasajuntas reducen las deflexiones y los esfuerzos en las losas de concreto, así como el potencial de diferencias de elevación en las juntas, bombeo (expulsión de finos a través de las juntas) y rupturas en las esquinas. Por lo que toda esta reducción de deflexiones y esfuerzos en las losas al transmitir efectivamente la carga a lo largo de las juntas se traduce en un incremento en la vida de servicio del pavimento. Bases estabilizadas Las bases estabilizadas reducen las deflexiones en las juntas, mejoran y mantienen la efectividad de la junta bajo la repetición de las cargas del tráfico. Además son una muy estable y suave plataforma de apoyo para los trabajos de pavimentación. La figura 8 muestra como una base cementada o de concreto pobre presenta más del doble de efectividad de la junta y que la perdida de transferencia de carga ocurre más lentamente que con las bases convencionales para pavimentos. 19 Figura 8.- Eficiencia de la junta para varios tipos de terrenos de apoyo, basada en una losa de 9” de espesor después de 1 millón de aplicaciones de carga (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 7). 2.2.5 Tipos de juntas Los tipos de juntas más comunes en los pavimentos de concreto son: Juntas Transversales de Contracción: Son las juntas que son construidas transversalmente al eje central del pavimento y que son espaciadas para controlar el agrietamiento provocado por los efectos de las contracciones como por los cambios de temperatura y de humedad. Juntas Transversales de Construcción: Son las juntas colocadasal final de un día de pavimentación o por cualquier otra interrupción a los trabajos (por ejemplo los accesos o aproches a un puente). Junta Transversal de Expansión/Aislamiento: Estas juntas son colocadas en donde se permita el movimiento del pavimento sin dañar estructuras adyacentes (puentes, estructuras de drenaje, etc.) o el mismo pavimento. Junta Longitudinal de Contracción: Son las juntas que dividen los carriles de tránsito y controlan el agrietamiento donde van a ser colados en una sola franja dos o más carriles. Junta Longitudinal de Construcción: Estas juntas unen carriles adyacentes cuando van a ser pavimentados en tiempos diferentes. 20 Figura 9.- Croquis de los tipos de juntas en un pavimento de concreto (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 8). Junta Transversal de Contracción Las juntas transversales de contracción principalmente controlan el agrietamiento natural de los pavimentos de concreto. Su espaciamiento, profundidad del corte y el tiempo en que se deba realizar son factores críticos para el comportamiento de las juntas, por lo que un adecuado diseño especificará el intervalo de juntas que va a controlar las grietas y proveer una adecuada transferencia de carga entre las juntas. Espaciamiento. En los pavimentos de concreto, la junta es diseñada para formar un plano de debilidad para controlar la formación de grietas transversales y la separación de las juntas se diseña para que no se formen grietas transversales intermedias o aleatorias. Lo más recomendable 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 el coeficiente térmico del concreto y por consecuencia en el espaciamiento adecuado para las juntas. La modulación de losas va a estar regida por la separación de las juntas transversales que a su vez depende del espesor del pavimento. 21 Existe una regla práctica que nos permite dimensionar los tableros de losas para inducir el agrietamiento controlado bajo los cortes de losas, sin necesidad de colocar acero de refuerzo continuo: SJT = (21 a 24) D Dónde: SJT = Separación de Juntas Transversales (<= 5.0 m) D = Espesor del Pavimento Normalmente se utiliza el 21 cuando tenemos mayor fricción entre la sub-base y el pavimento de concreto, como en los casos en donde tenemos bases estabilizadas, bases con textura muy cerrada o Whitetopping. El valor de 24 se utiliza cuando la fricción entre la sub-base y el pavimento corresponde valores normales, como en el caso de sub-bases granulares. La separación de juntas transversales que arroja esta fórmula no debe ser mayor de 5.0 m, en tal caso deberá limitarse a este valor de 5.0 m. La otra dimensión que tiene que ver con la modulación de losas es la separación de juntas longitudinales, sin embargo esta está referenciada a la forma de los tableros de losas. La forma ideal de un tablero de losa es la cuadrada, sin embargo no siempre es posible y conveniente tener las losas perfectamente cuadradas, por lo que nos vemos obligados a considerar un cierto grado de rectangularidad. La relación entre largo y ancho de un tablero de losas no deberá estar fuera de estos límites: 0.71 a 1.4. 0.71 < x / y < 1.4 Figura 10.- Relación Largo – Ancho de losa (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 10). 22 Formación de la junta de contracción. El método más común para la formación de juntas transversales es mediante el corte con discos de diamante y es esencial que se cuente con buena mano de obra para que se obtenga una superficie suave y durable, libre de despostillamiento. Primeramente se realiza un corte inicial cuando el concreto tiene un cierto grado de endurecimiento y las contracciones son inferiores a aquellas que causan el agrietamiento, este corte inicial proporciona un plano de debilidad donde se iniciará el agrietamiento. El corte deberá ser de al menos un tercio del espesor de la losa (D/3) y tener un ancho mínimo de 1/8 de pulgada (3 mm). Elegir bien el momento para entrar a realizar este corte es crítico, ya que un corte temprano o prematuro provoca despostillamientos y desmoronamientos a lo largo de la cara de la junta, mientras que un corte tardío provoca agrietamientos en otras partes de la losa. El corte se iniciará tan pronto como el concreto haya desarrollado la suficiente resistencia para resistir los desmoronamientos en los bordes de la junta, que en nuestro país esto sucede de 6 a 8 horas después de colocado el concreto. Las condiciones ambientales como lo son la temperatura ambiente, el cambio o gradiente de temperatura, el viento, la humedad y la luz del sol directa tienen una gran influencia en el desarrollo de la resistencia del concreto y por lo tanto en el tiempo óptimo para realizar el corte. Además el diseño de la mezcla de concreto también influye, por ejemplo mezclas con agregados suaves requieren menos desarrollo de resistencia para realizar el corte que los agregados más duros. Junta Transversal de Construcción Las juntas transversales de construcción son las empleadas en interrupciones ya planeadas de los trabajos de pavimentación como lo son el final de un día de pavimentación, en accesos o aproches de un puente y también en donde interrupciones no planeadas suspenden los trabajos de pavimentación por algún período de tiempo considerable. Las juntas de construcción previamente planeadas como las del final de un día de pavimentación son construidas en las ubicaciones normales de las juntas y al ser estas juntas empalmadas a tope requieren de pasajuntas (de acero liso redondo) ya que no podrán contar con la trabazón de agregado para la transferencia de carga. 23 a) Junta de contracción sin pasajuntas b) Junta de contracción con pasajuntas Figura 11.- Sección de una junta transversal de contracción con y sin pasajuntas (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 11). Cuando las juntas de construcción no planeadas se presentan justamente en una junta de contracción ya planeada o muy cerca de ella, se recomienda que la junta se empalme a tope con pasajuntas, mientras que si la interrupción no planeada se presenta en los dos primeros tercios de la separación normal de las juntas, la junta deberá ser endientada con barras de amarre (barras de acero corrugado), con el objeto de prevenir que la junta no agriete la losa adyacente. Formación de la junta de construcción. El método más común de construir una junta transversal de construcción es terminando los trabajos de pavimentación en una cimbra cabecera. Sin embargo como la colocación de esta cimbra requerirá de mano de obra, esto puede provocar que en esa zona la superficie del pavimento quede un poco más áspera, por lo que se recomienda un cuidado especial a los trabajos de terminado en esta zona para asegurarnos de tener una superficie suave. Las pasajuntas se colocan a través de la cimbra en unos agujeros previamente perforados en la cimbra y se recomienda dar una consolidación adicional al concreto para asegurar un satisfactorio encajonamiento de las pasajuntas. Antes de reanudar los trabajos de pavimentación se deberá quitar la cimbra cabecera. Las juntas transversales de construcción que caigan en donde originalmente se planeó construir una junta de contracción o de aislamiento se deberán sellar de acuerdo a las especificaciones de la junta originalmente planeada, con la 24 excepción de que las juntas transversales de construcción no requieren de un corte inicial. Para junta de construcción de emergencia (endientada y amarrada) se realiza y se sella un corte de 1”(25mm). Junta Transversal de Expansión/Aislamiento. Las juntas de aislamiento y de expansión permiten que se presente diferenciales anticipados de movimientos verticales y horizontales entre un pavimento y otra estructura sin dañaral pavimento o la estructura y dado que el comportamiento puede afectarse significativamente por el uso y la ubicación planeada de estas juntas, se deberá tener mucho cuidado en el proceso de diseño y aunque con frecuencia los términos se intercambien frecuentemente, las juntas de aislamiento no son iguales que las juntas de expansión. Juntas de Aislamiento Su objetivo principal es aislar el pavimento de una estructura, otra área pavimentada o cualquier objeto inamovible. El uso adecuado de estas juntas disminuye los esfuerzos a compresión que se presentan entre el pavimento y una estructura o entre dos secciones de pavimento. Las juntas de aislamiento incluyen las juntas a toda la profundidad y a todo lo ancho sobre los apoyos o estribos del puente, intersecciones “T” o asimétricas, rampas, entre pavimentos existentes y pavimentos nuevos, así como también para juntas alrededor de estructuras en el interior del pavimento como pozos de visita, alcantarillas y estructuras del alumbrado público. Las juntas de aislamiento en intersecciones “T”, intersecciones asimétricas y en rampas no deberán tener pasajuntas debido a que se debe permitir el movimiento horizontal sin dañar el pavimento colindante. En el caso de las juntas de aislamiento sin pasajuntas son construidas generalmente con ensanchamiento de bordes (figura 12 b) para reducir los esfuerzos desarrollados al fondo de la losa. Los bordes colindantes de ambos pavimentos son ensanchados en un 20% iniciando a una distancia 1.5 metros de la junta y el material de filtro en la junta deberá extenderse completamente por todo el borde ensanchado de la losa. Las juntas de aislamiento usadas en pozos de visita, alcantarillas, estructuras del alumbrado y edificios no tienen ni bordes ensanchados ni pasajuntas debido a que éstas son colocadas alrededor de otros objetos y no requieren transferencia de carga (figura 12). El ancho de las juntas de aislamiento se recomienda entre ½” a 1” (12 a 25 mm), ya que con anchos superiores se pueden presentar movimientos excesivos. Se usa un material prefabricado como relleno de la abertura entre las losas. Este relleno es un material no absorvente ni reactivo, que normalmente es celotex. El 25 relleno o el celotex será colocado mediante estacas en la base y una vez que el concreto ha endurecido se retirarán ¾” (20 mm) del relleno para dejar espacio al sello de la junta. a) Junta de aislamiento con pasajuntas b) Junta de aislamiento con ensanchamiento de bordes c) Junta de aislamiento sin pasajuntas Figura 12.- Secciones de Juntas de Aislamiento (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 15). Juntas de Expansión. Un buen diseño, construcción y mantenimiento de las juntas de construcción ha prácticamente eliminado la necesidad de las juntas de expansión, excepto en algunos casos especiales y un uso incorrecto de las juntas de expansión trae consigo altos costos de construcción y de mantenimiento, a la apertura de las juntas de contracción adyacentes, perdida de la trabazón de agregado, a las falla en el sellado de las juntas, infiltración en las juntas y en general al buen comportamiento de los pavimentos. 26 En los pavimentos de concreto, solo son necesarias las juntas de expansión cuando: 1. El pavimento es construido a temperatura ambiente inferior a los 4 °C. 2. Las juntas de contracción permiten la infiltración de materiales incompresibles. 3. Los materiales usados en el pavimento han mostrado con experiencias pasadas, notorias características expansivas. Sin embargo, bajo condiciones normales de trabajo estas condiciones no aplican, normalmente no es necesaria la utilización de las juntas de expansión. Figura 13.- Pozos de visita y alcantarillas (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 16). 27 Junta Longitudinal de Contracción. Las juntas longitudinales evitan la formación del agrietamiento longitudinal que de lo contrario se presentarían como se muestra en la figura 14. Estas grietas normalmente se desarrollan por los efectos combinados de las cargas y las restricciones del alabeo de la losa una vez que el pavimento está sujeto al tránsito. En las pavimentaciones de proyectos de dos o más carriles un espaciamiento de 3 a 4.0 metros tiene un propósito doble, el de control el agrietamiento y la delineación de los carriles. Los dos tipos de juntas longitudinales que se pueden presentar en un pavimento de concreto, la junta longitudinal en el eje central del camino o en la junta que divide los carriles de circulación, se presentan en la figura 14. En la parte superior de la figura se muestra una junta longitudinal usada cuando se pavimenta de franja en franja (o carril). Esta junta también aplica para carriles adyacentes, acotamientos, guarniciones y cunetas. La junta podrá o no estar dientada dependiendo del espesor de la losa y de los volúmenes del tráfico. La junta longitudinal mostrada al fondo de la figura es la usada cuando el ancho de pavimentación es tal que incluye dos o varios carriles en una sola pasada. Estas juntas dependen de la barra de amarre para mantener la trabazón de agregado, su capacidad estructural y su serviciabilidad. Figura 14.- Secciones de juntas longitudinales, para cuando se pavimenta por franjas y a todo lo ancho del área (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 12). 28 En la mayoría de las calles el pavimento es lateralmente restringido mediante un relleno por detrás de las guarniciones y no hay necesidad de amarrar las juntas longitudinales con barras de amarre, sin embargo, en calles que no tengan restricciones de movimiento lateral, las barras de amarre serán colocadas a la mitad del espesor de la losa para evitar que se abra la junta debido a la contracción de las losas de concreto. Formación de las juntas longitudinales. Las juntas longitudinales de construcción como ya se mencionó anteriormente son las empleadas en el medio de los carriles o franjas de construcción y generalmente son juntas endientadas. Una junta endientada se forma en el borde de la losa ya sea por una protuberancia con una pavimentadora de cimbra deslizante o uniéndole a la cimbra una cuña o diente de metal o madera de la forma, dimensiones y profundidad adecuada. Las formas más comunes del endientado en la junta se muestran en la figura 15, las cuáles son en forma de un medio círculo y en forma trapezoidal con las dimensiones mostradas. Figura 15.- Secciones Endientadas Estándar para Juntas Longitudinales (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 13). Las juntas longitudinales de contracción cortando con disco en el concreto endurecido o formando una ranura en el concreto fresco, de una manera muy similar al caso de las juntas transversales de contracción, sin embargo, la profundidad del corte o de la ranura deberá ser de un tercio del espesor (D/3) y el tiempo o el momento para hacer el corte inicial no es tan crítico como en el caso 29 de las juntas transversales de contracción ya que el movimiento de contracción longitudinal no es tan grande como la contracción transversal. El corte de las juntas longitudinales deberá realizarse antes de 48 horas y antes de que cualquier equipo pesado o vehículo circule sobre el pavimento. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, como una fuerte caída en la temperatura ambiente durante la primera o segunda noche, se pueden presentar agrietamientos longitudinales más temprano, por lo que es una buena práctica el realizar el corte tan pronto como se pueda hacer. Recomendaciones Las siguientes recomendaciones se hacen para un correcto diseño de juntas: 1. Evite losas de forma irregular. 2. La separación máxima entre juntas transversales deberá ser de 24 veces el espesor o 5.0 metros, la que sea menor. 3. Mantenga losas tan cuadradas como sea posible, ya que losas angostas y largas tienden a agrietarse en mayorcantidad que las cuadradas. 4. Todas las juntas de contracción transversales deberán ser continuas a través de la guarnición y tener una profundidad igual a 1/3 del espesor del pavimento. 5. En las juntas de aislamiento, el relleno deberá ser a toda la profundidad y extenderse por la guarnición. 6. Si no se cuenta con guarniciones, las juntas longitudinales deberán amarrarse con barras de amarre. 7. Ajustes menores en la ubicación de las juntas, desplazando o inclinando algunas juntas para que coincidan con los pozos de visita o alcantarillas mejoran el comportamiento del pavimento. 8. Cuando el área pavimentada cuenta con estructuras de drenaje, coloque si le es posible las juntas de manera que coincidan con las estructuras. 2.2.6 Sellado de juntas El objetivo del sellado de juntas es minimizar la infiltración del agua superficial y de materiales incompresibles al interior de la junta del pavimento y por ende al interior del pavimento y de su estructura. 30 Otra de las características que deben satisfacer las juntas selladas es la capacidad de resistir las repeticiones de contracción y expansión, al contraer y expanderse el pavimento debido a los cambios de temperatura y humedad. El problema que puede presentarse con la infiltración de agua al interior del pavimento es el efecto conocido como “bombeo”, que es la expulsión de material por agua a través de las juntas. Mientras el agua es expulsada, se lleva partículas de grava, arena, arcilla, etc. resultando una progresiva pérdida de apoyo del pavimento. Los materiales contaminantes incompresibles causan presiones de apoyo puntuales, que pueden llevar a despostillamientos y desprendimientos. Además al no permitir la expansión de las losas de concreto se pueden presentar levantamientos de las losas de concreto en la zona de la junta. Limpieza Previa Previo al sellado, la abertura de la junta deberá ser limpiada a fondo de compuestos de curado, residuos, natas y cualquier otro material ajeno. La limpieza de las caras de la junta afecta directamente la adherencia del sellante al concreto. Una limpieza pobre reduce la adherencia del sellador a la interfase con la junta, lo que reduce significativamente la efectividad del sellador. Por lo tanto la correcta limpieza es esencial para obtener una superficie de junta que no perjudicará el lazo o adhesión con el sellador. La limpieza se puede hacer con sand-blast, agua, aire a presión, cepillado de alambre o de varias otras maneras, esto dependiendo de las condiciones de la junta y las recomendaciones del fabricante del sellador. Tipos de Selladores. Existen muchos materiales aceptados para el sellado de juntas en los pavimentos de concreto. La clasificación más simple los divide como líquidos (o moldeados en el campo) y los pre-moldeados (compresión). Sellos líquidos. Los sellantes líquidos pueden ser colocados en frío, con un solo componente; autonivelables, toman la forma del depósito y dependen en gran parte de la adhesión de las caras de la junta para un sellado satisfactorio. Sellos a compresión. Los sellantes pre-moldeados son moldeados durante su fabricación y dependen en gran parte de la recuperación de la compresión para un sellado satisfactorio. 31 El diseño del depósito y la selección del sello a compresión deberá asegurar que el sello se mantenga siempre a un nivel de compresión entre el 20 y el 50%. La profundidad del depósito debe exceder de la profundidad del sello a compresión, pero no se relaciona directamente con el ancho del depósito. En general, el ancho del sello pre-moldeado puede ser de aproximadamente el doble del ancho del depósito, si el sello le queda chico, la apertura puede ser muy ancha y se perderá la compresión. Una correcta instalación del sello a compresión depende exclusivamente de la recuperación de la compresión del sellador. A diferencia de los sellos líquidos que sufren tanto de compresión como de tensión, los sellos pre-moldeados o a compresión son diseñados para estar a tensión durante toda su vida. Estos sellos requieren de un lubricante que aunque cuenta con algunas propiedades adhesivas, su principal función es lubricar durante la instalación. El mejor comportamiento de sellos pre-moldeados es con aquellos que cuentan con al menos 5 celdas. La figura 16 muestra una sección de este tipo de selladores. Sello a compresión de 5 celdas en estado relajado Sello a compresión de 5 celdas una vez instalado Figura 16.- Sección de un sellador a compresión de cinco celdas (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 19). 32 Cintilla de Respaldo. La cintilla de respaldo es un componente muy importante en la instalación de los sellos líquidos, ya que impide que el sello líquido fluya hasta el fondo de la junta, evitando la adhesión del sello con el fondo del depósito de la junta, además la cintilla de respaldo sirve para definir el factor de forma y optimizar la cantidad de sellador empleado. Se instalan en el depósito de la junta antes que se coloque el sello líquido, mediante una herramienta que presiona a la cintilla a la profundidad requerida para obtener el factor de forma deseado. Su diámetro deberá ser un 25% más grande que el ancho del depósito para asegurar que entre ajustado. Depósito para el sello de la junta. El factor de forma es crítico para el buen comportamiento a largo plazo de un sellador. Debido a que la sección del sello de las juntas cambia durante la expansión y contracción del pavimento de concreto, se desarrollarán esfuerzos en el interior del sellador y a lo largo de la línea de unión del sellador con el depósito de la junta. Estos esfuerzos pueden ser excesivos si el factor de forma no es el apropiado para el material de sello. En las figura 17 a 21 muestran factores de forma comunes para sellos líquidos y para sellos a compresión. Un depósito para sello de junta con factor de forma igual o menor a uno, desarrolla menos esfuerzos en el sellado de la junta que si tuviera un factor de forma superior a uno. El diseño del factor de forma incluye el tomar en cuenta que el depósito no se debe llenar a tope o al nivel del pavimento, el sello se deberá hacer de 6 mm antes del nivel del pavimento, con el objeto de evitar futuros problemas con la extrusión del sello. Figura 17.- Factores de Forma Comunes en el Sellado de juntas (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 20). 33 Detalle de construcción de la junta NOTA: La relación ancho / profundidad del sellador de slilicón deberá ser como mínimo 1:1 y como máximo 2:1. La ranura inicial de 3 mm para debilitar la sección deberá ser hecha en el momento oportuno para evitar el agrietamiento de la losa, la pérdida de agregados en la junta, o el despostillamiento. El corte adicional para formar el depósito de la junta deberá efectuarse cuando menos 72 horas después del colado. Figura 18.- Corte y sellado de junta de contracción longitudinal con barra de amarre (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 21). 34 Detalle de construcción de la junta NOTA: La relación ancho / profundidad del sellador de silicón, deberá ser como mínimo 1:1 y como máximo 2:1. La ranura inicial de 3 mm para debilitar la sección deberá ser hecha en el momento oportuno para evitar el agrietamiento de la losa, la pérdida de agregados en la junta, o el despostillamiento. El corte adicional para formar el depósito de la junta deberá efectuarse cuando menos 72 horas después del colado. Figura 19.- Corte y sellado de junta de contracción transversal con pasajuntas Tipo B (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 22). 35 Detalle de construcción de la junta NOTA: La relación ancho / profundidad del sellador de silicón, deberá ser como mínimo 1:1 y como máximo 2:1. Figura 20.- Corte y sellado de junta de contracción transversalcon pasajuntas Tipo C (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 23). 36 Detalle de construcción de la junta NOTA: La relación ancho / profundidad del sellador de silicón, deberá ser como mínimo 1:1 y como máximo 2:1. Figura 21.- Corte y sellado de junta de contracción transversal de construcción con pasajuntas Tipo D (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 24). 37 Figura 22.- Canastas pasajuntas en juntas transversales de contracción (fuente: Diseño y Construcción de Juntas Pag. 25). 38 2.3 Fallas en los pavimento Fisura transversal o diagonal Fracturamiento de la losa que ocurre aproximadamente perpendicular al eje del pavimento, o en forma oblicua a este, dividiendo la misma en dos planos. Son causadas por una combinación de los siguientes factores: excesivas repeticiones de cargas pesadas (fatiga), deficiente apoyo de las losas, asentamientos de la fundación, excesiva relación longitud / ancho de la losa o deficiencias en la ejecución de éstas. La ausencia de juntas transversales o bien losas con una relación longitud / ancho excesivos, conducen a fisuras transversales o diagonales (foto 1), regularmente distribuidas o próximas al centro de las losas, respectivamente, las variaciones significativas en el espesor de las losas provocan también fisuras transversales. Foto 1.- Fisura transversal o diagonal (fuente: Deterioro de Pavimentos Rigidos Pag. 21). Fisura Longitudinal Fracturamiento de la losa que ocurre aproximadamente paralela al eje de la carretera, dividiendo la misma en dos planos. Son causadas por la repetición de cargas pesadas, pérdida de soporte de la fundación, gradientes de tensiones originados por cambios de temperatura y humedad, o por las deficiencias en la ejecución de éstas y/o sus juntas longitudinales. Con frecuencia la ausencia de juntas longitudinales y/o losas, con relación ancho / longitud excesiva, conducen también al desarrollo de fisuras longitudinales (foto 2). 39 Foto 2.- Fisura longitudinal (fuente: Deterioro de Pavimentos Rigidos Pag. 22). . Fisura de Esquina Es una fisura que intersecta la junta o borde que delimita la losa a una distancia menor de 1.30 m a cada lado medida desde la esquina. Las fisuras de esquina se extienden verticalmente a través de todo el espesor de la losa (foto 3). Son causadas por la repetición de cargas pesadas (fatiga de concreto) combinadas con la acción drenante, que debilita y erosiona el apoyo de la fundación, así como también por una deficiente transferencia de cargas a través de la junta, que favorece el que se produzcan altas deflexiones de esquina. Foto 3.- Fisura de esquina (fuente: Deterioro de Pavimentos Rigidos Pag. 23). . 40 Losas subdivididas Fracturamiento de la losa de concreto conformando una malla amplia, combinando fisuras longitudinales, transversales y/o diagonales, subdividiendo la losa en cuatro o más planos (foto 4). Son originadas por la fatiga del concreto, provocadas por la repetición de elevadas cargas de tránsito y/o deficiente soporte de la fundación, que se traducen en una capacidad de soporte deficiente de la losa. Foto 4.- Losas subdivididas (fuente: Deterioro de Pavimentos Rigidos Pag. 24). . Fisuras en Bloque Fracturamiento que subdividen generalmente una porción de la losa en planos o bloque pequeños de área inferior a 1 metro cuadrado (foto 5). Son causadas por la repetición de cargas pesadas (fatiga de concreto), el equivocado diseño estructural y las condiciones de soporte deficiente. Es la evolución final del proceso de fisuración, que comienza formando una malla más o menos cerrada; el tránsito y el continuo deflexionar de los planos aceleran la subdivisión en bloques más pequeños, favoreciendo el despostillamiento de sus bordes. 41 Foto 5.- Fisura en bloque (fuente: Deterioro de Pavimentos Rigidos Pag. 25). . Fisuras inducidas Se incluyen bajo esta denominación un conjunto de fisuras de forma errática cuyo desarrollo en el pavimento es indicado por factores relativos a una inadecuada distribución de juntas o inapropiada inserción de estructuras u otros elementos dentro de las losas (foto 6). . Cuando el arreglo de juntas en un carril no es respetado en el carril contiguo, es muy probable que induzcan o reflejen en éste, fisuras que den continuidad a las juntas existentes. Esta situación se presenta también con frecuencia cuando se ejecutan parchados y el diseño de sus bordes o juntas, sus dimensionamientos o inclusive distancias mínimas o juntas existentes, no son respetadas; eventualmente este fisuramiento puede continuar subdividiendo los planos resultantes identificándose este caso particularmente como "Fisuras en Bloques". Fisuras alrededor de estructuras pueden inducirse cuando no se proveen elementos de aislamiento que eviten restricción en el movimiento de las losas. Foto 6.- Fisuras inducidas (fuente: Deterioro de Pavimentos Rigidos Pag. 26). 42 Levantamiento de losas Sobre-elevación abrupta de la superficie del pavimento, localizada generalmente en zonas contiguas a una junta o fisura transversal (foto 7). Son causadas por falta de libertad de expansión de las losas de concreto, las mismas que ocurren mayormente en la proximidad de las juntas transversales. La restricción a la expansión de las losas puede originar fuerzas de compresión considerables sobre el plano de la junta. Cuando estas fuerzas no son completamente perpendiculares al plano de la junta o son excéntricas a la sección de la misma, pueden ocasionar el levantamiento de las losas contiguas a las juntas, acompañados generalmente por la rotura de estas losas. Foto 7.- Levantamiento de losas (fuente: Deterioro de Pavimentos Rigidos Pag. 27). . Dislocamiento Es una falla provocada por el tránsito en la que una losa del pavimento a un lado de una junta presenta un desnivel con respecto a una losa vecina; también puede manifestarse en correspondencia con fisuras (foto 8). . Es el resultado en parte del ascenso a través de la junta o grieta del material suelto proveniente de la capa inferior de la losa (en sentido de la circulación del tránsito) como también por depresión del extremo de la losa posterior, al disminuir el soporte de la fundación. Son manifestaciones del fenómeno de bombeo, cambios de volumen que sufren los suelos bajo la losa de concreto y de una deficiente transferencia de carga entre juntas. 43 Foto 8.- Dislocamiento (fuente: Deterioro de Pavimentos Rigidos Pag. 28). . Hundimiento Depresión o descenso de la superficie del pavimento en un área localizada del mismo; puede estar acompañado de un fisuramiento significativo, debido al asentamiento del pavimento (foto 9). Este tipo de deformación permanente del pavimento, con o sin agrietamiento puede ocurrir cuando se producen asentamiento o consolidación en la subrasante, por ejemplo, en terraplenes cuando existen condiciones muy desfavorables para la fundación, o bien en zonas contiguas a una estructura de drenaje o de retención donde puede ocurrir el asentamiento del material de relleno por deficiente compactación inicial o bien por movimiento de la propia estructura. También pueden ser originadas por deficiencias durante el proceso de construcción de las losas. Foto 9.- Hundimiento (fuente: Deterioro de Pavimentos Rigidos Pag. 29). . 44 Baches Descomposición o desintegración la losa de concreto y su remoción en una cierta área, formando una cavidad de bordes irregulares (foto 10). . Los baches se producen por conjunción de varias causas: fundaciones y capas inferiores inestables; espesores del pavimento estructuralmente insuficientes; defectos constructivos; retención de agua en zonas hundidas y/o fisuradas. La acción abrasiva del tránsito sobre sectores localizados de mayor
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