Diseño De Pavimentos Rigidos

Diseño y construcción de pavimentos rígidos

1.- Introducción

En pavimentos rígidos el revestimiento (hormigón) es el que absorbe casi toda la carga, por lo que a la subrasante llegan muy pocas tensiones.

En este caso la subrasante no es tan influyente en el diseño como lo es en los pavimentos flexibles. Éstas deben proveer un apoyo uniforme, evitando cambios bruscos en la capacidad portante. Se debe limitar la utilización de suelos expansivos.

La capacidad portante de la subrasante se mide con el módulo de reacción que puede correlacionarse empíricamente con el índice CBR.

El aporte de la subbase tiene que ver más con la durabilidad de la estructura, y no tiene una exigencia portante. El objeto principal es evitar el efecto de bombeo. Los tipos de subbase más utilizados son no tratadas (granulares, pero su uso no es usual); o tratadas con cemento o asfalto (suelo cemento o suelo-arena-emulsión).

- Para subbases no tratadas, los requisitos son: %p#200 ≤ 15%, LL ≤ 25%, IP ≤ 6%.

- Para subbases tratadas, se recomiendan suelos A1, A3, A2-4 o A2-5 (A2 con finos limosos). El dosaje de cemento se hace mediante ensayos de durabilidad y la pérdida de peso admisible es de 14% en suelos A1 a A2-5, y del 10% en suelos A2-6 a A-5, y del 7% en suelos A6 a A7-6.

La capacidad portante de las subbases se evalúa mediante un coeficiente de reacción combinado con la subrasante (se denomina Kcomb).

Se recomienda que las subbases tengan espesores del orden de 10 a 15 cm, ya que mayores espesores pueden originar asentamientos diferenciales.

2.- Características del hormigón

- RCS: es un parámetro indirecto de diseño y directo de control de ejecución. Debe ser como mínimo de 315 kg/cm2 a los 28 días (H30).

- MR (módulo de rotura o resistencia a la flexotracción ): es el parámetro más importante y tiene que ver con el efecto de fatiga que generan los vehículos, es un parámetro directo de diseño. Debe ser como mínimo de 45 kg/cm2 a los 28 días.

- Relación a/c: en condiciones normales del entorno, no sebe ser mayor a 0,50.

3.- Tipos de pavimentos de hormigón

Los diversos tipos de pavimentos de hormigón pueden ser clasificados, en orden de menor a mayor costo inicial, de la siguiente manera :

- Pavimentos de hormigón simple

o Sin pasadores

o Con pasadores

- Pavimentos de hormigón armado con juntas

- Pavimentos de hormigón armado continuo

3.1. Pavimentos de hormigón simple

3.1.1. Sin pasadores

Son pavimentos que no presentan refuerzo de acero ni elementos para transferencia de cargas, ésta se logra a través de la trabazón de los agregados entre las caras agrietadas debajo de las juntas aserradas o formadas. Para que esta transferencia sea efectiva, es necesario que se use un espaciamiento corto entre juntas.

Están constituidos por losas de dimensiones relativamente pequeñas, en general menores de 6 m de largo y 3,5 m de ancho. Los espesores varían de acuerdo al uso previsto. Por ejemplo, para calles de urbanizaciones residenciales, éstos varían entre 10 y 15 cm, en las denominadas colectores entre 15 y 17 cm. En carreteras se obtienen espesores de 16 cm. En aeropistas y autopistas, de 20 cm o más.

Este tipo de pavimento es aplicable en caso de tráfico ligero y clima templado y generalmente se apoyan directamente sobre la subrasante.

3.1.2. Con pasadores

Los pasadores (dowels) son pequeñas barras de acero liso, que se colocan en la sección transversal del pavimento, en las juntas de contracción. Su función estructural es transmitir las cargas de una losa a la losa contigua, mejorando así las condiciones de deformación en las juntas. De esta manera, se evitan los dislocamientos verticales diferenciales (escalonamientos).

Según la Asociación de Cemento Pórtland, este tipo de pavimento es recomendable para tráfico diario que exceda los 500 ESAL, con espesores de 15 cm o más.

3.2. Pavimento de hormigón armado con juntas

Los pavimentos de hormigón armado con juntas contienen además del refuerzo, pasadores para la transferencia de carga en las juntas de contracción. Este refuerzo puede ser en forma de mallas de barras de acero o acero electrosoldado.

El objetivo de la armadura es mantener las grietas que pueden llegar a formarse bien unidas, con el fin de permitir una buena transferencia de cargas y de esta manera conseguir que el pavimento se comporte como una unidad estructural.

3.3. Pavimentos de hormigón armado continuo

A diferencia de los pavimentos de hormigón armado con juntas, éstos se construyen sin juntas de contracción, debido a que el refuerzo asume todas las deformaciones, específicamente las de temperatura. El refuerzo principal es el acero longitudinal, el cual se coloca a lo largo de toda la longitud del pavimento. El refuerzo transversal puede no ser requerido para este tipo de pavimentos.

4.- Comportamiento

Las cargas de tránsito deben ser transmitidas de una manera eficiente de una losa a la siguiente para minimizar las deflexiones en las juntas. Las deflexiones excesivas producen bombeo de la subbase y posteriormente rotura de la losa de hormigón.

El mecanismo de transferencia de carga en la junta transversal entre losa y losa se lleva a efecto de las siguientes maneras:

- Junta con dispositivo de transferencia de carga (pasadores de varilla lisa de acero) con o sin malla de refuerzo por temperatura.

- Losa vaciada monolíticamente con refuerzo continuo (acero de refuerzo de varilla corrugada armada en ambas direcciones) no se establece virtualmente la junta transversal, tomándose en cuenta para el cálculo del acero estructural la remota aparición de grietas transversales.

- Junta transversal provocada por aserrado cuya transferencia de carga se lleva a efecto a través de

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